本發明專利技術公開了一種基于正交信號輸入的衛星導航接收機電磁兼容性測試裝置及測試方法，屬于電磁兼容測試領域，測試裝置包括：上位PC機、各測試信號源、正交調制解調模塊、姿態調整模塊、發射/接收天線、合路器、功分器、頻譜測量裝置等。測試步驟為：生成模擬導航信號使接收機正常工作；生成參考信號和干擾信號并根據要求調整強度；測量不同方向入射參考信號強度值，對比不同天線接收信號強度，分析零陷特性；根據零陷特性修正模擬導航信號；用修正的信號進行試驗，判斷接收機電磁兼容性。優點：本發明專利技術利用參考信號測試自適應天線的方向特性，使用正交調制方法確保接收端能分離參考信號，保證了測試的真實和高精度，降低了工程實現難度。
【技術實現步驟摘要】
一種基于正交信號輸入的衛星導航終端電磁兼容性測試裝置及測試方法
本專利技術屬于電磁兼容測試
，涉及一種基于正交信號輸入的衛星導航終端電磁兼容性測試裝置及測試方法。
技術介紹
衛星導航信號到達地面時的功率極小，為使衛星導航終端能夠正常工作，就要求衛星導航終端中的衛星導航接收機具有較高的靈敏度，但是高靈敏度會導致衛星導航接收機的電磁環境適應性較差。因此，對衛星導航終端的電磁環境適應性進行測試，是其能夠使用的先決條件之一。現階段對衛星導航終端的電磁兼容測試方法，主要包括傳導法和輻射法，傳導法實現簡單且精度較高，但無法考慮接收天線特性對衛星導航信號的可能影響，對于現今多使用自適應導航天線作為抗干擾手段的接收機，傳導法無法反映真實情況；輻射法采用實物天線對信號進行接收，更接近真實情況，但模擬導航源數量較多，軌道難以規劃，成本高昂。
技術實現思路
本專利技術針對現階段衛星導航終端的電磁兼容測試中，傳導法與輻射法各自存在的不足和局限，提出一種基于正交信號輸入的衛星導航終端電磁兼容性測試裝置及測試方法，該電磁兼容性測試裝置包括如下組成部分：上位PC機、衛星導航信號模擬器、干擾信號發生器、參考信號源、正交調制模塊、測試姿態調整模塊、發射天線、標準導航接收天線、合路器、功分器、正交解調模塊以及頻譜測量模塊。被試品衛星導航終端包括衛星導航接收機與自適應導航接收天線。電磁兼容性測試裝置中各個模塊和設備的連接方式和信號流向：上位PC機連接并控制衛星導航信號模擬器、干擾信號發生器、參考信號源以及測試姿態調整模塊；衛星導航信號模擬器產生多路導航信號疊加的模擬導航信號，通過線纜傳導傳輸給合路器的輸入端口。參考信號源與干擾信號發生器分別產生參考信號與干擾信號，再經過正交調制模塊分別調制在一對相互正交的載波上，形成正交信號，載波頻率與模擬導航信號載波相同；其中，經過正交調制后的參考信號經由測試姿態調整模塊對參考信號發射天線進行方位調整，干擾信號發射天線則按照預定測試位置架設，兩副發射天線將信號發出，導航接收天線接收參考信號與干擾信號并送給合路器的輸入端口。導航接收天線為標準導航接收天線或者自適應導航接收天線。合路器將模擬導航信號、參考信號和干擾信號合成一路輸出，經過功分器，將合成信號等分為兩路，一路傳輸給衛星導航接收機，另一路使用正交解調模塊分離出參考信號與干擾信號，分別傳輸給2個頻譜測量模塊進行測量。一種基于正交信號輸入的衛星導航終端電磁兼容性測試方法，具體步驟如下：步驟一、衛星導航信號模擬器產生多路導航信號疊加的模擬導航信號；步驟二、獲取衛星導航接收機正常工作狀態時單路模擬導航信號的強度；將疊加的模擬導航信號傳輸至合路器的一路輸入端口，合路器的另一路輸入端口接匹配負載，即不輸入信號，合路器將兩路端口的輸入信號合為一路，從輸出端口輸出至功分器的輸入端口，再分為兩路輸出，一路直接注入衛星導航接收機，另一路傳輸給頻譜測量模塊；調整疊加模擬導航信號強度，使接收機達到正常工作狀態，并通過頻譜測量模塊測得疊加模擬導航信號強度為Ts，進一步計算單路模擬導航信號的均值Ts'；步驟三、干擾信號發生器、參考信號源分別生成干擾信號和參考信號，并進行正交調制；干擾信號發生器按照被試品的抗干擾性能，產生相應干擾信號。干擾信號經正交調制后，覆蓋衛星導航終端的工作頻率或其他要求的頻率；參考信號源產生與單路模擬導航信號強度相等的參考信號；參考信號根據需求選擇。使用正交調制模塊將參考信號與干擾信號調制在一對正交載波上，產生相互正交的調制參考信號與調制干擾信號；正交載波的頻率與衛星導航信號載波的頻率相同。改變參考信號源和干擾信號發生器的輸出，從而調整調制參考信號和調制干擾信號的幅度和帶寬。步驟四、根據步驟二中的模擬導航信號強度，調整調制參考信號強度和調制干擾信號的強度；首先，調制參考信號經參考信號發射天線發出，使用標準導航接收天線進行接收，并傳輸至合路器的一路輸入端口，同時另一路輸入端口接匹配負載；合路器的輸出端口與功分器的輸入端口直連，信號被均分為兩路，一路輸出至匹配負載，取代衛星導航接收機；另一路傳輸給頻譜測量模塊。調節參考信號源，使頻譜測量模塊測得的調制參考信號強度為Ts'或Ts，記錄此時參考信號源的輸出Srl。然后，調制干擾信號經干擾信號發射天線發出，使用標準導航接收天線進行接收，并傳輸至合路器的一路輸入端口，同時另一路輸入端口接匹配負載；合路器的輸出端口與功分器的輸入端口直連，信號被均分為兩路，一路輸出至匹配負載，取代衛星導航接收機；另一路傳輸給頻譜測量模塊。調節干擾信號發生器，使頻譜測量模塊測得的調制干擾信號強度為Ts'+R或Ts+R，其中R為自適應導航接收天線的干擾抑制度要求，記錄此時干擾信號發生器的輸出Sil。最后，調制參考信號和調制干擾信號同時經兩個發射天線發出，使用標準導航接收天線進行接收，并保持參考信號源輸出為Srl，干擾信號發生器輸出為Sil。其他測試配置不變，將連接功分器輸出端口的頻譜測量模塊替換為正交解調模塊，對合成信號進行解調，分離出解調參考信號與解調干擾信號后，再分別傳輸給頻譜測量模塊進行測量；記測得的解調參考信號強度為Tr，單位為dBm；記測得的解調干擾信號強度為Ti，單位為dBm。步驟五、保持調制干擾信號的狀態不變，通過測試姿態調整模塊改變調制參考信號入射方向，測量不同方向下標準導航接收天線接收到的解調參考信號相應強度值；測試姿態調整模塊由半圓弧形軌道和精密轉臺組成，調制參考信號在弧形軌道上的位置決定其俯仰角，由精密轉臺的旋轉角度決定其方向角。若選取了M個入射方向的調制參考信號進行測量，則分別記各方向所測得的解調參考信號強度為Tr1,Tr2,...,Trm...,TrM，單位為dBm。步驟六、將標準導航接收天線替換為自適應導航接收天線，重復步驟五，并將各對應位置的強度值進行比較，得到各方向衰減值形成零陷；將標準導航接收天線改換為自適應導航接收天線，經自適應導航接收天線接收的M個相同位置的解調參考信號強度為Tr1',Tr2',...,Trm'...,TrM'，單位為dBm，與標準導航接收天線接收的強度值Tr1,Tr2,...,Trm...,TrM按對應位置進行比較，可得自適應導航接收天線對各方向的衰減Drm為：Drm＝Trm-Trm'，單位為dB；m＝1,2,.....,M。記經自適應導航天線接收的解調干擾信號強度值為Ti'，可得自適應導航接收天線對干擾來向的抑制度為Di＝Ti-Ti'，單位為dB。綜合自適應導航天線對多方向參考信號的衰減值和對干擾來向的抑制度，得到其零陷的形狀與大小。步驟七、根據零陷的形狀和大小，對落入零陷范圍內的模擬導航信號進行修正；根據多路模擬導航信號中每一路模擬導航信號的不同來向角，將零陷對各路導航信號的衰減代入到導航信號模擬時的參數設定中，完成對模擬導航信號的修正。步驟八、保持調制干擾信號的狀態不變，關閉調制參考信號，產生經過修正的模擬導航信號，判斷在當前干擾信號作用下，衛星導航接收機能否在修正后的模擬導航信號下正常工作，如果能，則衛星導航接收機在該干擾條件下的電磁兼容性滿足要求；否則電磁兼容性不滿足要求；記錄結果，形成報告。本專利技術的優點在于：(1)一種基于正交信號輸入的衛星導航終端電磁兼容性測試裝置本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種基于正交信號輸入的衛星導航接收機電磁兼容性測試方法，其特征在于，具體步驟如下：步驟一、衛星導航信號模擬器產生多路導航信號疊加的模擬導航信號；步驟二、獲取衛星導航接收機正常工作狀態時單路模擬導航信號的強度；步驟三、干擾信號發生器、參考信號源分別生成干擾信號和參考信號，并進行正交調制；干擾信號發生器按照被試品的抗干擾性能，產生相應干擾信號；參考信號源產生參考信號，強度與單路模擬導航信號的強度相等；使用正交調制模塊將參考信號與干擾信號調制在一對正交載波上，產生相互正交的調制參考信號與調制干擾信號；正交載波的頻率與標準導航信號載波的頻率相同；通過改變參考信號源和干擾信號發生器的輸出，調整調制參考信號和調制干擾信號的幅度和帶寬；步驟四、根據步驟二中的模擬導航信號強度，調整調制參考信號強度和調制干擾信號的強度；步驟五、保持調制干擾信號的狀態不變，通過測試姿態調整模塊改變調制參考信號入射方向，測量不同方向下標準導航接收天線接收到的解調參考信號相應強度值；選取了M個入射方向的調制參考信號進行測量，則分別記各方向所測得的解調參考信號強度為Tr1,Tr2,...,Trm...,TrM，單位為dBm；步驟六、將標準導航接收天線替換為自適應導航接收天線，重復步驟五，并將各對應位置的強度值進行比較，得到各方向衰減值形成零陷；將標準導航接收天線改換為自適應導航接收天線，經自適應導航接收天線接收的M個相同位置的解調參考信號強度為Tr1',Tr2',...,Trm'...,TrM'，單位為dBm，與標準導航接收天線接收的強度值Tr1,Tr2,...,Trm...,TrM按對應位置進行比較，可得自適應導航接收天線對各方向的衰減Drm為：Drm＝Trm?Trm'，單位為dB；m＝1,2,.....,M；記經自適應導航天線接收的解調干擾信號強度值為Ti'，可得自適應導航接收天線對干擾來向的抑制度為Di＝Ti?Ti'，單位為dB；綜合自適應導航天線對多方向參考信號的衰減值和對干擾來向的抑制度，得到其零陷的形狀與大小；步驟七、根據零陷的形狀和大小，對落入零陷范圍內的模擬導航信號進行修正；根據多路模擬導航信號中每一路模擬導航信號的不同來向角，將零陷對各路導航信號的衰減代入到導航信號模擬時的參數設定中，完成對模擬導航信號的修正；步驟八、保持調制干擾信號的狀態不變，關閉調制參考信號，產生經過修正的模擬導航信號，判斷在當前干擾信號作用下，衛星導航接收機能否在修正后的模擬導航信號下正常工作，如果能，則衛星導航接收機在該干擾條件下的電磁兼容性滿足要求；否則電磁兼容性不滿足要求；記錄結果，形成報告。...
【技術特征摘要】
1.一種基于正交信號輸入的衛星導航接收機電磁兼容性測試方法，其特征在于，具體步驟如下：步驟一、衛星導航信號模擬器產生多路導航信號疊加的模擬導航信號；步驟二、獲取衛星導航接收機正常工作狀態時單路模擬導航信號的強度；步驟三、干擾信號發生器、參考信號源分別生成干擾信號和參考信號，并進行正交調制；干擾信號發生器按照被試品的抗干擾性能，產生相應干擾信號；參考信號源產生參考信號，強度與單路模擬導航信號的強度相等；使用正交調制模塊將參考信號與干擾信號調制在一對正交載波上，產生相互正交的調制參考信號與調制干擾信號；正交載波的頻率與標準導航信號載波的頻率相同；通過改變參考信號源和干擾信號發生器的輸出，調整調制參考信號和調制干擾信號的幅度和帶寬；步驟四、根據步驟二中的模擬導航信號強度，調整調制參考信號強度和調制干擾信號的強度；步驟五、保持調制干擾信號的狀態不變，通過測試姿態調整模塊改變調制參考信號入射方向，測量不同方向下標準導航接收天線接收到的解調參考信號相應強度值；選取了M個入射方向的調制參考信號進行測量，則分別記各方向所測得的解調參考信號強度為Tr1,Tr2,...,Trm...,TrM，單位為dBm；步驟六、將標準導航接收天線替換為自適應導航接收天線，重復步驟五，并將各對應位置的強度值進行比較，得到各方向衰減值形成零陷；將標準導航接收天線改換為自適應導航接收天線，經自適應導航接收天線接收的M個相同位置的解調參考信號強度為Tr1',Tr2',...,Trm'...,TrM'，單位為dBm，與標準導航接收天線接收的強度值Tr1,Tr2,...,Trm...,TrM按對應位置進行比較，可得自適應導航接收天線對各方向的衰減Drm為：Drm＝Trm-Trm'，單位為dB；m＝1,2,.....,M；記經自適應導航天線接收的解調干擾信號強度值為Ti'，經標準導航接收天線接收的解調干擾信號強度為Ti，可得自適應導航接收天線對干擾來向的抑制度為Di＝Ti-Ti'，單位為dB；綜合自適應導航天線對多方向參考信號的衰減值和對干擾來向的抑制度，得到其零陷的形狀與大小；步驟七、根據零陷的形狀和大小，對落入零陷范圍內的模擬導航信號進行修正；根據多路模擬導航信號中每一路模擬導航信號的不同來向角，將零陷對各路導航信號的衰減代入到導航信號模擬時的參數設定中，完成對模擬導航信號的修正；步驟八、保持調制干擾信號的狀態不變，關閉調制參考信號，產生經過修正的模擬導航信號，判斷在當前干擾信號作用下，衛星導航接收機能否在修正后的模擬導航信號下正常工作，如果能，則衛星導航接收機在該干擾條件下的電磁兼容性滿足要求；否則電磁兼容性不滿足要求；記錄結果，形成報告。2.如權利要求1所述的一種基于正交信號輸入的衛星導航接收機電磁兼容性測試方法，其特征在于，所述的步驟二具體為：將疊加的模擬導航信號傳輸至合路器的一路輸入端口，合路器的另一路輸入端口接匹配負載，即不輸入信號，合路器將兩路端口的輸入信號合為一路，從輸出端口輸出至功分器的輸入端口，再分為兩路輸出，一路直接注入衛星導航接收機，另一路傳輸給頻譜測量模塊；調整疊加模擬導航信號強度，使接收機達到正常工作狀態，并通過頻譜測量模塊測得疊加模擬導航信號強度為Ts，進一步計算...
【專利技術屬性】
技術研發人員：戴飛，李鴻宇，鄭濤，
申請(專利權)人：北京航空航天大學，
類型：發明
國別省市：北京;11
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