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《空間電子技術(shù)雜志》2015年第一期

1問題分析

系統(tǒng)信噪比變差原因分為:(1)系統(tǒng)噪聲系數(shù)變差;(2)本振相位噪聲惡化嚴(yán)重;(3)本振參考信號(hào)相位噪聲較差;(4)系統(tǒng)受到大信號(hào)噪聲干擾。

1．1系統(tǒng)噪聲系數(shù)變差測(cè)試系統(tǒng)在抗干擾濾波器后射頻信號(hào)頻譜，測(cè)試結(jié)果如圖3所示，信噪比遠(yuǎn)好于經(jīng)過下變頻后中頻信號(hào)信噪比。所以下變頻器前端系統(tǒng)噪聲系數(shù)滿足系統(tǒng)要求。

1．21611．6MHz本振測(cè)試重新測(cè)試本振信號(hào)電平，諧、雜波和相位噪聲都滿足要求，無異?，F(xiàn)象。所以本振電路滿足系統(tǒng)要求。

1．35MHz參考測(cè)試測(cè)試5MHz參考信號(hào)頻譜，可以得到信號(hào)電平為9dBm，與原數(shù)據(jù)相符。參考信號(hào)雜波非常豐富，主要原因是站內(nèi)機(jī)房設(shè)備較多，電磁環(huán)境復(fù)雜所致。將5MHz參考由信號(hào)源直接替代，90．9MHz輸出載噪比變好約10dB。所以導(dǎo)致系統(tǒng)信噪比變差的原因是站內(nèi)5MHz參考信號(hào)相位噪聲較差所致。

1．4手機(jī)信號(hào)干擾分析系統(tǒng)輸入正常信號(hào)電平預(yù)算，衛(wèi)星EIRP為53dBm，路徑損耗為188．5dB，接收12m天線增益為47dB，同時(shí)考慮天線偏心增益－1dB，饋線損耗1dB，輸入射頻接收系統(tǒng)電平為－90．5dBm，輸出信號(hào)電平為13．5dBm，鏈路未壓縮。dcpr接收有用信號(hào)頻段為(1706±4．5)MHz，而系統(tǒng)會(huì)受到較強(qiáng)的手機(jī)信號(hào)干擾，1710MHz附近存在比較嚴(yán)重的干擾信號(hào)(主要是移動(dòng)通信信號(hào))，干擾信號(hào)比實(shí)際報(bào)告信號(hào)還要強(qiáng)20dB以上，在強(qiáng)干擾存在時(shí)，系統(tǒng)中下變頻器會(huì)出現(xiàn)壓縮，此時(shí)送入下變頻器的輸入信號(hào)電平為－25dBm，如圖6所示下變頻器A點(diǎn)已經(jīng)來到了壓縮點(diǎn)，而在這種情況下有用信號(hào)1706MHz增益會(huì)下降，也即大信號(hào)阻塞現(xiàn)象，輸出90．9MHz信號(hào)電平下降，系統(tǒng)信噪比下降，導(dǎo)致天線機(jī)構(gòu)頻繁調(diào)整。為了進(jìn)一步驗(yàn)證上面的分析，在下變頻器輸入口加入20dB同軸固定衰減器，系統(tǒng)恢復(fù)正常連接狀態(tài)，工作兩小時(shí)以上未出現(xiàn)機(jī)構(gòu)姿態(tài)調(diào)整現(xiàn)象。因此，天線在手機(jī)信號(hào)干擾時(shí)機(jī)構(gòu)頻繁調(diào)整原因?yàn)?(1)系統(tǒng)中抗干擾濾波器對(duì)邊帶手機(jī)干擾信號(hào)1710MHz抑制不足。(2)下變頻器鏈路增益分布不合理，在強(qiáng)干擾時(shí)發(fā)生大信號(hào)阻塞導(dǎo)致輸出信號(hào)電平不穩(wěn)。

2提升系統(tǒng)性能的舉措

共分3個(gè)方面來提高信噪比以及手機(jī)干擾時(shí)機(jī)構(gòu)頻繁調(diào)整。(1)用5MHz鎖相晶振給下變頻器提供參考，既可以實(shí)現(xiàn)較好相位噪－135dBc/Hz@100Hz，－145dBc/Hz@1kHz，－155dBc/Hz@10kHz，－160dBc/Hz@100kHz，又滿足系統(tǒng)同源需求;(2)加強(qiáng)手機(jī)干擾信號(hào)抑制，改變下變頻器前端的邊帶高抑制射頻濾波器耦合形式，設(shè)計(jì)帶寬9．6MHz，帶外1MHz抑制達(dá)到30dBc，(原濾波器帶外5MHz抑制達(dá)到35dBc);(3)改變鏈路增益分布，在下變頻器輸入口加20dB衰減，將強(qiáng)干擾時(shí)薄弱環(huán)節(jié)混頻器及前端放大器避開，并將衰減了的20dB增益放在變頻器輸出端，并保證輸出P-1out≥17dBm;。經(jīng)過這樣綜合處理后，信噪比提高約15dB，且手機(jī)干擾時(shí)機(jī)構(gòu)頻繁調(diào)整得到解決。

3結(jié)論

文章介紹了風(fēng)云二號(hào)衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)工程高速數(shù)據(jù)收集平臺(tái)報(bào)告信號(hào)(DCPR)接收系統(tǒng)在北京氣象站系統(tǒng)聯(lián)試出現(xiàn)輸出中頻信號(hào)信噪比較差以及手機(jī)信號(hào)干擾時(shí)機(jī)構(gòu)頻繁調(diào)整問題，經(jīng)過詳盡周密排查問題誘發(fā)的多個(gè)可能原因，在大量測(cè)試有效數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上制定了合理解決方案，問題最終得到很好解決。得到經(jīng)驗(yàn)是對(duì)于L、S頻段地面接收系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，要充分考慮地面電磁環(huán)境的分析，對(duì)于系統(tǒng)可能造成干擾的信號(hào)，要進(jìn)行細(xì)致分析，并在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)采取必要的措施，抑制其對(duì)系統(tǒng)的干擾，保證系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定工作。同時(shí)，此次聯(lián)試也發(fā)現(xiàn)，地面站參考源相位噪聲及雜散指標(biāo)差，建議在后續(xù)同類分機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)要在分機(jī)中集成鎖相晶振或是恒溫晶體振蕩器。

作者：馬美霞張波王一杰 單位：中國空間技術(shù)研究院西安分院