專利名稱：中繼器設(shè)計(jì)和驗(yàn)證工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開主要涉及通信系統(tǒng)并且，更具體地，涉及設(shè)計(jì)和驗(yàn)證中繼器配置的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
在通信系統(tǒng)中，中繼器如衛(wèi)星可以接收地球站(ES)的信號并轉(zhuǎn)發(fā)該信號以便由另一個地球站接收。最初，信號從地球站以一定量的信號功率傳輸。在信號經(jīng)由上行鏈路 (U/L)從地球站到中繼器的初始傳輸過程中，并且由于中繼器處理該信號，再將其經(jīng)由下行鏈路(D/L)轉(zhuǎn)發(fā)至接收地球站，所以消耗了一部分信號功率。此外，可以通過中繼器包括的一個或多個放大器給信號添加功率。理想地，信號以足夠的功率被接收地面站接收，以便信號具有期望的信號質(zhì)量。另外，一般期望最小化中繼器耗費(fèi)的功率量，比如經(jīng)由下行鏈路傳輸之前，放大信號功率所耗費(fèi)的功率。同樣地，一般期望最小化中繼器處理信號過程中發(fā)生在信號功率中的損耗。在中繼器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)中，開發(fā)人員可整合多種不同的中繼器部件，這些部件包括而不限于濾波器、多路器、放大器和其他部件。由于中繼器處理信號，所以影響信號功率的增益和損耗，每種部件都具有與之相關(guān)聯(lián)的損耗和增益。另外，具有相同配置并由相同制造商制造的部件可能具有不同的性能特性，如不同的增益、損耗和噪聲值。在這方面，由于中繼器部件單個增益或損耗的累積效應(yīng)，具有同等部件同等配置的中繼器系統(tǒng)可能展現(xiàn)不同的性能特性。中繼器部件的累積效應(yīng)可以引起某些中繼器達(dá)不到建立的操作規(guī)范，并要求對該物理模型部件進(jìn)行代價(jià)高昂和耗時的替換，隨后還有中繼器的重新測試。該方案在反復(fù)處理中重復(fù)進(jìn)行，直至中繼器包括的部件允許中繼器在規(guī)范內(nèi)操作?？梢?，本領(lǐng)域存在的需要是用于設(shè)計(jì)和開發(fā)中繼器系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)和方法應(yīng)允許分析具有多種不同部件的中繼器性能，而無需測試該中繼器的物理模型。

發(fā)明內(nèi)容
本公開物討論并緩解了上述與中繼器系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)相關(guān)聯(lián)的需求，在其實(shí)施例中，提供了評估中繼器通路的方法，包括識別發(fā)射地球站與接收地球站的參數(shù)以及識別部件性能參數(shù)的步驟，部件性能參數(shù)包括中繼器通路中至少一個中繼器部件的增益、損耗和噪聲系數(shù)中的至少一個。該方法可進(jìn)一步包括根據(jù)發(fā)射與接收地球站參數(shù)以及至少一個中繼器部件的增益、損耗和噪聲系數(shù)中的至少一個的部件性能參數(shù)，預(yù)測中繼器通路的中繼器性能。該方法可額外地包括傳遞部件性能參數(shù)、發(fā)射和接收地球站的參數(shù)以及預(yù)測的中繼器性能，所述的部件性能參數(shù)包括中繼器部件的增益、損耗和噪聲系數(shù)中的至少一個。該方法可進(jìn)一步包括調(diào)節(jié)部件性能參數(shù)的增益、損耗和噪聲系數(shù)中的至少一個以將預(yù)測中繼器性能控制在期望的中繼器性能的預(yù)定范圍內(nèi)。在另一個實(shí)施例中，公開的是確定彎管式中繼器通路性能的方法，包括提供具有
4輸入端和輸出端的中繼器通路物理模型的步驟以及預(yù)測步驟，該預(yù)測步驟根據(jù)發(fā)射地球站、接收地球站的參數(shù)，以及多個中繼器部件中至少一個部件的增益、損耗和噪聲系數(shù)中的至少一個的部件性能參數(shù)，預(yù)測中繼器通路的中繼器性能。該方法可以包括計(jì)算在相應(yīng)的輸入端和輸出端并對應(yīng)于預(yù)測的中繼器性能的中繼器輸入功率水平和中繼器輸出功率水平?？梢栽谳斎攵耸┘雍铣傻臏y試RF信號。該測試RF信號可以具有基本等效于計(jì)算的中繼器輸入功率水平的幅值。該方法可以進(jìn)一步包括使用耦合至輸出端的下行鏈路功率計(jì)， 測量響應(yīng)于施加測試RF信號的中繼器功率輸出水平。該方法可以額外地包括基于測量的中繼器輸出功率水平與計(jì)算的中繼器輸出功率水平之間的差來確定實(shí)際中繼器性能。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，公開的是評估在軌航天器彎管式中繼器通路的方法。該方法可以包括識別發(fā)射與接收地球站的參數(shù)以及中繼器通路中包括的中繼器部件的部件性能參數(shù)的步驟。該方法可以進(jìn)一步包括接收在軌航天器的遙測數(shù)據(jù)，該遙測數(shù)據(jù)包括實(shí)際中繼器性能，并識別與實(shí)際中繼器性能關(guān)聯(lián)的實(shí)際上行鏈路等效各向同性輻射功率(EIRP) 以及實(shí)際上行鏈路的大氣損耗?？梢詫⒐烙?jì)上行鏈路EIRP和估計(jì)上行鏈路大氣損耗調(diào)節(jié)至基本等效于實(shí)際上行鏈路EIRP和實(shí)際上行鏈路大氣損耗。該方法可以包括根據(jù)中繼器部件性能參數(shù)、發(fā)射與接收地球站的性能參數(shù)、調(diào)節(jié)的估計(jì)上行鏈路EIRP和調(diào)節(jié)的估計(jì)上行鏈路大氣損耗，預(yù)測中繼器性能。該方法也可以包括計(jì)算預(yù)測中繼器性能和實(shí)際中繼器性能之間的差，然后調(diào)節(jié)中繼器部件的部件性能參數(shù)，直至預(yù)測中繼器性能和實(shí)際中繼器性能之間的差在預(yù)定范圍內(nèi)。同樣公開的是中繼器通路評估系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以包括系統(tǒng)管理器、性能計(jì)算器和圖形用戶界面。系統(tǒng)管理器適于捕獲一個或多個發(fā)射地球站和接收地球站的多個離散參數(shù)，以及一個或多個中繼器部件性能參數(shù)，該中繼器部件性能參數(shù)包括中繼器通路中一個或多個中繼器部件的增益、損耗和噪聲系數(shù)中的至少一個。性能計(jì)算器可與系統(tǒng)管理器通信，并被配置成根據(jù)發(fā)射和接收地球站的參數(shù)以及一個或多個中繼器部件的增益、損耗和噪聲系數(shù)中的至少一個，計(jì)算中繼器通路的預(yù)測中繼器性能。圖形用戶界面可以顯示一個或多個發(fā)射和接收地球站的實(shí)時預(yù)測離散性能參數(shù)以及一個或多個中繼器部件的增益、損耗和噪聲系數(shù)中的至少一個。該圖形用戶界面可以使發(fā)射和接收地球站的多個離散參數(shù)以及增益、損耗和噪聲系數(shù)中的至少一個的中繼器部件性能參數(shù)中的至少一個參數(shù)能夠重新配置，以便使預(yù)測中繼器性能能夠在期望中繼器性能的預(yù)定范圍內(nèi)。已討論的特征、功能和優(yōu)點(diǎn)可在本公開的多種實(shí)施例中獨(dú)立獲得，或可以合并在其他實(shí)施例中，可以參考下列描述和下面的附圖了解其進(jìn)一步詳情。


參考附圖，本公開的上述特征和其他特征將變得更加明顯，其中相似符號始終指代相似部分，并且其中圖1是中繼器航天器與上行鏈路和下行鏈路覆蓋區(qū)域的示意性說明；圖2是可以整合進(jìn)航天器的中繼器通路實(shí)施例的示意性說明；圖3是用于輸入中繼器通路部件參數(shù)的系統(tǒng)管理器實(shí)施例的圖示；圖4是用于評估中繼器通路的圖形用戶界面實(shí)施例的圖示；圖5是可以包括在評估中繼器通路的方法學(xué)中的一個或多個操作實(shí)施例的圖示；
圖6是可以包括在確定中繼器通路物理模型性能的方法學(xué)中的一個或多個操作實(shí)施例的圖示；圖7是可以包括在評估在軌中繼器性能的方法學(xué)中的一個或多個操作實(shí)施例的圖示；和圖8是中繼器通路評估系統(tǒng)實(shí)施例的方框圖，該中繼器通路評估系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)預(yù)測中繼器通路的中繼器性能的方法學(xué)的一個或多個操作。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)參考附圖，其中所示是為了說明本公開的優(yōu)選多種實(shí)施例，圖1中所示是航天器34沿上行鏈路路徑18和下行鏈路路徑22傳輸上行鏈路信號20和下行鏈路信號M，并定義在地球14的一部分上的下行鏈路覆蓋區(qū)域16的示意性說明。航天器34可以包括中繼器 36，該中繼器36定義中繼器通路38，中繼器通路38可以配置為彎管式中繼器36 (bent-pipe repeater)?？梢詫⒅欣^器通路38配置為接收來自一個或多個發(fā)射地球站沈的射頻(RF) 信號并將該RF信號重發(fā)射至一個或多個接收地球站30。可以使用此處公開的評估系統(tǒng)100(圖3)設(shè)計(jì)、開發(fā)和評估中繼器通路38。評估系統(tǒng)100可以包括系統(tǒng)管理器102，其類似于圖3中所示的系統(tǒng)管理器并且可以鏈接到類似于圖4中所示的圖形用戶界面200(⑶I)。有利地，評估系統(tǒng)100提供裝置(means)，其中可以調(diào)節(jié)構(gòu)成中繼器通路38(圖1)的中繼器部件46(圖幻的離散的值或性能參數(shù)，以評估對中繼器通路38(圖1)的所預(yù)測的中繼器性能208(圖4)的影響。此外，可以調(diào)節(jié)圖1 中示出的發(fā)射和接收地球站26、30的參數(shù)，以評估對中繼器通路38的所預(yù)測的中繼器性能 208(圖4)的影響。例如，所預(yù)測的中繼器性能208的指示器之一可以包括中繼器36(圖 1)的發(fā)射天線在朝向接收地球站30的下行鏈路中發(fā)射RF信號時發(fā)射的功率水平。中繼器發(fā)射天線發(fā)射的功率可以定義為有效各向同性輻射功率(EIRP)并可以代表由中繼器發(fā)射天線沿下行鏈路方向發(fā)射的信號的強(qiáng)度或幅值。在實(shí)施例中，此處公開的評估系統(tǒng)100(圖3)和方法可以有助于中繼器通路 38(圖1)性能的預(yù)測，用于與期望的中繼器通路性能進(jìn)行對比。如圖2中示出的，中繼器通路38可以由中繼器部件46組成，中繼器部件46各自具有離散的部件性能參數(shù)110(圖 3-4)?？梢宰R別或獲得中繼器部件46 (圖2、的部件性能參數(shù)110(例如增益116、損耗112、 噪聲系數(shù)118和噪聲溫度114(圖3))并可以將其輸入圖3的系統(tǒng)管理器102。在識別給定中繼器通路38配置的中繼器部件46的部件性能參數(shù)110并將其加載到系統(tǒng)管理器102 (圖 3)之后，可以預(yù)測中繼器36的性能并經(jīng)由圖形用戶界面200(圖4)傳送或顯示?？梢允褂脠D4中的圖形用戶界面200調(diào)節(jié)部件性能參數(shù)110，直至所預(yù)測的中繼器通路38的中繼器性能208(圖4)落入期望的中繼器通路性能的預(yù)定范圍內(nèi)。例如，中繼器通路38可以具有中繼器接收天線44(圖1)，用于接收由發(fā)射地球站天線觀(圖1)沿上行鏈路通路18(圖1)發(fā)射的上行鏈路信號20(圖1)。中繼器接收天線44可以具有中繼器接收天線參數(shù)120(圖幻，該中繼器接收天線參數(shù)120包括增益參數(shù)，該增益參數(shù)代表在中繼器接收天線44接收上行鏈路信號20時中繼器接收天線44向上行鏈路信號20提供的放大倍數(shù)。簡要參考圖4，圖形用戶界面200提供了一種裝置，用于調(diào)節(jié)中繼器部件46的增益116 (圖幻和/或其他部件性能參數(shù)110 (圖幻，以評估對中繼器通路38的所預(yù)測的下行鏈路有效各向同性輻射功率(EIRP)304(圖4)和/或所預(yù)測的增益-噪聲溫度比(“G/ T”) 290 (圖4)和其他通路性能參數(shù)的影響，如下面更詳細(xì)描述的。在天線的增益-噪聲溫度比(“G/T”)中，“G”代表天線的增益，而“T”代表天線的系統(tǒng)噪聲溫度。此外，評估系統(tǒng)100(圖幻和方法提供了如下一種裝置，其驗(yàn)證由中繼器部件構(gòu)成的中繼器通路38(圖1)的物理模型的操作特性，這些中繼器部件可以具有相同的部件性能參數(shù)110，這些部件性能參數(shù)110在使用評估系統(tǒng)100設(shè)計(jì)和開發(fā)中繼器通路38的過程中定義。此外，此處公開的評估系統(tǒng)100和方法可以提供如下一種裝置，其分析攜帶中繼器通路38的在軌衛(wèi)星的性能，該中繼器通路38使用評估系統(tǒng)100設(shè)計(jì)、開發(fā)和地面測試。應(yīng)注意，此處公開的評估系統(tǒng)100和方法不局限于衛(wèi)星中繼器通信系統(tǒng)10(圖1)的中繼器通路 38的設(shè)計(jì)、開發(fā)和評估(即，測試)，而是可以應(yīng)用于任何RF通信系統(tǒng)而無限制，包括任何海上的、陸地的、空中的或基于空間的通信系統(tǒng)或上述系統(tǒng)的任何組合。參考圖2，顯示的是中繼器通路38的非限制性實(shí)施例，評估系統(tǒng)100(圖幻可以為該中繼器通路38計(jì)算預(yù)測的中繼器性能。圖2中所示的中繼器通路38包括輸入端40，中繼器接收天線44(圖4)可以與其耦合。如圖2所示，輸入測試耦合器(TC) 48和輸出測試耦合器68可以位于中繼器通路38相應(yīng)的輸入端40和輸出端42，以有助于測試和驗(yàn)證中繼器通路38的物理模型。例如，如下文更詳細(xì)描述的，在將中繼器36 (圖1)投入使用前的地面測試過程中，可以將測試設(shè)備耦合到中繼器通路38的輸入端40和輸出端42，并在輸入端 40 (圖4)向中繼器通路38施加合成的測試RF信號沈0 (圖4)，從而在輸出端42 (圖4)測量信號強(qiáng)度。仍然參考圖2，中繼器通路38可以包括一個或多個中繼器部件46，用于處理中繼器接收天線44 (圖4)接收的上行鏈路信號20 (圖1)。例如，如圖2所示，測試耦合器48可以耦合到發(fā)阻濾波器“TRF”)，發(fā)阻濾波器討可以包括在中繼器通路38中，用于抑制由中繼器發(fā)射天線(未示出)發(fā)射的并且可能不期望地干擾中繼器36 (圖1)操作的信號。 TRF M可以通過波導(dǎo)50或其他合適的信號導(dǎo)管耦合到輸入測試耦合器48。中繼器通路38 也可以包括低噪聲放大器56( “LNA”)，用于放大中繼器接收天線44接收的信號。LNA 56 也可以通過波導(dǎo)50或其他合適的器件通信耦合至TRF 54。由于LNA 56的位置接近中繼器通路38的輸入端40，所以LNA 56優(yōu)選以對信號輸入最小噪聲的方式放大信號。如圖2所示，中繼器通路38可以進(jìn)一步包括下行鏈路轉(zhuǎn)換器58( “DC”)，用于在中繼器發(fā)射天線發(fā)射信號之前將信號頻率從上行鏈路頻率136 (例如，11000GHz,圖3_4)轉(zhuǎn)換成下行鏈路頻率138(例如，12000GHz,圖3_4)。中繼器通路38中可以包括輸入多路復(fù)用器60( “IMUX”)，以便將信號帶寬140(圖3-4)分隔成不同的信道，之后由一個或多個放大器(例如高功率放大器64( “ΗΡΑ”)(圖3-4))放大每個信道。圖2圖示說明額外的中繼器部件46，其包括但不局限于動態(tài)鏈路分配(“DLA”)裝置62，該裝置也可以包括在IMUX 60和行波管64( “TWT”)放大器之間。在實(shí)施例中，盡管可以考慮其他HPA配置，但是HPA(圖3-4)可以包括一個或多個TWT 46放大器。TWT 46放大器可以通信耦合到輸出多路復(fù)用器66( “0MUX”)，用于在傳遞到中繼器發(fā)射天線前，重新組合下行鏈路頻率138(圖3-4)的頻道。如前所指，中繼器通路38(圖幻在輸出端42處可以包括輸出測試耦合器68，用于在中繼器36(圖1)投入使用前測試中繼器通路38。應(yīng)注意，上述中繼器通路38的實(shí)施例是可以使用此處公開的評估系統(tǒng)100和方法設(shè)計(jì)、開發(fā)和評估的、相對廣泛的多種中繼器通路38配置中的一個示例。參考圖3，示出的是系統(tǒng)管理器102的實(shí)施例，其被配置為接收構(gòu)成中繼器通路38 的中繼器部件46的參數(shù)。系統(tǒng)管理器102可以被配置為有助于(例如由評估系統(tǒng)100(圖 3)的用戶)輸入部件性能參數(shù)110。識別部件性能參數(shù)110并將其載入系統(tǒng)管理器102可以有助于中繼器通路38性能的設(shè)計(jì)、評估和/或驗(yàn)證，如下所描述。此外，圖3中的系統(tǒng)管理器102可以有助于輸入發(fā)射地球站沈(圖1)和接收地球站30 (圖1)的參數(shù)2 (圖4)。 如前所指，可以被輸入或接收進(jìn)系統(tǒng)管理器102的中繼器部件46的部件性能參數(shù)110的非限制性示例可以包括中繼器通路38給定系統(tǒng)配置158中的一個或多個部件46的增益116、 損耗112、噪聲系數(shù)118和噪聲溫度114，并且可以同樣地包括發(fā)射地球站沈和接收地球站 30 的參數(shù) 228,230ο參考圖3，系統(tǒng)管理器102可以有助于輸入中繼器通路38中每級108處的每個部件46的各自損耗112。級108可以定義為中繼器部件46在中繼器通路38中的位置。圖3 圖示說明被標(biāo)識為“損耗2”的級108，其中列出了部件46，并且與給定的中繼器部件46相關(guān)聯(lián)。例如，在標(biāo)識為“損耗2”的級108處，中繼器部件46可以包括TRF M和多種連接器、開關(guān)以及可以與TRF M相關(guān)聯(lián)的其他多種元件。可以從例如制造商處獲得每個中繼器部件46的各自損耗112，并且可以由例如評估系統(tǒng)100的用戶將其輸入系統(tǒng)管理器102。例如，級108可以包括標(biāo)識為“損耗2”的級，并且其列表指示發(fā)阻濾波器M具有0. 15dB的損耗 112。盡管圖3中沒有列出，但是輸入系統(tǒng)管理器102的損耗112、增益116和噪聲系數(shù) 118可以用dB或任何其他合適的單位來表示。系統(tǒng)管理器102中也可以包括在級108處與給定中繼器部件46相關(guān)聯(lián)的總損耗112。例如，對于標(biāo)識為“損耗2”的級108，總損耗 112被指示為0. 56，以dB表示。此外，噪聲溫度114可以與每個中繼器部件46相關(guān)聯(lián)，并且也可以被識別和輸入到圖3所示的系統(tǒng)管理器102中。噪聲溫度114代表與給定損耗量相關(guān)聯(lián)的溫度。噪聲溫度114的升高通常與部件損耗升高有關(guān)。例如，圖3圖示說明與標(biāo)識為“損耗2”的級108的0. 56的損耗相關(guān)聯(lián)的四0. 00 (K)的噪聲溫度。噪聲溫度114從 290. OOK的升高可以導(dǎo)致?lián)p耗升高超過針對標(biāo)識為“損耗2”的級所指示的0. 56dB損耗。圖3圖示說明上面針對圖2中繼器通路38所描述的、標(biāo)識為LNA56( S卩，低噪聲放大器)的中繼器部件46。在圖3的系統(tǒng)管理器102中，可以為LNA 56和額外的中繼器部件 46輸入增益116和相關(guān)的噪聲系數(shù)118。例如，可以為LNA56將39. 50dB的增益和1. 50dB 的噪聲系數(shù)輸入到系統(tǒng)管理器102中。額外的硬件可以與LNA 56相關(guān)聯(lián)，并且其可以具有對中繼器通路38的級108處的總損耗產(chǎn)生貢獻(xiàn)的損耗。例如，標(biāo)識為“損耗3”的級108可以包括具有0. 50dB損耗的“同軸衰減器”(Coax Pad)和具有0. 40dB損耗的描述性命名的微波“T開關(guān)”。T開關(guān)可以具有大致“T”形狀并可以包括三個端口，該三個端口包括兩個輸入端口和一個輸出端口，并且能夠選擇兩個輸入信號中的一個通過輸出端口。如針對每個級108所指示的、與損耗關(guān)聯(lián)的噪聲溫度114那樣，可以將與LNA 56 相關(guān)聯(lián)的硬件損耗112輸入系統(tǒng)管理器102?？梢杂?jì)算每個級108的總損耗。例如，標(biāo)識為 “損耗3”的級108被指示具有7. 84dB的總損耗。以這種相同的方式，針對中繼器通路38的給定配置，可以為部件參數(shù)47識別所有的部件性能參數(shù)110，如損耗112、噪聲溫度114、增益116和噪聲系數(shù)118，并且將其接收進(jìn)系統(tǒng)管理器102。仍然參考圖3，中繼器接收天線44(圖4)的參數(shù)也可以輸入系統(tǒng)管理器102。例如，中繼器接收天線噪聲溫度122可以以開氏溫標(biāo)單位或任何其他合適的單位輸入系統(tǒng)管理器102。天線噪聲溫度122可以與來自地球14(圖1)和來自太空的噪聲相關(guān)聯(lián)，并且可以是中繼器接收天線44接收的上行鏈路信號20 (圖1)頻率的函數(shù)。此外，天線噪聲溫度 122可以影響中繼器接收天線44的增益。系統(tǒng)管理器102可以有助于輸入?yún)?shù)，例如噪聲溫度122、增益IM和與中繼器接收天線44相關(guān)聯(lián)的雜項(xiàng)損耗126。這種雜項(xiàng)損耗1 可以包括由于中繼器接收天線44的制造缺陷而引起的損耗。圖3進(jìn)一步圖示說明適于接收除了增益116、損耗112和噪聲114、118之外的額外中繼器參數(shù)的系統(tǒng)管理器102配置。例如，HPA放大器等級128的值可以輸入系統(tǒng)管理器102，并可以代表HPA64飽和前的最大功率水平。下行鏈路的中繼器發(fā)射天線增益130也可以如其他參數(shù)一樣輸入。系統(tǒng)管理器102可以包括發(fā)射和/或接收地球站沈、30(圖1) 的位置列表，這些位置可以使用位置選擇器132(圖4)來選擇。接收地球站30位置的選擇會影響所預(yù)測的中繼器性能208(圖4)，例如與接收地球站30位置相關(guān)聯(lián)的預(yù)測下行鏈路 EIRP 304，如參考圖4進(jìn)一步詳細(xì)描述的?？梢越邮者M(jìn)圖3中所示的系統(tǒng)管理器102的額外地球站參數(shù)包括上行鏈路信號頻率136、下行鏈路信號頻率138、信號帶寬140和信號數(shù)據(jù)率142。與發(fā)射地球站天線觀(圖 4)相關(guān)聯(lián)的參數(shù)(例如所估計(jì)的上行鏈路EIRP 146和范圍148或在軌航天器34 (圖4)與發(fā)射地球站沈(圖4)的距離)可以被輸入圖3的系統(tǒng)管理器102。此外，發(fā)射地球站沈的噪聲性能可以以發(fā)射地球站26的增益-噪聲溫度比(“G/T”)的形式輸入。也可以識別所估計(jì)的上行鏈路和下行鏈路大氣損耗154、156并將其接收進(jìn)系統(tǒng)管理器102。所估計(jì)的上行鏈路和下行鏈路大氣損耗154、156在圖3中示為具有空值(即， 0.00)，其可以代表由于純凈空氣和/或缺乏降水而沒有大氣損耗。然而，可以為估計(jì)的上行鏈路和下行鏈路大氣損耗154、156輸入非零值，以考慮上行鏈路和下行鏈路信號20、 M(圖1)在穿越地球大氣時的衰減。現(xiàn)參考圖4，示出的是評估系統(tǒng)100(圖3)的圖形用戶界面200。圖形用戶界面 200可以包括中繼器部件部分222，中繼器部件部分222可以含有與圖3系統(tǒng)管理器102中所示的相同的中繼器部件46。圖形用戶界面200可以包括圖例部分206 (legend section), 圖例部分206可以包括在圖形用戶界面200上顯示的數(shù)據(jù)類型之間進(jìn)行區(qū)分的裝置。例如，圖例部分206可以包括標(biāo)記，用于在載入圖形用戶界面200的參數(shù)數(shù)據(jù)和從系統(tǒng)管理器 102 (圖幻中提取的參數(shù)數(shù)據(jù)之間進(jìn)行區(qū)分，并且圖例部分206也可以包括計(jì)算的中繼器性能208數(shù)據(jù)。為了本公開的目的，圖4將標(biāo)記圖示說明為不同的交叉引線圖案，其對應(yīng)于出現(xiàn)在圖形用戶界面200中的不同類型值。然而，任何合適的機(jī)制(如顏色)均可以用于區(qū)分圖形用戶界面200中出現(xiàn)的不同類型數(shù)據(jù)。在這方面，圖例部分206可以識別輸入數(shù)據(jù)210、 計(jì)算數(shù)據(jù)212、計(jì)算RF水平214和過驅(qū)動/飽和216，上述數(shù)據(jù)中的每一個均對應(yīng)于不同的識別機(jī)制，例如標(biāo)記、顏色或其他識別機(jī)制。也可以包括退出按鈕220以退出評估系統(tǒng) 100(圖 3)。在圖4的圖示中，輸入數(shù)據(jù)210與輸入到圖3所示的系統(tǒng)管理器102中的參數(shù)相
9關(guān)，輸入數(shù)據(jù)210可以通過選擇標(biāo)識為“加載預(yù)算”的中繼器配置加載按鈕204載入圖形用戶界面200。計(jì)算數(shù)據(jù)212可以通過評估系統(tǒng)100 (圖3)計(jì)算，以便基于輸入圖3系統(tǒng)管理器102中的、部件以及發(fā)射和接收地球站沈、30的性能參數(shù)110來定義中繼器通路38的預(yù)測中繼器性能208。作為計(jì)算數(shù)據(jù)212的示例，圖4中所示的預(yù)測中繼器性能208數(shù)據(jù)可以包括中繼器通路38的每級108處的中繼器功率水平2 和/或噪聲水平226，如上面針對圖3所描述的和圖4中圖形用戶界面200的中繼器部件部分222中所示的。預(yù)測中繼器性能208也可以包括中繼器通路38的EIRP和G/T以及中繼器性能的其他值。圖4也圖示說明系統(tǒng)配置158(圖幻選擇器選項(xiàng)，其包括中繼器配置文件菜單 202，用于選擇中繼器配置104(圖幻以載入圖形用戶界面200。每個中繼器配置104文件可以在圖3系統(tǒng)管理器102中定義，并且代表之前載入系統(tǒng)管理器102并定義中繼器配置 104的一組部件性能參數(shù)110。如上所指，中繼器配置104文件代表中繼器通路38配置中的給定的中繼器部件46 (圖幻，并進(jìn)一步包括發(fā)射地球站沈參數(shù)和接收地球站30參數(shù)。 在選擇加載預(yù)算按鈕204之后，輸入圖3系統(tǒng)管理器102的中繼器部件46的參數(shù)以及發(fā)射和接收地球站26、30(圖4)的參數(shù)存入(populate)圖4的圖形用戶界面。例如，在圖形用戶界面200的中繼器部件部分222中，在圖形用戶界面中標(biāo)識為“地球/太空亮度T(ant) K”的166. 00的參數(shù)值對應(yīng)于圖3系統(tǒng)管理器102中接收的值。如圖4圖形用戶界面200中所見，識別為輸入數(shù)據(jù)210的每個參數(shù)均可以包括參數(shù)調(diào)節(jié)器221，以有助于相對于最初存入圖形用戶界面200的值通過升高或降低參數(shù)值來調(diào)節(jié)參數(shù)值。圖4將每個參數(shù)調(diào)節(jié)器221示為包括用于調(diào)節(jié)參數(shù)值的向上/向下箭頭。然而，可以使用任何合適的機(jī)制，包括下拉菜單、滾動條或任何其他裝置，以便調(diào)節(jié)參數(shù)。參考圖4中所示的EIRP部分四2，顯示的是由在圖例部分206中所示的交叉引線圖案在圖4中識別的中繼器36(圖1)的預(yù)測中繼器性能208參數(shù)。根據(jù)接收進(jìn)圖3系統(tǒng)管理器102的參數(shù)計(jì)算⑶I 200EIRP部分四2中所示的預(yù)測中繼器性能208參數(shù)。例如， 下行鏈路通路損耗294的參數(shù)、下行鏈路大氣損耗156的參數(shù)、信號帶寬140的參數(shù)和信號數(shù)據(jù)率142的參數(shù)都是從圖3系統(tǒng)管理器中定義的給定中繼器通路38中載入⑶I 200的參數(shù)。評估系統(tǒng)100(圖幻可以預(yù)測和/或計(jì)算預(yù)測中繼器性能208參數(shù)，例如中繼器通路38的預(yù)測下行鏈路EIRP 304，如圖形用戶界面200(圖4)EIRP部分四2中所示?？梢杂?jì)算的其他預(yù)測中繼器性能208參數(shù)包括轉(zhuǎn)換因子302，其指示轉(zhuǎn)換到中繼器通路38的 EIRP 304的HPA輸出功率64(圖3)和中繼器損耗112(圖3)的量。同樣，圖形用戶界面 200的EIRP部分292可以計(jì)算接收地球站處的載波噪聲比(“C/N”)四6，其代表接收到的載波或信號功率(以“C”代表)與接收到的噪聲功率(以“N”代表)的比率。此外，EIRP 部分292可以計(jì)算并列出額外的中繼器性能參數(shù)，包括載波噪聲密度比率(“C/N?！?98， 其中載波或信號功率以“C”代表，并且噪聲譜密度以“N?！贝?。EIRP部分292也可以列出能量噪聲密度比(“mVN?！?300，能量噪聲密度比300代表每信息位能量("Eb")與噪聲譜密度(“N?！?的比率，并且可以提供中繼器36(圖1)在軌性能的指示。圖4也說明圖形用戶界面200的G/T部分276，其代表地球站天線增益與系統(tǒng)噪聲溫度的比率。圖4的G/T部分276圖示說明10. 83dBK的G/T值，該值基于輸入系統(tǒng)管理器102的參數(shù)計(jì)算得出。G/T部分276也可以包括中繼器噪聲系數(shù)278的計(jì)算值、系統(tǒng)溫度觀0，282的計(jì)算值、中繼器溫度觀4，286的計(jì)算值和轉(zhuǎn)換因子觀8的計(jì)算值。中繼器噪聲系數(shù)278(即，“Rptr NF")代表中繼器的噪聲性能，并且中繼器溫度觀4( BP,"Trptr") 代表與中繼器噪聲系數(shù)278相同的但以dBK表示的參數(shù)。系統(tǒng)溫度觀0 (即，“Tsys”)是輸入中繼器36(圖1)的噪聲的度量值，并且系統(tǒng)溫度觀2(即，“Tsys”)是以dBK表示的同一參數(shù)。轉(zhuǎn)換因子288是代表天線損耗和構(gòu)成中繼器36總體G/T的其他損耗的比例的品質(zhì)系數(shù)。圖4進(jìn)一步圖示說明地面站部分232，其包括系統(tǒng)管理器102(圖幻接收的并且加載到圖4圖形用戶界面200的發(fā)射與接收地球站參數(shù)228、230。如圖4中所見，地面站部分 232可以包括估計(jì)上行鏈路EIRP146、范圍、上行鏈路信號頻率136、下行鏈路信號頻率138、 地球站G/T比150、估計(jì)上行鏈路大氣損耗巧4和地球站下行鏈路天線增益152。如地面站部分232中所見，這些值可以是用戶輸入到圖13的系統(tǒng)管理器102，并且可以包括在上行鏈路路徑損耗236、上行鏈路載波噪聲密度比(“C/N。”)238以及接收的下行鏈路功率240的性能參數(shù)的計(jì)算或預(yù)測中。地面站部分232可以有助于用戶選擇性升高或降低地球站參數(shù)144以評估對中繼器性能影響的能力。例如，圖4圖形用戶界面200中的地面站部分232可以包括一個或多個飽和度選擇234按鈕，其中估計(jì)上行鏈路EIRP 146的值(通常由發(fā)射地球站沈的操作人員估計(jì))可以由用戶操縱以作為評估中繼器36(圖1)響應(yīng)的裝置。例如，選擇飽和度選擇 234按鈕之一可以有助于將估計(jì)上行鏈路EIRP升高5dB，以確定該升高是否導(dǎo)致了中繼器通路38(S卩，航天器34(圖1))的飽和，中繼器通路38的飽和對中繼器36的物理模型具有潛在危害性。同樣地，選擇飽和度選擇234按鈕之一可以有助于將估計(jì)上行鏈路EIRP 146 降低10dB，以評估對中繼器性能的影響。圖4中也說明了測試設(shè)備設(shè)置部分250，其中中繼器通路38的物理模型在投入使用前可以經(jīng)地面測試和驗(yàn)證。如下列更詳細(xì)的描述，測試設(shè)備設(shè)置部分250可以包括一個或多個代表中繼器通路38的預(yù)測中繼器性能的計(jì)算參數(shù)。例如，圖4設(shè)備設(shè)置部分250中指示的值為-68. 76dBm的計(jì)算中繼器功率輸入258對應(yīng)于中繼器部件部分222中顯示的中繼器36輸入端40處的中繼器輸入功率水平。中繼器功率輸入258可以對應(yīng)于測試RF信號沈0，該測試RF信號260可以在地面測試期間由合成器251提供給中繼器36 (圖1)。測試RF信號260可以具有考慮了中繼器通路38的驗(yàn)證期間計(jì)算測試設(shè)備損耗的幅值。同樣地，計(jì)算中繼器功率輸出水平270在圖4中識別為測試設(shè)備設(shè)置部分250中的航天器輸出 245( "S/C輸出”)，并且示為具有48. 50dBm的值，該值對應(yīng)于中繼器通路在輸出端42的累積功率水平224(例如，圖4中的50. 79dBm)減去輸出端42的累積噪聲系數(shù)226(例如，圖 4 中的 2. 29dB)。圖4中所示的測試設(shè)備設(shè)置部分250可以有助于測試工程師驗(yàn)證中繼器通路38 的物理模型。在這方面，用戶(例如測試工程師)可以調(diào)節(jié)測試設(shè)備設(shè)置部分250中的值， 之后向中繼器通路38施加合成RF信號，以模擬中繼器通路被配置為經(jīng)由中繼器接收天線 44接收的信號。例如，在圖4中所示的測試設(shè)備設(shè)置部分250中，用戶可以調(diào)節(jié)測試設(shè)備和中繼器36(圖1)之間的連接中的損耗，如圖4中指示的電纜損耗254。在這方面，測試設(shè)備設(shè)置部分250可以允許用戶調(diào)節(jié)中繼器36的物理模型和上行鏈路功率計(jì)264之間的連接中的損耗以及調(diào)節(jié)至下行鏈路功率計(jì)272的耦合器損耗沈6。
用戶也可以調(diào)節(jié)合成器(可以是不鏈接到評估系統(tǒng)100的分離裝置)與測試設(shè)備之間的耦合254中的損耗，并且耦合254中的損耗可以在測試設(shè)備設(shè)置部分250中被識別為由(“STE損耗”)2 指示的特殊測試設(shè)備損耗，并代表特殊測試設(shè)備(“STE”)中的損耗。此外，用戶可以通過操縱圖4中所示的用于最大輸出252的參數(shù)調(diào)節(jié)器221調(diào)節(jié)合成器的最大輸出252。合成器的最大輸出252可以通過視覺(例如改變顏色)裝置警告用戶， 該視覺裝置對應(yīng)于窗口“過驅(qū)動/飽和” 218中圖例部分標(biāo)注的顏色或標(biāo)記。然而，可以通過任何其他合適的裝置警告用戶合成器的最大輸出252，包括指示合成器的功率251輸出達(dá)到最大值的聽覺(例如，蜂鳴聲等)裝置。也可以包括以對應(yīng)于計(jì)算的中繼器功率輸入 258(即，圖4中的-68. 76dBm)的功率水平產(chǎn)生測試RF信號260所需要的合成器功率251的指示器。仍然參考圖4的測試設(shè)備設(shè)置部分250，可以包括計(jì)算的上行鏈路電纜損耗(“UL Cal ”)沈8，其指示從上行鏈路功率計(jì)264至測試設(shè)備的連接中的計(jì)算的損耗。同樣地，用戶可以輸入下行鏈路功率計(jì)272和測試設(shè)備之間的連接中的下行鏈路損耗274。關(guān)于可以施加到中繼器通路38 (圖4)的測試RF信號沈0 (圖4)的功率水平，測試設(shè)備設(shè)置部分250(圖4)可以有助于用戶輸入過驅(qū)動限制沈2 (圖4)。過驅(qū)動限制262 可以包括警告用戶對中繼器36輸入了可能損傷中繼器部件46(圖幻的過量功率的裝置。 例如，當(dāng)接近用戶設(shè)定值時，過驅(qū)動限制262可以改變顏色或提供其他合適的裝置，通過這些裝置，可以通知用戶提供至中繼器36(圖1)的功率水平。在以上由用戶輸入圖3系統(tǒng)管理器102中并且載入圖4⑶I 200中的每一個參數(shù)中，可以通過操縱針對每個參數(shù)在圖4中所示并且以上描述的參數(shù)調(diào)節(jié)器221機(jī)構(gòu)來調(diào)節(jié)參數(shù)110、228、230的值。參數(shù)調(diào)節(jié)器221 機(jī)構(gòu)有助于調(diào)節(jié)參數(shù)并提供一種確定參數(shù)的變化對中繼器通路38的預(yù)測中繼器性能208 的影響的裝置。圖形用戶界面200可以包括飽和度部分242 (圖4)以提供一種測量或監(jiān)測提供至中繼器通路38的功率水平的裝置。例如，可以包括高功率放大器輸出功率(“ΗΡΑ輸出功率(瓦特))Μ4(圖4)以提供一種測量或監(jiān)測圖4圖形用戶界面200的中繼器部件46部分中所示的TWT 64高功率放大器的輸出功率的裝置。計(jì)算的HPA輸出功率對4(圖4)與計(jì)算的中繼器輸入功率水平對6(圖4)(即，-68. 76dBm)以及中繼器部件46部分中的可調(diào)HPA放大器等級128 (圖幻相關(guān)聯(lián)。飽和度部分242可以進(jìn)一步包括計(jì)算的相對飽和度 248(圖4)的值以指示相對于TWT 64飽和點(diǎn)的施加到中繼器通路38的輸入功率水平。如圖4示例中所見，圖4中顯示的計(jì)算相對飽和248具有0. 00的值，其指示 HPA(即TffT 64)是飽和的并要求減小(backoff)施加到中繼器36(圖1)的輸入功率。優(yōu)選地，計(jì)算相對飽和248指示近似-1. 0的值，該值指示輸入功率升高近似IdBm將導(dǎo)致HPA 飽和，并通常指示中繼器36正以接近最大效率運(yùn)行。然而，如下列更詳細(xì)描述的，可以使用圖形用戶界面200 (圖4)調(diào)節(jié)部件性能參數(shù)110 (圖幻，使得中繼器輸入功率水平產(chǎn)生不超過0. OdBff并不低于大約-5. OdBff的相對飽和度，并且更優(yōu)選，在大約0. OdBff和-2. OdBff之間的相對飽和度。參考圖5，現(xiàn)將描述評估系統(tǒng)100的操作。圖5圖示說明評估中繼器通路38 (圖 4)方法學(xué)的實(shí)施例。該方法學(xué)可以包括圖5中所示的一個或多個操作，其可以有助于中繼器通路38 (如彎管式中繼器通路38，類似于圖2-4中所示的)的設(shè)計(jì)和評估。在實(shí)施例中， 方法學(xué)的步驟500可以包括提供構(gòu)成中繼器通路38的中繼器部件46。如圖2-4中所示的，中繼器通路38可以包括輸入端40和輸出端42。中繼器部件46可以包括中繼器通路38輸入端40處的測試耦合器48和輸出端42處的測試耦合器68，以有助于中繼器通路38物理模型的評估。此外，中繼器通路38可以包括中繼器接收天線44(圖4)，中繼器接收天線44可以耦合到中繼器通路38的輸入端40，并可以接收發(fā)射地球站天線觀(圖4)發(fā)射的上行鏈路信號20(圖1)。中繼器通路38可以進(jìn)一步包括如下中繼器部件46 (圖幻，包括但不局限于低噪聲放大器56、頻率轉(zhuǎn)換器58、輸入多路復(fù)用器60和輸出多路復(fù)用器66、信道控制單元和高功率放大器(HPA)(如行波管64 (TffT)放大器)以及關(guān)聯(lián)的波導(dǎo)50、電纜52和連接器、開關(guān)與其他各種硬件。每一種中繼器部件46可以具有一組給定的操作特性，其可以由制造商出版或宣傳。例如，中繼器部件46可以由給定的損耗112和關(guān)聯(lián)的噪聲溫度 114(圖3)識別。同樣地，中繼器部件46例如放大器可以由給定的增益116和關(guān)聯(lián)的噪聲系數(shù)118(圖3)識別。盡管對于給定的部件配置，制造商會宣傳相同的規(guī)格和操作參數(shù)，例如增益116、 損耗112(圖幻和噪聲系數(shù)118，但是組裝和材料的不同會導(dǎo)致相同部件的性能不同。在這方面，此處公開的評估系統(tǒng)100提供一種評估中繼器部件46性能的不同及其對中繼器通路38總體性能的影響的裝置。此外，評估系統(tǒng)100提供如下一種裝置，其在中繼器36 (圖 1)的設(shè)計(jì)和開發(fā)過程中調(diào)節(jié)部件性能參數(shù)110，以調(diào)查中繼器通路配置對不同操作條件和噪聲環(huán)境的響應(yīng)。圖5方法學(xué)的步驟502可以包括識別和/或接收發(fā)射地球站沈(圖4)的參數(shù) 228(圖4)。例如，這類參數(shù)可以包括發(fā)射地球站天線28的估計(jì)上行鏈路EIRP 146，如圖形用戶界面200中地面站部分232所示的。發(fā)射地球站沈的額外參數(shù)2 可以包括范圍148 或發(fā)射地球站沈和在軌衛(wèi)星中繼器36之間的距離、上行鏈路信號頻率136與下行鏈路信號頻率138、地球站G/T比150、估計(jì)上行鏈路大氣損耗154以及地球站下行鏈路天線增益 152(可以包括其以用于預(yù)測和/或計(jì)算上行鏈路通路損耗236和接收到的下行鏈路功率 240)(圖4)。如上所指，地球站的參數(shù)可以由用戶輸入圖3中所示的系統(tǒng)管理器102中。圖5方法學(xué)的步驟504可以包括識別和/或接收中繼器通路38的中繼器部件46 的部件性能參數(shù)110(圖幻。例如，這類部件性能參數(shù)110可以包括部件46的增益116、損耗112、噪聲系數(shù)118和噪聲溫度114。圖3說明系統(tǒng)管理器102中部件的用戶輸入。如上所指，用于給定中繼器配置104的一組中繼器部件46可以由中繼器配置104文件名識別。 例如，圖3說明具有文件名“Ku帶印度”的系統(tǒng)配置158，該文件名指示輸入圖3系統(tǒng)管理器102的中繼器部件46的配置可以與提供覆蓋至少一部分印度大陸的通信衛(wèi)星相關(guān)聯(lián)。以這種方式，系統(tǒng)管理器102提供一種用于定義和儲存多種中繼器配置104文件的裝置，這些文件可以調(diào)用并載入圖4圖形用戶界面200并且之后被調(diào)節(jié)以確定參數(shù)值的改變對中繼器通路38預(yù)測中繼器性能208的影響。圖5的步驟506可以包括以針對發(fā)射地球站沈所描述的相似方式識別和/或接收接收地球站30(圖4)的參數(shù)。一旦獲得，可以由例如用戶將這類參數(shù)輸入圖3中所示的系統(tǒng)管理器102。接收地球站30參數(shù)的示例包括下行鏈路頻率138和下行鏈路天線增益 152，其可以由用戶輸入(如圖3系統(tǒng)管理器102所示的)，并在圖4的以地面站232命名的部分中示出。
圖5方法學(xué)的步驟508可以包括通過以下步驟預(yù)測和/或計(jì)算中繼器通路38 (圖 4)的預(yù)測中繼器性能208(圖4)首先選擇輸入系統(tǒng)管理器102(圖3)并可以保存以便隨后調(diào)用的中繼器配置104文件(圖幻。在圖4的圖形用戶界面200中，加載預(yù)算按鈕204 的選擇有助于用戶選擇一個保存的中繼器配置104文件。加載預(yù)算按鈕204可以包括用于選擇由圖3系統(tǒng)管理器102定義的中繼器配置104(圖幻的任何合適的裝置。例如，圖4可以包括下拉菜單，用于從加載預(yù)算按鈕204中選擇中繼器配置104文件。可以選擇圖4中的中繼器配置加載按鈕204，使輸入圖3的系統(tǒng)管理器102中的參數(shù)存入圖4的圖形用戶界步驟510可以包括在圖形用戶界面200上傳遞或顯示下列參數(shù)發(fā)射地球站參數(shù) 228與接收地球站參數(shù)MO (圖4)和/或中繼器通路38(圖4)的預(yù)測中繼器性能208參數(shù)，例如中繼器通路38的預(yù)測下行鏈路EIRP 304 (圖4)和/或預(yù)測G/T四0 (圖4)。在這方面，在將用戶定義的參數(shù)加載進(jìn)圖形用戶界面200之后，可以確定計(jì)算數(shù)據(jù)212和計(jì)算 RF水平214，并將其在圖形用戶界面200中顯示。如上所指，計(jì)算數(shù)據(jù)212和計(jì)算RF水平 214為所選中繼器配置104(圖幻提供中繼器通路38的預(yù)測中繼器性能208的指示。圖5的步驟512可以包括使用圖形用戶界面200(圖4)將中繼器通路38中的高功率放大器(例如，TWT 64)的功率輸出調(diào)節(jié)至低于最大額定功率，以防止高功率放大器的飽和。在這方面，可以操縱HPA放大器等級128(圖4)的參數(shù)調(diào)節(jié)器221(圖4)以升高或降低TWT64 (即，高功率放大器-ΗΡΑ)的最大功率輸出，這將改變HPA可能變?yōu)轱柡偷墓β仕健Ｍㄟ^升高施加到HPA的最大功率，可以改變中繼器通路38的預(yù)測中繼器性能208(圖 4)。例如，期望向接收地球站30提供50BW下行鏈路EIRP。盡管對部件性能參數(shù)110進(jìn)行調(diào)節(jié)，但是存入圖形用戶界面200(圖4)的部件性能參數(shù)110(圖幻可以將下行鏈路EIRP 限制到低于45dBW。然而，可以通過調(diào)節(jié)中繼器部件部分222(圖4)中的HPA放大器等級 128(圖幻升高HPA的最大功率輸出。在升高HPA放大器等級1 之后重新計(jì)算預(yù)測中繼器性能208參數(shù)會使下行鏈路EIRP升高至50dBW。圖5中步驟514進(jìn)一步包括使用圖形用戶界面200來調(diào)節(jié)至少一個部件性能參數(shù) 110(圖幻值。例如，可以操縱參數(shù)調(diào)節(jié)器221(圖4)來使一個或多個部件性能參數(shù)46的增益116、損耗112、噪聲系數(shù)118和/或噪聲溫度114(圖3)中的任何一個的升高，從而確定對中繼器性能的影響。在實(shí)施例中，可以操縱部件性能參數(shù)110，使得預(yù)測中繼器性能 208(圖4)落在期望的中繼器性能預(yù)定范圍內(nèi)。例如，圖3針對中繼器接收天線噪聲溫度 122示出部件參數(shù)值為166. 00K，其在圖形用戶界面200中識別為“地球/太空亮度T (ant) K”并輸入圖3的系統(tǒng)管理器102?？梢圆倏v接收器天線噪聲溫度122(圖4)的參數(shù)調(diào)節(jié)器 221，通過激活窗口一側(cè)的向上/向下箭頭或通過其他合適的參數(shù)調(diào)節(jié)器221裝置來升高或降低166. OOK的值。在調(diào)節(jié)參數(shù)之后，評估系統(tǒng)100(圖幻可以實(shí)時重新計(jì)算中繼器通路38的預(yù)測中繼器性能208(圖4)，預(yù)測中繼器性能208可以經(jīng)由圖形用戶界面200(圖4)觀察或者傳遞。例如，接收器天線噪聲溫度122(圖幻的改變可以導(dǎo)致預(yù)測下行鏈路EIRP 304(圖4) 的降低，這可以反映在圖形用戶界面200的EIRP部分四2 (圖4)。同樣地，可以響應(yīng)于接收器天線噪聲溫度122的調(diào)節(jié)，在G/T部分276中更新中繼器通路38的預(yù)測下行鏈路G/T 290。
在另一個實(shí)例中，可以使用HPA放大器等級1 (圖4)的參數(shù)調(diào)節(jié)器221調(diào)節(jié)TWT 64放大器的功率輸出水平?？梢酝ㄟ^操縱參數(shù)調(diào)節(jié)器221調(diào)節(jié)LNA 56的增益，以獲得期望的中繼器性能而同時保持TWT 64(BP,ΗΡΑ)低于最大額定功率。此外，可以操縱參數(shù)調(diào)節(jié)器 221以最大化中繼器36的預(yù)測下行鏈路EIRP 304(圖4)和/或預(yù)測G/T290 (圖4)的方式來最小化LNA 56的噪聲系數(shù)118。在這方面，評估系統(tǒng)100可以被配置為使得存入圖形用戶界面200的任何部件性能參數(shù)110和/或發(fā)射與接收地球站參數(shù)228、230的任何調(diào)節(jié)均可以導(dǎo)致預(yù)測中繼器性能208(例如，下行鏈路EIRP 304、G/T 290)的改變。可以管理和調(diào)節(jié)這些參數(shù)，直至預(yù)測下行鏈路EIRP 304和/或預(yù)測下行鏈路G/T290落在期望的EIRP和期望的G/T的相應(yīng)預(yù)定范圍內(nèi)。每一次在圖形用戶界面200上顯示和/或重新計(jì)算參數(shù)， 都將該參數(shù)保存為文件以便調(diào)用或稍后使用。參考圖6，示出的是方法學(xué)的實(shí)施例，該方法學(xué)包括一個或多個操作，用于對中繼器通路(例如航天器34(圖1)的彎管式中繼器)的物理模型進(jìn)行地面測試。中繼器通路 38 (圖4)可以包括中繼器部件46 (圖3)，該中繼器部件46相似于使用圖3和4所示的評估系統(tǒng)在圖5的方法學(xué)中預(yù)測中繼器性能所針對的那些中繼器部件。圖6的方法學(xué)可以包括步驟600，其提供具有輸入端40和輸出端42的中繼器通路38(圖4)的物理模型。如圖 4中所示，中繼器通路38可以包括輸入端40和輸出端42處的測試耦合器，以有助于在地面測試過程中驗(yàn)證中繼器通路38的物理模型。圖6方法學(xué)的步驟602可以包括使用⑶I 200以上面在圖5中所示的方法學(xué)中所描述的相似方式預(yù)測和/或計(jì)算預(yù)測中繼器性能，例如預(yù)測下行鏈路EIRP和預(yù)測G/T。如上所指，預(yù)測中繼器性能基于圖4中所示的部件性能參數(shù)46和發(fā)射地球站沈及接收地球站30的參數(shù)。圖6方法學(xué)的步驟604可以包括分別在中繼器通路38 (圖4)的輸入端40和輸出端42處預(yù)測和/或計(jì)算中繼器輸入功率水平246 (圖4)和中繼器輸出功率水平245 (圖4)。 如上所指，圖4說明測試設(shè)備設(shè)置部分250，其中中繼器通路38的物理模型在投入使用前可以進(jìn)行地面測試和驗(yàn)證。如上所指，⑶I 200的測試設(shè)備設(shè)置部分250可以包括對應(yīng)于中繼器通路38的預(yù)測中繼器性能的計(jì)算參數(shù)，例如圖4設(shè)備設(shè)置部分250中指示為-68. 76dBm 的計(jì)算中繼器功率輸出258。在設(shè)備設(shè)置部分250中指示的-68. 76daii值對應(yīng)于中繼器 36 (圖1)輸入端40處的中繼器輸入功率水平M6，如⑶I 200(圖4)的中繼器部件部分 222所示的。圖6方法學(xué)可以包括調(diào)節(jié)⑶I 200測試設(shè)備設(shè)置部分250(圖4)中的變量以考慮測試設(shè)備與中繼器36物理模型連接中的損耗。例如，用戶(例如測試工程師)可以調(diào)節(jié)測試設(shè)備設(shè)置部分250以考慮上行鏈路功率計(jì)沈4(圖4)和中繼器通路38(圖4)物理模型之間連接中的損耗。同樣地，測試工程師可以針對中繼器通路38物理模型和下行鏈路功率計(jì)272(圖4)之間的耦合器損耗沈6 (圖4)調(diào)節(jié)⑶I 200。測試工程師也可以調(diào)節(jié)獨(dú)立提供的合成器和測試設(shè)備之間耦合254(圖4)中的損耗，如測試設(shè)備設(shè)置部分250中被指示器“STE損耗”所識別。此外，可以通過操縱圖4中所示的最大輸出252的參數(shù)調(diào)節(jié)器221 調(diào)節(jié)測試信號合成器的最大輸出252。圖6方法學(xué)的步驟606可以包括將合成的測試RF信號260 (圖4)施加于中繼器通路38 (圖4)的輸入端40。如上所指，測試RF信號260優(yōu)選具有基本等效于或代表計(jì)算中繼器輸入功率水平M6的幅值。在這方面，測試工程師可以將上行鏈路功率計(jì)耦合到中繼器通路38物理模型的輸入端40，以監(jiān)測測試RF信號沈0向輸入端40的施加。測試工程師可以調(diào)節(jié)測試RF信號沈0，以保持測試RF信號260的幅值基本等效于計(jì)算中繼器輸入功率水平M6。方法學(xué)的步驟608可以包括響應(yīng)于測試RF信號沈0向輸入端40施加，使用下行鏈路功率計(jì)272測量中繼器通路38輸出端42 (圖幻的中繼器功率輸出水平。如上所述， 與構(gòu)成中繼器通路38 (圖4)的各種部件110相關(guān)聯(lián)的增益116和損耗112(圖幻放大和衰減測試RF信號沈0。圖6方法學(xué)的步驟610包括基于輸出端42 (圖3)處的測量中繼器輸出功率水平 M5 (圖4)和計(jì)算中繼器輸出功率水平245之間的差來確定中繼器通路38 (圖4)物理模型的實(shí)際中繼器性能。測量或?qū)嶋H中繼器輸出功率水平245可以通過下行鏈路功率計(jì)測量并與計(jì)算中繼器輸出功率水平M5比較。計(jì)算中繼器輸出功率水平245可以在圖4測試設(shè)備設(shè)置部分250中識別為上述定義的航天器輸出(“S/C輸出”)，并指示為具有48.50daii的值，該值對應(yīng)于中繼器通路的累積功率水平224(例如，圖4中的50. 79dBm)減去中繼器通路的累積噪聲系數(shù)226 (例如，圖4中的2. 29dB)。如果輸出端42(圖3)處的測量中繼器輸出功率水平和計(jì)算中繼器輸出功率水平 245(圖4)之間的差落在預(yù)定容限或范圍之外，該方法可以可選地包括通過順序調(diào)節(jié)部件性能參數(shù)110(圖3)，直至測量中繼器輸出功率水平落于計(jì)算中繼器輸出功率水平M5的預(yù)定范圍內(nèi)，以此來識別導(dǎo)致偏離容限條件的中繼器部件46(圖3)。例如，測試工程師可以操縱GUI 200(圖4)的中繼器部件部分222中的每一個部件性能參數(shù)110的參數(shù)調(diào)節(jié)器 221 (圖4)，以調(diào)節(jié)部件性能參數(shù)46的增益116、損耗112、噪聲系數(shù)118和/或噪聲溫度 114(圖3)，從而分析對測量中繼器輸出功率水平的影響。參考圖7，在進(jìn)一步的實(shí)施例中，說明的是評估已投入使用的中繼器36(圖1)的性能的方法學(xué)的一個或多個操作。在非限制性實(shí)施例中，可以應(yīng)用該方法學(xué)對在軌中繼器航天器34(圖1)的彎管式中繼器通路38進(jìn)行監(jiān)測或故障探測。圖7的方法可以包括步驟700，其以上面在圖5方法學(xué)中所描述的相似方式識別以下參數(shù)和/或?qū)⑵漭d入圖4GUI 200 發(fā)射地球站沈的參數(shù)、接收地球站30的參數(shù)和構(gòu)成中繼器通路38的中繼器部件46 的參數(shù)。部件性能參數(shù)110(圖3)可以包括如圖4GUI 200中繼器部件部分222中所示的中繼器部件46的增益116、損耗112、噪聲系數(shù)118和/或噪聲溫度114。仍然參考圖7，該方法學(xué)可以包括步驟702，其從載有中繼器36 (圖1)的在軌航天器34(圖1)接收遙測數(shù)據(jù)25(圖4)。該遙測數(shù)據(jù)25可以包括中繼器通路38 (圖4)的實(shí)際中繼器性能數(shù)據(jù)。步驟704可以包括識別和/或接收發(fā)射地球站沈(圖4)的實(shí)際或當(dāng)前上行鏈路EIRP和實(shí)際上行鏈路大氣損耗。上行鏈路路徑18(圖1)中的實(shí)際或當(dāng)前測量的上行鏈路EIRP和當(dāng)前測量的大氣損耗可以從發(fā)射地球站沈的操作人員處大約在評估在軌中繼器36時獲得。步驟706可以包括使用⑶I 200(圖4)的參數(shù)調(diào)節(jié)器221調(diào)節(jié)估計(jì)上行鏈路EIRP 146和估計(jì)上行鏈路大氣損耗巧4 (圖4)，使得估計(jì)上行鏈路EIRP 146和估計(jì)上行鏈路大氣損耗154(圖4)基本等效于當(dāng)前或?qū)嶋H上行鏈路EIRP和實(shí)際上行鏈路大氣損耗，當(dāng)前或?qū)嶋H上行鏈路EIRP和實(shí)際上行鏈路大氣損耗由發(fā)射地球站沈(圖1)的操作人員大約在評估在軌中繼器36時提供。如圖4中所見，地面站部分232可以包括估計(jì)上行鏈路EIRP 146， 其可以由用戶調(diào)節(jié)，如估計(jì)上行鏈路大氣損耗巧4 一樣。步驟708可以包括基于調(diào)節(jié)的估計(jì)上行鏈路EIRP和估計(jì)上行鏈路大氣損耗來計(jì)算在軌中繼器通路的預(yù)測中繼器性能。例如，GUI 200(圖4)可以基于調(diào)節(jié)的估計(jì)上行鏈路EIRP和估計(jì)上行鏈路大氣損耗，在圖形用戶界面200的EIRP部分四2 (圖4)中顯示預(yù)測下行鏈路EIRP。同樣地，⑶I可以在圖4中所示的圖形用戶界面200的G/T部分中顯示中繼器通路的預(yù)測G/T 2900該方法學(xué)的步驟710可以包括計(jì)算預(yù)測中繼器性能和包括遙測數(shù)據(jù)25(圖4)的實(shí)際中繼器性能之間的差。例如，在中繼器通路38 (圖4)開發(fā)過程中估計(jì)的下行鏈路EIRP 146和在軌中繼器通路38的實(shí)際下行鏈路EIRP之間的差可以提供在用中繼器36(圖1)的性能的指示。參考圖8，公開的方法學(xué)的上述步驟或這些步驟的任何組合，可以全部或部分地以計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處理來實(shí)現(xiàn)，例如在中繼器通路評估系統(tǒng)800或其他合適的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)。中繼器通路評估系統(tǒng)800可以執(zhí)行可計(jì)算可讀的程序指令824?？梢詫⒖捎?jì)算可讀的程序指令擬4提供給或載入中繼器通路評估系統(tǒng)800，以便實(shí)現(xiàn)一個或多個上述操作或步驟。在非限制性實(shí)例中，中繼器通路評估系統(tǒng)800和/或可計(jì)算可讀程序指令擬4可以有助于中繼器通路38 (圖4)(例如通信系統(tǒng)10 (圖4)的彎管式中繼器通路)的評估。雖然在中繼器36航天器34 (圖1)的背景下針對在發(fā)射地球站沈與接收地球30 (圖1)之間接收和發(fā)射RF信號(圖1)進(jìn)行了描述，此處公開的評估系統(tǒng)102(圖3-4)可以實(shí)現(xiàn)為用于評估整合至任何通信系統(tǒng)中的中繼器36(圖1)，通信系統(tǒng)包括而不限于任何海上的、陸地的、空中的或基于太空的通信系統(tǒng)或其任何組合。圖8的方框圖說明有利實(shí)施例中的中繼器通路評估系統(tǒng)800，該有利實(shí)施例可以使用評估系統(tǒng)102 (圖3-4)預(yù)測具有一組給定中繼器部件46 (圖幻的中繼器36 (圖4)的中繼器性能，如上詳細(xì)描述的。在圖8所示的實(shí)施例中，中繼器通路評估系統(tǒng)800可以包括數(shù)據(jù)通信通路802 (例如，數(shù)據(jù)鏈)，從而通信耦合一個或多個部件以有助于這些部件之間數(shù)據(jù)的傳遞。通信通路802可以包括一個或多個數(shù)據(jù)總線或有助于中繼器通路評估系統(tǒng) 800的部件和裝置之間數(shù)據(jù)傳遞的任何其他合適的通信通路。在非限制性實(shí)施例中，中繼器通路評估系統(tǒng)800的部件可以包括下列裝置中的一個或多個處理器804、存儲裝置806、易失性儲存裝置808、通信裝置812、輸入/輸出裝置 810、顯示裝置814、系統(tǒng)管理器826、性能計(jì)算器828和圖形用戶界面830。系統(tǒng)管理器826 可以接收發(fā)射地球站沈(圖4)與接收地球站30(圖4)的參數(shù)和中繼器通路38(圖4)的中繼器部件46 (圖幻的部件性能參數(shù)110 (圖幻。性能計(jì)算器8 可以基于部件性能參數(shù) 110和發(fā)射地球站沈與接收地球站30(圖4)的參數(shù)計(jì)算中繼器通路的預(yù)測中繼器性能。系統(tǒng)管理器擬6可以適于捕獲一個或多個發(fā)射地球站沈和接收地球站30的多個離散參數(shù)以及部件性能參數(shù)110，該部件性能參數(shù)110包括中繼器通路中的一個或多個中繼器部件的增益、損耗、噪聲系數(shù)和噪聲溫度中的至少一個。在這方面，系統(tǒng)管理器擬6可以接收部件性能參數(shù)110(圖3-4)，該部件性能參數(shù)110可以由用戶使用輸入/輸出裝置 810輸入系統(tǒng)管理器826，如圖3中所示。輸入/輸出裝置810也可以有助于用戶通過外圍裝置(例如鍵盤、鼠標(biāo)、操縱桿、觸摸屏和任何其他合適的用于向系統(tǒng)管理器擬6輸入數(shù)據(jù)的裝置)來輸入發(fā)射地球站沈(圖4)和接收地球站30 (圖4)的參數(shù)以及中繼器部件46 (圖
3)的部件性能參數(shù)110。部件性能參數(shù)110(圖3-4)包括但不局限于可以輸入系統(tǒng)管理器擬6的增益116、損耗112、噪聲系數(shù)118和/或噪聲溫度114。此外，與各種硬件(例如導(dǎo)波器50、電纜52(圖幻連接器、開關(guān)以及與中繼器通路38(圖4)中每個中繼器部件46相關(guān)聯(lián)的其他各種硬件)相關(guān)聯(lián)的參數(shù)均可以輸入系統(tǒng)管理器826，并且可以通過系統(tǒng)管理器擬6計(jì)算中繼器通路38中每級108的總損耗(圖3)，如上面所描述并且在圖3中所示的。如上所指，發(fā)射地球站沈和接收地球站30(圖4)的參數(shù)可以輸入圖3中所示的系統(tǒng)管理器826。例如，上行鏈路信號頻率136、下行鏈路信號頻率138、信號帶寬140、信號數(shù)據(jù)率142、估計(jì)上行鏈路EIRP146和在軌中繼器航天器34的范圍148可以輸入系統(tǒng)管理器826。除了圖3中所示的和如上所述的上行鏈路大氣損耗巧4和下行鏈路大氣損耗156 以外，系統(tǒng)管理器擬6也可以接收表述為如上所述的G/T比的噪聲性能。對于使用此處公開的評估系統(tǒng)評估的基于地面的中繼器系統(tǒng)，輸入系統(tǒng)管理器826的范圍參數(shù)可以包括發(fā)射地球站沈至基于地面的中繼器站的距離。可以通過例如選擇識別為圖4 “加載預(yù)算”的中繼器配置加載按鈕204，將圖形用戶界面830加載有部件性能參數(shù)110 (圖3-4)和發(fā)射地球站沈與接收地球站30 (圖4)的參數(shù)。圖形用戶界面830可以包括系統(tǒng)配置158(圖4)選擇器選項(xiàng)，其包括用于從多個中繼器配置104文件(圖幻中進(jìn)行選擇的中繼器配置文件菜單202(圖4)。每個文件代表之前加載到系統(tǒng)管理器826的并且定義給定的中繼器配置104的一組部件性能參數(shù)110。圖形用戶界面830可以傳遞和/或顯示加載的部件性能參數(shù)110，部件性能參數(shù)110可以包括中繼器部件46的增益16、損耗12、噪聲系數(shù)118和/或噪聲溫度114(圖3_4)。上述地球站參數(shù)可以同樣地在上述圖形用戶界面830上顯示。性能計(jì)算器擬8可以在選擇中繼器配置104文件(圖幻之后，根據(jù)最初載入圖形用戶界面830的參數(shù)計(jì)算中繼器通路38的預(yù)測中繼器性能208(圖4)。在這方面，圖形用戶界面830可以顯示代表中繼器通路38的預(yù)測中繼器性能208 (圖4)的計(jì)算數(shù)據(jù)212 (圖
4)和計(jì)算RF水平214。例如，圖形用戶界面830可以在選擇中繼器配置104文件之后，根據(jù)最初載入圖形用戶界面830的參數(shù)，顯示中繼器通路38的預(yù)測下行鏈路EIRP 304(圖4) 和/或預(yù)測G/T 290 (圖4)。圖形用戶界面830可以使得能夠重配置發(fā)射與接收地球站的參數(shù)和/或中繼器部件46的增益116、損耗112、噪聲系數(shù)11、和噪聲溫度114中至少一個的中繼器部件性能參數(shù)110，以便使預(yù)測中繼器性能能夠在期望的中繼器性能的預(yù)定范圍內(nèi)。在這方面，圖形用戶界面830可以使得用戶能夠調(diào)節(jié)至少一個部件性能參數(shù)110 (圖3-4)和/或發(fā)射地球站沈與接收地球站30 (圖4)的參數(shù)，以便確定對中繼器性能的影響。圖形用戶界面830針對圖形用戶界面830中顯示的每一個部件性能參數(shù)110可以包括參數(shù)調(diào)節(jié)器221 (圖4)。參數(shù)調(diào)節(jié)器221可以有助于用戶以上面針對圖5中所示的方法學(xué)所描述的方式調(diào)節(jié)參數(shù)，直至預(yù)測中繼器性能落在期望的中繼器性能的預(yù)定范圍內(nèi)。例如，用戶可以調(diào)節(jié)一個或多個部件性能參數(shù)110的增益116和/或損耗112(圖3)，直至中繼器通路38(圖4)的預(yù)測下行鏈路EIRP 304和預(yù)測G/T290落在預(yù)定范圍內(nèi)，如上所描述的。
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圖形用戶界面830可以額外包括參數(shù)調(diào)節(jié)器221 (圖4)，用于調(diào)節(jié)中繼器部件46 的其他參數(shù)。例如，可以包括參數(shù)調(diào)節(jié)器221，用于調(diào)節(jié)HPA放大器等級128(圖4)，使得在使用參數(shù)調(diào)節(jié)器221之一最大化(S卩，升高)低噪聲放大器(LNA) 56(圖4)的增益的同時， 將行波管63( “TWT”)放大器(S卩，ΗΡΑ)的功率輸出保持在低于最大額定功率，從而避免 TWT64放大器的飽和，以獲得期望的中繼器性能。此外，可以操縱參數(shù)調(diào)節(jié)器221，以最大化中繼器36的預(yù)測下行鏈路EIRP 304 (圖4)和/或預(yù)測G/T 290 (圖4)的方式最小化LNA 56的噪聲系數(shù)。在另一個實(shí)例中，圖形用戶界面830可以包括如下參數(shù)調(diào)節(jié)器221，其用于調(diào)節(jié)與中繼器接收天線44(圖4)相關(guān)聯(lián)的噪聲溫度122、增益IM和雜項(xiàng)損耗126(圖3)， 直至預(yù)測中繼器性能落在期望性能的預(yù)定范圍內(nèi)。在實(shí)施例中，中繼器通路評估系統(tǒng)800可以包括一個或多個處理器204，用于執(zhí)行可計(jì)算可讀的程序指令824的指令，可計(jì)算可讀的程序指令擬4可以安裝在存儲裝置806 中。替代地，處理器804可以包括具有兩個或更多個集成處理器核的多處理器核。甚至進(jìn)一步，處理器804可以包括主處理器和集成在芯片上的一個或多個二級處理器。處理器804 也可以包括具有多個相似配置的處理器的多處理器系統(tǒng)。仍參考圖8，中繼器通路評估系統(tǒng)800可以進(jìn)一步包括一個或多個存儲裝置806， 存儲裝置806可以包括一個或多個易失性或非易失性儲存裝置808。然而，存儲裝置806可以包括用于存儲數(shù)據(jù)的任何硬件裝置。例如，存儲裝置806可以包括隨機(jī)訪問存取存儲器或接口和/或通信通路802中可能包括的集成存儲控制中心的緩存區(qū)。存儲裝置806可以被配置為永久地和/或暫時地儲存各種不同類型的數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)可讀代碼或程序指令824 或任何其他類型信息中的任何一種。可以以多種配置提供非易失性儲存裝置808，包括但不局限于閃存裝置、硬盤驅(qū)動器、光盤、硬盤、磁帶或任何其他合適的用于長期儲存的實(shí)施例。 此外，非易失性儲存裝置808可以包括可移除裝置，如可移除硬盤驅(qū)動器。中繼器通路評估系統(tǒng)800可以額外包括一個或多個輸入/輸出裝置810，以有助于數(shù)據(jù)在可能連接到中繼器通路評估系統(tǒng)800的部件之間傳遞。輸入/輸出裝置810可以直接地和/或間接地耦合到中繼器通路評估系統(tǒng)800。輸入/輸出裝置810可以有助于用戶通過外圍裝置(例如鍵盤、鼠標(biāo)、操縱桿、觸摸屏和任何其他合適的用于向中繼器通路評估系統(tǒng)800輸入數(shù)據(jù)的裝置)將數(shù)據(jù)或參數(shù)輸入系統(tǒng)管理器826。數(shù)據(jù)(例如部件性能參數(shù) 110)也可以自動或經(jīng)由來自另一個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(未示出)的另一個系統(tǒng)管理器(未示出) 的用戶命令輸入系統(tǒng)管理器826。輸入/輸出裝置810可以進(jìn)一步包括輸出裝置，用于傳遞代表中繼器通路評估系統(tǒng)800輸出的數(shù)據(jù)。例如，輸入/輸出裝置810可以包括顯示裝置814，例如計(jì)算機(jī)監(jiān)測器或計(jì)算機(jī)屏幕，用于顯示由中繼器通路評估系統(tǒng)800處理的數(shù)據(jù)結(jié)果。例如，圖形用戶界面830可以顯示使用輸入/輸出裝置載入系統(tǒng)管理器826的數(shù)據(jù)。 輸入/輸出裝置810可以可選地包括打印機(jī)或傳真機(jī)器，用于打印由中繼器通路評估系統(tǒng) 800處理的信息的硬拷貝。仍參考圖8，中繼器通路評估系統(tǒng)800可以包括一個或多個通信裝置812，以有助于中繼器通路評估系統(tǒng)800在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的通信和/或與其他基于處理器的系統(tǒng)的通信。中繼器通路評估系統(tǒng)800與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和/或其他基于處理器的系統(tǒng)的通信可以通過無線裝置和/或硬線連接進(jìn)行。例如，通信裝置812可以包括網(wǎng)絡(luò)接口控制器，以使中繼器通路評估系統(tǒng)800和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之間能夠進(jìn)行無線或電纜通信。通信裝置812也可以包括調(diào)制解調(diào)器和/或網(wǎng)絡(luò)適配器或用于發(fā)射和接收數(shù)據(jù)的多種替代裝置中的任何一個?？梢酝ㄟ^處理器804和/或系統(tǒng)管理器826、性能計(jì)算器擬8及圖形用戶界面830 中的一個或多個使用計(jì)算機(jī)可讀程序指令擬4來執(zhí)行上面針對圖5所述的用于評估中繼器通路38(圖4)的方法學(xué)的一個或多個操作。同樣地，可以通過處理器804和/或系統(tǒng)管理器826、性能計(jì)算器8 及圖形用戶界面830中一個或多個使用計(jì)算機(jī)可讀程序指令擬4來執(zhí)行上面針對圖6所述的用于在地面測試過程中確定中繼器36(圖4)物理模型的中繼器性能方法學(xué)的一個或多個操作。另外，可以通過處理器804和/或系統(tǒng)管理器826、性能計(jì)算器擬8及圖形用戶界面830中一個或多個使用計(jì)算機(jī)可讀程序指令擬4來執(zhí)行上面針對圖7所述的用于評估在軌中繼器航天器(圖1)的已投入使用的中繼器36(圖4)的性能的方法學(xué)的一個或多個操作。如圖8所示，計(jì)算機(jī)可讀程序指令擬4可以包括程序代碼，該程序代碼可以包括計(jì)算機(jī)可用的程序代碼和計(jì)算機(jī)可讀的程序代碼。計(jì)算機(jī)可讀程序指令擬4可以由處理器 804讀取和執(zhí)行。計(jì)算機(jī)可讀程序指令擬4可以使處理器804能夠執(zhí)行與以下相關(guān)聯(lián)的上述實(shí)施例的一個或多個操作評估中繼器通路(圖幻、在地面測試過程中確定中繼器通路物理模型的中繼器性能(圖6)或評估在用的中繼器性能(圖7)。仍參考圖8，計(jì)算機(jī)可讀程序指令擬4可以包括用于中繼器通路評估系統(tǒng)800的操作指令，并可以進(jìn)一步包括應(yīng)用和程序。計(jì)算機(jī)可讀程序指令擬4可以包括被包含在和 /或載入到一個或多個存儲裝置806和/或非易失性存儲裝置808，以便由處理器804和/ 或系統(tǒng)管理器826、性能計(jì)算器擬8及圖形用戶界面830中的一個或多個執(zhí)行。如上所指， 存儲裝置806和/或非易失性存儲裝置808中一個或多個可以經(jīng)過通信通路802通信耦合到一個或多個圖8中所示的剩余部件。計(jì)算機(jī)可讀程序指令擬4可以包括在有形的或無形的、暫時的或非暫時的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)818上，并可以加載或傳遞至中繼器通路評估系統(tǒng)800，以便由處理器804執(zhí)行。 計(jì)算機(jī)可讀程序指令擬4和計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)818包括計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品816。在實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)818可以包括計(jì)算機(jī)可讀儲存介質(zhì)820和/或計(jì)算機(jī)可讀信號介質(zhì)822。計(jì)算機(jī)可讀儲存介質(zhì)820可以包括多種不同的實(shí)施例，包括但不局限于，可以載入驅(qū)動器的光盤和磁盤、閃存裝置或其他存儲裝置或用于將數(shù)據(jù)傳遞至存儲裝置(例如硬盤驅(qū)動器)的硬件。計(jì)算機(jī)可讀儲存介質(zhì)820可以是非移除地安裝在中繼器路經(jīng)評估系統(tǒng) 800上。計(jì)算機(jī)可讀儲存介質(zhì)820可以包括任何合適的存儲介質(zhì)，并可以包括而不局限于， 半導(dǎo)體系統(tǒng)或傳播媒介。在這方面，計(jì)算機(jī)可讀儲存介質(zhì)820可以包括電子介質(zhì)、磁性介質(zhì)、光學(xué)介質(zhì)、電磁介質(zhì)和紅外線介質(zhì)。例如，計(jì)算機(jī)可讀儲存介質(zhì)820可以包括磁帶、計(jì)算機(jī)磁碟、隨機(jī)訪問存取存儲器和只讀存儲器。光盤實(shí)施例的非限制性實(shí)例可以包括高密度磁盤-只讀存儲器、高密度讀/寫磁盤和數(shù)字視頻磁盤。計(jì)算機(jī)可讀信號介質(zhì)822可以含有計(jì)算機(jī)可讀程序指令824，并可以體現(xiàn)為多種數(shù)據(jù)信號配置，包括但不局限于，電磁信號和光學(xué)信號。這類數(shù)據(jù)信號可以通過任何合適的通信鏈路傳輸，包括無線或硬線裝置。例如，硬線裝置可以包括光纖電纜、同軸電纜、信號線和任何其他合適的通過無線或物理裝置傳輸數(shù)據(jù)的裝置。仍參考圖8，計(jì)算機(jī)可讀信號介質(zhì)822可以有助于將計(jì)算機(jī)可讀程序指令8M下載到非易失性存儲或其他合適的存儲或存儲裝置中，以用在中繼器路經(jīng)評估系統(tǒng)800中。例如，計(jì)算機(jī)可讀儲存介質(zhì)820含有的計(jì)算機(jī)可讀程序指令擬4可以從另一個系統(tǒng)的服務(wù)器或客戶端計(jì)算機(jī)經(jīng)過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)下載到中繼器通路評估系統(tǒng)800中?？梢允褂媚軌驁?zhí)行計(jì)算機(jī)可讀程序指令824的任何硬件裝置或系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)中繼器通路評估系統(tǒng)800多種不同實(shí)施例的任何一個。例如，處理器804可以包括配置用于執(zhí)行一個或多個特定功能的硬件單元，其中用于執(zhí)行該功能的計(jì)算機(jī)可讀程序指令擬4可以預(yù)加載進(jìn)存儲裝置806。在實(shí)施例中，處理器804可以包括專用集成電路(ASIC)、可編程邏輯器件或被配置為執(zhí)行一個或多個特定功能或操作的任何其他硬件裝置。例如，可編程邏輯器件可以暫時地或永久地編程為執(zhí)行與如下方法學(xué)相關(guān)的一個或多個操作評估中繼器通路(圖5)、 在中繼器通路(圖6)物理模型的地面測試過程中確定中繼器性能或評估在用的中繼器 (圖7)性能?？删幊踢壿嬈骷梢园ǘ幌抻诳删幊踢壿嬯嚵?、可編程陣列邏輯、現(xiàn)場可編程邏輯陣列和現(xiàn)場可編程門陣列和任何其他合適的邏輯器件。在實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)可讀程序指令擬4可以由一個或多個處理器804和/或其他裝置操作，該其他裝置包括一個或多個與處理器804通信的硬件單元。計(jì)算機(jī)可讀程序指令擬4的某些部分可以是處理器 804，計(jì)算機(jī)可讀程序指令824的其他部分可以由硬件單元運(yùn)行。有利地，上述多種實(shí)施例提供了一種對于一組給定的中繼器部件46 (圖幻預(yù)測中繼器性能的能力，并且具有以下進(jìn)一步技術(shù)效果避免了需要構(gòu)造中繼器36物理模型并且測量操作特性以預(yù)測在用的中繼器36性能。在這方面，執(zhí)行一個或多個上述方法學(xué)操作的技術(shù)效果包括消除了下列需要設(shè)計(jì)由一組給定中繼器部件46構(gòu)成的中繼器36配置，構(gòu)造中繼器36配置的一個或多個物理模型，測量中繼器部件46當(dāng)組裝在中繼器通路38(圖4) 中時的操作特性以預(yù)測在用的中繼器性能，然后重新設(shè)計(jì)、重新組裝不同中繼器部件46，以反復(fù)的方式重新測試，直至達(dá)到具有期望的中繼器性能的中繼器配置。另外，上述多種有利的實(shí)施例提供了如下技術(shù)效果對于預(yù)測工作在多種不同的條件和噪聲環(huán)境下的多種中繼器配置的中繼器性能，提高了效率和精確度。本公開額外的修改和改進(jìn)對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是明顯的。因此，此處描述和說明的元件的特定組合意在僅代表本公開的某些實(shí)施例，并且在本公開的精神和范圍內(nèi)無意用作對替代實(shí)施例或裝置的限制。附加實(shí)施例附加實(shí)施例1. 一種控制中繼器通路的中繼器性能的方法，包括下列步驟識別發(fā)射地球站和接收地球站的參數(shù)；識別部件性能參數(shù)，所述部件性能參數(shù)包括所述中繼器通路中至少一個中繼器部件的增益、損耗和噪聲系數(shù)中的至少一個；根據(jù)所述發(fā)射地球站和所述接收地球站的參數(shù)以及至少一個中繼器部件的增益、 損耗與噪聲系數(shù)中的至少一個的部件性能參數(shù)來預(yù)測所述中繼器通路的中繼器性能；在圖形用戶界面即GUI上傳遞包括所述中繼器部件的增益、損耗和噪聲系數(shù)中的至少一個的部件性能參數(shù)、所述發(fā)射地球站和所述接收地球站的參數(shù)以及預(yù)測的中繼器性能；以及調(diào)節(jié)所述部件性能參數(shù)的增益、損耗和噪聲系數(shù)中的至少一個，以使預(yù)測的中繼器性能在期望的中繼器性能的預(yù)定范圍內(nèi)。
附加實(shí)施例2.根據(jù)附加實(shí)施例1所述的方法，其中識別部件性能參數(shù)的步驟進(jìn)一步包括識別與所述中繼器部件相關(guān)聯(lián)的噪聲溫度；調(diào)節(jié)所述部件性能參數(shù)的增益、損耗和噪聲系數(shù)中的至少一個的步驟進(jìn)一步包括調(diào)節(jié)噪聲溫度。附加實(shí)施例3.根據(jù)附加實(shí)施例1所述的方法，其中所述中繼器部件包括中繼器接收天線，所述方法進(jìn)一步包括下列步驟調(diào)節(jié)所述中繼器接收天線的天線增益，直至預(yù)測的中繼器性能落在期望性能參數(shù)的預(yù)定范圍內(nèi)。附加實(shí)施例4.根據(jù)附加實(shí)施例1所述的方法，其中調(diào)節(jié)所述部件性能參數(shù)的步驟包括調(diào)節(jié)所述部件性能參數(shù)，直至所述中繼器通路的預(yù)測下行鏈路等效各向同性輻射功率即EIRP和預(yù)測增益-噪聲溫度比即G/T中的至少一個落在期望的EIRP和期望的G/T 的各自預(yù)定范圍內(nèi)。附加實(shí)施例5.根據(jù)附加實(shí)施例4所述的方法，其中所述中繼器部件包括低噪聲放大器即LNA和具有最大額定功率的高功率放大器即HPA，所述方法進(jìn)一步包括下列步驟在保持所述HPA低于最大額定功率的同時，最大化所述LNA的增益以獲得期望的中繼器性能。附加實(shí)施例6.根據(jù)附加實(shí)施例5所述的方法，進(jìn)一步包括下列步驟以最大化所述中繼器的預(yù)測下行鏈路EIRP和預(yù)測G/T的方式最小化所述LNA的
噪聲系數(shù)。附加實(shí)施例7.根據(jù)附加實(shí)施例1所述的方法，其中所述中繼器部件包括具有最大額定功率的高功率放大器，預(yù)測的中繼器性能包括所述高功率放大器相對于中繼器輸入功率水平的飽和度，所述方法進(jìn)一步包括下列步驟調(diào)節(jié)所述部件性能參數(shù)，使得所述中繼器輸入功率水平產(chǎn)生0. OdBW和大約-2. OdBW之間的相對飽和度。附加實(shí)施例8.根據(jù)附加實(shí)施例1所述的方法，其中所述中繼器通路包括彎管式中繼器通路。附加實(shí)施例9.根據(jù)附加實(shí)施例1所述的方法，進(jìn)一步包括下列步驟構(gòu)建所述中繼器通路的物理模型，所述中繼器通路包括具有調(diào)整過的產(chǎn)生期望的中繼器性能的部件性能參數(shù)的中繼器部件。附加實(shí)施例10.根據(jù)附加實(shí)施例1所述的方法，進(jìn)一步包括下列步驟提供具有輸入端和輸出端的所述中繼器通路的物理模型；計(jì)算相應(yīng)輸入端和輸出端處的并且對應(yīng)于預(yù)測的中繼器性能的中繼器輸入功率水平和中繼器輸出功率水平；向輸入端施加合成的測試RF信號，所述測試RF信號具有基本等效于計(jì)算的中繼器輸入功率水平的幅值；使用耦合至輸出端的下行鏈路功率計(jì)測量響應(yīng)于施加所述測試RF信號的中繼器功率輸出水平；以及
基于測量的中繼器輸出功率水平和計(jì)算的中繼器輸出功率水平之間的差來確定所述物理模型的實(shí)際中繼器性能。附加實(shí)施例11. 一種控制彎管式中繼器通路性能的系統(tǒng)，包括具有輸入端和輸出端的中繼器通路的物理模型；其中所述中繼器通路被配置為具有作為以下參數(shù)函數(shù)的預(yù)測中繼器性能發(fā)射地球站、接收地球站的參數(shù)以及多個中繼器部件中至少一個的增益、損耗和噪聲系數(shù)中的至少一個的部件性能參數(shù)；其中所述中繼器通路進(jìn)一步被配置為具有相應(yīng)輸入端和輸出端處的并且對應(yīng)于預(yù)測的中繼器性能的計(jì)算的中繼器輸入功率水平和中繼器輸出功率水平；其中向所述輸入端施加合成的測試RF信號，所述測試RF信號具有基本等效于計(jì)算的中繼器輸入功率水平的幅值；下行鏈路功率計(jì)，其耦合至所述輸出端并且被配置為測量響應(yīng)于施加所述測試RF 信號的中繼器功率輸出水平；其中基于測量的中繼器輸出功率水平和計(jì)算的中繼器輸出功率水平之間的差來確定實(shí)際中繼器性能；以及其中調(diào)節(jié)至少一個中繼器部件的部件性能參數(shù)，直至測量的中繼器輸出功率水平在計(jì)算的中繼器輸出功率水平的預(yù)定范圍內(nèi)。附加實(shí)施例12.根據(jù)附加實(shí)施例11所述的方法，其中調(diào)節(jié)所述部件性能參數(shù)的步驟包括調(diào)節(jié)所述中繼器部件的噪聲溫度。
權(quán)利要求
1.一種控制在軌航天器彎管式中繼器通路的中繼器性能的方法，包括下列步驟 識別發(fā)射地球站和接收地球站的參數(shù)以及所述中繼器通路中包括的中繼器部件的部件性能參數(shù)；從在軌航天器接收遙測數(shù)據(jù)，所述遙測數(shù)據(jù)包括實(shí)際中繼器性能； 識別與實(shí)際中繼器性能相關(guān)聯(lián)的實(shí)際上行鏈路等效各向同性輻射功率即EIRP和實(shí)際上行鏈路大氣損耗；將估計(jì)的上行鏈路EIRP和估計(jì)的上行鏈路大氣損耗調(diào)節(jié)至基本等效于實(shí)際上行鏈路 EIRP和實(shí)際上行鏈路大氣損耗；根據(jù)所述中繼器部件和所述發(fā)射地球站與所述接收地球站的性能參數(shù)以及調(diào)整的估計(jì)上行鏈路EIRP和調(diào)整的估計(jì)上行鏈路大氣損耗來預(yù)測中繼器性能； 計(jì)算預(yù)測的中繼器性能和實(shí)際中繼器性能之間的差；以及調(diào)節(jié)所述中繼器部件的部件性能參數(shù)，直至預(yù)測的中繼器性能和實(shí)際中繼器性能之間的差在預(yù)定范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中識別所述部件性能參數(shù)的步驟包括 識別至少一個中繼器部件的增益、損耗和噪聲系數(shù)中的至少一個的部件性能參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中計(jì)算預(yù)測的中繼器性能的步驟包括根據(jù)所述中繼器部件的部件性能參數(shù)以及所述發(fā)射地球站與接收地球站的參數(shù)來計(jì)算所述中繼器通路的預(yù)測的下行鏈路等效各向同性輻射功率即EIRP和預(yù)測增 益-噪聲溫度比即G/T。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，進(jìn)一步包括下列步驟在圖形用戶界面即GUI上，傳遞所述部件性能參數(shù)、所述發(fā)射地球站與接收地球站的參數(shù)以及預(yù)測的下行鏈路EIRP與G/T。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，進(jìn)一步包括下列步驟調(diào)節(jié)所述部件性能參數(shù)，直至預(yù)測的下行鏈路EIRP與G/T中的至少一個落在期望的下行鏈路EIRP與G/T的預(yù)定范圍內(nèi)。
6.一種中繼器通路評估系統(tǒng)，包括系統(tǒng)管理器，其適于捕獲發(fā)射地球站和接收地球站中一個或多個以及一個或多個中繼器部件性能參數(shù)的多個離散參數(shù)，所述中繼器部件性能參數(shù)包括所述中繼器通路中的一個或多個中繼器部件的增益、損耗和噪聲系數(shù)中的至少一個；性能計(jì)算器，其與所述系統(tǒng)管理器通信并且被配置為根據(jù)所述發(fā)射地球站與所述接收地球站的參數(shù)以及所述一個或多個中繼器部件的增益、損耗和噪聲系數(shù)中的至少一個來計(jì)算所述中繼器通路的預(yù)測的中繼器性能；以及圖形用戶界面，其顯示所述發(fā)射地球站和所述接收地球站中一個或多個的實(shí)時預(yù)測離散性能參數(shù)以及所述一個或多個中繼器部件的增益、損耗和噪聲系數(shù)中的至少一個的實(shí)時預(yù)測離散性能參數(shù)；其中所述圖形用戶界面使得能夠重新配置所述發(fā)射地球站與所述接收地球站以及增益、損耗和噪聲系數(shù)中至少一個的中繼器部件性能參數(shù)的多個離散參數(shù)中的至少一個，以使預(yù)測的中繼器性能能夠在期望的中繼器性能的預(yù)定范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的中繼器通路評估系統(tǒng)，其中所述中繼器部件進(jìn)一步包括與所述中繼器部件的增益相關(guān)聯(lián)的并且由所述圖形用戶界面可重配置的噪聲溫度。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的中繼器通路評估系統(tǒng)，其中所述圖形用戶界面包括一個或多個參數(shù)調(diào)節(jié)器，用于調(diào)節(jié)所述部件性能參數(shù)，直至所述中繼器通路的預(yù)測下行鏈路等效各向同性輻射功率即EIRP和預(yù)測增益-噪聲溫度比即G/T中的至少一個在期望的EIRP和期望的G/T的預(yù)定范圍內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的中繼器通路評估系統(tǒng)，其中所述中繼器部件包括低噪聲放大器即LNA和具有最大額定功率的高功率放大器即HPA，所述方法進(jìn)一步包括下列步驟在保持所述HPA低于所述最大額定功率的同時，最大化所述LNA的增益，以獲得期望的中繼器性能。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的中繼器通路評估系統(tǒng)，進(jìn)一步包括下列步驟以最大化所述中繼器的預(yù)測下行鏈路EIRP和G/T的方式來最小化所述LNA的噪聲系
全文摘要
本發(fā)明涉及中繼器設(shè)計(jì)和驗(yàn)證工具?？梢酝ㄟ^識別發(fā)射地球站與接收地球站的參數(shù)以及中繼器通路中至少一個中繼器部件的增益、損耗和噪聲系數(shù)中的至少一個的部件性能參數(shù)，預(yù)測中繼器通路的性能。部件性能參數(shù)、發(fā)射與接收地球站參數(shù)及預(yù)測中繼器性能可以經(jīng)由圖形用戶界面?zhèn)鬟f和/或顯示。
文檔編號H04B7/185GK102571186SQ20111037872
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者S·阿爾蒙特 申請人:波音公司