[發明專利]一種衛星無線電測定業務通道零值的標定系統

有效

• 申請號: 201210171147.8
• 申請日: 2012-05-25
• 公開（公告）號: CN102694610A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 崔小準;米紅;鐘兆豐;顧亞楠;趙毅
• 申請（專利權）人: 北京空間飛行器總體設計部
• 主分類號: H04B17/00
• 分類號: H04B17/00;H04B7/185;H04B1/7073
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術領域

本發明涉及一種用于衛星無線電測定業務通道的零值標定的系統。

背景技術

衛星導航系統可發送高精度、全天時、全天候的導航、定位和授時信息，是當今國民經濟和國防建設不可或缺的重要空間基礎設施。為了建立獨立自主的中國衛星導航系統，避免受制于人的局面，我國正在加速進行衛星導航系統研制建設。從2000年開始，我國已經完成了第一代北斗導航定位系統建立，該系統采用RDSS(Radio?Determination?Satellite?Service衛星無線電測定業務)工作模式，并在眾多領域得到了應用。此外，授時系統中常常采用衛星透明轉發器進行監測站和授時中心站之間的時間傳遞和校準，衛星的通道設備時延是整個鏈路傳遞的一個組成部分，在授時系統投入使用中必須進行通道零值標定。通道的零值標定精度將直接影響RDSS業務用戶的測距精度和時間傳遞精度。

目前，對于頻率變換通道零值標定的系統，主要兩類：

(1)基于矢量網絡分析儀的零值標定系統。采用矢量混頻器校準技術，該技術為安捷倫公司(Agilent)發明，它采用校準混頻器對基于矢量網絡分析儀的測試系統進行校準。這種方法需要轉發器自身提供本振信號，而且需要與待測轉發器輸入/輸出對應頻率變換關系的高精密時延校準變頻器。

(2)基于載波調制的的零值標定系統。適應于轉發器無法給測試和時延標定系統提供本振信號的情況。當調制信號頻率遠小于載波頻率，即可以滿足窄帶假設時，包絡時延就可以近似表示群時延。調制法是通過由一個較低頻率正弦波基帶信號對射頻載波調幅(AM)、調頻(FM)或調相(PM)實現的。轉發器輸入射頻在一段頻率上進行掃頻，轉發器輸出信號被解調，將解調信號的相位和原來的基帶信號的相位比較，從而得到通道各頻率點的時延。該方法所得到的時延為傳輸通帶內各頻率點的絕對時延，不能準確反映RDSS通道傳輸特定RDSS業務擴頻信號的通道零值。

文獻《基于擴頻信號的群時延測量方法研究》(《現代電子技術》2010年第1期總地312期pp8～11，作者：沙海、朱祥維、張國柱、孫廣富)提出一個采用擴頻信號相關的群時延測試方法，但是該方法要求被測件的輸入輸出必須同頻，而無線電測定業務通道的輸入和輸出頻點不同，因此該方法不能用于無線電測定業務通道零值標定。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供了一種標定精度高、能準確反映傳輸特定擴頻碼率RDSS業務擴頻信號的通道零值標定系統。

本發明的技術解決方案是：一種衛星無線電測定業務通道零值的標定系統，包括擴頻信號源、微波信號源、變頻器、功率分配器、雙通道數字示波器、第一衰減器、第二衰減器、控制和處理計算機、以及矢量網絡分析儀，其中：

擴頻信號源：產生一個中頻載波調制的擴頻信號，擴頻信號調制方式和擴頻碼速率與衛星無線電測定業務通道傳輸信號的體制一致；

微波信號源和變頻器：將擴頻信號源產生的中頻載波調制擴頻信號進行頻率變換，變換后的信號中心頻率與衛星無線電測定業務通道輸入信號對應的中心頻率一致；

功率分配器：將變頻器的輸出信號功分成兩路，一路輸入到雙通道數字示波器的第一輸入通道，另一路送入第一衰減器；

第一衰減器：對傳來的信號進行衰減后送入衛星無線電測定業務通道的輸入端；

第二衰減器：對衛星無線電測定業務通道的輸出信號進行衰減后送入雙通道數字示波器的第二輸入通道；

雙通道數字示波器：對兩個輸入通道的信號進行同步采樣，同步采樣時單次采樣持續時間長度等于一個衛星無線電測定業務信號的偽隨機碼周期；

控制和處理計算機：包括通道數據正交化模塊、載波旋轉模塊、循環自相關處理模塊和零值計算模塊，

通道數據正交化模塊：對雙通道數字示波器輸出的兩路采樣數據，分別從相同位置截取相同數目的樣本點，并對樣本點分別進行希爾伯特變換形成兩個復數數據組；樣本點從截取位置開始利用正整數順序編號；

載波旋轉模塊：將通道數據正交化模塊得到的兩個復數數據組中的一個作為參考數組，另一個作為處理數組，通過載波旋轉器，以參考頻率與處理頻率的頻率差f_c為中心，步進量為f_t，在±Δf范圍內生成掃頻點對處理數組進行載波旋轉，其中步進量f_t取不大于500Hz的固定值，Δf取不大于5kHz的固定值；參考頻率為參考數組的中心頻率，處理頻率為處理數組的中心頻率；