卫星群时延特性测量新方案的设计和实现

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1、第19卷第l期航天器工程V01．19No．1201O年1月SPACECRAFTENGlNEERING77卫星群时延特性测量新方案的设计和实现刘彬刘枫刘崇(北京空间飞行器总体设计部，北京牮100094)摘要设计并实现了适用于卫星整星综合测试的群时延测量新方案。与传统模拟解调方案相比，此方案对信号采样后直接进行数字信号处理，采用数字解调、估计相位的方式测量群时延，减小了引入的噪声和对信号的畸变，适用于不同卫星的群时延特性测试，省去了时间差测试设备，降低了测试成本。实际测试结果表明，此方案在C频段的测量精度小于lns，UHF频段的测量精度小

2、于16ns，满足卫星群时延测试要求，为卫星测试的自动化、通用化奠定了基础。关键词卫星测试FM解调群时延中图分类号：TN76文献标志码：A文章编号：1673—8748(2010)01—0077—05DesignandImplementationofaNovelMethodforSatelliteGroupDelayMeasurementLIUBinLIUFengLIUChonghua(BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering，Beijing100094，China)Abstract：Th

3、ispapergivesanovelmethodforsatellitegroupdelaymeasurement．Themethodhasthecharacteristicsofgeneralization，automatization，highaccuracyandlowcost．Comparedtoconventionalanalogdemodulation，itisbasedondigitalsignalsampling，digitaldemodulationandphaseestimation．Itreducesnoisea

4、ndsignaldistortion．Itissuitableforvarioussatellitegroupde—laymeasurements，whichexemptsfromtimemeasuringinstrumentsandreducestestCOSt．ThetestresultsshowthattheaccuracyiSlnsatCbandand16nsatUHFband．whichsatisfiessatel—litetestingrequirements．Itmakesacontributiontothegenera

5、lizationandautomatizationofthesatellitetesting．Keywords：satellitetesting；FMdemodulation；groupdelay引言群时延特性是卫星转发器特性的一个重要指标‘11。在卫星转发器测试中，群时延测量是一个重要的测试项目。群时延测量方法主要有矢网法、调制法等。矢网法测量变频系统的群时延比较复杂，因此转发器群时延测量常常采用调制法‘21。调制法又分为AM法和FM法。FM法比AM法具有更好的性能[34]，FM法发送一个原始信号和一个此信号的FM信号，FM信号经过

6、卫星转发器后，被送入模拟FM解调器解调，恢复的信号与原始信号进行时间差测量。此方法一般需要研制FM模拟解调器进行测量。但对于窄带转发器群时延性能的测量，需要窄带模拟解调器，窄带模拟解调器实现难度大，若设备调试不到位，很难满足群时延测试精度的需收稿日期：2009—01—01：修回日期：2009—09—01基金项目：国家重大科技专项工程作者简介：刘彬(1981一)，男，工程师，现从事卫星有效载荷测试设计。78航天器工程19卷求，测试结果往往误差较大。针对原有方法的不足，综合考虑近些年软件无线电思想的提出和应用¨J，本文提出了适用于卫星整星

7、综合测试的群时延特性测量方案。本方案对信号进行中频采样、数字解调、计算相位差，进而测量卫星群时延，具备了如下优点：1)通用性强。本方案对信号采样后，直接进行数字信号处理，最大的优点就是参数可调，易于移植，可以满足各型号卫星群时延测试需求。2)成本低廉。相比以往方案，本方案不需要专用的模拟解调器和时间间隔测试设备，所有的相关运算全在通用计算机上完成。3)易于自动化。软件式的运行方式，减少了仪器之间连接和控制，方法也便于集成到通用测试软件中，便于移植和维护。4)测量精度高。数字信号处理消除了模拟解调器和时间间隔测试设备带来的测量误差。模拟

8、解调器可能带来解调信号的畸变；信号的抖动和噪声会使时间间隔测试设备测量的时间间隔存在误差。本测试方法采用全数字化软件解调，理论上只存在热噪声带来的误差。2群时延定义群时延是群信号通过线性系统或线性网络时，信号整体产生的时