通用卫星数传测试系统及方法与流程

本发明涉及卫星数传测试领域，具体地，涉及一种通用卫星数传测试系统及方法。

背景技术：

在航天通信系统中，数传分系统是负责卫星载荷数据和负责数据的对地高速传输，包括图像压缩，格式编排等，通过X频段与地面测通信，中继分系统主要跟踪捕获中继型，对测控、数传分系统送出的数据进行调制、变频(Ka)和功率放大后传送给中继卫星。数传、中继分系统作为卫星数据传输通道和空间数据链路通道，在世界各航天大国中都得到了大力发展。

目前，国内对于数传中继分系统的测试方法及系统的应用还是处于起步和发展阶段，地面测试存在着诸多问题亟需解决，例如噪声引入在射频端和中频端对测试结果的区别，又例如未建立统一的测试系统，指标测试时由于测试设备之间的差异系，连接状态的变化将不可避免的引入无法消除的系统误差，同时不具备可重复性。随着我国航天事业的发展，测试方法的统一，测试系统日趋平台化，可快速便捷部署到各个型号之间的需求日益强烈，本发明就是为了解决上述问题的一种测试技术及系统。目前没有发现类似相关技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种通用卫星数传测试系统及方法，其建立了卫星综合测试系统的标准体系，解决了综合测试系统设计中技术状态一致性过于多样的难题，具备了对测试需求的快速响应能力。

根据本发明的一个方面，提供一种通用卫星数传测试系统，其特征在于，其包括：

接口模块，与待测卫星相连，用于为通用卫星数传测试系统提供射频信号流入接口和射频信号流出接口；

链路选择衰减调节模块，与所述接口模块通过高频电缆和网络接口相连，用于对射频信号进行变频以及对射频信号的功率进行衰减调节，使得射频信号与下传信号通道所需的信号相对应且射频信号的功率处于下传信号通道所需的电平值；

变频增益调节模块，与所述链路选择衰减调节模块通过高频电缆和网络接口相连，用于接收链路选择衰减调节模块传输的射频信号，并通过对射频信号的放大处理、混频处理、滤波处理实现对射频信号的频谱迁移和信噪比调节；

解调基带模块，与所述变频增益调节模块通过高频电缆和网络接口相连，用于接收和解调中频信号；

网络通信模块，与所述链路选择衰减调节模块、变频增益调节模块、解调基带模块都通过高频电缆和网络接口相连，用于集中处理网络交换数据；

频谱监测模块，与所述链路选择衰减调节模块、变频增益调节模块、解调基带模块、网络通信模块都通过高频电缆和网络接口相连，用于实时监测频谱特性及测量待测卫星的射频指标；

集约化装置，用于提供电源接口和起到冷却循环的功能。

优选地，所述接口模块采用防插错设计，提供标准接口。

优选地，所述网络通信模块还与数据处理后端相连，支持以太网接口和光纤接口。

本发明还提供一种通用卫星数传测试方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤一，检测待测卫星的状态、星地连接状态；

步骤二，根据待测卫星的下传信号特点在接口模块选择相应的接口；

步骤三，根据待测卫星的下传信号的目的地在链路选择衰减调节模块中通过开关矩阵、功分器、合路器来切换路径，使得信号传向目的地；

步骤四，根据星上功率的大小，通过对链路选择衰减调节模块中的衰减器的调节使信号达到通用卫星数传测试系统的功率电平值，同时在频谱监测模块中实时监测信号的频谱特性；

步骤五，根据信号频段选择相应的变频增益调节模块，使得信号频段在变频增益调节模块的工作范围之内；

步骤六，根据变频信号功率值调整增益范围；

步骤七，将变频后满足要求功率值的中频信号传输至解调基带模块，完成对信号的解调；

步骤八，将完成解调的信号通过网络传输模块发送至数据处理后端，完成测试。

优选地，所述步骤六中的增益范围通过测量从接口模块到达解调基带模块的信号功率值得出。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明建立了卫星综合测试系统的标准体系，解决了综合测试系统设计中技术状态一致性过于多样的难题，具备了对测试需求的快速响应能力。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明通用卫星数传测试系统的结构示意图。

图2为本发明通用卫星数传测试方法的步骤流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1所示，本发明通用卫星数传测试系统包括：

接口模块101，与待测卫星相连，用于为通用卫星数传测试系统提供射频信号流入接口和射频信号流出接口；

链路选择衰减调节模块102，与所述接口模块101通过高频电缆和网络接口相连，用于对射频信号进行变频以及对射频信号的功率进行衰减调节，使得射频信号与下传信号通道所需的信号相对应且射频信号的功率处于下传信号通道所需的电平值，链路选择衰减调节模块连接网络通信模块，通过局域网总线接收控制，链路选择衰减调节模块还连接频谱监测模块，可在任意时段对未处理的射频信号进行监测，高频电缆和网络接口用于模块之间的传输信号和通信数据；

变频增益调节模块103，与所述链路选择衰减调节模块102通过高频电缆和网络接口相连，用于接收链路选择衰减调节模块102传输的射频信号，并通过对射频信号的放大处理、混频处理、滤波处理实现对射频信号的频谱迁移和信噪比调节，变频增益调节模块连接网络通信模块，通过局域网总线接收控制；

解调基带模块104，与所述变频增益调节模块103通过高频电缆和网络接口相连，用于接收和解调中频信号，解调基带模块对解调后的数据流进行码同步、帧同步、打时标后发送至的网络通信模块，通过局域网接收控制；

网络通信模块105，与所述链路选择衰减调节模块102、变频增益调节模块103、解调基带模块104都通过高频电缆和网络接口相连，用于集中处理网络交换数据；

频谱监测模块106，与所述链路选择衰减调节模块102、变频增益调节模块103、解调基带模块104、网络通信模块105都通过高频电缆和网络接口相连，用于实时监测频谱特性及测量待测卫星的射频指标，频谱监测模块适应简单改造并对各个节点引入的信号进行监测；

集约化装置107，用于提供电源接口和起到冷却循环的功能，集约化装置采用防震动设计，集成、固定各个模块，集约化装置可移动，这样便于测试系统部署。

所述接口模块101采用防插错设计，提供标准接口，这样方便数据交换。

所述网络通信模块105还与数据处理后端相连，支持以太网接口和光纤接口，这样适用范围广。

如图2所示，本发明通用卫星数传测试方法包括以下步骤：

步骤一，检测待测卫星的状态、星地连接状态；

步骤二，根据待测卫星的下传信号特点在接口模块选择相应的接口；

步骤三，根据待测卫星的下传信号的目的地在链路选择衰减调节模块中通过开关矩阵、功分器、合路器来切换路径，使得信号传向目的地；

步骤四，根据星上功率的大小，通过对链路选择衰减调节模块中的衰减器的调节使信号达到通用卫星数传测试系统的功率电平值，同时在频谱监测模块中实时监测信号的频谱特性；

步骤五，根据信号频段选择相应的变频增益调节模块，使得信号频段在变频增益调节模块的工作范围之内；

步骤六，根据变频信号功率值调整增益范围；

步骤七，将变频后满足要求功率值的中频信号传输至解调基带模块，完成对信号的解调，解调基带模块接收中频信号并对解调后的数据流进行码同步、Viterbi(维特比)解码、RS(里所码)解码、LDPC(低密度奇偶校验码)解码、帧同步、打时标等操作后发送至相应的网络端口完成下一级处理；

步骤八，将完成解调的信号通过网络传输模块发送至数据处理后端，完成测试。

所述步骤六中的增益范围通过测量从接口模块到达解调基带模块的信号功率值得出，具体过程如下：在卫星数传测试系统搭建固化后，通过测量从接口模块到达解调基带模块的信号功率值得出通用卫星数传测试系统对信号功率的调节范围，在不改变设置的前提下得到通用卫星数传测试系统的固定增益，标定衰减器的线性度之后通用卫星数传测试系统的增益调节范围可图表化，这样便于查询。

综上所述，本发明建立了卫星综合测试系统的标准体系，解决了综合测试系统设计中技术状态一致性过于多样的难题，具备了对测试需求的快速响应能力，测试系统指标可通过图表化的形式记录，适用于不同型号之间指标的重复性测试，解决了卫星测试多任务模式下需要多次更换射频链路而每次更换链路需要重新标定的难点，同时提供了通过网络控制的思想，实现了远程控制，尤其适应对磁测试等放射性测试场所。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。