01技術(shù)挑戰(zhàn)

在全球低軌衛(wèi)星快速發(fā)展的背景下，我國已將以低軌衛(wèi)星星座為代表的商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)作為新質(zhì)生產(chǎn)力并配套多項(xiàng)支持政策，商業(yè)衛(wèi)星運(yùn)營與制造企業(yè)蓬勃發(fā)展，已開始建設(shè)低軌通信星座及其他遙感星座。

與傳統(tǒng)的高軌和中軌衛(wèi)星不同，低軌衛(wèi)星因?yàn)槠浣剀壍捞攸c(diǎn)存在“過頂”時(shí)間快、多普勒頻移大和信號時(shí)延大等測試難題。

衛(wèi)星較地面終端過頂過程如下圖所示：：

隨著在軌實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星及后期正式衛(wèi)星數(shù)量的不斷增多，衛(wèi)星發(fā)射在軌后的測試、驗(yàn)收及健康狀態(tài)監(jiān)測成為行業(yè)的重點(diǎn)測試發(fā)展方向。

根據(jù)低軌衛(wèi)星的軌道特性

和NTN通信特性在軌測試挑戰(zhàn)如下：

衛(wèi)星制造和測試周期短，發(fā)射密集，組網(wǎng)復(fù)雜，要求大量的在軌測試或驗(yàn)收工作，以便客觀的開展驗(yàn)收和產(chǎn)品評價(jià)工作。

衛(wèi)星過頂時(shí)間短、軌道變化快，信號多普勒效應(yīng)強(qiáng)，要求測試和星歷結(jié)合并記錄信號IQ以便回溯。

信關(guān)站到終端連接組件復(fù)雜、頻率到Q/V，要求測試系統(tǒng)頻率覆蓋高、精度高、可靠性高且兼顧在軌和組件測試。

NTN組網(wǎng)和通信的復(fù)雜性，要求對EVM、時(shí)延、群時(shí)延開展精準(zhǔn)測試，要求地面站和終端非線性組件開展EMV、時(shí)延、群時(shí)延和NPR開展精準(zhǔn)測試。

結(jié)合衛(wèi)星全生命周期的可測試性，要求在軌測試儀表可開展通信載荷和組件測試。

02測試解決方案與儀表

為解決上述測試要求和需求，要求儀表組合具備如下特點(diǎn)已完成擬定測試：

具備和星歷同步的精準(zhǔn)授時(shí)與脈沖觸發(fā)功能，觸發(fā)精度要求在微秒級別；

具備頻率準(zhǔn)確度、延時(shí)、群延時(shí)、EVM、BER、NPR、頻率響應(yīng)、噪聲系數(shù)、雜散、增益?zhèn)鬟f等射頻和矢量測試能力；

具備自定義和5GNR、DVB等標(biāo)準(zhǔn)信號的產(chǎn)生和分析；

具備有觸發(fā)存儲能力IQ信號記錄能力；

儀表搭建與系統(tǒng)組成如圖：

方案儀表：

R&S FSW（67GHz），R&S SWM200A（54GHz），R&S IQW，配件

測試步驟

信號源和頻譜儀自校準(zhǔn)

測試地面站Q/V相關(guān)射頻組件損耗、時(shí)延等參數(shù)；

連接信號源、GNSS接收機(jī)至地面站上行鏈路，連接頻譜儀和終端，連接頻譜儀和IQ記錄儀；

通過NTP服務(wù)器授時(shí)，通過GNSS接收機(jī)和信號源開始基于絕對時(shí)間的秒脈沖觸發(fā)測試；

測試數(shù)據(jù)摘要

具備時(shí)間標(biāo)簽和對齊星歷時(shí)間的延時(shí)和群延時(shí)數(shù)據(jù)集，可用于測試全系統(tǒng)時(shí)延是否符合設(shè)計(jì)并進(jìn)行記錄用以優(yōu)化終端和星上時(shí)間補(bǔ)償。

具備時(shí)間標(biāo)簽和對齊星歷時(shí)間的EVM測試數(shù)據(jù)集，可用于測試在軌衛(wèi)星、地面站及終端的全鏈路EVM驗(yàn)證系統(tǒng)是否符合設(shè)計(jì)指標(biāo)。

具備時(shí)間標(biāo)簽和對齊星歷時(shí)間的IQ數(shù)據(jù)，用于后期數(shù)據(jù)存儲和深度分析并作為驗(yàn)證數(shù)據(jù)保存。

具備對終端和Q/V地面站組件的設(shè)備和矢量參數(shù)測試，用于驗(yàn)證組件和系統(tǒng)是否符合實(shí)際指標(biāo)及故障判斷。

具備其他通用射頻和矢量測試功能。

完成測試業(yè)務(wù)邏輯圖如下：

羅德與施瓦茨業(yè)務(wù)涵蓋測試測量、技術(shù)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)安全，致力于打造一個(gè)更加安全、互聯(lián)的世界。成立90 年來，羅德與施瓦茨作為全球科技集團(tuán)，通過發(fā)展尖端技術(shù)，不斷突破技術(shù)界限。公司領(lǐng)先的產(chǎn)品和解決方案賦能眾多行業(yè)客戶，助其獲得數(shù)字技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)力。羅德與施瓦茨總部位于德國慕尼黑，作為一家私有企業(yè)，公司在全球范圍內(nèi)獨(dú)立、長期、可持續(xù)地開展業(yè)務(wù)。