地面站Ka频段G/T值测量方法研究

精品论文赏析

2022年电子技术应用第8期

盛保印

西南电子技术研究所，四川 成都610036

摘要

航天测控地面站的系统品质因数(G/T值)测量一般采用对塔测量、对射电星测量及对同步卫星测量等方法。目前国内大部分用于接收低轨卫星Ka频段宽带数据的12 m口径地面站均无法采用常规方法进行G/T值测量，同时传统的计算公式在Ka频段也无法满足G/T值测量精度的要求。针对该问题，提出了利用无人机在满足远场和仰角条件下的测试方法，给出了待误差修正的计算公式，对该方法下的大气损耗、无人机定位精度、信标功率修正及指向精度等影响因素进行了分析和计算，在试验场进行了对比试验，证明利用该方法测量Ka频段的G/T值可行且精度满足要求，解决了目前大部分地面站Ka频段G/T值无法准确测量的问题。

关键词

GT值，Ka频段，大气损耗

引言

航天测控地面站的品质因数(Gain/noise Temperature，G/T)是地面站的一个重要系统指标，G/T值越大则接收天线增益G越高，系统等效噪声温度T越低，表示系统的接收灵敏度越高[1]。G/T值的测量方法一般有对标校塔法、对射电星法和对同步星验证法。近年来国内新建了一批12 m口径地面站用于低轨卫星Ka频段高速数据接收，工作频率范围为25 GHz～27.5 GHz，大部分站点均不具备G/T值测量条件。用对标校塔法测量，在满足远场条件且仰角大于3°的条件下，架标的距离要大于26.4 km且高度大于1 381 m，大部分的站点均无法找到合适的架标地点。利用射电星作为射频噪声源，采用Y因子法测量可用于系统G/T值的测量，但在北半球无法找到既可观测到且在Ka频段的流量又能满足12 m口径天线G/T值测量要求的射电星。采用同步卫星法可对G/T值进行验证，但Ka频段低轨卫星的频率与高轨同步卫星的频率不一致，该方法同样无法采用。因此用于低轨卫星Ka频段数据接收的地面站均存在G/T值无法进行有效测量的问题。

目前国内工业用无人机在悬停精度、载荷重量及飞行时间等方面均有较大的提升，因此可考虑利用无人机搭载信标源和宽波束标准增益天线悬停至满足远场条件的空域进行Ka频段G/T值的测量。

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