《電子技術(shù)應(yīng)用》
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地面站Ka頻段G/T值測(cè)量方法研究
2022年電子技術(shù)應(yīng)用第8期
盛保印
西南電子技術(shù)研究所，四川 成都610036
摘要： 航天測(cè)控地面站的系統(tǒng)品質(zhì)因數(shù)(G/T值)測(cè)量一般采用對(duì)塔測(cè)量、對(duì)射電星測(cè)量及對(duì)同步衛(wèi)星測(cè)量等方法。目前國(guó)內(nèi)大部分用于接收低軌衛(wèi)星Ka頻段寬帶數(shù)據(jù)的12 m口徑地面站均無(wú)法采用常規(guī)方法進(jìn)行G/T值測(cè)量，同時(shí)傳統(tǒng)的計(jì)算公式在Ka頻段也無(wú)法滿足G/T值測(cè)量精度的要求。針對(duì)該問(wèn)題，提出了利用無(wú)人機(jī)在滿足遠(yuǎn)場(chǎng)和仰角條件下的測(cè)試方法，給出了待誤差修正的計(jì)算公式，對(duì)該方法下的大氣損耗、無(wú)人機(jī)定位精度、信標(biāo)功率修正及指向精度等影響因素進(jìn)行了分析和計(jì)算，在試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)，證明利用該方法測(cè)量Ka頻段的G/T值可行且精度滿足要求，解決了目前大部分地面站Ka頻段G/T值無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量的問(wèn)題。
關(guān)鍵詞： GT值 Ka頻段 大氣損耗
中圖分類號(hào)： V556.1
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.222680
中文引用格式： 盛保印. 地面站Ka頻段G/T值測(cè)量方法研究[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2022，48(8)：140-144.
英文引用格式： Sheng Baoyin. The research of Ka-band G/T measurement method for TT&C system[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(8)：140-144.
The research of Ka-band G/T measurement method for TT&C system
Sheng Baoyin
Southwest China Institute of Electronic Technology，Chengdu 610036，China
Abstract： The TT&C system usually use calibration tower，radio star or geostationary satellite for G/T measurement.Now our country build a group of TT&C systems for the data reception of low earth orbit Ka-band satellites.The size of these antennas ie 12 meter in diameter.Most of these TT&C systems can not use conventional methods for G/T measurement.At the same time,general formula can not meet the accuracy requitement for Ka-band G/T calculation.To solve the problem,this paper gave a formula and solution with drone for Ka-band G/T calculation.Under the method,this paper analyzed and calculated the effects of atmospheric attenution，positioning accuracy of drone，radio beacon′s signal amplitude variation and antenna′s pointing accuracy.The effectiveness of this method was verified in a proving ground.The method sovles the problem that most TT&C systems can not measure G/T at Ka-band.
Key words : G/T measurement；Ka-band；atmospheric attenution

0 引言

    航天測(cè)控地面站的品質(zhì)因數(shù)(Gain/noise Temperature，G/T)是地面站的一個(gè)重要系統(tǒng)指標(biāo)，G/T值越大則接收天線增益G越高，系統(tǒng)等效噪聲溫度T越低，表示系統(tǒng)的接收靈敏度越高[1]。G/T值的測(cè)量方法一般有對(duì)標(biāo)校塔法、對(duì)射電星法和對(duì)同步星驗(yàn)證法。近年來(lái)國(guó)內(nèi)新建了一批12 m口徑地面站用于低軌衛(wèi)星Ka頻段高速數(shù)據(jù)接收，工作頻率范圍為25 GHz～27.5 GHz，大部分站點(diǎn)均不具備G/T值測(cè)量條件。用對(duì)標(biāo)校塔法測(cè)量，在滿足遠(yuǎn)場(chǎng)條件且仰角大于3°的條件下，架標(biāo)的距離要大于26.4 km且高度大于1 381 m，大部分的站點(diǎn)均無(wú)法找到合適的架標(biāo)地點(diǎn)。利用射電星作為射頻噪聲源，采用Y因子法測(cè)量可用于系統(tǒng)G/T值的測(cè)量，但在北半球無(wú)法找到既可觀測(cè)到且在Ka頻段的流量又能滿足12 m口徑天線G/T值測(cè)量要求的射電星。采用同步衛(wèi)星法可對(duì)G/T值進(jìn)行驗(yàn)證，但Ka頻段低軌衛(wèi)星的頻率與高軌同步衛(wèi)星的頻率不一致，該方法同樣無(wú)法采用。因此用于低軌衛(wèi)星Ka頻段數(shù)據(jù)接收的地面站均存在G/T值無(wú)法進(jìn)行有效測(cè)量的問(wèn)題。

    目前國(guó)內(nèi)工業(yè)用無(wú)人機(jī)在懸停精度、載荷重量及飛行時(shí)間等方面均有較大的提升，因此可考慮利用無(wú)人機(jī)搭載信標(biāo)源和寬波束標(biāo)準(zhǔn)增益天線懸停至滿足遠(yuǎn)場(chǎng)條件的空域進(jìn)行Ka頻段G/T值的測(cè)量。




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作者信息：

盛保印

(西南電子技術(shù)研究所，四川 成都610036)




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