关于低轨卫星，有没有什么好的通信性能测试方案？

关于低轨卫星，有没有什么好的通信性能测试方案？

什么是卫星通信？

相信大家都经历过手机没有蜂窝或Wifi信号的情况。 这时手机会自动启动SOS紧急联系模式，可以拨打一些紧急电话，比如110、119等。如今，随着卫星技术的发展，紧急联系中已经加入了卫星通讯模式。 比如国外手机可以在北美使用，国产手机也增加了北斗卫星通信模式。

卫星通信是地球上（包括地面和低层大气）无线电通信站之间使用卫星作为中继的通信。

对于基于空间的系统，所涉及的距离和速度使得在对电气系统建模时考虑运动学非常重要。

卫星运动学

卫星运动原理

卫星运动原理是描述天体运动的基本原理。 该原理基于牛顿第二定律。 牛顿第二定律描述了力与物体运动的关系，即力的方向与物体运动的方向。 是相同的。 卫星运动原理的本质是天体之间存在相互引力。 当一个天体质量很大时，就会产生强大的引力，拉动其他天体，使它们移动数米。

卫星运动学

即使是理论上相对于地球上一点在太空中稳定的 GEO 卫星也会有一些运动。 这种运动会产生多普勒频移和变化的延迟。 在一些高频段，多普勒频移会造成子载波之间的干扰，在Ku频段甚至可以高达10%。

发射器或接收器也可以处于运动状态。 大气是一种动态的媒介。 虽然链路预算计算器创建了对损耗的一些“静态”理解，但运动动力学或运动学创建了动态损耗，这以更多可以通过单独测量来简单定义的方式对设计提出了挑战。

卫星通信关键术语

大气窗口：电磁频谱的某些部分允许信息在大气窗口中轻松地从空间部分传输到地面部分。 为了提高数据速率，卫星通信将系统设计的界限推向了大气窗口的极限。

开普勒定律：这六个轨道要素定义了绕地球运行的人造卫星。 许多因素影响卫星轨道，包括非球形地球的影响、大气阻力以及二体系统外部物体的重力影响。

链路预算：该指标针对上行链路和下行链路进行计算，包括所有系统增益和损耗。

卫星运动学-

卫星通信任务面临多种挑战，例如延迟、信道丢失以及飞机等潜在移动目标。 在卫星通信设计的早期阶段，捕获动态信道特性（例如延迟、多普勒频移、损耗和噪声）至关重要。

在这张图像中，我们观察到大气吸收。 请注意，增加频率意味着更多的大气衰减。 卫星上行链路的频率较高。 下行链路有功率限制。

大气透射吸收特性

水蒸气和氧气是两种会导致射频信号显着衰减的气体。 水蒸气的吸收频带在22、183和之间，氧气的吸收频带在60和60之间。

卫星通信图

“反重力是对空间技术行业当前和未来趋势的深入调查。该调查分析了空间和卫星行业的增长驱动因素、技术趋势和当前挑战。”

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反重力电子书卫星通信

电磁波在自由空间传输时，能量损失与频率和传输距离正相关。

损失=32.45+20*lgF+20*lgD

其中 F 是以 MHz 为单位的频率； D 是以公里为单位的距离。

对于LEO（Low Earth Orbit，低轨道卫星），其轨道高度为400°，取中间值，1.信号的传输损耗为156.61dB。

对于MEO（Earth Orbit，中轨道卫星），其轨道高度为2000-，取中间值，则1。信号传输损耗为176.61dB。

对于GEO（Earth Orbit，地球静止卫星）来说，其位于赤道正上方，轨道高度为1，信号传输损耗为187.69dB。

卫星通信的优点

1、通讯距离远，成本与通讯距离无关。 使用地球同步卫星，最大通信距离约为100%。 这在远距离通信中比微波中继、电缆、光缆、短波通信具有明显的优势。

2. 多地址通信。 其他类型的通信方式通常只能实现点对点通信，而卫星则以广播方式工作。 地球站可以设置在卫星天线波束覆盖的整个区域内的任意一点。 这些地球站可以共用一颗通信卫星来实现双边或多边通信，即进行多地址通信。

3、通信容量大，适合各种业务传输。 卫星使用微波频段，可以使用很宽的频段。 一般C、Ku频段的卫星带宽可达500~，频段可达数GHz。

4. 监测自发收获。 一般发送端的地球站也可以接收自己发送的信号，以便监测该站发送的消息是否正确以及传输的质量。

5、无缝覆盖的综合通信系统。 利用卫星移动通信，可以建立不受地理环境、气候条件和时间限制的全球海、陆、空一体化通信系统。

6. 能够构建复杂的网络拓扑。 卫星通信的高功率密度和灵活的多点波束能力，加上星上交换处理技术，可以在较宽的地理范围内以较低的速率提供点对点和多点对多点的复杂网络拓扑能力。优良的性价比。

7、安全可靠。 事实证明，当面临地震救援或国际海底/光缆故障时，卫星通信是一种无与伦比的重要通信手段。

您想在卫星技术和系统的设计和部署方面领先一步吗？ 下载白皮书，了解如何使用数字工程和基于模型的工程方法来加速开发并降低风险和成本。

卫星通信的缺点

由于卫星距离地面太远，受天气影响较大。 据个人计算，北斗短消息的功率余量仅为2dB。 晴天仍可在露天到达。 阴雨天，信号无法传输至GEO卫星。

对于低空LEO卫星，采用专用发射设备放大发射功率只能勉强达到20MHz带宽，并支持高阶调制，速率可达150-。 阴雨天，路径损耗较大，也会大大减少。 如果用于实时通信或者多媒体信息传输，6-200ms以上的基本时延只能满足基本的娱乐。 高速和低延迟仍然依赖于地面蜂窝通信。 当卫星向地面传输信号时，它们就是广播通信。 覆盖范围太大，保密性难以保证。 因此，卫星通信的缺点包括：

1、传输时延大：500毫秒到800毫秒

2、高纬度地区实施卫星通信困难

3、为了避免卫星通信系统之间的相互干扰，同步轨道上的卫星数量有所限制，并且不能无限制地增加卫星数量。

4、太空中的太阳凌日和日食会中断和影响卫星通信。

太阳凌日和日食可能会中断并影响卫星通信

5、卫星发射成功率为80%，卫星寿命从几年到十几年不等。 卫星通信的发展需要长期规划，并且存在发射失败的风险。

卫星通信的分类

卫星通信系统可以根据其应用和所使用的技术手段进行分类。

(一)按用途分类

它可分为海上移动卫星系统（MMSS）、航空移动卫星系统（AMSS）和陆地移动卫星系统（LMSS）。

海事卫星移动系统主要用于完善海上救援工作，提高船舶使用效率和管理水平，增强海上通信服务和无线定位能力。

航空卫星移动系统主要用于改善飞机与地面之间机组人员和乘客的语音和数据通信。

陆地卫星移动系统主要用于为移动车辆提供通信。

(2) 按赛道分类

通信卫星有两种轨道。 一种是低或中高轨道。 在这样的轨道上运行的卫星相对于地面移动。 可用于通信的时间短，卫星天线覆盖的面积也小，地面天线必须时刻跟踪卫星。

另一种轨道是长达36000公里的同步定点轨道，即赤道面内的圆形轨道。 卫星绕轨道运行的周期与地球自转一周的时间相同。 这种卫星从地面上看似乎是静止的。 ，称为地球静止卫星。 其特点是覆盖面积大。 三颗卫星几乎可以覆盖地球整个区域，可以进行24小时全天候通信。

对于地球静止卫星来说，“同步”意味着什么？

同步卫星是指卫星绕地球公转的时间等于地球自转的周期，因此从表面上看卫星就像静止在高空一样。 同步卫星的自转周期也是24小时，因此与表面物体同步，即相对位置不发生变化。 例如：卫星天线始终指向固定方向。 地球同步卫星位于赤道正上方，处于同一圆形轨道，具有相同的周期、角速度和高度； 它们的向心加速度和线速度相等。

发射到太空的同步通信卫星都装有微波波段中继器，可以放大地面站发出的无线电波，然后转发回地面，从而完成通信过程。

卫星通信系统由地面站和通信卫星组成。 如图所示，地面站发射的无线电波在通信卫星上中继，并被其他地面站接收。 从地球站到卫星的传输线路称为上行链路。 从卫星到地球站的路径称为下行链路。

(3) 按频段分类

卫星根据卫星使用的频率范围分为L波段卫星、Ka波段卫星等。

卫星频段

有多种现代技术和考虑因素可以充分利用卫星通信系统。

第一个是在线性区域之外操作功率放大器。 虽然这是有问题的，但可以利用预失真技术来提高即使放大器变得非线性时的运行能力。

另一种技术是使用定制或专门的调制，例如选择环比来“补偿”放大器的典型非线性。 更窄的波束或波束成形是另一种旨在提供更多信号增益的技术。 对于数字系统的卫星，信号解调时可以获得处理增益，但多普勒、延迟、衰落和噪声等运动学都需要考虑。

卫星系统建模的关键因素

无论是高吞吐量卫星 (HTS) 微波有效载荷还是遥测、跟踪和指挥 (TT&C)，是德科技的设计和验证工具都能为您的卫星及其子系统提供更好的保障，确保它们在任务期间始终保持良好运行状态。

低轨道卫星网络

与成熟且经济高效的蜂窝网络相比，传统卫星通信目前需要使用昂贵的专用终端，大众用户难以承受。 随着技术的不断进步和制造/发射成本的不断下降，低轨卫星网络与TN系统的融合可以充分利用互联网和规模经济红利，将终端成本和服务价格降低到普遍水平。 还可以克服不同卫星系统之间的障碍，实现不同运营商TN/NTN网络之间的自由漫游，增强接入能力，减少连接时延。 低轨小卫星的数量正在增加并将继续增长。 预计到2030年，NTN系统将在确保固定和移动用户的连接方面发挥重要作用。

低轨卫星网络支持多种场景和应用，主要分为六类。

1、覆盖全面：目前，全球近50%的人口分布在没有互联网服务的地区。 NTN网络可以在网络建设成本较高的地区提供低成本、可靠的服务。 运营商通过卫星等节点灵活部署NTN网络，并通过智能手机、笔记本电脑等各类终端接入网络。

2、广域宽带：目前商用卫星系统传输不仅速率低、成本高，而且卫星手机还没有与TN蜂窝终端集成。 未来，卫星网络将直接与手机连接，提供类似于蜂窝网络传输水平的宽带服务，例如用户数据下载速率为5Mbit/s，上传速率为/s。

3、移动宽带：目前空中交通无法提供互联网服务，高铁等其他交通工具的网络信号也不稳定。 未来的卫星网络系统预计将为所有乘客提供移动宽带体验。

4、广域物联网：目前物联网通信主要通过TN网络实现，很多场景下无法保证网络稳定性。 NTN系统可以提高信息采集的便利性和网络的稳定性。 例如，在北极、南极等无人居住地区，也可以实现生物种群状况和生存环境的实时监测。

5、高精度导航：目前TN网络无法保证偏远地区高质量的车联网（V2X）服务。 综合网络可实现高精度导航定位，满足自动驾驶、精准农业、机械施工导航等需求。

6、实时观测：随着低轨卫星系统的不断完善，高分辨率实时遥感对地观测可以扩展到更多场景，如实时交通调度、民用实时遥感地图等、快速灾难响应等。

近地轨道卫星测试计划

目前，低轨卫星通信技术正处于发展高峰期，主要针对该领域的应用推荐测试方案。

卫星通信信道模拟与仿真

为了给卫星通信提供真正的条件，需要先进的软件和硬件支持。 软件与其他应用程序集成，以量化真实信号和环境条件下的系统级性能指标，包括使用精确地形的多普勒 3D 动态场景建模，并通过与 AGI 的系统工具包 (STK) 软件集成进行下降；

通道仿真硬件允许您创建真实的实时传播环境。 在实验室中创建低地球轨道（LEO）高速测试环境，满足高水平的多普勒、衰落、延迟和加性高斯白噪声（AWGN）要求； 提供准确、真实且可重复的测试条件。

电子设计和仿真软件

通道模拟器

卫星系统设计验证和部件测试

复杂卫星系统从小批量生产到大批量生产的转变是低地球轨道星座特有的挑战。 无论情况如何，模拟和矢量信号发生器、频谱分析仪、矢量信号分析仪和矢量网络分析仪等高性能测试设备都可以使当今的电子系统测试受益。 您可以模拟从地面站到地面站的整个射频通道，并使用硬件在环 (HWIL) 技术测试精密硬件组件。 无论哪种情况，我们的解决方案都可以满足您的复杂测试。

您不再需要承担更多风险来降低测试成本。 基于流程的设计和测试可以缩短测试时间并降低测试成本，而不会失去操作信心。

案例分析成本和时间

卫星系统和卫星信号监测

卫星地面站的安装和维护 (I&M) 需要在各种射频/微波直至毫米波频率下进行测试。 是德科技手持式微波分析仪结合了多达 20 台仪器的功能，可显着减少您需要携带到现场的重型测试设备的数量。

Meter 4D 软件允许您通过高级能量检测、触发和自动警报任务来观察频谱使用情况。

卫星信号和通信

卫星的作用首先是发送和接收信号，包括卫星本身的简单遥测、跟踪和指挥（TT&C）信号，以及广播音频和视频内容； 此外，它还可以用作现代高通量卫星（HTS）或5G通信网络的一部分。

是德科技产品可让您生成和分析视频信号 DVB-S/S2/S2X，以及标准或自定义通信信号，例如从 DC 到 V 频段及以上的自定义 IQ、OFDM 和 5G 信号。 这些工具是测试整个卫星系统所必需的。 这些产品还允许您调试控制器局域网 (CAN) 总线上的传感器数据，以及尖端低压差分信号 (LVDS) 或数字通道化或再生卫星中的信号。

卫星电源系统

卫星必须产生和存储电力，并在其整个运行寿命期间管理所有电力需求。 对卫星发电、电力存储和使用的正确分析是系统测试的重要组成部分。

在卫星测试期间，几乎不可能实际使用太阳能电池阵列提供电力。 有两个明显的原因：测试台没有阳光直射，无法在户外进行测试。 太阳能电池阵模拟器具有可重复性和可控性，可以在多个工作点模拟不同工况（光强、温度、阴影、日食）的影响，并获得一致的结果。

申请指南

近地轨道卫星测试用例

如何使用数字孪生来减少成本高昂的卫星系统设计返工？ 如何在实验室中创建低地球轨道（LEO）高速测试环境，满足高水平的多普勒、衰落、延迟和加性高斯白噪声（AWGN）要求，并提供准确、真实、可靠的重复测试条件？

为了给卫星通信提供现实条件，需要先进的软件和硬件支持。 软件与其他应用程序集成，以量化真实信号和环境条件下的系统级性能指标，包括使用精确地形的多普勒 3D 动态场景建模，以及通过与 AGI 的系统工具包 (STK) 软件衰落集成； 通道仿真硬件允许您创建真实的实时传播环境。

此前的蜂窝网络技术完全基于地面网络基础设施开发，而3GPP打算将卫星添加到5G网络中，以有效补充地面5G网络的性能。 这些非地面网络 (NTN) 将把 5G 的覆盖范围扩展到缺乏地面基础设施的地区。 非地面网络 NTN 还可以增强机器对机器 (M2M) 和物联网 (IoT) 设备的业务连续性，从而提高关键任务通信的可靠性。 它们还可以为飞机、火车等移动平台上的乘客提供稳定的5G覆盖。 5G NTN将在交通、公共安全、医疗保健、能源、农业、金融和汽车等许多行业发挥至关重要的作用。

为了成功部署和维护 5G NTN，卫星系统必须经过严格测试。 信道仿真器为现代卫星系统提供了重要的测试平台，这些系统通常采用非常复杂的技术，例如网状网络、单个卫星内的多个转发器等。通过实施信道仿真，设计人员将能够测试和仿真复杂的系统，包括轨道系统参数、高速卫星以及卫星互连的高空平台。

下载白皮书《卫星为5G提供先进的非地面网络基础设施》，您将了解以下内容：

•5G标准中非地面网络（NTN）的起源

•非地面网络NTN的优点

•5G NTN使用场景

•非地面网络NTN的测试要求

中国低轨通信卫星项目正处于关键性能评估和系统设计阶段。 与其他传统地面通信系统类似，卫星系统中功率放大器、射频链路、发射机和接收机的调制质量和解调性能评估是衡量系统最终性能的重要依据。 需要进行此类测试的设备包括地面站收发设备、机载转发设备和用户终端设备。

与传统窄带卫星相比，低轨通信卫星采用更大的系统带宽和更复杂的信号格式以提高系统速度。 大带宽和复杂的信号格式也给测试带来了更大的挑战。 仪器设备如何在满足高频、大带宽、复杂信号格式的同时，保证信号生成的纯度和低残留EVM，往往是准确测试的先决条件。 分析端如何快速准确地获取调制质量、频偏、相位误差、直流漏电等参数，也将极大地影响工程师的故障定位和研发进程。 与传统窄带系统相比，上述两方面往往不容易满足。

作为传统的射频微波和通信测试设备提供商，一直与国内主流低轨卫星项目参与者紧密合作，为大多数卫星和终端研发单位提供测试设备和专业支持，并协助客户完成关键的调制低轨道组件。 质量（EVM）性能评估。 根据我国低轨信号的特殊要求，快速完成所有信号格式支持，并尽快向相关客户提供早期验证。 截至目前，用于一键生成和分析低轨道候选 DVB-S2 QPSK/8PSK 和 DFT-S-OFDM QPSK/8PSK 信号的商业解决方案已经可用。 配合宽带信号生成和分析平台，可以满足LEO候选的不同信号频段、带宽和载波数量组合。 下面将详细介绍完成上述测试要求的解决方案和测试结果示例，供您选择和参考。 信号发生和信号分析平台不仅可以完成放大器、变频器等器件的调制质量（EVM）和邻道泄漏（ACP）测试，还可以完成发射机的调制性能以及发射机的解调性能验证。接收者。 矢量网络分析仪+矢量信号源平台可以在兼顾器件传统物理参数的同时，完成器件的调制质量（EVM）和邻道泄漏（ACP）测试。

近地轨道宽带通信卫星天线子系统测试计划的演变和近地轨道宽带通信卫星天线的测试挑战

低轨宽带通信卫星的有效载荷由转发器子系统和天线子系统组成，它们共同完成信号转发任务。 天线子系统完成空间中电磁波信号与设备中电信号的转换。 接收天线接收地球站或地面终端发射的上行信号并发送给转发器的接收器； 发射天线将应答器中发射机的电信号转换成空间电磁波发送到地球站或地面终端。

对于低轨宽带通信卫星，有源相控阵天线可以发射和接收多个波束，同时与多个地球站或地面终端通信，从而提高系统容量； 有源相控阵天线波束窄、直射稳定性强、组合功率高，有利于地面终端小型化； 另外，有源相控阵天线可以轻松实现波束扫描和重构，系统灵活性强； 单个阵列元件的损坏只会影响部分光束。 不会影响整个天线系统的工作，系统具有较高的故障冗余度。 因此，有源相控阵天线越来越多地应用于低轨卫星通信卫星上。 图1所示为铱II（NEXT）有源相控阵天线。

铱II有源相控阵天线

有源相控阵天线包含数百或数千个阵列元件。 每个数组元素是一个TR组件，包括Tx和Rx。 Tx 和 Rx 通常包含移相器和衰减器。 通过控制多个阵元的相移和衰减（波控），它们的组合信号可以在一个方向上增强，在其他方向上减弱，从而实现非常窄的波束和非常低的旁瓣。 传统相控阵天线通常由多个TR组件模块通过电缆或波导连接在一起组成。 现在的新趋势是将多个TR组件集成到同一个射频芯片中，这进一步提高了相控阵天线的集成度。 图2为API的X波段四合一TR组件芯片。

API的X波段四合一TR组件芯片

为了保证天线子系统的工作性能，我们需要对其进行性能测试。 除了传统的天线测试参数外，低轨宽带通信卫星天线子系统还引入了一些新的要求和挑战：

让我们讨论一下传统的天线测试方法和针对这些新要求的天线测试解决方案。

传统天线测试方法

天线特性参数的测试方法包括远场、近场和紧致场天线测试。 传统的天线测试系统通常基于矢量网络分析仪或测量接收机来收集接收信号。

下面我们简单介绍一下这些天线测试方法。

远场天线测试

下图是典型的远场天线测试系统，由传输系统和接收系统组成。

当传输和接收天线之间的距离足以满足远场条件时，远场天线测试是一种天线测试。 对于接收天线，可以将源天线发出的电磁波视为平面波。 发射器使用微波模拟信号源来生成进纸信号。 通过电缆和可选放大器后，它通过源天线传输。 接收端通常使用基于PNA网络分析仪或测量接收器的外部混合接收系统。 在测试天线收到的信号下降后，它直接连接到Yanet后面板上的IF输入端口。 与使用Yanet测试端口的前面板相比，可以获得超过30 dB的灵敏度提高。 参考如果通过具有已知增益的参考天线获得信号，并且与测试信号测试的测试相比，可以获得测试的天线的增益。 通过将转盘旋转到不同角度，可以获得不同角度测试的天线的增益，从而绘制天线图案。

局部振荡器/中间频率分布单元用于扩增YANET的LO输出功​​率，并向参考混合器和测试混合器提供LO激发，并放大参考if if和测试是否并将其输出到YANET的IF输入端口。 触发电缆需要在信号源，向量网络和天线转盘之间连接。 在实际测试中，需要将信号源设置为不同的频率，并且天线转盘需要设置为不同的角度。 对于分阶段数组天线，如果包含多个输出，则需要使用开关切换到每个输出进行测试。 有三个测试维度。 由于天线转盘的旋转速度和准确性，可能需要几天的时间才能完全测试相分析阵列天线的特性。

远场天线测试可以在室内和室外进行。 室内远场天线测试需要大型微波室内室（数十米甚至几百米），这具有高空成本，需要良好的屏蔽性能； 户外远场天线测试更容易受到外部环境影响的影响。 例如降雨衰减和外部信号的干扰。

远场天线测试系统靠近现场天线测试

另一种常用的天线测试方法是近场天线测试，近年来在计算机技术的快速开发中变得很受欢迎。

在近场天线测试方法中，传输和接收天线之间的距离可能相对接近。 它在天线辐射光圈内以半波长的间隔测量幅度和相位，然后通过二维傅立叶变换将近场测试结果转换为远场模式。 的结果。 与远场天线测试相比，近场天线测试的空间较小，并且不易受到外部环境干扰的影响。 由于传输和接收天线之间的距离相对较短，因此可以使用独立的外部信号源代替独立的外部信号源。 取而代之的是，矢量网络的来源可以用作激发源。

在下图中，网络分析仪的源为测试的传输天线提供了激发信号，并且接收到接收端扫描框架的探针（天线）接收的信号通过电缆连接到YANET测试接收器。 与网络分析仪测试端口相比，通过Yanet前面板上的接收器直接访问跳线端口可以提高15 dB的灵敏度。 接收端处的扫描框架以平面，圆柱或球形方式扫描，以获得不同物理位置的天线模式，相对于正在测试的传输天线。

近场天线测试系统紧凑型场天线测试（测试范围-CATR）

紧凑型场天线测量系统是一种天线测量系统，可以在短距离内提供出色的性能。 压缩范围的英文名称是CATR（测试范围）。 它使用精确的反射表面将电源在短距离内产生的球形波转换为平面波，从而满足远场测试要求。

紧凑的场天线测量系统可以在小微波室内模拟远场平面电磁环境，并使用常规的远场测试设备和方法进行多个测量和研究，例如天线模式测量，增益比较和雷达散射横截面。 测量，微波成像等，还可以对微波电路和组件进行网络参数测量和高频场模拟。

与室外场和室内近乎附近的室内相比，紧凑型领域的优势是：

1.接收天线和传输天线之间的距离很短，这大大降低了实际空间。

2.紧凑型场产生的平面波将集中在平面梁中，而暗室的四个侧壁上的照明水平将较低，从而降低了对暗室的要求。 在正确设计的微波室内室并采用背景取消的条件下，紧凑型场的背景水平可以达到-60〜-。

3.测试测试天线的发射叶很方便（易于更换，无需电缆）。

4.安装在微波炉室内的紧凑型场具有良好的机密性，可以在全天候有效地工作，从而容易进行测试管理。 此外，室内紧凑型场受到气候环境的影响较小，这改善了测试条件，从而提高了RC的测量效率。

5.紧凑型场的工作频率可以从数百个MHz到数百个GHz，可以满足毫米波和亚毫米波的测试要求。

可以看出，紧凑型场是电磁散射研究的特别重要的测试设备。 它也是用于高性能雷达天线测试，卫星全卫星测试，毫米波天线和毫米毫米从属系统性能测试的重要基础设施。

紧凑的场天线测试与远场天线测试非常相似。 唯一的区别是，紧凑的场天线测试使用弧形的反射表面在传输端进行反射饲料天线以达到远场条件。 这种反射表面可以显着降低传输和接收天线之间的距离，并减少测试位点的空间要求。 当接收灵敏度的要求不是很高时，您可以直接将Yanet的源用作供稿源。 接收端测试的天线接收到的RF信号通过电缆连接到Yanet的前面板接收器套头衫端口，如图5所示。 当测试灵敏度要求相对较高时，外部微波信号源也可以用作饲料源以及外部混合接收系统，如图6所示。

紧凑型场天线测试系统（使用Yanet的源作为进料源）

紧凑型场天线测试系统（使用信号源作为进料源，并在接收端使用外部混合接收系统）

网络分析仪触发天线测试的设置

在上述天线测试方案中，网络分析仪的数据收集需要与发射机信号源和天线转盘触发器同步。 当信号源以频率或天线转盘旋转角度旋转时，Yanet接收触发信号并完成点的数据收集。 因此，网络分析仪的触发设置需要如下设置：

天线测试期间YANET的触发设置

使用快速扫描模式提高天线测试效率

在远场天线测试系统中，我们看到，对于分阶段的阵列天线，该测试包括三个测试维度：频率开关，天线转盘旋转角度和正在测试的相位阵列天线的多个输出通道。 测试消耗的时间很长。 如何提高测试速度已成为要解决的紧迫问题。

在YANET数据采集方面，改进的方法是使用PNA的快速扫描模式（软件选项）。 在快速扫描模式下，Yanet不会在测量过程中更新显示屏，也不需要实时读取每个扫描的数据回到主机。 取而代之的是，将所有测量数据（所有频率点，转盘角，相位控制阵列输出通道的测试结果）均缓存在FIFO中。 所有测量完成后，所有测量数据都会读回主机一次以进行后处理。 这款FIFO具有4GB，可以缓存高达500,000,000点，并以最快的速度支持400,000点/秒的数据收集速度。 由于它可以显着提高天线测试系统的数据收集效率，因此它已成为天线测试使用者广泛使用的技术。

PNA的快速扫描模式需要以程序控制的方式实现。 它支持快速CW，快速组和CW。 快速CW只能用于单个频率点的连续波扫描，快速组和CW可以完美匹配信号源频率切换和天线转换的转弯角（每个组都对应于一个过渡角，每个角度对应于一个测试频率）。 以下是实现快速CW扫描和数据收集的过程实例，快速组和CW的程序控制实例的长度很长。 如果您需要联系，则是德国本地销售工程师。

％设置FIFO和快速CW计数

（vi，'syst：fifo on'）;

（vi，'syst：fifo：data：clear'）;

（vi，'sens：swe：type cw'）;

（vi，'calc：form mlog'）;

（vi，'sens：swe：类型：facw 100'）;

（vi，'sens：swe：mode sing'）;

= query（vi，'syst：fifo：data：count？'，'％s \ n'，'％s'）;

data = query（vi，'syst：fifo：data？100'，'％s \ n'，'％s'）;

Q/V mm波带天线测试

低轨道宽带通信卫星使用Q/V和其他毫米波频带获得更多的频谱资源和更大的通信带宽，因此引入了对Q/V频段的天线测试的需求。 有两种主要方法用于毫米波频带的天线测试：

图8基于毫米波的天线测试系统

多端口PXI Yayer的相位控制阵列天线测试方法

PNA的快速扫描模式可以显着提高PNA的数据收集速度，但是相控制阵列天线测试扫描的尺寸仍然具有三个维度：频率，旋转角度和测得的天线输出通道的数量。 使用Multi -Port PXI Yanet，您可以在不切换矩阵的情况下收集测得的天线的不同输出通道。 取而代之的是，您可以使用多个并行-to -work接收器同时收集测得的天线输出通道的所有数据。 您可以缩短测试时间（取决于测得的阵列天线的输出通道数量）。

一系列多端口PXI纱可以完美地匹配多通道TR组件和分阶段阵列天线的测试需求。 它具有以下特点：

涵盖主动设备和被动设备的各种测量应用，支持放大器的增益，放大器的增益，逆变器，驻留波，组的延迟，增益压缩，第三阶 - 噪声系数，噪声系数，光谱，光谱混合，脉冲测试等。 它非常适合质量生产TR组件测试。 每张PXI 的董事会卡都是独立的，其中包含独立的信号来源，参考和测试接收器。 通过将多个PXI纱板卡插入相同的PXI底盘级别，可以将其扩展到多端口PXI纱。 单个机箱可以扩展到34 GHz频率的34个端口，为53 GHz。 如图9所示，如图9所示。 多端口PXI纱适用于S参数和多端口组件的其他特征，多个TR组件的并行测试以及相位控制阵列天线的多路并行接收。

图9端口pxi ，港口34，频率为53 GHz

让我们看一下基于多端口PXI纱的相对控制天线测试的新方法，以及它可以带来的好处。

基于多端口PXI纱的远场天线测试

图10是使用多端口PXI 的长场相控制阵列天线测试系统。 起点仍然使用信号源作为进料源，并且信号通过源天线传输。 接收终端用多个端口PXI纱代替了基于PNA的外部混合频率接收系统。 因为PXI纱的尺寸很小并且积分较高，因此可以将其放置在附近测试的天线中，以减少测得的天线和Yanet之间的线损失。 PXI 的动态范围很高，可以满足具有高灵敏度要求的天线测试的要求。 通过在多个端口PXI纱的每个端口中测得的接收器，您还可以同时测量参考天线的所有输出通道的射频信号和测量的相控制的阵列天线。 多端口PXI纱和传输端信号源和天线传输是通过触发电缆触发的。 它可以自动完成不同频率和不同转弯的多通道数据收集。

如图

基于多端口pxi 的近场天线测试

同样，使用多端口PXI纱也可以大大提高近场天线测试的效率。 图11是用于接收的相位控制阵列天线测试场景。 多端口PXI纱的端口之一用于为发射天线提供动力提供馈线。 测得的阵列天线的多通道输出可以与多端口PXI 的其他测试端口直接接收。 用测得的天线孔的半波长扫描起始进料器探针（天线）。 在每个测试频率点和馈线探针的位置，需要重复上述测量过程。 多端口PXI纱带来的速度提高取决于测得的阵列天线的接收通道数量。

图11基于多端口PXI 的近场接收天线测试

对于用于发射的阶段 - 控制阵列天线的近距离测试，通常的方法是设置一个以测量的发射天线为中心的拱形，安装一个接收探针，该探针可以准确地在拱门安装多个探针上移动该位置以完成在不同位置收集数据。 这些探针通过开关矩阵连接到PNA纱线的测试端口。 在每个测试天线的每个光束角度，都需要在拱门上的所有位置收集信号。 通过探针的机械运动或将矩阵切换到不同探针的收集，测量时间很长。

使用多个测试端口使用多个端口PXI纱线连接所有接收探针，您可以一次以每个拱形位置在所有拱位置上收集信号，从而极大地提高了测试效率，如图12所示。

如图

基于多端口PXI纱线拧紧场天线测试

与远场天线测试相似，多端口PXI YANET也可以用于拧紧场天线测试，如图13所示。发射端的进料源可以使用一个独立的微波信号源，或一个端口之一，或一个端口之一多端口PXI纱。 在后一种情况下，馈线端口和发射天线之间需要补偿线损失。 可以使用参考天线接收参考信号的采集，也可以在发射天线的后端添加方向耦合器。 参考信号通过耦合臂返回到多端口PXI纱的测试端口。

图13基于多端口PXI 拧紧场测试

空收据和接收仪表射频参数测试

在毫米波频带中，低轨道宽带卫星的相位控制阵列通常与发射器的直接物理钥匙以及转发器和接收器的放大器芯片相结合。 诸如ACPR和EVM之类的功能测试都需要在空环境中进行。 此外，用户还需要在真实的频道环境中模拟低轨道宽带通信卫星，因此他们还需要在空端口进行测试。

如图14所示，宽带矢量信号源和信号分析仪可以在空端口处的低轨道宽带通信卫星发件人的射频特征完成，例如以不同的梁角度进行EVM测试。 以下是对某些特定方案特征的简要介绍：

OTA测试方案通过图14 mm波信号生成和分析

此外，在空口的空气频率特性测试中，您还可以使用一系列的通道模拟器来模拟丢失，延迟，多普勒频率运动，多初始效果等，如图15所示。

图15 F64通道模拟

系统合作伙伴

天线测试系统合作伙伴可以基于测试仪器为您提供完整的天线测试解决方案，包括自动测试软件，数据分析软件，机械过渡和控制器，源天线和接收终端参考天线，CATR反射表面和系统系统。 我们的合作伙伴包括Orbit，MVG和NSI和其他国际天线系统，以及一些本地天线测试系统集成商，例如中琴Ruke， 等。 我们和系统合作伙伴为您提供最佳的天线测试系统解决方案，以满足您的个性化需求。

申请指南

“与地面系统一样，空间通信系统的容量和复杂性也在迅速增长。用户可以提高更大能力的能力，以促进通信系统的发展，以更快的数据速率和更大的带宽，从而导致系统设计的性能限制逐步逐步。信号功率始终是关键指标，对更宽的渠道和更大功率的需求意味着功率放大器必须在其非线性工作区域中工作更多的时间。这后果将是信号被扭曲，系统设计器将被扭曲，系统设计器您是否需要尝试减少失真或避免失真。为了解决此问题，他们首先需要准确地测量失真.”

“这是德国技术卫星信号监控参考解决方案，可以快速有效地监视大型范围。结合准确的数字调制分析，可以在最高27 GHz的频率范围内验证卫星信号的完整性。”

卫星通讯问答

卫星互联网已成为卫星通信开发的新热点。 国际标准化组织3GPP使用卫星通信网络作为5G-NR版本中地面网络的必要补充。 它称为非地面网络NTN（非 - ）。 研究与标准化。

它是5G NTN当前开发的关键技术，也是5G NTN当前发展状态的突破的需求。 他们回答了所有人的卫星通信，主要是5G NTN的标准和技术问题，主要包括NTN卫星通信系统无线链接的新功能。 测试和新挑战的重要性面临。 希望对卫星通信行业技术发展的理解将有所帮助。

1. 5G NTN使用什么模拟软件？

答：公司提供了许多仿真软件。 其中，该软件是系统级仿真软件。 通过集成DSP建模，RF EDA工具，标准/ IP参考以及“测试和测量”链接，以简化设计过程，实现基带和RF协作设计和仿真。 对于系统级别的5G NTN，5G基站和UE，也可以提供5G地面信件站和5G接地通信系统/DVB信号系统仿真能力。 另外，卫星运动模拟可以与STK集成。

2.非地面，离地面有多少距离？

答：如果它是一个低轨道卫星，通常约为300公里。

3. 5G对卫星有什么影响？ 衰减等？

答：目前，5G和卫星的融合更多是在低轨道卫星狮子座的融合中。 目前，3GPP R7 17仍在执行NTN的技术规格。 国内外有一些相应的测试。 轨道高度，KU频带具有较大的大气损失。

申请指南

“与地面系统一样，空间通信系统的容量和复杂性也在迅速增长。用户可以提高更大能力的能力，以促进通信系统的发展，以更快的数据速率和更大的带宽，从而导致系统设计的性能限制逐步逐步。信号功率始终是关键指标，对更宽的渠道和更大功率的需求意味着功率放大器必须在其非线性工作区域中工作更多的时间。这后果将是信号被扭曲，系统设计器将被扭曲，系统设计器您是否需要尝试减少失真或避免失真。为了解决此问题，他们首先需要准确地测量失真.”

4.您如何克服峰？

答案：一般而言，测试所需的峰值比是标准的，即测试参数，例如EVM，例如放大器/收发器/转发器/发射器等。在某个PAPR下。 峰值比是确定的，并且克服了依赖性的线性越来越线性，例如，尽可能多地作为线性区域工作，但是这种牺牲了。

5.对不起，连接到连接到卫星网络的终端设备的传输需求是否不同于连接到地面网络的终端设备的功率要求？

答：目前，我们将来在3GPP的5G NTN中用于蜂窝网络的终端是通用智能手机是否可以直接与卫星通信。 小）是与抛物线天线通信的共同地面站通信。 VSAT与卫星通信。 通过这种方式，VSAT扮演的函数类似于继电器。 电源不需要特别高的要求。

6.访问6 GHz以下的卫星的频率是吗？

答案：一般而言，5G NTN涉及与低轨卫星集成的频率。 可能可能有6G和毫米波KA/Q/V频率

7. 5G在地面和非地面，哪种技术更复杂？

答：有不同的焦点，地面网络具有较长的技术积累，并且许多先进​​的技术，例如电源控制，周期前缀等； 刚刚开始的非地面网络是相对复杂的，例如物理学，例如物理学，例如物理学，层次，长期潜伏期和多普勒系统的挑战经常移至系统。

8.卫星通道的吞吐量是多少Mbps？

答：这取决于信号系统。 如果它类似于4G LTE系统，则也是数十个Mbps。 如果它是类似于5G NR的信号系统，则当前的家用实验约为1Gbps。

9.您可以为64个频道提供频道模拟器产品手册吗？

答案：https：//cn/zh/7018-0665/5992-4078.pdf

10. 5G卫星链接开发有多宽？

答：如果它是一个低轨道卫星，则通常是100 km-500 km，具体取决于高度和最小高度角度。

11.通道模拟器可以添加我们定义的一些干扰信号吗？

答案：内置的干扰源是固定的AWGN（白噪声）加上高斯白噪声或CW（Wave）连续波。 如果是自定义干扰源，则可以使用射频通道。

12.在某些高频频段中，多普勒的频繁换档会在子行驶者之间带来干扰吗？

答：是的，这是使用低轨道卫星的5G NTN的主要挑战。 卫星运动速度高达几公里/秒。

13.如果5G信号波形直接在卫星中使用，它会降低功率放大器的效率并带来散热吗？

答：这是一个典型的技术问题。 目前，该行业也在评估中。 如果卫星的负载使用固体功率放大器和相控制阵列天线技术，则相对而言，将减少单个固定放置的要求，尤其是输出功率。 当然，5G信号波形所带来的峰值比可能会降低放大器的效率。

14.如何消除社区干扰系统设计？

答：除了高纬度和极点外，三个或4个地理卫星还可以覆盖地球的大部分零件，而单个低轨卫星的覆盖范围仅为数百公里。 每个卫星的通信时间通常不到10分钟。 为了确保不中断通信，该行业提供了混合束方案，即宽带固定点梁和可以是光束形状且可移动的狭窄