衛(wèi)星定位有源天線性能測試接口轉(zhuǎn)換裝置

摘要：在衛(wèi)星有源接收天線測試過程中，受天線自身所帶放大器增益的限制，其輸出的信號功率無法達(dá)到后端測試設(shè)備最低輸入靈敏度的要求，致使天線的某些性能測試工作無法進(jìn)行。針對有源天線測試過程中遇到的接口不匹配和接收信號場強(qiáng)不匹配問題，提出了在被測有源天線與后端測試設(shè)備之間增加一個接口轉(zhuǎn)換裝置。該裝置由SMA接頭、低噪聲放大器、直流電源隔離電路和防浪涌沖擊電路構(gòu)成。仿真表明，該接口轉(zhuǎn)換裝置能有效地完成在微波暗室里進(jìn)行的衛(wèi)星有源接收天線性能測試。
關(guān)鍵詞：天線測試；有源天線；接口轉(zhuǎn)換裝置；低噪聲放大器

衛(wèi)星有源接收天線由天線和所帶低噪聲放大器兩部分組成，在接收天線性能測試過程中，受天線自身所帶放大器增益的限制，其輸出的信號功率無法達(dá)到后端測試設(shè)備最低輸入靈敏度的要求，存在接收天線與測試接收機(jī)接口會出現(xiàn)不匹配的問題。在天線與測試設(shè)備之間必須增加一個接口轉(zhuǎn)換裝置才能有效地完成天線
性能的測試。

1 有源天線性能測試
一般無源天線測試的基本原理框圖如圖1所示。

隨著衛(wèi)星定位系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，許多情況下要求必須對其接收天線的性能進(jìn)行測試。
在微波暗室完成衛(wèi)星接收天線性能的測試，標(biāo)準(zhǔn)天線只能作為發(fā)射天線，因?yàn)樾l(wèi)星有源天線內(nèi)含有低噪聲放大器，其工作模式為純接收方式。發(fā)射與接收之間的間距是固定的。用于反映信號場強(qiáng)大小的接收機(jī)性能也是固定的。另一方面衛(wèi)星接收天線一般足對-140 dBm的微弱信號進(jìn)行放大，其增益動態(tài)范圍和輸出端口的動態(tài)范圍很小，一般用它來對接收機(jī)的增益進(jìn)行補(bǔ)充，因此反饋給它的輸入信號功率電平不能太大。有源接收天線其輸出端的功率為-120 dBm左右，而微波暗室里的場強(qiáng)接收機(jī)(實(shí)驗(yàn)室里的頻譜分析儀、網(wǎng)絡(luò)適量分析儀等接收設(shè)備等)接收靈敏度為-80 dBm左右，所以在整個測試回路里必須有40 dB左右的增益補(bǔ)充。
所以在實(shí)際測試過程受測試條件和待測天線自身所帶放大器增益限制，衛(wèi)星有源接收天線輸出端口的信號功率無法達(dá)到微波暗室場強(qiáng)測量接收機(jī)的正常接收靈敏度要求。另外正常工作時(shí)有源天線的工作電源是后端接收機(jī)通過射頻電纜供給，而在暗室進(jìn)行測試時(shí)場強(qiáng)接收機(jī)無此能力，這樣就存在接口不匹配的問題。
基于在微波暗室測量衛(wèi)星有源接收天線所存在的問題，在待測天線與后端測試設(shè)備(場強(qiáng)接收機(jī)、頻譜分析儀、網(wǎng)絡(luò)分析儀等)之間增加一個接口轉(zhuǎn)換裝置來滿足后級測試設(shè)備的需求。