專利名稱：一種熱真空試驗(yàn)測(cè)試電纜校準(zhǔn)數(shù)據(jù)修正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱真空試驗(yàn)測(cè)試電纜校準(zhǔn)數(shù)據(jù)修正方法，尤其涉及一種導(dǎo)航衛(wèi)星有效載荷熱真空試驗(yàn)測(cè)試電纜校準(zhǔn)數(shù)據(jù)修正方法，屬于測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
導(dǎo)航衛(wèi)星有效載荷包括天線、多路轉(zhuǎn)發(fā)器、時(shí)頻子系統(tǒng)、RNSS等多個(gè)子系統(tǒng)。對(duì)于應(yīng)用于北斗一號(hào)的多路轉(zhuǎn)發(fā)器和北斗二號(hào)的RNSS載荷，電性能測(cè)試需要給衛(wèi)星提供上行信號(hào)并接收衛(wèi)星的下行發(fā)播信號(hào)。衛(wèi)星有效載荷的接收功率和發(fā)射功率電平、衛(wèi)星接收和發(fā)射信號(hào)的通道時(shí)延是導(dǎo)航衛(wèi)星非常重要的指標(biāo)和參數(shù)。為了保證衛(wèi)星的安全并準(zhǔn)確的測(cè)量衛(wèi)星的性能，需要對(duì)衛(wèi)星有效載荷各通道的入口接收功率、發(fā)射信號(hào)功率、各通道的時(shí)延參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量。因此在所有的測(cè)試之前，對(duì)連接衛(wèi)星每根測(cè)試電纜，都要根據(jù)其工作 頻率進(jìn)行插入損耗和時(shí)延的標(biāo)校，在對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行處理時(shí)將測(cè)試電纜帶來的插入損耗和時(shí)延修正掉，就可以得到衛(wèi)星各入口真實(shí)的功率及通道時(shí)延。在常溫下進(jìn)行測(cè)試時(shí)，通過校準(zhǔn)能夠直接得到測(cè)試電纜的插入損耗和時(shí)延。但在衛(wèi)星做熱真空試驗(yàn)的真空環(huán)境下，熱試驗(yàn)真空罐內(nèi)的測(cè)試電纜長(zhǎng)度約15米，罐內(nèi)環(huán)境溫度從罐壁附近的_150°C至衛(wèi)星附近的+40°C，溫度場(chǎng)分布不均勻且會(huì)隨著衛(wèi)星熱試驗(yàn)工況的變化而變化。測(cè)試電纜的插損和時(shí)延會(huì)隨著環(huán)境溫度的變化而變化。這樣在常壓下對(duì)測(cè)試電纜的校準(zhǔn)無法反映在熱真空下的真實(shí)插損與時(shí)延值，這些變化會(huì)引起測(cè)試數(shù)據(jù)的偏差。為了真實(shí)準(zhǔn)確地測(cè)試衛(wèi)星的性能，必須清楚測(cè)試時(shí)各測(cè)試電纜的插入損耗與時(shí)延，從而對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的修正，真實(shí)反映衛(wèi)星在熱真空條件下的性能。由于在熱試驗(yàn)過程中，測(cè)試電纜已經(jīng)與衛(wèi)星各接口穩(wěn)固連接，無法再對(duì)其插入損耗和時(shí)延進(jìn)行標(biāo)校，需要通過其它方法來獲得熱真空試驗(yàn)過程中測(cè)試電纜的插入損耗和時(shí)延值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種熱真空試驗(yàn)測(cè)試電纜校準(zhǔn)數(shù)據(jù)修正方法，該方法原理簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，提高了衛(wèi)星各入口功率及通道時(shí)延的測(cè)試精度。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種熱真空試驗(yàn)測(cè)試電纜校準(zhǔn)數(shù)據(jù)修正方法，步驟如下(I)首先選取與測(cè)試電纜規(guī)格、參數(shù)以及長(zhǎng)度均相同的兩根電纜作為校準(zhǔn)電纜，在常溫常壓下對(duì)測(cè)試電纜和校準(zhǔn)電纜進(jìn)行校準(zhǔn)，得到測(cè)試電纜和校準(zhǔn)電纜在相應(yīng)工作頻率下的插入損耗和傳輸時(shí)延；(2)將校準(zhǔn)電纜按照與測(cè)試電纜相同走向進(jìn)行安裝，在真空罐內(nèi)，兩根校準(zhǔn)電纜的一端從真空罐壁的法蘭盤引出，另一端在衛(wèi)星測(cè)試端口處利用直通口相連形成回路，在真空罐外，兩根校準(zhǔn)電纜連接到矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀上；(3)開始進(jìn)行熱真空試驗(yàn)，利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀實(shí)時(shí)測(cè)量在測(cè)試電纜工作頻率下兩根校準(zhǔn)電纜的插入損耗和傳輸時(shí)延變化量，將兩根校準(zhǔn)電纜的插入損耗和傳輸時(shí)延變化量相加后除以2得到單根校準(zhǔn)電纜的插入損耗和傳輸時(shí)延變化量；(4)利用單根校準(zhǔn)電纜插入損耗和傳輸時(shí)延的變化量對(duì)測(cè)試電纜的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，得到測(cè)試電纜在熱試驗(yàn)環(huán)境下真實(shí)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明針對(duì)衛(wèi)星熱試驗(yàn)的測(cè)試電纜在熱真空罐內(nèi)低溫環(huán)境下，其插入損耗和時(shí)延相對(duì)常壓下的校準(zhǔn)結(jié)果會(huì)發(fā)生變化，通過選用與測(cè)試電纜相同規(guī)格、參數(shù)以及長(zhǎng)度的電纜作為校準(zhǔn)電纜，熱試驗(yàn)過程時(shí)，在各工況下實(shí)時(shí)測(cè)量校準(zhǔn)電纜在各測(cè)試電纜工作頻率下的插入損耗和絕對(duì)試驗(yàn)的變化，模擬測(cè)試電纜在熱試驗(yàn)不同工作環(huán)境下的插入損耗和信號(hào)傳輸時(shí)延的變化量，以此對(duì)測(cè)試電纜在常壓下的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，可以得到熱試驗(yàn)過程中測(cè)試電纜真實(shí)的插入損耗和時(shí)延數(shù)據(jù)，最大限度的反映真實(shí)數(shù)據(jù)，利用修正后的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)參與熱試驗(yàn)有效載荷的測(cè)試結(jié)果計(jì)算，可以得到導(dǎo)航衛(wèi)星有效載荷在熱試驗(yàn)過程中真實(shí)的測(cè)試結(jié)果，該方法的實(shí)現(xiàn)原理簡(jiǎn)單，提高了衛(wèi)星各入口功率及通道時(shí)延的測(cè)試精度。該方法可應(yīng)用于其它分系統(tǒng)和其它型號(hào)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器或者電子 設(shè)備的輸入輸出電纜校準(zhǔn)數(shù)據(jù)修正，應(yīng)用具有廣泛性。


圖I為本發(fā)明系統(tǒng)中測(cè)試電纜校準(zhǔn)數(shù)據(jù)修正方法原理圖；圖2為本發(fā)明系統(tǒng)中校準(zhǔn)電纜連接示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，本發(fā)明的修正方法包括測(cè)試電纜和校準(zhǔn)電纜的校準(zhǔn)步驟、校準(zhǔn)電纜的安裝步驟、校準(zhǔn)電纜插入損耗和輸出時(shí)延的動(dòng)態(tài)測(cè)量步驟以及測(cè)試電纜校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的修正步驟。(I)首先選取與測(cè)試電纜規(guī)格、參數(shù)以及長(zhǎng)度均相同的兩根電纜作為校準(zhǔn)電纜，在常溫常壓下對(duì)測(cè)試電纜和校準(zhǔn)電纜進(jìn)行校準(zhǔn)，得到測(cè)試電纜和校準(zhǔn)電纜在相應(yīng)工作頻率下的插入損耗和傳輸時(shí)延；測(cè)試電纜連接到衛(wèi)星上之前，要先根據(jù)每根測(cè)試電纜的工作頻率對(duì)其插入損耗和信號(hào)傳輸時(shí)延參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。此時(shí)在原有測(cè)試電纜的基礎(chǔ)上增加兩根校準(zhǔn)電纜，校準(zhǔn)電纜與測(cè)試電纜規(guī)格、參數(shù)以及長(zhǎng)度都要相同，這樣保證在不同的溫度環(huán)境下，校準(zhǔn)電纜和測(cè)試電纜的插入損耗和傳輸時(shí)延變化一致。在導(dǎo)航衛(wèi)星熱真空試驗(yàn)之前首先在常溫常壓下進(jìn)行測(cè)試電纜和校準(zhǔn)電纜的校準(zhǔn)，獲得測(cè)試電纜和校準(zhǔn)電纜在相應(yīng)工作頻率下的插入損耗和時(shí)延數(shù)據(jù)。(2)將校準(zhǔn)電纜按照與測(cè)試電纜相同走向進(jìn)行安裝，在真空罐內(nèi)，兩根校準(zhǔn)電纜的一端從真空罐壁的法蘭盤引出，另一端在衛(wèi)星測(cè)試端口處利用直通口相連形成回路，在真空罐外，兩根校準(zhǔn)電纜連接到矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀上；校準(zhǔn)后將測(cè)試電纜連接到衛(wèi)星相應(yīng)的測(cè)試端口，將測(cè)試電纜要連接到衛(wèi)星有效載荷的各測(cè)試端口，隨衛(wèi)星一同進(jìn)入熱試驗(yàn)真空罐內(nèi)。測(cè)試電纜分為熱試驗(yàn)真空罐內(nèi)部分和罐外部分，二者通過熱試驗(yàn)真空罐的法蘭盤相連接。罐內(nèi)部分測(cè)試電纜連接衛(wèi)星有效載荷的測(cè)試端口和真空罐壁的法蘭盤，在熱試驗(yàn)期間處于熱真空環(huán)境下。罐外部分測(cè)試電纜連接測(cè)試設(shè)備和真空罐壁的法蘭盤，熱試驗(yàn)期間在罐外處于常溫常壓工作環(huán)境。罐內(nèi)測(cè)試電纜根據(jù)衛(wèi)星擺放位置和法蘭盤的位置確定自身的擺放方式和走向，所有的測(cè)試電纜均從法蘭盤引出，從法蘭盤到衛(wèi)星附近的布局走向一致，到衛(wèi)星附件再連接到各自相應(yīng)端口。測(cè)試電纜連接完成后，根據(jù)測(cè)試電纜的走向安放校準(zhǔn)電纜，校準(zhǔn)電纜的型號(hào)、規(guī)格、長(zhǎng)度與測(cè)試電纜相同，布局走向與測(cè)試電纜相同。校準(zhǔn)電纜兩根，分別從真空罐壁的法蘭盤引出，到衛(wèi)星測(cè)試端口附近通過直通口相連，形成回路。校準(zhǔn)電纜的罐外部分通過罐外的校準(zhǔn)電纜連接到矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀上，可以對(duì)其在各個(gè)工作頻點(diǎn)下的插入損耗和時(shí)延參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量。(3)開始進(jìn)行熱真空試驗(yàn)，利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀實(shí)時(shí)測(cè)量在測(cè)試電纜工作頻率下兩根校準(zhǔn)電纜的插入損耗和傳輸時(shí)延變化量，將兩根校準(zhǔn)電纜的插入損耗和傳輸時(shí)延變化量相加后除以2得到單根校準(zhǔn)電纜的插入損耗和傳輸時(shí)延變化量；由于校準(zhǔn)電纜和測(cè)試電纜的規(guī)格、長(zhǎng)度和罐內(nèi)走向布局一致，可以通過校準(zhǔn)電纜在熱真空環(huán)境下的插入損耗和傳輸時(shí)延的變化來模擬測(cè)試電纜在熱真空環(huán)境下的插入損耗和時(shí)延變化。
(4)利用單根校準(zhǔn)電纜插入損耗和傳輸時(shí)延的變化量對(duì)測(cè)試電纜的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，得到測(cè)試電纜在熱試驗(yàn)環(huán)境下真實(shí)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。通過獲得校準(zhǔn)電纜在熱真空環(huán)境下的插入損耗和傳輸時(shí)延的變化數(shù)據(jù)對(duì)之前測(cè)試電纜的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，可以得到測(cè)試電纜在熱試驗(yàn)環(huán)境下真實(shí)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。利用真實(shí)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)對(duì)衛(wèi)星的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，就可以得到真實(shí)的衛(wèi)星測(cè)試數(shù)據(jù)。下面以一個(gè)具體的例子對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明以LCl入站轉(zhuǎn)發(fā)器的輸入輸出特性測(cè)試和RNSS載荷發(fā)射通道絕對(duì)時(shí)延測(cè)試為例進(jìn)一步說明本發(fā)明系統(tǒng)的工作過程。校準(zhǔn)電纜的連接測(cè)試電纜和校準(zhǔn)電纜分為罐內(nèi)部分和罐外部分，二者通過熱真空罐的法蘭盤連接。罐外部分電纜始終工作在常溫常壓下，其性能參數(shù)保持不變。罐內(nèi)電纜在校準(zhǔn)測(cè)試和熱真空環(huán)境下插入損耗和傳輸時(shí)延變化較大，需要進(jìn)行修正。衛(wèi)星在熱真空試驗(yàn)期間，熱真空罐內(nèi)的溫度從罐壁附近的_150°C至衛(wèi)星附近的+40°C，變化巨大分布不均且會(huì)隨著衛(wèi)星工作狀態(tài)變化。測(cè)試電纜只能在常溫常壓下進(jìn)行校準(zhǔn)，在熱試驗(yàn)期間已經(jīng)連接到衛(wèi)星相關(guān)測(cè)試端口上，其插入損耗和時(shí)延相對(duì)于常溫校準(zhǔn)時(shí)的變化量只能通過對(duì)校準(zhǔn)電纜在常溫常壓和熱真空環(huán)境下的變化量來模擬。因此校準(zhǔn)電纜必須選擇和測(cè)試電纜相同型號(hào)、規(guī)格、長(zhǎng)度的電纜。在校準(zhǔn)電纜的布局上，保持和測(cè)試電纜一致。由于測(cè)試電纜從法蘭盤直接連接到衛(wèi)星入口，因此需要使用兩根校準(zhǔn)電纜按與測(cè)試電纜相同的罐內(nèi)走向擺放。兩根校準(zhǔn)電纜在衛(wèi)星測(cè)試端口附件通過直通的射頻連接器相連，從而形成信號(hào)回路。測(cè)試電纜的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)修正量的獲得在本發(fā)明中，測(cè)試電纜的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)修正量通過對(duì)校準(zhǔn)電纜在不同的熱真空工作環(huán)境下相應(yīng)工作頻率的插入損耗和時(shí)延的實(shí)時(shí)測(cè)量獲得。在熱真空試驗(yàn)開始前對(duì)測(cè)試電纜進(jìn)行插入損耗和時(shí)延的校準(zhǔn)。對(duì)在工作頻率fl下的插損記為C_Lfl，信號(hào)傳輸時(shí)延對(duì)應(yīng)為C_Dfl。校準(zhǔn)完成后將測(cè)試電纜連接到衛(wèi)星相應(yīng)測(cè)試端口。
衛(wèi)星在熱試驗(yàn)真空罐內(nèi)連接好測(cè)試電纜和校準(zhǔn)電纜后，對(duì)校準(zhǔn)電纜在常溫常壓下相應(yīng)工作頻率的插入損耗和時(shí)延進(jìn)行測(cè)試，對(duì)在工作頻率Π下的插損記為J_Lfl，信號(hào)傳輸時(shí)延對(duì)應(yīng)為J_Dfl。衛(wèi)星在熱試驗(yàn)過程中要經(jīng)歷四個(gè)高低溫循環(huán)。在每個(gè)高溫和低溫工況下，對(duì)校準(zhǔn)電纜在相應(yīng)工作頻率的插入損耗和時(shí)延均進(jìn)行測(cè)試并記錄測(cè)試結(jié)果。如循環(huán)I高溫的測(cè)試結(jié)果記為J_Lfl_m和J_Dfl_H1，循環(huán)I低溫的測(cè)試結(jié)果記為J_Lfl_u和J_Dfl_u。其它工作頻點(diǎn)在高溫和低溫工況下的插入損耗和時(shí)延可記為J_Lf2_H1和J_Df2_H1、J_Lf2_u和J_Df2_u等。通過計(jì)算可以得到熱真空試驗(yàn)當(dāng)前工況下，校準(zhǔn)電纜的插入損耗和時(shí)延相對(duì)常溫常壓下的變化量。如高溫變化量AJ-Lh = J_Lfl_J_Lfl_m、Δ J_Dh = J_Dfl-J_Dfl-Hi ;低溫變化量Δ J_Ll = J_Lfl_J_Lfl_u、Δ J_Dl = J_Dfl_J_Dfl_u ；由于測(cè)試電纜和校準(zhǔn)電纜的規(guī)格、型號(hào)、長(zhǎng)度以及在真空罐內(nèi)的布局走向一致，可以認(rèn)為校準(zhǔn)電纜的插入損耗和試驗(yàn)參數(shù)在不同熱真空環(huán)境下的變化量與測(cè)試電纜在相應(yīng)環(huán)境下的變化量相同?？梢杂糜趯?duì)測(cè)試電纜校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的修正計(jì)算。測(cè)試電纜的插入損耗和時(shí)延的變化量Λ C_Lh和Λ C_Dh、Δ C_Ll和Λ C_Dl在不同環(huán)境下的變化量為Λ C_LH = Δ J_Lh、AC_Dh = Λ J_Dh、AC_Ll = Λ J_Ll、Δ C_Dl = Λ J_DL。表I導(dǎo)航衛(wèi)星有效載荷熱試驗(yàn)中需要校準(zhǔn)的頻率
權(quán)利要求
1.一種熱真空試驗(yàn)測(cè)試電纜校準(zhǔn)數(shù)據(jù)修正方法，其特征在于步驟如下 (1)首先選取與測(cè)試電纜規(guī)格、參數(shù)以及長(zhǎng)度均相同的兩根電纜作為校準(zhǔn)電纜，在常溫常壓下對(duì)測(cè)試電纜和校準(zhǔn)電纜進(jìn)行校準(zhǔn)，得到測(cè)試電纜和校準(zhǔn)電纜在相應(yīng)工作頻率下的插入損耗和傳輸時(shí)延； (2)將校準(zhǔn)電纜按照與測(cè)試電纜相同走向進(jìn)行安裝，在真空罐內(nèi)，兩根校準(zhǔn)電纜的一端從真空罐壁的法蘭盤引出，另一端在衛(wèi)星測(cè)試端口處利用直通口相連形成回路，在真空罐夕卜，兩根校準(zhǔn)電纜連接到矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀上； (3)開始進(jìn)行熱真空試驗(yàn)，利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀實(shí)時(shí)測(cè)量在測(cè)試電纜工作頻率下兩根校準(zhǔn)電纜的插入損耗和傳輸時(shí)延變化量，將兩根校準(zhǔn)電纜的插入損耗和傳輸時(shí)延變化量相加后除以2得到單根校準(zhǔn)電纜的插入損耗和傳輸時(shí)延變化量； (4)利用單根校準(zhǔn)電纜插入損耗和傳輸時(shí)延的變化量對(duì)測(cè)試電纜的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，得到測(cè)試電纜在熱試驗(yàn)環(huán)境下真實(shí)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種熱真空試驗(yàn)測(cè)試電纜校準(zhǔn)數(shù)據(jù)修正方法，本發(fā)明針對(duì)衛(wèi)星熱試驗(yàn)的測(cè)試電纜在熱真空罐內(nèi)低溫環(huán)境下，其插入損耗和時(shí)延相對(duì)常壓下的校準(zhǔn)結(jié)果會(huì)發(fā)生變化，通過選用與測(cè)試電纜相同規(guī)格、參數(shù)以及長(zhǎng)度的電纜作為校準(zhǔn)電纜，對(duì)熱真空環(huán)境下校準(zhǔn)電纜的插入損耗和時(shí)延變化量進(jìn)行測(cè)量，以此對(duì)測(cè)試電纜在常壓下的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，測(cè)量得到衛(wèi)星在熱真空試驗(yàn)時(shí)不同工作環(huán)境下的插入損耗和時(shí)延的真實(shí)值，最大限度的反映真實(shí)數(shù)據(jù)，該方法的實(shí)現(xiàn)原理簡(jiǎn)單，提高了衛(wèi)星各入口功率及通道時(shí)延的測(cè)試精度。該方法可應(yīng)用于其它分系統(tǒng)和其它型號(hào)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器或者電子設(shè)備的輸入輸出電纜校準(zhǔn)數(shù)據(jù)修正，應(yīng)用具有廣泛性。
文檔編號(hào)G01R35/00GK102879757SQ201210414008
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月24日
發(fā)明者劉慶軍, 崔小準(zhǔn), 董海青, 王璐 申請(qǐng)人:北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部