卫星地球站测试方法---信标塔法

一、测试条件

信标塔法又称为常规的远场法，该方法在常规的野外天线场来完成天线方向图的测试，是天线方向图测试常用的方法。

如图所示为信标塔法测试天线的简易框图。

在常规的远场法测试^[20]中，为了保证测试精度，应满足以下的测试要求：

1）收发天线之间的距离应满足远场测试距离条件，即：

    

                         （2-1）

式中，为源天线和待测天线之间的距离（）；为待测天线的口径（）；为工作波长（）。

利用式（2-1），我们就可以计算天线在远场测试中收发天线之间的最小测试距离。这里表2-1以波段常用测试的几个频点为例计算了常见口径的地球站天线的最小测试距离。

由表2-1可以看出，对于口径尺寸较小的地球站天线，可采用常规的远场法即信标塔法测试天线方向图；而对于口径尺寸都很大的地球站天线，常规测试场法很难满足远场测试距离的条件，因此比较适合采用卫星场法测试。

表2-1  天线测试的最小距离

天线口径 （）	最小测试距离（）
	波段的天线接收频点（）			波段的天线发射频点（）
	12.25	12.5	12.75	14.0	14.25	14.5
1.0	81.7	83.3	85.0	93.3	95.0	96.7
1.2	117.6	120.0	122.4	134.4	136.8	139.2
2.4	470.4	480.0	489.6	537.6	547.2	556.8
3.0	735.0	750.0	765.0	840.0	855.0	870.0
3.7	1118.0	1140.8	1163.7	1277.7	1300.6	1323.4
4.5	1653.8	1687.5	1721.3	1890.0	1923.8	1957.5
5.0	2041.7	2083.3	2125.0	2333.3	2375.0	2416.7

 

2）要有足够高的信标发射塔，保证待测天线仰角，这样可以有效抑制地面反射对天线测试的影响。

以上是远场测试场的基本条件，远场法是测试天线的常用场地，其显著特点是：整个天线测试控制方便，不受约束；另外，信号源输出功率大，频谱仪灵敏度高，测试系统一般无需高功率放大器或低噪声放大器；再者，则是天线测试频率和计划均可根据测试需要自由选择。

二、测试步骤

1）按照框图架设好天线以及信标塔上的信号源。

2）依据天线测试要求以及天线转动速度合理设置频谱分析仪工作状态，如设置待测的中心频率Center Frequency，跨度Span，分辨率带宽Res BW，视频带宽Video BW，扫描时间Sweep Time等等。设置完毕后，驱动天线方位和俯仰电机，调整方位、俯仰角度，使天线对准主波束中心最大信号。

3）天线对准最大信号的方位（俯仰）角度作为基准角度，驱动天线电机使天线偏离最大信号一定方位（俯仰）角度。频谱分析仪跨度Span置为0，控制天线转动方位（俯仰）电机，同时频谱分析仪扫描方位（俯仰）角度范围的信号功率电平。由频谱分析仪获取范围内各个扫描点的功率电平。其中，频段卫星通信地球站天线方向图测试角度通常为，频段通常为即可。

4）频谱分析仪绘制出天线方向图，分析天线方向图得到天线各项性能指标。