01技術挑戰

在全球低軌衛星快速發展的背景下，我國已將以低軌衛星星座為代表的商業航天產業作為新質生產力并配套多項支持政策，商業衛星運營與制造企業蓬勃發展，已開始建設低軌通信星座及其他遙感星座。

與傳統的高軌和中軌衛星不同，低軌衛星因為其近地軌道特點存在“過頂”時間快、多普勒頻移大和信號時延大等測試難題。

衛星較地面終端過頂過程如下圖所示：：

隨著在軌實驗衛星及后期正式衛星數量的不斷增多，衛星發射在軌后的測試、驗收及健康狀態監測成為行業的重點測試發展方向。

根據低軌衛星的軌道特性

和NTN通信特性在軌測試挑戰如下：

衛星制造和測試周期短，發射密集，組網復雜，要求大量的在軌測試或驗收工作，以便客觀的開展驗收和產品評價工作。

衛星過頂時間短、軌道變化快，信號多普勒效應強，要求測試和星歷結合并記錄信號IQ以便回溯。

信關站到終端連接組件復雜、頻率到Q/V，要求測試系統頻率覆蓋高、精度高、可靠性高且兼顧在軌和組件測試。

NTN組網和通信的復雜性，要求對EVM、時延、群時延開展精準測試，要求地面站和終端非線性組件開展EMV、時延、群時延和NPR開展精準測試。

結合衛星全生命周期的可測試性，要求在軌測試儀表可開展通信載荷和組件測試。

02測試解決方案與儀表

為解決上述測試要求和需求，要求儀表組合具備如下特點已完成擬定測試：

具備和星歷同步的精準授時與脈沖觸發功能，觸發精度要求在微秒級別；

具備頻率準確度、延時、群延時、EVM、BER、NPR、頻率響應、噪聲系數、雜散、增益傳遞等射頻和矢量測試能力；

具備自定義和5GNR、DVB等標準信號的產生和分析；

具備有觸發存儲能力IQ信號記錄能力；

儀表搭建與系統組成如圖：

方案儀表：

R&S FSW（67GHz），R&S SWM200A（54GHz），R&S IQW，配件

測試步驟

信號源和頻譜儀自校準

測試地面站Q/V相關射頻組件損耗、時延等參數；

連接信號源、GNSS接收機至地面站上行鏈路，連接頻譜儀和終端，連接頻譜儀和IQ記錄儀；

通過NTP服務器授時，通過GNSS接收機和信號源開始基于絕對時間的秒脈沖觸發測試；

測試數據摘要

具備時間標簽和對齊星歷時間的延時和群延時數據集，可用于測試全系統時延是否符合設計并進行記錄用以優化終端和星上時間補償。

具備時間標簽和對齊星歷時間的EVM測試數據集，可用于測試在軌衛星、地面站及終端的全鏈路EVM驗證系統是否符合設計指標。

具備時間標簽和對齊星歷時間的IQ數據，用于后期數據存儲和深度分析并作為驗證數據保存。

具備對終端和Q/V地面站組件的設備和矢量參數測試，用于驗證組件和系統是否符合實際指標及故障判斷。

具備其他通用射頻和矢量測試功能。

完成測試業務邏輯圖如下：

羅德與施瓦茨業務涵蓋測試測量、技術系統、網絡與網絡安全，致力于打造一個更加安全、互聯的世界。成立90 年來，羅德與施瓦茨作為全球科技集團，通過發展尖端技術，不斷突破技術界限。公司領先的產品和解決方案賦能眾多行業客戶，助其獲得數字技術領導力。羅德與施瓦茨總部位于德國慕尼黑，作為一家私有企業，公司在全球范圍內獨立、長期、可持續地開展業務。