衛星定位有源天線性能測試接口轉換裝置

摘要：在衛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到后端測試設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不匹配問題，提出了在被測有源天線與后端測試設備之間增加一個接口轉換裝置。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成。仿真表明，該接口轉換裝置能有效地完成在微波暗室里進行的衛星有源接收天線性能測試。
關鍵詞：天線測試；有源天線；接口轉換裝置；低噪聲放大器

衛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到后端測試設備最低輸入靈敏度的要求，存在接收天線與測試接收機接口會出現不匹配的問題。在天線與測試設備之間必須增加一個接口轉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。

隨著衛星定位系統應用領域的擴大，許多情況下要求必須對其接收天線的性能進行測試。
在微波暗室完成衛星接收天線性能的測試，標準天線只能作為發射天線，因為衛星有源天線內含有低噪聲放大器，其工作模式為純接收方式。發射與接收之間的間距是固定的。用于反映信號場強大小的接收機性能也是固定的。另一方面衛星接收天線一般足對-140 dBm的微弱信號進行放大，其增益動態范圍和輸出端口的動態范圍很小，一般用它來對接收機的增益進行補充，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接收機(實驗室里的頻譜分析儀、網絡適量分析儀等接收設備等)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左右的增益補充。
所以在實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，衛星有源接收天線輸出端口的信號功率無法達到微波暗室場強測量接收機的正常接收靈敏度要求。另外正常工作時有源天線的工作電源是后端接收機通過射頻電纜供給，而在暗室進行測試時場強接收機無此能力，這樣就存在接口不匹配的問題。
基于在微波暗室測量衛星有源接收天線所存在的問題，在待測天線與后端測試設備(場強接收機、頻譜分析儀、網絡分析儀等)之間增加一個接口轉換裝置來滿足后級測試設備的需求。