劉建武

摘要：較為優(yōu)化的便攜式衛(wèi)星地球站測試系統可以快速精確的獲取數據和信息，同時也可以實現遠程監(jiān)控。本文主要針對便攜式衛(wèi)星地球站系統的總體設計以及便攜式衛(wèi)星地球站的測試系統兩個方面的內容進行了詳細地探討和分析。

關鍵詞：便攜式衛(wèi)星;地球站;測試系統

如果發(fā)生一些較為重大的自然災害或者事故，那么電力設備以及通信系統就有可能會受到嚴重的損壞而不能繼續(xù)工作，在這種情況下，衛(wèi)星通信可以快速恢復運行并且立即投入到工作中，因此在應急通信工作中，衛(wèi)星通信有著非常廣泛的應用。

1便攜式衛(wèi)星地球站系統的總體設計介紹

1.1便攜式衛(wèi)星地球站的設計原則

根據地球站攜帶的便捷性大小將其分為便攜式站和固定站，便攜式衛(wèi)星地球站的尺寸較小，重量較輕，在攜帶時具有較大的便捷性。隨著人們生活水平的提升，衛(wèi)星便攜天線的應用越來越廣泛，且其具有的實用性以及方便性也面臨著越來越高的要求，其功能也在不斷地朝著多樣化的方向發(fā)展。對便攜式衛(wèi)星地球站進行設計時，需要遵循以下幾個原則：第一，衛(wèi)星地球站要具備完備的功能，其中包括多樣化的控制方式以及較強的適應性。第二，衛(wèi)星地球站的操作不能太過復雜，要易于維護。天線的每一個分系統中都要具備故障自主診斷的功能以及軟件自動升級的功能，同時，天線還應該具備一鍵對星的全自動功能。第三，衛(wèi)星地球站應該具備通用性和模塊化的特點。對天線的控制系統進行設計時，必須要使其具備通用性和模塊化的特點，這樣才能為后期產品的發(fā)展奠定良好的基礎。第四，衛(wèi)星地球站應該具備可靠性和適應性的特點。一般情況下，衛(wèi)星地球站對環(huán)境的適用性要達到軍需品的級別，內部各個系統的性能同樣也要達到軍需品的要求。天線的運行環(huán)境溫度最低要能達到零下40攝氏度，最高要能達到60攝氏度。

1.2便攜式衛(wèi)星地球站的組成系統介紹

便攜式衛(wèi)星地球站由五個不同的子系統構成，分別有：第一，天饋分系統，該系統主要是由天線和饋源組成的。天饋分系統的功能是完成微波信號到電信號的轉換。第二，伺服控制分系統，控制器和狀態(tài)傳感器是組成該系統的主要部分，天線在進行尋星工作時，測量不同種類數據的傳感器會將數據和信息快速傳輸到控制器的系統中，控制器完成了對這些數據的處理和分析之后，就會生成發(fā)揮驅動作用的控制信息，這樣地球站可以正常的運行和工作。在這個過程中，發(fā)揮作用的傳感器主要有GPS定位傳感器、傾斜儀傳感器以及極化角度傳感器等。第三，收發(fā)分系統。收發(fā)分系統的主要功能是天線信號的接收和發(fā)送，信號接收工作是由接收系統來完成的，信號發(fā)射工作則是由發(fā)射系統來完成的。對信號進行接收和發(fā)送的過程中，收發(fā)分系統都需要對天線信號進行一定的轉換，要么將高頻率信號轉化成為低頻率的信號，要么將低頻率的信號轉化為高頻率的信號。第四，業(yè)務分系統。業(yè)務分系統的主要功能是處理信息并將處理信息的結果發(fā)送到衛(wèi)星地球站的每一個終端處，也就是說，業(yè)務分系統在伺服控制分系統與衛(wèi)星地球站的終端設備之間起著橋梁的作用。第五，監(jiān)控分系統。監(jiān)控分系統發(fā)揮的主要作用就是對其他各個系統的運行情況進行實時地監(jiān)控，確保整個衛(wèi)星地球站能夠正常的工作。如果監(jiān)控系統發(fā)現某個設備出現問題，該系統可以快速地對設備故障原因進行檢測和分析，與此同時，還能給出解決問題的方法。

2便攜式衛(wèi)星地球站的測試系統

2.1便攜式衛(wèi)星地球站的測試方法

針對便攜式衛(wèi)星地球站天線的測試方法有信標塔測試法和衛(wèi)星信標測試法。信標是衛(wèi)星向外發(fā)出的一種較為特殊的信號，利用信標，天線可以較為準確地對目標衛(wèi)星進行搜索和跟蹤。不同的地球軌道衛(wèi)星都有著屬于自己的唯一的信標，從衛(wèi)星發(fā)射到太空中開始繞地球運轉的時候，信標就開始發(fā)揮作用，一直到衛(wèi)星完成自己的使命，信標也就不再繼續(xù)工作了。利用信標塔測試法對天線進行測試時，要將信號源放置在較高的塔樓上，由于被測天線會向外輻射信號，因此可以利用相關的儀器設備對信號源的信標進行接收，并利用頻譜分析儀對其進行分析，這樣工作人員就可以利用分析結果得到的數據對天線系統中的各個參數進行準確地計算。一般情況下，信標塔測試法適用于一些口徑不大的便攜式衛(wèi)星地球站天線。如果利用衛(wèi)星信標測試法對天線進行測試，就要將信標塔測試法中位于高層塔樓上的信號源更換為衛(wèi)星信標。衛(wèi)星信標測試法的測試原理與測試方法與信標塔測試法基本上相同，但是衛(wèi)星信標測試法一般適用于口徑較大的便攜式衛(wèi)星地球站天線。

2.2便攜式衛(wèi)星地球站測試系統的方案設計

本次研究的便攜式衛(wèi)星地球站測試系統主要涉及到以下設備：待測天線、頻譜分析儀、兩臺可以遠程操作的無線路由器、兩臺計算機以及控制轉臺等，本系統在對衛(wèi)星地球站的天線進行測試的過程中實現了上位機電路與下位機電路的合并，兩臺計算機之間信息的傳輸是通過無線路由器來實現的，這樣測試現場就不會出現數量過多的線纜，那么整個測試工作的安全性就可以在一定程度上得到保證，同時還可以在很大程度上節(jié)省測試工作的資金成本。該測試系統所采用的接口型號都是統一的，TCP/IP的傳輸控制協議是統一的通信方式，為了進一步提升信息傳輸工作的便捷性，天線控制器上也安裝了TCP的控制卡。天線接收到信號之后，會對信息進行處理，信號發(fā)生器和頻譜分析儀將經過處理之后的信息傳輸到計算機中。具體的測試步驟為：第一步，根據模型對相關的設備和儀器進行連接，并對參數進行設置，第二步，天線接收到信號以后，功分器會將信號分為不同的兩路，一路的傳輸終點是信標接收機，而另一路的傳輸終點是頻譜分析儀。第三步，對星過程完成之后，就要對天線的接收方向圖進行測試，完成這些測試之后，最后一步就是對數據和信息進行整理和分析，同時還要對一些參數以及單位進行標明。

3小結

便攜式衛(wèi)星地球站具有易于攜帶的特點，對其進行設計時，需要遵循一定的原則，確保地球站能夠高質量高效率地工作。同時，對便攜式衛(wèi)星地球站測試系統的方案進行設計時，要根據實際情況選擇最為合適的測試方法，這樣才能保證測試結果的準確性。

參考文獻

[1]李洋. 便攜式衛(wèi)星地球站大數據采集系統的研究與設計[D].南京郵電大學，2017.

[2]夏雪婷. 便攜式衛(wèi)星地球站遠程服務系統設計[D].南京郵電大學，2017.

[3]潘玲云. 便攜式衛(wèi)星地球站測試系統的設計與實現[D].南京郵電大學，2017.

（作者單位：91917部隊）