CN112751605B - 双星动态星间链路捕获与跟踪特性测试方法、***及介质 - Google Patents

双星动态星间链路捕获与跟踪特性测试方法、***及介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种双星动态星间链路捕获与跟踪特性测试方法、***及介质，包括暗室；所述暗室内设置有星体、星体转台、反射面以及天线，所述暗室外设置有第一应答机、转台控制台和第二应答机；所述第二应答机与所述转台控制台电连接，所述转台控制台与所述天线电连接，所述天线发出的信号经过所述反射面反射至所述星体上的星间天线，所述星体安装在所述星体转台上，所述星体转台根据所述星体接收到的信号调整所述星体的星间天线的指向角；所述第一应答机与所述星体通信连接；通过仿真建立所述天线转台发出的所述信号中的角度与所述天线的天线指向角的相互时序匹配关系。本发明可用于双星星间链路特性测试和星间通信方案正确性验证。

Description

双星动态星间链路捕获与跟踪特性测试方法、***及介质
技术领域
本发明涉及宇航通信领域，具体地，涉及一种双星动态星间链路捕获与跟踪特性测试方法、***及介质。
背景技术
为获取双星动态星间链路捕获与跟踪特性，验证双星星间链路捕获与跟踪方案的正确性，需要设计一种测试方法。
传统单星星地通信链路可通过卫星与地面站对接试验进行特性测试和方案验证，但这种传统方法仅适用于单星、静态通信，且无法验证动态波束指向场景下的链路跟踪、捕获特性。
已检索到如下专利：
1、《星间激光通信终端高精度动静态测量装置》CN200410024986.2，该专利不涉及长距离动态通信和测量验证方法
2、《一种基于双星绕飞编队的全向星间通信链路》CN201810621919.0，该专利不涉及长距离动态通信和测量验证方法
3、《一种基于集群编队的多路由星间通信链路》CN201810622150.4，该专利不涉及长距离动态通信和测量验证方法
目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种双星动态星间链路捕获与跟踪特性测试方法、***及介质。
根据本发明提供的一种双星动态星间链路捕获与跟踪特性测试***，包括暗室；
所述暗室内设置有星体、星体转台、反射面以及天线，所述暗室外设置有第一应答机、转台控制台和第二应答机；
所述第二应答机与所述转台控制台电连接，所述转台控制台与所述天线电连接，所述天线发出的信号经过所述反射面反射至所述星体上的星间天线，所述星体安装在所述星体转台上，所述星体转台根据所述星体接收到的信号调整所述星体的星间天线的指向角；
所述第一应答机与所述星体通信连接；
通过仿真建立所述天线转台发出的所述信号中的角度与所述天线的天线指向角的相互时序匹配关系。
优选地，所述转台控制台内设置有信号衰减器，模拟星间链路动态空间衰减。
优选地，所述星体转台包括六自由度非固连转台。
优选地，所述暗室外的设备***包覆射频屏蔽层。
优选地，所述射频屏蔽层包括铜箔或铝箔。
根据本发明提供的一种双星动态星间链路捕获与跟踪特性测试方法，采用上述的双星动态星间链路捕获与跟踪特性测试***，执行步骤：
步骤1：通过转台控制台调整所述星体转台的转动轴，使所述星间天线指向轨迹面水平；
步骤2：试转所述星体转台后回初始位置，建立时间与星体转台的转台角的比照关系及初始位置对应的在轨瞬时时刻；
步骤3：根据步骤2确定时间与星间天线的指向角的比照关系，确定时间与空间衰减的比照关系；
步骤4：根据步骤3建立转台角与空间衰减的比照关系；
步骤5：跟随转台角的变化，同步设置对应的衰减值；
跟随转台角的变化及转台角与天线的指向角的关系，实时切换所述第一应答机或所述第二应答机的射频通道。
优选地，步骤2中试转所述星体转台的包括试转各个转动轴各一周。
根据本发明提供的一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序在被处理器执行时实现上述的双星动态星间链路捕获与跟踪特性测试方法的步骤。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明通过仿真建立场景下天线指向角、转台角、空间衰减值、多普勒频率、频率变化率等特性参数的相互时序匹配关系；通过天线转台顺序转动，模拟星间链路动态变化特性，可用于双星星间链路特性测试和星间通信方案正确性验证。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是本发明涉及的测试设备布局示意图。
图2是本发明涉及的测试设备连接方法示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1和图2所示，本实施例提供的一种双星动态星间链路捕获与跟踪特性测试***，包括暗室。在暗室内设置有星体、星体转台、反射面以及天线，暗室外设置有第一应答机、转台控制台和第二应答机。
第二应答机与转台控制台电连接，转台控制台与天线通过高频电缆连接连接，天线发出的信号经过反射面反射至星体上的星间天线，星体安装在星体转台上，星体转台根据星体接收到的信号调整星体的星间天线的指向角，第一应答机与星体通过高频电缆连接。星间天线采用四副安装于真实比例星体上的星间天线，借助于六自由度非固连天线测试转台的角度调整功能对星间天线在轨指向角度进行实现。转台控制台内设置有信号衰减器，通过衰减器的实时匹配调节实现真实长基线星间链路动态空间衰减的模拟。本发明通过仿真建立天线转台发出的信号中的角度与天线的天线指向角的相互时序匹配关系。
本发明中，暗室外的设备***包覆射频屏蔽层，射频屏蔽层包括铜箔或铝箔，可有效防止信号泄露和串扰。地检设备可实现多普勒频率、频率变化率设置，通过计算获取频率与转台角的比照关系，实现多普勒频率、频率变化率动态设置。
本发明提供的一种双星动态星间链路捕获与跟踪特性测试方法，采用上述的双星动态星间链路捕获与跟踪特性测试***，通过仿真建立场景下天线指向角、空间衰减值、多普勒频率、频率变化率等特性参数的相互时序匹配关系，通过天线转台顺序转动，模拟星间链路动态变化特性，其具体步骤如下：
(1)调整三个方向的转动轴，使星间天线指向轨迹面水平；
(2)转台试转一周后回零位，建立时间与转台角的比照关系及初始位置对应的在轨瞬时时刻；
(3)确定时间与空间衰减的比照关系；
(4)确定时间与天线指向角的比照关系；
(5)通过步骤(2)、(3)，建立转台角与空间衰减的比照关系；
(6)测试开始，跟随转台角的变化，同步设置对应的衰减值；
(7)跟随转台角的变化及其与星间天线指向角的关系，实时切换星间通信设备的射频通道。
以上步骤具体设置如下表所示。
表1测试参数设置比照表
Figure BDA0002868999960000041
Figure BDA0002868999960000051
根据转台旋转一周期间，星间通信设备射频通道的连续跟踪与捕获状态，可用于确定设计出的星间通信方案是否适应双星动态星间链路。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的***及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的***及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的***及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (8)

1.一种双星动态星间链路捕获与跟踪特性测试***，其特征在于，包括暗室；
所述暗室内设置有星体、星体转台、反射面以及天线，所述暗室外设置有第一应答机、转台控制台和第二应答机；
所述第二应答机与所述转台控制台电连接，所述转台控制台与标准天线电连接，所述标准天线发出的信号经过所述反射面反射至所述星体上的星间天线，所述星体安装在所述星体转台上，所述星体转台根据所述星体接收到的信号调整所述星体的星间天线的指向角；
所述第一应答机与所述星体通信连接；
通过仿真建立所述星体转台的角度与所述星间天线的天线指向角的相互时序匹配关系。
2.根据权利要求1所述的双星动态星间链路捕获与跟踪特性测试***，其特征在于，所述转台控制台内设置有信号衰减器，模拟星间链路动态空间衰减。
3.根据权利要求1所述的双星动态星间链路捕获与跟踪特性测试***，其特征在于，所述星体转台包括六自由度非固连转台。
4.根据权利要求1所述的双星动态星间链路捕获与跟踪特性测试***，其特征在于，所述暗室外的设备***包覆射频屏蔽层。
5.根据权利要求4所述的双星动态星间链路捕获与跟踪特性测试***，其特征在于，所述射频屏蔽层包括铜箔或铝箔。
6.一种双星动态星间链路捕获与跟踪特性测试方法，其特征在于，采用权利要求1至5任一项所述的双星动态星间链路捕获与跟踪特性测试***，执行步骤：
步骤1：通过转台控制台调整所述星体转台的转动轴，使所述星间天线指向轨迹面水平；
步骤2：试转所述星体转台后回初始位置，建立时间与星体转台的转台角的比照关系及初始位置对应的在轨瞬时时刻；
步骤3：根据步骤2确定时间与星间天线的指向角的比照关系，确定时间与空间衰减的比照关系；
步骤4：根据步骤3建立转台角与空间衰减的比照关系；
步骤5：跟随转台角的变化，同步设置对应的衰减值；
跟随转台角的变化及转台角与天线的指向角的关系，实时切换所述第一应答机或所述第二应答机的射频通道。
7.根据权利要求6所述的双星动态星间链路捕获与跟踪特性测试方法，其特征在于，步骤2中试转所述星体转台的包括试转各个转动轴各一周。
8.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机程序在被处理器执行时实现权利要求6或7所述的双星动态星间链路捕获与跟踪特性测试方法的步骤。
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