【doc】静止气象卫星S波段数值、云图广播转发分系统

【doc】静止气象卫星S波段数值、云图广播转发分系统 静止气象卫星S波段数值、云图广播转发分 系统 ?量械, 空闻电子技术毽{,,99年第1期———— , S波段数传,云图广播转发分系统l/72' 4诵 田学良曹文亮陈学华 (西安空间无线电技术研究所)b'f 1引言 数传,云图广播转发分系统是风云二号静止气象卫星的有效载荷之一.它为地面应用系统 提供原始云图数据传输通道,云图和三点测距信号转发通道,S波段天气图转发通道,多路气 象数据收集转发通道,业务遥测信号调制和发射通道等. 转发器工作于s波段,它是一个新研制的卫星有效载荷系统 2功能及系统组成 S波段数传,云图广播转发分系统的主要功能为数据传输,云图转发,卫星测距信号转发, 多路数据收集和转发,接收解调业务遥控信号和调制发送业务遥测信号具体功能如下: 一 调制,发送多通道扫描辐射计送来的原始云图数据信号} 一 转发展宽数字云图信号; 一 转发低分辨率云图信号; 一 转发主测距站的测距,话音和遥控信号; 一 转发两个副测距站的测距,话音信号; 一 转发s波段天气图广播信号; 一 调制,发射业务遥测信号; 一 接收,解调上行业务遥控信号; 一 接收UHF波段接收机送来的数据收集平台 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 信号(DCe--R),并转换成s波段进行 发射, 数传,云图广播转发分系统由3个具有不同功能的转发器和业务遥测信号发射机及上行 业务遥控接收机组成.垒系统由天文滤波器,收发多工器,接收机,四相调制器,数传本振源,功 能转换开关,上变频器,上变颠器本振源,固态功率放大器,微波开关,配电控制器,接收机二次 电源和功放二次电源等分机构成. 为提高系统可靠性.转发器分系统采用双机冷备份和交叉连接方式 转发器频率分布见表l. 3主要技术指标 3.1技术性能 转发器技术性能见袁2. 3.2转发器信号形式 转发器信号形式见表3 1994年第l期静止气象卫星s波段敷传,云冒广播转发分系统5 4工作原理 本方案和国际上其它静止气象卫星一样,因为信号传递和转换的需要,采用了二次变额体 制.系统采用双机冷备份和交叉连接方式. 为避免干扰和简化垦上设备,转发器的d个上变频器共用同一个本振源.由于转发器系 统单独供电的需要,所以采用了独立的低频电缆网. 根据功能和技术指标的不同要求,卫星上设置了原始云图数据传输系统,云图和三点测距 信号转发系统,S波段天气图转发系统,多路气象致据收集系统等. 数传,云图广播转发系统框图如图1所示. 图l数传,云图广播转发分系统框图 4.1数据传输系统 数据传输系统由四相调制器,功能转换开关,上变额器上变额器本振源和固态功率放大 6静止气象卫星s波段数传,云图广播转发分系统1994年第l期 器组成.其功能是将红外,可见光扫描辐射计获取的原始气象信息,包括可见光20x20.的地 球全景圆盘图,红外云图,水汽分布图信息进行编码,调制,变颇和发射.原始云图的编码调制 方式为~/QPSKt数据率为14M'c/s.由红外,可见光扫描辐射计送来的,已经过编码的原始 气象信号进入调制器,并在140MHz的中频进行四相调翻,谓翻后的信号经过功能转换开关进 入上变额器进行变频,从而得到带宽为2C.MHz,中心鹱率为1681.6MHz的数传下行信号.该 信号经固态功率放大器放大至16W.并经过天文滤波器和收发多工器进入天线.功 能转换开 关在扫描同步器韵控削下控制数传和转发两十通遭,达到分时发送原始云图和转发展宽数字 云图的目的. 4.2云圉测距信号转发系统 风云二号的云图和测距信号转发系统是一个S波段转发器.其功能如下: ? 转发展宽数字云图信号 ? 转发低分辨率云图信号 ? 转发主测距站测距,话音信号 ? 转发副测距站一l测距,话音信号 ? 转发副测距站一2测距,话音信号 由指令,数据收集地面站发送的云图,测距信号经天线,收发多工器进入转发器的接收机, 在接收机内进行低噪声放大,混频,分路,并在中额获取所需的增益.通过分路器和表面波 (sAw)滤波器将上行信号分为云图和测距信号转发通道及S波段天气图转发通道等3十通 道. 由指令,效据收集地面站发送的各种云躅,测距信号和两十蕺测距站转发的测距信号在接 收机内变换成中颚信号,通过云图和测距信号通道进入PIN增益控制器和放大器放大后输 出.PIN增益控制器提供了8至10dB增益控制量.输出中额信号经功能转换开关进入上变颇 器进行变颇,从而得到所需要的各种下行云图信号和3十下行测距信号,该信号经功率放大器 放大.并经过天文滤波器,收发多工器后进入天线. 4.3业务遥测,天气图转发系统 该转发器的功能是转发S波段天气图.同时发送已调业务遥测信号. 由于重量和功耗的隈翩,该转发系统被设计成双波工作方式,业务遥测和S渡段天气图共 用一个固态功率放大器,但是限于国内线性管的现状,该放大器只能工作于丙类状态.为尽量 使两信号电平保持合适比倒,叉不至于影响到天气图和遥测的性能,对该功赦的输入和输出电 平必须进行仔细调试. 由指令,数据收集地面站发送的天气图信号在接收机内变换成中额信号,通过s波段天气 图通道进入PIN增益控制器和放大器放大,输出中鹱信号进入上变器进行变额,从而得到下 行天气图信号,该信号和已调业务遥测信号合成后进入功率放大器放大,井经过收发多工器后 进入天线. 4.4数据收奠转发系统 数据收集系统的功能为收集地面气象数据收集平台的信息,经过卫星转发给指令,数据收 集地面站. 1994年第1期静止气象卫星S波段数传,云圉广播转发分系统 风云二号卫星应用系统设置数据收集信道l33个,其中国内地面气象数据收集平台100 个通道,国际地面气象数据收集平台33个通道. 卫星数据收集转发系统rhU'H3=波段接收机和S波段上变额器,固态功率放大器 共同构 成数据收集转发系统. 5转发器部件介绍 转发器共有21个分机,这里仅介绍在预研阶段被中国空间技术研究院列为技术攻关重点 并通过技术鉴定的4十分机. 5.1功能转换开关 风云二号卫星的自旋速率为100转/分.红外,可见光扫描辐射计随卫星的自旋对地球进 行扫描,每600ms扫描一次,扫描地球的时间为40ms左右,560ms的时间扫空.功能转换开关 就是为了控制鼓传和转发两个通道,以适应卫星的工作状态,达到分时发送原始云图和转发展 宽数字云图等气象信息的目的而设计的. 卫星同步器依靠精太阳角计的时间基准产生同步控制信号,该控制信号为电平信号,高电 平和低电平的周期分别为40ms和560ms左右,功能转换开关以此信号来控制数传和转发两 个系统的有序工作. 在开关设计上有两个方案可以选择:一个是采用高速选通模拟电子门开关的方案.可使用 P二极管的门电路来实现选通门,在控制信号的控制下实现原始云图信号和云图转发信号 的交替传送.采用PIN=极管门电路实现选通门对输入信号的电平变化有较大的适应范围. 分析和实验表明隔离度可以大于50dB.另一个方案是使用射极耦台逻辑(ECL)电路来实现选 通门.该方案对工作电平的要求比较严格,对于有固定输入电平的系统较为合适.考虑到风云 =号卫星的特殊要求,我们选择了第一个方案. 对该开关进行了鉴定测试,井初步进行了寿命实验.实验结果表明:1.28×10e次开关无 故障. 为增强卫星的应变能力,该开关增加了可由地面指挥中心控制的强迫转发功能. 功能转换开关测试结果见表4. 5,2射电天文保护-瘟波器 射电星球的通量谱密度为一240dBW/m./Hz.为防止气象卫星下行信号对射电天文波段 的干扰,转发器分系统中加入了具有高阻带特性的射电天文保护滤波器. 该滤波器利用0.01dB通带波纹n=7的切比暑夫低通原型参数进行设计.在结构上采用 了同轴传输线,同轴腔方案.同轴腔特性阻抗设计为75Q,主传输线采用外方内圆结构.对内外 径有突变的界面采用了错位补偿方法,同时利用共面朴偿的方法尽可能减少支撑介质的不连 续性影响.同轴接头,同轴传输线和介质支撑部分都设计为50Q,因而保持了主传输线上一致 的特性阻抗.为使同轴线中截止频率最低的高次模H模不出现在带阻滤波器的工作频带内, 选择谐振腔外导体的内径为50mm.考虑了耦合机构及调谐螺钉的影响,估算同轴谐振腔的无 裁Q值可以达到5000左右,井rh此计算出阻带边缘通带的衰减为136dB对该滤波器进行 了鉴定测试,技术指标达到国外同类滤波器水平. 天文滤波器通带损耗都在ldB之内.这里给出阻带衰减的测试结果,井和日本GM;卫星 8静止气象卫星s波段戤信,云里广播转发分景统1994年第1期 进行比较,结果见表5和图2. 675'b000q06H -- i 4B~ 口o S 6鳇 于翻}2 !{磊.艘. \t;346鳇 l{ 垂 , l | IlI/一 固2天文滤波器阻带洲试结果 5.3s波段固杏功率敞大器 固态功率放大器近年来在空间飞行器上得到了广瑟的发晨和应用.尤以噪声低,颍 带宽, 动态范围大,线性好,重量轻,体积小,寿命长等特点正在逐步取代中小功率的电真 空器件. s波段固态功率放大器是数传,云图广播转发分系统的重要部件.风云二号卫星上 有3种 不同输出功率的固卷功率放大器.数传和云图转发系统使用丙类放大器,数据收集 系统使用甲 熊放大器. 固态功率放大器的设计首先要考虑的两个问题是器件的选择和输入输出匹配电 路的设 甘.褥们选择了电子都十三所为风云二号卫星专门研翻的s波段系列晶体管.根据指标要求, 落放大襁曲低电平放大和高电平放大两部分组成.前者为甲类放大器,主要提供增益;后者为 霭鸯放大嚣,主要提供功率.对甲类放大器我们采用s参数进行设计.使用该方法的优点在于 司瓣顸承放大器的稳定性,增益,带宽等性能,而且小信号的s参数测试精确度高,因而设计出 的电路准礴度较高.面对于工作在高电平下的丙类放大器,由于大信号s参数测试的困难,我 仃丁采用动卷输入,输出阻抗参数进行设计.该方法的优点在于供设计的参量少,仅有两个,设计 配电路舳方法简单,但不能璜示放大器的稳定性,增益等重要性船,而且动态输入,输出阻抗 丧敷曲嘲试误差较大,遘培电路的设计带来了一定困难. 对固卷功率放大器进行了热设计.测试表明功率放大器的热设计是十分成功的. 放大器采用微波集成电路,陶瓷基片相对介电常数一9.6,6一lmm.相继研倒成功了 20W功率合成功放,16w功率合成功放,14W功率合成功放,以及7w,3w和】.5W功率放大 1994年筻1期静止气象卫星S波段数传,云图广播转发分系统9 器.并进行了鉴定测试,符台风云二号卫星的要求.功率台成放大器的输入输出特性示于图 3. 45 O j5 3. 一 z5 E 鲁2.一 薯j5 iB 5 . x:一【501,一日9d日m丫:一【.94—4.0edEm .JI :;/,,:' :!/ :./: ::/ :/i l,/: :/i:: :/;j': ————/.I :d日m] 图3功率台成放大器精入艟出特性 S.dS波段收发多工器 转发器具有3个发射通道和一个接收通道.发射通道的3个频带相距很近,隔离度 要求 高,结构复杂,设计和加工工艺的难度大. 对收发多工器的方案进行了研究,最后选用了微波阿络型多工器方案. 多工滤波器采用同轴椭圆函数滤波器,分别由六腔和四腔构成.滤波器采用1/4波 长同 轴线空腔谐振器,串联形式的腔与腔之问的耦合采取耦合宙耦合,形成了电感耦合 或磁场耦 合.设计了两个次耦合电路,在第一个次耦合电路作用下,在腔体2和腔体S之阃形成了容性 或电场耦台.这种耦合的极性与主要耦合的极性是相反的,耦合的信号在相位上成为反向,在 某个有限赣率上相互抵消,产生两个衰减极点,对称地分布在通带的两边.引入的第二个次耦 合电路使得信号相位在原来的一对衰减极点以外的频率上又产生另外一对衰减极点,这就形 成了6腔椭圆函数滤波器(C_.auer)特性.撼波器的各个耦台系数是通过网路理论综合出来的. 由耦合系数计算腔与腔之间的耦合窗耦合尺寸时,除了要作厚度影响的修正外,还要注意耦合 宙厚度的不均匀所带来的影响.输入辖出耦台通过同轴探针来实现.耦合量的大小与探针的 位置,同轴谐振器的尺寸,输入辖出传辖线的特性阻抗,探针和圊轴腔内导体之间的电容有关. 滤波器选用75Q特性阻抗,谐振腔外导体内径为SOmm.通过精心谓试达到了通带窄,带 内衰减小,边带上升陡,带外衰减大的要求,其性能与日本同类产品相当. 1D静止气象卫星S波段数传,云图广播转发分系统199,1年第l期 REF0.0d目m月TTEIad日 n…? _?___ l /,', 厂\ '\ r,p S1RRT1.600GHzST0P2.1的GHz SHP5日e[ 图4收发多I器数传通道响应特性 6数传,云图广播转发分系统的设计特点 5.1转发器体制的选择 本方案象国际上其它静止气象卫星一样,因为信号传递和转换的需要t采用了二次变频体 制.全系统采用双机冷备份和交叉连接方式. 数传,云图广播转发分系统是风云二号卫星的有效载荷.如上所述,转发器与扫描辐射计, 遥控终端,遥测终端,UHF接收机,扫描同步器等分系统有着密切的关系.因此,选择二次变颠 体制有利于转发器与星上其它丹系统之问的信号传递和交换. 风云二号总体设计要求S波段转发器具有数传,云图转发,测距,遥控,遥测,数据收集等 功能.这一特点完全不同于国外同类卫星的统一S波段(USB)系统. 6.2转发器中额频率的选择 国外静止气象卫星有不同的中频频率,如美国和日本卫星各种信号的中频频率为90MHz 左右,丽欧空局的气象卫星各种信号的中频频率则为60MHz左右. 风云二号卫星中颠频率选择在140,l60M}C.z之间.选择中频频率时考虑了以下因素: ? 有利于镜象频率的抑制I ? 有利于本振频率的抑制I ? 在技术上有利于继承东方红二号卫星高中颠的技术成果. 6.3收发共用一个通道和多通道发射 由于卫星总体的要求,转发器收发共用一个通道,发射功率最大可达43dBm以上.而转发 1994年第l期静止气象卫星S波段数传,云图广播转发分系统11 器的接收机又具有低噪声和高灵敏度的特点,设计接收电平为一78,一97dBm,显然增加了电 磁兼容设计的难度. 我国的静止气象卫星具有3个转发器,转发器的3个发射通道同时工作,因此对通道的隔 离度要求较高.而3个通道之间频率间隔又很小,所以给多工滤波器的设计提出了苛捌的要 求,增大了设计难度.如前所述,收发多工器的设计达到了相当高的水平. 6.4多本振与本振源频率的选择 风云二号数传,云图广播转发分系统采用二次变额体制.因此,卫星上仅转发器就有5个 本振源.风云二号卫星无线电设备分别工作在C,S和LrHF波段,所选择的频率是否与其它系 统兼容将直接影响转发器和其它系统的工作. 由于颠率稳定度的要求,转发器各本振源均采用晶振倍颠方式.我们遵循这样一个原则: 即必须仔细选择转发器各本振源晶体频率和倍颠次数,使晶振频率及n次倍额频率成分均不 落在卫星任一无线电系统工作频带内,以此来保证卫星无线电设备不会园颠率选取不当而;I 起干扰. 计算表明转发器各本振源所选择的晶体额率及n次倍频额率成分都不会落在C波段应 答机和LrHF接收机的中额放大器带宽之内,对C波段和uHF波段也不构成影啊. 6.5多个中颏的隔离问题 数传,云图广播转发器采用二次变颠体制.为节省重量和功耗,各转发器的上变额器共用 一 个本振源.园此一各转发器的中频信号可以通过功分器互相串扰,形成多个中颠信号在一个 变频器里进行变颠的现象,导致上变频器工作异常. 在上变颠器本振源各踌输出电踌中加入隔离滤波器,提高中频信号输入端和上变颠器本 振源输入蟥之问的隔离度. 对于转发器各个上变频器来说,尽管还有无用的中颠信号进入各自的上变频器中.但由于 采取了以上措施,因而经过变顿后其输出幅度均低于一40dB.由于各功放都工作在窄带状态. 且转发器输出有收发多工器分别滤波.园而不影响转发器的正常工作. 在进行转发器的电性垦设计时已经在上变频器本振源各路输出电路中加入了隔离滤波 器.电性星的各项大型实验中均未发现因中颠串扰而影响转发器的工作,表明该措旄是十分有 效的. 6.6业务遥测信号和天气圉信号共用一个功放 为简化设计,节约重量和功耗,业务遥测和S波段天气图信号共用一个功率放大器.限于 国内线性管的现状,只能做成丙类放大器.因此,要保证两信号的电平符台风云二号卫星要求, 则该功放的饱和输出功率至少应该大于4W.为尽量使两信号电平保持合适比例,又不影响到 天气图和业务遥测的性能.对该功放的输入电平应进行仔细调试. 分析和实验表明: 1)业务遥测和S波段天气图信号共用一个功率放大器是可行的; 2)天气图和业务遥谟l信号电平可以通过调整输入电平使其保持一定的比倒; 3)当不转发天气图信号时,业务遥测信号的输出将会有所变化,其变化范围为3dB左右. 12静止气象卫星S波段数传,云圉广播转发分系统1994年第i期 6.7采用C类固态功率放大器 转发器的数据传输通道,云图转发通道,S波段天气图转发通道和业务遥测面道都采用了 .卫星的6个功放中有个功放都是C类放大器. C类放大器 C类放大器互调特性差,彼此之间极易引起干扰. 我们采用国产元器件研制成功了多种不同输出功率的固态放大器,而16w放大器是目前 我国自行研制的空间应用型固态放大器中输出功率最大的一种. 6.8保护射电天文波段的措施 为防止静止气象卫星下行信号对射电天文波段的干扰,转发器分系统中加入了具有高阻 带特性的射电天文保护滤波器. 6.9转发器备份方式的选择 按风云二号卫星的要求,转发器采取冷备份方式. 多数分机除采用冷备份外还实现了交叉连接备份方式,以使转发器有更灵活的连接方式, 进一步提高了系统的可靠性.例如功放二次电源,接收机二次电源,业务遥测调制器,上变颇器 本振源以及转发器的接收和发射系统均采用了交叉连接备份方式. 7转发器电磁兼容设计考虑 风云二号是一个复杂的多波段工作的静止气象卫星.转发器与红外可见光扫描辐射计,遥 控终端,遥测终端,uHF接收机,扫描同步器等分系统有着密切的关系.风云二号卫星的电磁 环境十分复杂,因此,给整星的电磁兼容性设计带来了很多困难.在转发器的设计中,我们注意 了以下问题: I)仔细选择转发器各本振源晶体额率和倍频次数. 仔细选择转发器各本振源晶体频率和倍频次数,使晶振频率及n次倍颇频率成分均不落 在卫星任一无线电系统工作频带内,以此来保证卫星无线电设备不会因频率选取不当而引起 干扰. 2)注意多个中频的互相干扰. 在上变频器本振源各路输出电路中加入隔离滤波器,提高中频信号输入蜡和上变频器本 振源输入蜡之间的隔离度,有效地防止了多个中频的互相干扰. 3)减小干扰源的数量. 转发器具有多个本振源.由于稳定度的要求,这些本振源均采用了晶振倍频的方式,这就 更增加了卫星的电磁环境的复杂性.为此,在方案设计时尽量减少本报源数量,将4个发射本 振源减为一个,采取分路的办法供给4个上变频器. 4)系统之间尽可能避免大信号传输. 数传本振源分机电磁兼容测试表明,系统之间的大信号传输是引发干扰的重要因素.因 此,在进行系统设计时,应对各分机,各系统之间接口关系进行优化设计,尽可能避免大信号传 输. 对4个本报源进行了功率控制,并采用滤波器进行频率控翻.测试表明这些措施有效地 防止了分机之间的相互干扰. 1994年第1期静止气象卫星S波段数传,云图广播转发分系统 在进行方案设计时,注意了抑制干扰耦合的问题.在接收机中采用了声表面渡(SAW)滤 波器,防止了分路引起的干扰. 5)精心设计分机屏蔽盒. 从结构上精心设计分机屏蔽盒,对敏感分机如本振源,高灵敏和大功率分机采用多层屏 蔽实践证明,在各项大型实验中投有出现过因为屏蔽不良而产生相互干扰现象. 6)注意撼波和选择最佳电路走向. 对功放二次电源和数传本振源分机进行的电磁兼容测试表明,选择良好的撼波电路和最 佳的电路走向可以极大地改菩设备的电磁兼容性. 8数传,云图广播转发分系统地面检测设备 研{钳数传,云图广播转发分系统的同时研制了相应的地面检测设备. 8.1数传,云圉广播辖发分系统地面检测设备 地面检测设备由以下设备组成 一 转发器技术指标测试设备I 一 转发器浏距及遥控遥测终端检测设备; 一 数据传输系统误码率检测设备} 一 展宽云图转发通道误码率检测设备} 一 转发器地面监控设备. 8.2地面检测设备的功能 地面检测设备可以有线和无线两种状态实现如下功能; 一 对转发器分机和系统的全部技术指标进行自动浏试I 一 测量转发器系统的距离零值I 一 测试数据传输系统误码率} 一 测试展宽云图通道误码率} 一 调{}I,发射上行业务遥控信号} 一 接收,解调下行业务遥测信号} 一 发进遥控指令,拉制转发器的工作I 一 进行数据采集,实对显示转发器的遥测参数. 各项大型实验表明;转发器地面检测设备设计思想先进,技术指标合理,功能齐全,在转发 器研制过程和各项大垂试验中发挥了重要作用. 9有关实验及其结果 在系统联试中,除了进行接口指标调试,电磁兼容检查和系统技术指标全面测量外,按照 大总体会议和总师的要求还进行了与大系统有关的实验.现将实验结果分别介绍如下. 9.1云里转发系统的三波互谓实验 地面数据收集控{}I站剞用云图转发系统转发三点铡距信号.对卫星进行精确定位.卫星位 置的精度直接影响卫星云图的质量.因此,风云二号卫星安排每天有d次测距程序. 3个不同额率和幅度的测距信号同时进入一个非线性放大器,将会产生多个互调产物.验 14静止气象卫星s波段数传,云图广播转发分系统1994年第l期 证这些互调产物对测距的影响是本实验的主要目的我们使用多项式法和神经网 络法分析了 转发器的输入输出特性,同时使用计算机进行仿真并进行了星一地测距,地面检测 设备测距等 大量实验. 三点测距系统星地设备距离零值联试结果:900m 转发器地面检测设备距离零值测试结果:920m 三点测距系统星地设备联试结果表明三点测距信号的互调产物带来的测距误差 是十分小 的. 这里给出理论分析和实验结果的比较 ETE0SP^N,皿V ?例融j.鳓3雕Z2MHz AH曙一::.0髓忡-2.0H-一 』 {, Tj17jP j]I 一 , fJ .J: 班 一; . I.. 8lL_, I'lH! I写lIl I'- - {iI J=IlfL—h一1 1C腑/蛔瞻i8T3D0,HZlOOKHZ 嚣箍器 图5云图转发系统的三波互调特性 ,天气图转发系统实验 9.2业务遥铡 因为重量和功耗的限制,业务遥测和s波段天气图共用了一个功率放大器.限于国内晶 体管的现状,功放只能设计成丙类状态.因此,要保证两信号的电平比例,应尽量使两信号电平 保持合适比倒.对该功放的业务遥测和s波段天气图输入信号电平进行仔细调试后可以达到 设计指标. 测试结果表明:业务遥测信号和S搜段天气图信号共用一个丙类放大器的方案是可行的. 】994年第l期静止气象卫星S波段数传,云圉广播转发分系统15 9.3数据收集转发系统的双波和五波互调特性实验 数据收集转发系统是多载波传输系统,一般仅用双波互调特性来袭征系统的线性度. 对数据收集转发系统S波段功放的五波等幅不等间隔载波的互调特性进行了计算机模拟 和实验,以便和国外同类气象卫星相比较. 功放辕入五路等幅不等闻隔载波,每路信号电平为一l3皿m,在不同输出功率情况下测试 了五波互调特性. 结论: 输出补偿6dB时双波互调特性大于35dB} 五波互调特性优于日本气象卫星的测试结果,即大于2BdB. 9.电磁繁窖测试 在电性星阶段的整星联试和西昌卫星发射中心的合练中,发现了部份干扰现象.为指导正 样星产品的设计一对转发器的部分分机进行了电磁兼容测试. 被测试的分机有:功放二次电源,接收机二次电源,s波段接收机,散传本振源,配电控制 器. 对各分机进行了如下项目的捷: 16静止气象卫星S波段数传,云图广播转发分系统:994年第1期 ? 电源线上的传导发射(】5kI-Iz,501vfI-Iz) ? 低频电绒和互连线上的电场辐射发射(】4kI-Iz一1C,]-Iz) ? 电源线上的传导敏感度(25Hz,.~0kHz) ? 电源线上的传导敏感度(500kI-Iz~4001V[Hz) ? 电场辐射敏感度(5V/m) 电磁兼容测试的主要结果 1)功放二次电源 功放二次电源分机28v,24V电源线上的传导发射超过0JB15】--86规定的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ? 最大扫描数据4BIB~/BB(?孙肫) . O0'd电 奢 酾室 5o.OOMH 霜7功放二攻电源28v24V电源巍上的传导发射 增加滤波电容.改进滤波电路,传导发射有明显改善测试结果表明,攻放二跃电源的传导 发射均在GJBI51,86所规定的艰翩线p』下,从而提高了正样产品的质量. 功放二次电源分机的电场辐射发射传导敏感度和电场辐射敏感度均在G.TBI51,86所 规定的限制线以下. 2)接收机二痰电源 接收机电源分机28V,24V电源线上的传导发射匀超出GJ]BI51一R6所规定的标准. 改进滤波电路.传导发射有明显改善.测试结果:传导发射均在GJ~B151一一86所规定的限 制线以下. 接收机二次电源分机的电场辐射发射,传导敏感J宴=和传导发射均在GJB]51—86所规定 的限制线以下. ^l,南 1994年第l期静止气象卫星S波段数传,云图广播转发分系统17 最大蟊拦数据:4619-CE03./B,9('4k0电) 圜8功放二次电源28V,24V电源线上传导发射的改善 3)S波段接收机 接收机分机的电场辐射敏感度超出GJB151--86所规定的限制线以下. d)数传本振源 数传本振源分机与配电控制器之间I2V电源线上28MHz信号电平的传寻发射超出 GJB151—86所规定的标准l5dB. 数传本振源分机与配电控制器之间12V电源线上140~?{z信号电平的传导发射超出 GJB151—86所规定的标准l0dB. 数传本振源分机的电场辐射发射,传导敏感度和电场辐射敏感度均在GJB151--86所规 定的限制线以下. 在数传本振源分机与配电控制器之间12V电源线上,观察到了数传本振源产生的28MHz 信号的各次谐渡,尤其是五次谐波. 改进撼波电路和电路走向后所有指标测试均符合GJB151—86所规定的标准. 10数传云图广播转发分系统测试结果 数传云图广播转发分系统测试结果见表9. 转发器的研制工作先后在李力田总师和彭守诚总师的领导和具体指寻下进行.504所风 云=号转发器任务的全体设计师参加了转发器研制的全过程,在此表示谢意. z}t乓至雹 18静止气象卫星s波段数传,云图广播转发分系统1994年第1期 表1转发器频率分布 转发嚣信号墙写上行频率(兆赫)下行频率(兆赫) 原始云图敷据RI1681.60 副测距站ltARS-l2044.501684.5O 副测距站2TARS一22046.501686.50 晨宽敷字云图S—VAS207.501687.50 主测距站?2050.501690,50 低分辨率云图U2051.00l69L0O S波段天气因,VEF^.)(2059.50l699.50 敷据收秉平台报告DCP.Rl709.50 表2转发器技术性能 参敷名称技术指标善注 转蔑嚣输出功率多I嚣端口测试 功放一1?0.00dBm单波饱和功率 攻放一2?30.50dBm天气因信号 攻放一3?30.50dBm饱和输出 I作频带ldB带宽 上行频率2042,2060M]-Iz 下抒频率 敷传未境l671,1692M]-Iz 转发嚣一ll682,1692唧z 转蔑嚣一21699,1703^位 转发嚣一31708,17]0,5眦 朔率稳定度 短期稳定度1x10-V0.25s阿仑方差 长期稳定度5xl0-6t丰阿仑方差 幅频特性?士0.5dB饱和输出 增苴控制 四挡步进一2.5,0,+2.5.+5.0 每挡调节误差士0.5dB 接收机噪声未敷?4,0dB多I嚣入口测试 1994年第1期静止气象卫星S波段教传,云图广播转发分系统 续表2转发器技术性能 调幅调相变换?2./dB参考指标 三阶互调特性?一26dB0B0.6dB 群时延 16816?mz<350ns参考指标 1681.6?2.5M}k<50m参考指标 三点测距信号<l5ns参考指标 杂散频谱?一40cLB 相位正吏误差??2.,土4. 幅度不平衡?ldB 馈线损耗收发多I嚣入口测试 接收通道?2.0ciB 发射通道一1?2.5dB 发射通道一2?3.0ciB 发射通道一3?3.0cLB 接收机输入电平(dBW) 展宽数字云图信号一lO8.OO 低分辨率云固信号一?1.OO 主测距站信号一1l1.OO 剐测距站信号—l26.OO 天气四广播信号—l?.0O 输入电平动态范围 转发嚣一l——11d,——103d.BW 转发嚣一2——11d,——10Bd..BW 一 次电源功耗<126.0W 质量<41.0kS 3年I作可靠度O.953 20静止气象卫星S波段数传,云恩广播转发分系统l994年第]期 表3转发器信号形式 参数名称信号形式 原始云固 信号带宽2OIz 码速率14M'bit/' 调制方式QPSK 展宽数字云图 信号带宽?2MHz 码速率0.66M'bitts 调制方式PCMIBPSK 低分辨率云图 信号带宽260kl-iz 调制方式AM/FM S波段天气图 信号带宽26kl乜 调制方式PCM/PSK--AMtFM 业务适测信号 信号带宽?1MHz 蝙码适测 码速率2000bitts 调制方式PCM/APSi(/PM 模拟遥测 调制方式Mi=SK/PM 三点测距信号 信号带宽?1MHz 调制方式AM/PM 数据平台信号 码型分相码 码速率l00b/l(一路) 调制方式PCM/士60.BPSK 1994年冀I期静止气象卫星s波段数传,云图广播转发分系统21 丧4功能转换开关测试结果 表5天文滤波器阻带特性测试结果 期率范囤GMS--3风云二号 40dB 80dB 4&dB 85dB 22静止气象卫星S波段数传,云图广播转发分系统1994年第1期 表7三点测距信号输人输出电平比较 名称转发器输入功率转发器翰出功率 主站电平副站电平主站电平副站电平 GMS一3—97dBm一82衄36.5'mm15.70clBm FY一20—15.041.5523.55 ^NN—IvlZP法一90—75.027.807.68 多唾文法一l01—86.035.7516.00 表8天气图和业务遥测功率分配 双波输出(dBm)单波输出(dBm) 遥测天气图遥测 遥剖一A机测试值测试值测试值 TIc[一1输入30.833.233.2 1M一2输入30.433.630.8 适洲一B机 1M一1输入31.233.633.2 1M一2输入30.433.629.6 l994年第1期静止气象卫星s波段数传,云圈广播转发分系统25 表9转发器测试结果 参数名称洲试结果善注 转发器输出功率多I器端口剐试 功放一1?40.00'lhm单波饱和功率 功放一2?31.20dBm天气图信号 ?27.20dBm双波时适剐信号 功放一3?31.00d.Bm饱和输出 I作寅l带ldB带宽 上行频率2042,2060删2 下行频率 数传系统1671,1692M]-Iz 转发嚣一11682,1692MHz 转发嚣一21699,l703M]-Iz 转发嚣一31708,1710.5?z 频率稳定度 原始云图和业1×10-VO.25s阿仑方差 务遥洲信号 幅频特性?士0.5血饱和输出 增苴控制 口挡步进一2.5,0,+2.5,+5.0 毒挡调节误差士0.5【lB 接收机噪声系数?4.0d.B多I器入口洲试 24静止气象卫量S波段数传,云图广播转发分系统1994年第l期 续表9转发器测试结果 参敷名称技术指标喜注 调幅调相变换?2./dB参考指标 三阶互调特性?一26ctB0B0.6dB 群时延 1681.6士7M:Hz<350m参考指标 1681.6士2.5M:Hz<50m参考标 三点洲距信号<l5m参考拍标 杂散频谱?一40ctB 相位正交误点?士3.4. 幅度不平衡?士lcLB 接收机输入电平(cLBW) 晨宽敷字云图信号一108.00 低分辨率云图信号一儿1.0O 主测距站信号一111.0O 副测距站信号—l26.00 天气图广播信号一l11.00 各转发器对各种信 输入电平动态范圆号适应能力均满足 一 3,+5dB的要求 一 次电;晕功耗<125.0W 质量<41.Okg 三年I作可靠度0.953诂算值