剩余無源互調(diào)測試方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種剩余無源互調(diào)測試方法，其包括：對測試用系統(tǒng)進(jìn)行自校準(zhǔn)，從而滿足預(yù)定測試要求；對測試場地內(nèi)的背景進(jìn)行掃描，從而排查并去除其他干擾；根據(jù)待測衛(wèi)星所在位置的最大輻射功率密度，對測試用系統(tǒng)的輻射功率密度進(jìn)行校準(zhǔn)，從而使測試用系統(tǒng)的輻射功率密度達(dá)到最大輻射功率密度的水平；相對于測試場地內(nèi)的不同位置，采樣獲得待測衛(wèi)星在不同位置的最大輻射功率密度，并對應(yīng)地獲得測試用系統(tǒng)的不同輻射功率密度，從而獲得相對穩(wěn)定的輻射功率密度讀數(shù)。因此，采用本發(fā)明，建立了合適的無線測試系統(tǒng)并對其進(jìn)行校準(zhǔn)，保證衛(wèi)星測試環(huán)境的無源互調(diào)指標(biāo)達(dá)到衛(wèi)星無源互調(diào)測試的要求，從而確保測試結(jié)果的真實性并減小了測試誤差的影響。
【專利說明】
剩余無源互調(diào)測試方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于衛(wèi)星測試領(lǐng)域，涉及衛(wèi)星測試環(huán)境剩余無源互調(diào)測試方案，更具體地，涉及一種剩余無源互調(diào)測試方法，適用于對衛(wèi)星測試環(huán)境的剩余無源互調(diào)的評估測試。
【背景技術(shù)】
[0002]無源互調(diào)(Passive Inter Modulat1n，以下簡稱PIM)測試由于測試量級小和其不確定性，其測量非常困難。2007年第9期《電信技術(shù)》中的“無源互調(diào)測量及解決方案”提到:對于普通的微波無源二端口器件，可以在兩個大功率信號的同時作用下產(chǎn)生互調(diào)產(chǎn)物，通常的測量方法可以通過正向和反射互調(diào)產(chǎn)物的測量方法進(jìn)行測試。
[0003]華為公司的CN1870473號專利“移動通信基站系統(tǒng)無源互調(diào)性能測試方法”公開了一種移動通信基站系統(tǒng)無源互調(diào)性能測試方法，通過控制發(fā)射機按預(yù)設(shè)模式發(fā)射測試信號，同時控制接收機在測試頻段內(nèi)掃描接收，并對接收信號進(jìn)行頻譜分析來評價基站系統(tǒng)整體的無源互調(diào)性能，通過已知載波頻率范圍、互調(diào)階數(shù)及接收頻率范圍等參數(shù)來精確計算所接收的測試頻段，并采用掃描發(fā)射和接收連續(xù)波的方式提高測試信號接收質(zhì)量。
[0004]然而，上述的兩種測試方法存在以下局限性。
[0005]首先，這兩種P頂測試方法均針對單個器件或者系統(tǒng)來進(jìn)行無源互調(diào)測試，且主要通過有線電纜進(jìn)行測試，而均未提及對于無線測試環(huán)境下，如何對場地進(jìn)行評估。
[0006]其次，對于測試場地，尤其是衛(wèi)星測試環(huán)境的P頂測量，其剩余無源互調(diào)量級的評估尚無成熟的方法。無源互調(diào)產(chǎn)生的機理非常復(fù)雜，無源互調(diào)測試可能會受多種因素的影響，除了被測件本身產(chǎn)生的PM，還有可能是場地暴露于天線輻射區(qū)域產(chǎn)生的PM。
[0007]在進(jìn)行無源互調(diào)測試時，測試場地的剩余無源互調(diào)是否滿足無源互調(diào)測試的要求是該測試是否能夠進(jìn)行的前提條件。測試場地必需滿足非常嚴(yán)格的剩余無源互調(diào)指標(biāo)。
[0008]因此，急需一種衛(wèi)星測試環(huán)境剩余無源互調(diào)測試方案，可推廣應(yīng)用于其他各種測試環(huán)境的剩余無源互調(diào)評估測試。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，進(jìn)而克服現(xiàn)有測試方案存在的局限性，本發(fā)明提出了一種剩余無源互調(diào)測試方案，能夠在暗室內(nèi)或其他場地內(nèi)進(jìn)行衛(wèi)星無源互調(diào)測試時，對測試場地的剩余無源互調(diào)進(jìn)行評估測試，以滿足衛(wèi)星自身無源互調(diào)測試時對環(huán)境PM指標(biāo)要求。
[0010]本發(fā)明提供了一種剩余無源互調(diào)測試方法，用于在衛(wèi)星測試環(huán)境下，對測試場地的剩余無源互調(diào)穩(wěn)定度進(jìn)行評估測試。該方法包括以下步驟:步驟一，對測試用系統(tǒng)進(jìn)行自校準(zhǔn)，從而滿足預(yù)定測試要求；步驟二，對測試場地內(nèi)的背景進(jìn)行掃描，從而排查并去除在測試場地內(nèi)除預(yù)定測試外的其他干擾；步驟三，根據(jù)待測衛(wèi)星所在位置的最大輻射功率密度，對測試用系統(tǒng)的輻射功率密度進(jìn)行校準(zhǔn)，從而使測試用系統(tǒng)的輻射功率密度達(dá)到最大輻射功率密度的水平；以及步驟四，相對于測試場地內(nèi)的不同位置，采樣獲得待測衛(wèi)星在不同位置的最大輻射功率密度，并對應(yīng)地獲得測試用系統(tǒng)的不同輻射功率密度，從而獲得相對穩(wěn)定的輻射功率密度讀數(shù)。
[0011]在步驟一中執(zhí)行:搭建測試用系統(tǒng)；校準(zhǔn)測試用系統(tǒng)，以使其滿足預(yù)定測試要求；以及在測試用系統(tǒng)前加入無源互調(diào)源并確認(rèn)測試用系統(tǒng)的連通性。
[0012]具體地，在步驟一中，校準(zhǔn)測試用系統(tǒng)的步驟包括:標(biāo)校在測試用系統(tǒng)內(nèi)的各段電纜的拆入損耗和天線在測試頻段的增益；以及通過功率計來校準(zhǔn)測試系統(tǒng)內(nèi)的放大器的輸入電平，從而確保功率計的讀數(shù)滿足需輻射的功率密度，其中，預(yù)定測試要求至少包括:測試功率要求、測試頻率要求、測試動態(tài)范圍要求、和測試精度要求。
[0013]另外，計入無源互調(diào)源并確認(rèn)連通性的步驟包括:在測試用系統(tǒng)內(nèi)的天線前加入無源互調(diào)源；按照待測試的功率和頻率來發(fā)射兩個載波；在預(yù)定的待計算無源互調(diào)的頻點處進(jìn)行測量；當(dāng)接收到無源互調(diào)的產(chǎn)物時，測試用系統(tǒng)的連通性正常；以及當(dāng)未接收到無源互調(diào)的產(chǎn)物時，對測試用系統(tǒng)再次檢查和確認(rèn)。
[0014]在步驟二中執(zhí)行:通過架設(shè)測試天線，檢查在測試場地的周邊是否存在其他無關(guān)設(shè)備處于開機狀態(tài)；以及采用垂直極化和水平極化結(jié)合的極化方式，測量在測試場地內(nèi)的背景并重點記錄超出限值的信號頻率，從而排查與預(yù)定測試無關(guān)的外界干擾。
[0015]具體地，步驟三包括:根據(jù)待測衛(wèi)星在測試場地的具體擺放位置和狀態(tài)，設(shè)定天線離周邊吸波墻的距離；根據(jù)天線的場分布，估算天線的口徑場輻射至吸波墻的面積；以及確定天線到達(dá)測試場地的周邊的最大功率密度。
[0016]額外地，步驟三還包括:適應(yīng)性地調(diào)整和擺放天線，從而初步估算天線與測試場地的墻面之間的距離；相應(yīng)地校準(zhǔn)輻射至吸波墻的功率密度，從而使其與衛(wèi)星的實際輻射的功率密度至少相當(dāng)；以及當(dāng)尋找到輻射至吸波墻的功率密度不小于衛(wèi)星的實際輻射的功率密度的測試點時，確認(rèn)測試用系統(tǒng)的輻射功率密度標(biāo)定完成。
[0017]在步驟四中執(zhí)行:基于測試用系統(tǒng)內(nèi)的測試天線的擺放位置環(huán)繞整個測試場地的不同角度，采樣獲得一系列的剩余無源互調(diào)值；以及記錄在每個角度的各個階數(shù)的剩余無源互調(diào)值，并觀察預(yù)定時間，從而獲取相對穩(wěn)定的功率讀數(shù)。
[0018]另外，根據(jù)本發(fā)明的剩余無源互調(diào)測試方法還包括:在預(yù)定時間內(nèi)，預(yù)定次數(shù)地對測試場地進(jìn)行標(biāo)定，從而得出相應(yīng)的功率數(shù)據(jù)；根據(jù)測試結(jié)果對測試場地進(jìn)行改進(jìn)和調(diào)整，從而確保滿足預(yù)定測試要求；同時記錄剩余無源互調(diào)的平均值和突發(fā)見峰值，作為記錄結(jié)果；根據(jù)背景掃描的結(jié)果，剔除野值；當(dāng)部分頻率產(chǎn)物不符預(yù)定技術(shù)要求時，關(guān)閉無源互調(diào)源來觀察頻率產(chǎn)物是否仍然存在；以及在排除異常問題后，記錄穩(wěn)定的無源互調(diào)結(jié)果作為最終結(jié)果。
[0019]因此，采用本發(fā)明的剩余無源互調(diào)測試方案，可以取得以下有益效果:
[0020](I)借鑒了有線的二端口器件的無源互調(diào)測試方法，同時考慮到衛(wèi)星的無源互調(diào)測試無線環(huán)境，建立了合適的無線測試系統(tǒng)，并且對測試系統(tǒng)進(jìn)行了校準(zhǔn)；
[0021](2)根據(jù)衛(wèi)星實際測試所需要的功率密度，進(jìn)行了無線功率密度標(biāo)定，這樣的標(biāo)定方法可以保證衛(wèi)星測試環(huán)境的無源互調(diào)指標(biāo)達(dá)到衛(wèi)星無源互調(diào)測試的要求；以及
[0022](3)根據(jù)無源互調(diào)測試的特點，結(jié)合衛(wèi)星擺放位置對環(huán)境進(jìn)行了多方位掃描，同時采用了多次穩(wěn)定度測量，并結(jié)合背景環(huán)境掃描的結(jié)果，確保了測試結(jié)果的真實性，減小了測試誤差的影響。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明【具體實施方式】的系統(tǒng)自校準(zhǔn)過程的示意框圖；
[0024]圖2是本發(fā)明【具體實施方式】的衛(wèi)星無源互調(diào)測試狀態(tài)的示意圖；以及
[0025]圖3是本發(fā)明【具體實施方式】的衛(wèi)星測試環(huán)境剩余無源互調(diào)測試工作的流程圖。
【具體實施方式】
[0026]應(yīng)了解，本發(fā)明的衛(wèi)星測試環(huán)境的剩余無源互調(diào)測試方法的主要測試步驟包括:測試系統(tǒng)自校準(zhǔn)、背景掃描、輻射功率密度校準(zhǔn)、評估測試、和穩(wěn)定度測量。
[0027]其中，測試系統(tǒng)自校準(zhǔn)包括:測試系統(tǒng)搭建完成后的，功率的標(biāo)定和系統(tǒng)連通性的檢查，同時，利用PIM源驗證測試系統(tǒng)在相應(yīng)P頂頻點功能正常。
[0028]輻射功率密度校準(zhǔn)包括:衛(wèi)星的輻射功率密度計算，需要結(jié)合衛(wèi)星的測試狀態(tài)得到衛(wèi)星所在位置的最大輻射功率密度，然后，根據(jù)得到的最大輻射功率密度，對測試系統(tǒng)的輻射功率密度進(jìn)行校準(zhǔn)，使測試天線的輻射功率密度達(dá)到衛(wèi)星最大輻射功率密度水平。
[0029]下面結(jié)合附圖及【具體實施方式】對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1是系統(tǒng)自校準(zhǔn)過程的示意框圖，圖2是衛(wèi)星無源互調(diào)測試狀態(tài)的示意圖，圖3是衛(wèi)星測試環(huán)境剩余無源互調(diào)測試工作的流程圖。
[0030]本發(fā)明的測試流程如圖3所示。接下來，將參考圖3，按測試系統(tǒng)自校準(zhǔn)、背景掃描、輻射功率密度校準(zhǔn)、評估測試、和穩(wěn)定度測量的流程順序?qū)Ρ景l(fā)明進(jìn)行詳細(xì)介紹。
[0031]測試系統(tǒng)自校準(zhǔn)
[0032]為了滿足場地剩余無源互調(diào)的要求，首先必需使得系統(tǒng)滿足測試條件中規(guī)定的頻率和功率、以及測試動態(tài)范圍和精度要求。應(yīng)該標(biāo)校各段電纜的拆入損耗及天線在測試頻段的增益，通過功率計校準(zhǔn)放大器輸入電平，保證功率計讀數(shù)能夠滿足需要輻射的功率密度 Pd (mff/cm2) ο
[0033]其次，如圖1所示，在系統(tǒng)搭建完成后，在天線前加入PIM源，同時按照準(zhǔn)備測試的頻率和功率發(fā)射兩個載波。然后，在計算得到PIM的頻點進(jìn)行測量。若能夠接收到PIM產(chǎn)物，則證明系統(tǒng)連通性正常，反之，則需要對PM測試系統(tǒng)進(jìn)行重新檢查。
[0034]背景掃描
[0035]首先，地面設(shè)備已加電、工裝全部到位的狀態(tài)下，架設(shè)測試天線，檢查場地周邊有無其他無關(guān)設(shè)備開機。
[0036]接下來，測量場地內(nèi)背景，極化方式為垂直極化和水平極化，重點記錄超出限值的信號頻率。該測試主要為排查場地?zé)o源互調(diào)測試的其他外界干擾。
[0037]輻射.功率密度校準(zhǔn)
[0038]首先，應(yīng)根據(jù)衛(wèi)星在測試場地的具體擺放位置和狀態(tài)。如圖2所示，假設(shè)其天線離周邊吸波墻的距離為山、(12、(13、(14。假設(shè)4幅天線入口處的輻射功率為ΡρΡ2、Ρ3、Ρ4，按照天線的場分布，根據(jù)以下公式分別估算天線口徑場輻射至吸波墻的面積:
[0039]Pd= P/S
[0040]其中，P為天線輻射功率，S為輻射值吸波墻的面積。因而，可以確定到達(dá)測試場地周邊的最大功率密度PdmaxOnWAm2)(假設(shè)天線功率全部無損失的輻射至該區(qū)域)。其中，Pdmax — maX (P dl，Pd2，Pd3，Pd4) 0
[0041]接下來，為了使場地評估時測試的輻射功率與衛(wèi)星實際測試時的輻射功率相當(dāng)，必須校準(zhǔn)輻射至吸波墻的功率密度與衛(wèi)星實際輻射的功率密度相當(dāng)。可以通過場強探測儀來估計測試天線到達(dá)吸波墻的功率。當(dāng)然，該測試天線與墻面的擺放距離也可以事先初步估算，通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和擺放，可以使得輻射功率密度Psys多Ρ“χ。當(dāng)尋找到該測試點時，認(rèn)為功率密度標(biāo)定完成。
_2] 評估測試
[0043]首先，為了盡可能全面的評估場地剩余無源互調(diào)的測試結(jié)果，需要得到一系列的采樣數(shù)據(jù)。假設(shè)場地的測試天線擺設(shè)位置為中心位置，可以掃描環(huán)繞整個場地0°?360°共 8 個角度(0°、45。、90。、135。、180。、225。、270。、315。)的剩余無源互調(diào)值。
[0044]然后，記錄每個角度的各個階數(shù)的P頂值，注意要觀察10分鐘左右，從而獲取比較穩(wěn)定的功率讀數(shù)。
[0045]穩(wěn)定度測東
[0046]由于無源互調(diào)測試的不穩(wěn)定性，整星P頂測試前應(yīng)在一段時間內(nèi)(一天)多次(5?10次)對測試場地進(jìn)行標(biāo)定，得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)后，根據(jù)測試結(jié)果對場地進(jìn)行改進(jìn)或調(diào)整，確保場地和測試時所有的工裝和地面測試設(shè)備均能滿足無源互調(diào)測試的要求。應(yīng)同時記錄無源互調(diào)的平均值及突發(fā)尖峰值作為記錄結(jié)果。
[0047]根據(jù)背景掃描的結(jié)果，剔除野值。如果仍有部分與技術(shù)結(jié)果不符的頻率產(chǎn)物，則關(guān)閉信號源后觀察頻率產(chǎn)物是否依然存在。排除以上異常問題后，記錄無源互調(diào)穩(wěn)定度測量的最終結(jié)果。
[0048]應(yīng)了解，本發(fā)明的衛(wèi)星測試環(huán)境剩余無源互調(diào)的測試方法目前已被成功的應(yīng)用到多個無線測量環(huán)境的評估測試中，并根據(jù)衛(wèi)星實際的無源互調(diào)指標(biāo)量級，標(biāo)定了場地的剩余無源互調(diào)值。
[0049]綜上所述，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，建立了合適的無線測試系統(tǒng)并對測試系統(tǒng)進(jìn)行了校準(zhǔn)，保證了衛(wèi)星測試環(huán)境的無源互調(diào)指標(biāo)達(dá)到衛(wèi)星無源互調(diào)測試的要求，從而確保了測試結(jié)果的真實性并減小了測試誤差的影響。
[0050]本發(fā)明中未說明部分屬于本領(lǐng)域的公知技術(shù)。
【主權(quán)項】
1.一種剩余無源互調(diào)測試方法，用于在衛(wèi)星測試環(huán)境下，對測試場地的剩余無源互調(diào)穩(wěn)定度進(jìn)行評估測試，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一，對測試用系統(tǒng)進(jìn)行自校準(zhǔn)，從而滿足預(yù)定測試要求； 步驟二，對所述測試場地內(nèi)的背景進(jìn)行掃描，從而排查并去除在所述測試場地內(nèi)除預(yù)定測試外的其他干擾； 步驟三，根據(jù)待測衛(wèi)星所在位置的最大輻射功率密度，對所述測試用系統(tǒng)的輻射功率密度進(jìn)行校準(zhǔn)，從而使所述測試用系統(tǒng)的輻射功率密度達(dá)到所述最大輻射功率密度的水平；以及 步驟四，相對于所述測試場地內(nèi)的不同位置，采樣獲得所述待測衛(wèi)星在不同位置的最大輻射功率密度，并對應(yīng)地獲得所述測試用系統(tǒng)的不同輻射功率密度，從而獲得相對穩(wěn)定的輻射功率密度讀數(shù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剩余無源互調(diào)測試方法，其特征在于，在所述步驟一中執(zhí)行: 搭建所述測試用系統(tǒng)； 校準(zhǔn)所述測試用系統(tǒng)，以使其滿足所述預(yù)定測試要求；以及 在所述測試用系統(tǒng)前加入無源互調(diào)源并確認(rèn)所述測試用系統(tǒng)的連通性。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的剩余無源互調(diào)測試方法，其特征在于，在所述步驟一中，所述校準(zhǔn)測試用系統(tǒng)的步驟包括: 標(biāo)校在所述測試用系統(tǒng)內(nèi)的各段電纜的拆入損耗和天線在測試頻段的增益；以及通過功率計來校準(zhǔn)所述測試系統(tǒng)內(nèi)的放大器的輸入電平，從而確保所述功率計的讀數(shù)滿足需輻射的功率密度， 其中，所述預(yù)定測試要求至少包括:測試功率要求、測試頻率要求、測試動態(tài)范圍要求、和測試精度要求。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的剩余無源互調(diào)測試方法，其特征在于，在所述步驟一中，所述計入無源互調(diào)源并確認(rèn)連通性的步驟包括: 在所述測試用系統(tǒng)內(nèi)的天線前加入所述無源互調(diào)源； 按照待測試的功率和頻率來發(fā)射兩個載波； 在預(yù)定的待計算無源互調(diào)的頻點處進(jìn)行測量； 當(dāng)接收到所述無源互調(diào)的產(chǎn)物時，所述測試用系統(tǒng)的連通性正常；以及 當(dāng)未接收到所述無源互調(diào)的產(chǎn)物時，對所述測試用系統(tǒng)再次檢查和確認(rèn)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剩余無源互調(diào)測試方法，其特征在于，在所述步驟二中執(zhí)行: 通過架設(shè)測試天線，檢查在所述測試場地的周邊是否存在其他無關(guān)設(shè)備處于開機狀態(tài)；以及 采用垂直極化和水平極化結(jié)合的極化方式，測量在所述測試場地內(nèi)的背景并重點記錄超出限值的信號頻率，從而排查與預(yù)定測試無關(guān)的外界干擾。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剩余無源互調(diào)測試方法，其特征在于，所述步驟三包括: 根據(jù)所述待測衛(wèi)星在所述測試場地的具體擺放位置和狀態(tài)，設(shè)定天線離周邊吸波墻的距離； 根據(jù)所述天線的場分布，估算所述天線的口徑場輻射至所述吸波墻的面積；以及 確定所述天線到達(dá)所述測試場地的周邊的最大功率密度。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的剩余無源互調(diào)測試方法，其特征在于，所述步驟三還包括: 適應(yīng)性地調(diào)整和擺放所述天線，從而初步估算所述天線與所述測試場地的墻面之間的距離； 相應(yīng)地校準(zhǔn)輻射至所述吸波墻的功率密度，從而使其與所述衛(wèi)星的實際輻射的功率密度至少相當(dāng)；以及 當(dāng)尋找到輻射至所述吸波墻的功率密度不小于所述衛(wèi)星的實際輻射的功率密度的測試點時，確認(rèn)所述測試用系統(tǒng)的輻射功率密度標(biāo)定完成。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剩余無源互調(diào)測試方法，其特征在于，在所述步驟四中執(zhí)行: 基于所述測試用系統(tǒng)內(nèi)的測試天線的擺放位置環(huán)繞整個測試場地的不同角度，采樣獲得一系列的剩余無源互調(diào)值；以及 記錄在每個角度的各個階數(shù)的所述剩余無源互調(diào)值，并觀察預(yù)定時間，從而獲取相對穩(wěn)定的功率讀數(shù)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剩余無源互調(diào)測試方法，其特征在于，還包括: 在預(yù)定時間內(nèi)，預(yù)定次數(shù)地對所述測試場地進(jìn)行標(biāo)定，從而得出相應(yīng)的功率數(shù)據(jù)； 根據(jù)測試結(jié)果對所述測試場地進(jìn)行改進(jìn)和調(diào)整，從而確保滿足所述預(yù)定測試要求；以及 同時記錄所述剩余無源互調(diào)的平均值和突發(fā)見峰值，作為記錄結(jié)果。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的剩余無源互調(diào)測試方法，其特征在于，還包括: 根據(jù)所述背景掃描的結(jié)果，剔除野值； 當(dāng)部分頻率產(chǎn)物不符預(yù)定技術(shù)要求時，關(guān)閉無源互調(diào)源來觀察所述頻率產(chǎn)物是否仍然存在；以及 在排除異常問題后，記錄穩(wěn)定的無源互調(diào)結(jié)果作為最終結(jié)果。
【文檔編號】H04B17/00GK105897348SQ201410775300
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年12月15日
【發(fā)明人】李殷喬, 雷繼兆, 孫治國, 陳明章, 蔡亞星, 張鴻鵬, 高新宇, 韓笑
【申請人】中國空間技術(shù)研究院