地面站Ka频段G/T值测量方法研究
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。
中圖分類號： V556.1
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.222680
中文引用格式： 盛保印. 地面站Ka頻段G/T值測量方法研究[J].電子技術應用，2022，48(8)：140-144.
英文引用格式： Sheng Baoyin. The research of Ka-band G/T measurement method for TT&C system[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(8)：140-144.
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.222680
中文引用格式： 盛保印. 地面站Ka頻段G/T值測量方法研究[J].電子技術應用，2022，48(8)：140-144.
英文引用格式： Sheng Baoyin. The research of Ka-band G/T measurement method for TT&C system[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(8)：140-144.
The research of Ka-band G/T measurement method for TT&C system
Sheng Baoyin
Southwest China Institute of Electronic Technology，Chengdu 610036，China
Abstract： The TT&C system usually use calibration tower，radio star or geostationary satellite for G/T measurement.Now our country build a group of TT&C systems for the data reception of low earth orbit Ka-band satellites.The size of these antennas ie 12 meter in diameter.Most of these TT&C systems can not use conventional methods for G/T measurement.At the same time,general formula can not meet the accuracy requitement for Ka-band G/T calculation.To solve the problem,this paper gave a formula and solution with drone for Ka-band G/T calculation.Under the method,this paper analyzed and calculated the effects of atmospheric attenution，positioning accuracy of drone，radio beacon′s signal amplitude variation and antenna′s pointing accuracy.The effectiveness of this method was verified in a proving ground.The method sovles the problem that most TT&C systems can not measure G/T at Ka-band.
Key words : G/T measurement；Ka-band；atmospheric attenution
0 引言
航天測控地面站的品質因數(Gain/noise Temperature，G/T)是地面站的一個重要系統指標，G/T值越大則接收天線增益G越高，系統等效噪聲溫度T越低，表示系統的接收靈敏度越高[1]。G/T值的測量方法一般有對標校塔法、對射電星法和對同步星驗證法。近年來國內新建了一批12 m口徑地面站用于低軌衛星Ka頻段高速數據接收，工作頻率范圍為25 GHz～27.5 GHz，大部分站點均不具備G/T值測量條件。用對標校塔法測量，在滿足遠場條件且仰角大于3°的條件下，架標的距離要大于26.4 km且高度大于1 381 m，大部分的站點均無法找到合適的架標地點。利用射電星作為射頻噪聲源，采用Y因子法測量可用于系統G/T值的測量，但在北半球無法找到既可觀測到且在Ka頻段的流量又能滿足12 m口徑天線G/T值測量要求的射電星。采用同步衛星法可對G/T值進行驗證，但Ka頻段低軌衛星的頻率與高軌同步衛星的頻率不一致，該方法同樣無法采用。因此用于低軌衛星Ka頻段數據接收的地面站均存在G/T值無法進行有效測量的問題。
目前國內工業用無人機在懸停精度、載荷重量及飛行時間等方面均有較大的提升，因此可考慮利用無人機搭載信標源和寬波束標準增益天線懸停至滿足遠場條件的空域進行Ka頻段G/T值的測量。
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作者信息：
盛保印
(西南電子技術研究所，四川 成都610036)
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