01技術(shù)挑戰(zhàn)
在全球低軌衛(wèi)星快速發(fā)展的背景下,我國(guó)已將以低軌衛(wèi)星星座為代表的商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)作為新質(zhì)生產(chǎn)力并配套多項(xiàng)支持政策,商業(yè)衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)與制造企業(yè)蓬勃發(fā)展,已開始建設(shè)低軌通信星座及其他遙感星座。
與傳統(tǒng)的高軌和中軌衛(wèi)星不同,低軌衛(wèi)星因?yàn)槠浣剀壍捞攸c(diǎn)存在“過(guò)頂”時(shí)間快、多普勒頻移大和信號(hào)時(shí)延大等測(cè)試難題。
衛(wèi)星較地面終端過(guò)頂過(guò)程如下圖所示::
隨著在軌實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星及后期正式衛(wèi)星數(shù)量的不斷增多,衛(wèi)星發(fā)射在軌后的測(cè)試、驗(yàn)收及健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)成為行業(yè)的重點(diǎn)測(cè)試發(fā)展方向。
根據(jù)低軌衛(wèi)星的軌道特性
和NTN通信特性在軌測(cè)試挑戰(zhàn)如下:
衛(wèi)星制造和測(cè)試周期短,發(fā)射密集,組網(wǎng)復(fù)雜,要求大量的在軌測(cè)試或驗(yàn)收工作,以便客觀的開展驗(yàn)收和產(chǎn)品評(píng)價(jià)工作。
衛(wèi)星過(guò)頂時(shí)間短、軌道變化快,信號(hào)多普勒效應(yīng)強(qiáng),要求測(cè)試和星歷結(jié)合并記錄信號(hào)IQ以便回溯。
信關(guān)站到終端連接組件復(fù)雜、頻率到Q/V,要求測(cè)試系統(tǒng)頻率覆蓋高、精度高、可靠性高且兼顧在軌和組件測(cè)試。
NTN組網(wǎng)和通信的復(fù)雜性,要求對(duì)EVM、時(shí)延、群時(shí)延開展精準(zhǔn)測(cè)試,要求地面站和終端非線性組件開展EMV、時(shí)延、群時(shí)延和NPR開展精準(zhǔn)測(cè)試。
結(jié)合衛(wèi)星全生命周期的可測(cè)試性,要求在軌測(cè)試儀表可開展通信載荷和組件測(cè)試。
02測(cè)試解決方案與儀表
為解決上述測(cè)試要求和需求,要求儀表組合具備如下特點(diǎn)已完成擬定測(cè)試:
具備和星歷同步的精準(zhǔn)授時(shí)與脈沖觸發(fā)功能,觸發(fā)精度要求在微秒級(jí)別;
具備頻率準(zhǔn)確度、延時(shí)、群延時(shí)、EVM、BER、NPR、頻率響應(yīng)、噪聲系數(shù)、雜散、增益?zhèn)鬟f等射頻和矢量測(cè)試能力;
具備自定義和5GNR、DVB等標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的產(chǎn)生和分析;
具備有觸發(fā)存儲(chǔ)能力IQ信號(hào)記錄能力;
儀表搭建與系統(tǒng)組成如圖:
方案儀表:
R&S FSW(67GHz),R&S SWM200A(54GHz),R&S IQW,配件
測(cè)試步驟
信號(hào)源和頻譜儀自校準(zhǔn)
測(cè)試地面站Q/V相關(guān)射頻組件損耗、時(shí)延等參數(shù);
連接信號(hào)源、GNSS接收機(jī)至地面站上行鏈路,連接頻譜儀和終端,連接頻譜儀和IQ記錄儀;
通過(guò)NTP服務(wù)器授時(shí),通過(guò)GNSS接收機(jī)和信號(hào)源開始基于絕對(duì)時(shí)間的秒脈沖觸發(fā)測(cè)試;
測(cè)試數(shù)據(jù)摘要
具備時(shí)間標(biāo)簽和對(duì)齊星歷時(shí)間的延時(shí)和群延時(shí)數(shù)據(jù)集,可用于測(cè)試全系統(tǒng)時(shí)延是否符合設(shè)計(jì)并進(jìn)行記錄用以優(yōu)化終端和星上時(shí)間補(bǔ)償。
具備時(shí)間標(biāo)簽和對(duì)齊星歷時(shí)間的EVM測(cè)試數(shù)據(jù)集,可用于測(cè)試在軌衛(wèi)星、地面站及終端的全鏈路EVM驗(yàn)證系統(tǒng)是否符合設(shè)計(jì)指標(biāo)。
具備時(shí)間標(biāo)簽和對(duì)齊星歷時(shí)間的IQ數(shù)據(jù),用于后期數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和深度分析并作為驗(yàn)證數(shù)據(jù)保存。
具備對(duì)終端和Q/V地面站組件的設(shè)備和矢量參數(shù)測(cè)試,用于驗(yàn)證組件和系統(tǒng)是否符合實(shí)際指標(biāo)及故障判斷。
具備其他通用射頻和矢量測(cè)試功能。
完成測(cè)試業(yè)務(wù)邏輯圖如下:
羅德與施瓦茨業(yè)務(wù)涵蓋測(cè)試測(cè)量、技術(shù)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)安全,致力于打造一個(gè)更加安全、互聯(lián)的世界。成立90 年來(lái),羅德與施瓦茨作為全球科技集團(tuán),通過(guò)發(fā)展尖端技術(shù),不斷突破技術(shù)界限。公司領(lǐng)先的產(chǎn)品和解決方案賦能眾多行業(yè)客戶,助其獲得數(shù)字技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)力。羅德與施瓦茨總部位于德國(guó)慕尼黑,作為一家私有企業(yè),公司在全球范圍內(nèi)獨(dú)立、長(zhǎng)期、可持續(xù)地開展業(yè)務(wù)。
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原文標(biāo)題:【行業(yè)方案】| 羅德與施瓦茨發(fā)布全新低軌衛(wèi)星在軌測(cè)試解決方案
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