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一体化测试设备

阅读：294发布：2020-05-25

专利汇可以提供一体化测试设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种一体化测试设备，用于对通信卫星转发器的射频信号进行自动化的监视，该设备包括：信号发生装置，用于给出信号激励，并通过通信卫星转发器的链路发送给信号分析装置；以及信号分析装置，用于通过内置的频谱仪和功率计来接收信号并进行信号分析。因此，采用本发明的技术方案，少了仪器设备和设备间的电缆连接，使测试系统复杂度降低，可靠性得到大大提高，而自动化测试软件采用VC++平台开发，界面更加友好，同时添加了频率跟踪功能，积分带宽采集功率信号功能，实现了更准确的功率读取，频率漂移时的信号监视，从而可以运用于所有通信卫星相关测试阶段的信号监视测试，同时也可以推广到其他射频系统的信号监视。，下面是一体化测试设备专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种一体化测试设备，用于对通信卫星转发器的射频信号进行自动化的监视，其特征在于，包括：
信号发生装置，用于给出信号激励，并通过所述通信卫星转发器的链路发送给信号分析装置；以及
所述信号分析装置，用于通过内置的频谱仪和功率计来接收所述信号并进行信号分析。
2.根据权利要求1所述的一体化测试设备，其特征在于，所述信号发生装置为信号源阵，
其中，所述信号源阵由手动操作来设置的多个信号源构成，从而放置所述信号过激励。
3.根据权利要求2所述的一体化测试设备，其特征在于，所述信号分析装置包括：
频谱仪阵，由多个所述频谱仪构成，用于对所述信号的频谱进行分析。
4.根据权利要求3所述的一体化测试设备，其特征在于，所述信号分析装置还包括：
所述功率计，用于对所述信号的功率进行分析和标定；以及
 频率计，用于对所述信号的频率进行分析和标定。
5.根据权利要求3所述的一体化测试设备，其特征在于，所述信号分析装置上配置有：
专用监视软件模块，用于监视所述频谱仪阵，从而对所述频谱仪接收到的各个频点的下行信号进行逐个采集，从而绘制出曲线并进行实施记录。
6.根据权利要求5所述的一体化测试设备，其特征在于，所述专用监视软件模块是基于VC++开发的，并且还用于控制所述信号的输出频率和功率、以及地面射频开关的切换。
7.根据权利要求6所述的一体化测试设备，其特征在于，所述专用监视软件模块还用于：
对所述通信卫星转发器的相同波束中的不同通道、不同波束的信号进行自动化的监视；以及
对各种仪器设备在环境变化下的校准情况进行记录，从而根据预先设定的时间来自动打印、以及在所述信号超出预先设置的阈值后进行报警。
8.根据权利要求5所述的一体化测试设备，其特征在于，所述专用监视软件模块的记录包括：
对所述频谱仪接收到的各个频点的信号进行实时采集和记录；
对所述各个频点的信号进行绘图；
预先设置阈值，从而当越限时进行报警；以及
设置采集间隔，并进行自动存图和手动存图。
9.根据权利要求4所述的一体化测试设备，其特征在于，当所述信号源发射单载波时，所述信号的频率包括：卫星转发器上行频率、和卫星转发器下行频率。
10.根据权利要求4所述的一体化测试设备，其特征在于，当所述信号源发射单载波时，所述信号的功率为所述功率计读取的下行功率的读数。

说明书全文

一体化测试设备

技术领域

[0001] 本发明属于测试技术领域，尤其适用于通信卫星转发器通信舱联试阶段、电磁兼容性(Electro Magnetic Compatibility，以下简称为EMC)试验、热试验、在轨测试的测试系统，涉及一种通信卫星转发器自动化监视系统的测试方案，更具体地，涉及一种一体化测试设备，用于对通信卫星转发器的射频信号进行自动化的监视。

背景技术

[0002] 在卫星地面测试系统中，通信卫星转发器的特点是多波束、转发器路数多，为了考核转发器射频功率稳定度、频率稳定度等性能，需对转发器射频信号进行监视和分析。

[0003] 转发器分系统是卫星的关键组成部分，通信舱阶段、热试验阶段、在轨测试阶段是考核通信卫星转发器分系统性能指标的两个重要阶段。通信舱测试是转发器分系统集成后的第一次系统测试，是后续转发器分系统测试的基线，通过对通信舱阶段转发器分系统长时间(至少24小时)加信号，并对经转发器分系统转发的下行射频信号稳定度进行监视，考核转发器分系统的射频性能。热试验是卫星整星测试阶段的重要大型试验，包括热平衡试验和热真空试验。

[0004] 射频信号监视是考核转发器分系统性能的重要测试项目。在轨测试目的是通过有效载荷关键性能指标验证性测试，验证卫星经历发射、分离、变轨及初始空间辐照情况下，卫星的健康状况。其中，有效全向辐射功率(Effective Isotropic Radiated Power，以下简称为EIRP)长期稳定度和频率长期稳定度是反映卫星有效载荷健康状况的重要指标。

[0005] 通信卫星转发器分系统通信舱联试时，通过对转发器分系统输入功率信号，经转发器分系统通道后，监视射频信号功率稳定度和频率稳定度，考察转发器分系统射频性能，是分析转发器分系统有无设计缺陷的重要手段之一。

[0006] 在现有技术中，传统的方法是采用多台信号源产生射频信号，经通信卫星转发器转发后，通过频谱仪接收信号，采用基于Agilent VEE平台编写的软件记录测试结果，测试结果只能以数据表格的形式记录，一方面数据量巨大不利于发现异常，另一方面此方法决定了监视系统只能控制Agilent公司相关测试设备，不能控制其他厂家的测试设备，由于不能控制开关矩阵，决定了传统的测试系统的自动化程度及效率较低。同时，如星上转发器本身频率发生漂移，由于不具备信号跟踪功能，则测试软件不能采集到已漂移的真实信号，发生数据采集错误的现象，带来测试结果无效的风险。测试软件由于不能控制自动打印机和报警功能，因此需要在测试现场有测试人员对测试系统进行值班监视，需耗费大量人力。

[0007] 通信卫星转发器分系统热试验测试时，信号监视是考核转发器长期稳定性能的重要测试项目。传统测试方法是准备与转发器分系统通道数相等的信号源，同时，通信卫星有效载荷有多少波束，就需准备相同数量的频谱仪，成本极高，同时由于信号源和频谱仪数量巨大，工程实施难度也较大。同样由于测试系统的信号监视软件问题，决定测试系统自身自动化程度较低，同时还需耗费大量人力。

[0008] 在轨测试时，需从每个波束中抽取一个射频链路通道进行EIRP长期稳定度的监视，以考核有效载荷射频性能的稳定性。传统测试系统与通信舱联试使用的测试系统一样，因此，面临的风险和问题也一致。

[0009] 目前，国内通信卫星相关试验采用的射频信号监视系统硬件设备包括多台信号源、频谱仪和功率计，这些设备间的电缆连接、合成、转接器等使用较多，地面射频链路构成极其复杂，可靠度较低，造成地面射频链路引入的误差较大，不利于星上实际信号的分析。同时，软件基于Agilent VEE开发，没有专门的参数配置窗口、频率和功率跟踪能力较差、不能记录仪器自教、不具备自动打印，不能控制地面射频通道切换等缺点。

发明内容

[0010] 为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种方案，对通信卫星多路转发器信号功率及频率进行监视并记录测试结果，射频信号监视系统提供信号激励和信号监视和分析，测试设备包括信号发生设备、频谱分析及功率、频率标定设备，信号发生器给出信号激励，信号通过通信卫星转发器链路后，通过频谱仪和功率计接收信号并进行信号分析。

[0011] 本发明提供了一种一体化测试设备，用于对通信卫星转发器的射频信号进行自动化的监视，该设备包括：信号发生装置，用于给出信号激励，并通过通信卫星转发器的链路发送给信号分析装置；以及信号分析装置，用于通过内置的频谱仪和功率计来接收信号并进行信号分析。

[0012] 信号发生装置为信号源阵，其中，信号源阵由手动操作来设置的多个信号源构成，从而放置信号过激励。信号分析装置包括：频谱仪阵，由多个频谱仪构成，用于对信号的频谱进行分析。

[0013] 额外地，信号分析装置还包括：功率计，用于对信号的功率进行分析和标定；以及频率计，用于对信号的频率进行分析和标定。

[0014] 具体地，信号分析装置上配置有：专用监视软件模块，用于监视频谱仪阵，从而对频谱仪接收到的各个频点的下行信号进行逐个采集，从而绘制出曲线并进行实施记录。

[0015] 优选地，专用监视软件模块是基于VC++开发的，并且还用于：控制信号的输出频率和功率、以及地面射频开关的切换；对通信卫星转发器的相同波束中的不同通道、不同波束的信号进行自动化的监视；以及对各种仪器设备在环境变化下的校准情况进行记录，从而根据预先设定的时间来自动打印、以及在信号超出预先设置的阈值后进行报警。

[0016] 在本发明中，专用监视软件模块的记录包括：对频谱仪接收到的各个频点的信号进行实时采集和记录；对各个频点的信号进行绘图；预先设置阈值，从而当越限时进行报警；以及设置采集间隔，并进行自动存图和手动存图。

[0017] 当信号源发射单载波时，信号的频率包括：卫星转发器上行频率、和卫星转发器下行频率，以及信号的功率为功率计读取的下行功率的读数。

[0018] 因此，相比传统的射频信号监视系统，本发明减少了仪器设备，同时减少了仪器设备之间的电缆连接，使测试系统复杂度降低，可靠性得到大大提高，自动化测试软件采用VC++平台开发，界面更加友好，同时添加了频率跟踪功能，积分带宽采集功率信号功能，实现了更准确的功率读取，频率漂移时的信号监视。另外，本发明可以运用于所有通信卫星相关测试阶段的信号监视测试，同时也可以推广到其他射频系统如雷达系统长期验证试验的信号监视。附图说明

[0019] 图1是本发明实施方式所涉及的通信卫星转发器自动化监视系统的结构示意图；

[0020] 图2是图1所示的系统执行信号监视和测试过程的示意性框图；

[0021] 图3是本发明实施方式所涉及的信号监视方法的示意图；以及

[0022] 图4是本发明实施方式所涉及的专用监视软件绘制出的数据绘图。

具体实施方式

[0023] 应了解，为了克服现有的通信卫星射频信号监视系统硬件设备使用繁杂、可靠度低、软件功能和性能较差等缺点，本发明提出了一种将信号发生和信号分析集成于一台设备的一体化测试设备。其中，自动化测试软件基于VC++开发，控制测试设备的信号输出频率和功率、地面射频开关切换等，实现对通信卫星转发器相同波束中的不同通道、不同波束信号的自动化监视，并对仪器在环境变化下的校准情况进行记录，根据设定的时间自动打印和信号超出设定限后报警等功能。

[0024] 本发明可以推广到所有的通信卫星射频信号监视试验，并可以运用到其他领域相关的射频信号监视和分析。

[0025] 下面结合附图1-4及具体实施方式对本发明进行详细说明。

[0026] 如图1所示，信号监视需遍历所有射频连接，检查其升温降温期间增益变化。在确定热真空阶段每天的测试配置时，需与总体提前协调小信号监视图，通过小信号监视图所确定开机行方确定当天测试配置。提前准备好彩色的监视图，每天的测试配置及每天总的测试时间清单。

[0027] 图2给出了一个小信号监视星上通路图的例子。如图2所示，一体化测试原理为：由于在轨测试的地面站链路很长，且性能受环境影响很大，不同温度环境下的性能差别对测试结果的影响不可忽略，因此，通信卫星有效载荷在轨测试应采用信号监视方法，即在每个有精度要求的测试项目执行前对地面上下行链路进行信号监视。

[0028] 接下来，将对一体化测试设备所涉及的测试步骤进行详细说明。

[0029] 首先，按图2所示的方式来连接测试用仪器及设备。

[0030] 其中，上行信号源发射单载波，频率为卫星转发器上行频率，下行频率为卫星转发器下行频率，读取下行功率计读数。

[0031] 如图3所示，信号监视时需要信号源阵和频谱仪阵，为防止信号过激励，信号源的设置目前还是由手动操作；频谱仪监视则由专用监视软件，对频谱仪接收到的各频点下行信号逐个采集，绘制曲线并实时记录。

[0032] 监视软件可以记录：

[0033] (1)对频谱仪接收到的各频点的信号进行实时采集并记录；

[0034] (2)对各频点信号进行绘图(如图4所示)；

[0035] (3)可以设置阈值，越限报警；

[0036] (4)可以设置采集间隔，并有自动存图、手动存图功能。

[0037] 综上所述，采用本发明的技术方案，少了仪器设备和设备间的电缆连接，使测试系统复杂度降低，可靠性得到大大提高，而自动化测试软件采用VC++平台开发，界面更加友好，同时添加了频率跟踪功能，积分带宽采集功率信号功能，实现了更准确的功率读取，频率漂移时的信号监视，从而可以运用于所有通信卫星相关测试阶段的信号监视测试，同时也可以推广到其他射频系统的信号监视。

[0038] 本发明中未说明部分属于本领域的公知技术。

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