船载usb距离零值标校数据分析 |
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船载USB距离零值标校数据分析侯 辉, 周 江, 伍德勇（中国卫星海上测控部, 江苏 江阴214431）
摘 要：目前统一S波段（USB）系统距离零值标校方法所考虑的设备组合非常多，但存在可精简的地方。本文分析了某次任务系统距离零值标校数据，从实际应用的角度探讨了精简标校组合的初步设想。
关键词：统一S波段系统；距离零值； 标校； 数据分析
Range Zero Values Analysis of Ship-based Unified S Band SystemHOU Hui, ZHOU Jiang, WU De-yong(Marine Depmtment of Satellite Tracing and Metering,Jiangyin 214431,China)
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Unified S Band system range zero values revise method has to consider so many equipment assembled at present, many equipment assembled can be reduced as view on the whole system.This paper analyses the range zero values revise data of a certain task, and probes into a principium assume of reduced revise method from the view of application.
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Unified S band system; Range zero value; Revise; Data analysis
一、引言
船载USB设备使用无线射频闭环来标校、检验设备距离零值，影响设备距离零值的主要因素有测距A/B机、中频主接收机的极化合成A/B机、中频锁相环组合、高频接收机的和路组合、发射机A/B机。因此，在码头任务准备时，根据不同任务点频进行USB距离零值标校的组合(2×2×3×3×2=72组)非常多，若考虑主备应答机、主备频率则有4×72=288种组合，距离标校任务非常繁重。
本文通过对某次任务USB设备的距离零值标校数据的分析、归纳和总结，提出简化标校组合的原理和方法。二、距离零值统计表数据分析
1相同点频、不同设备组合对距离零值的影响分析
（1）测距机A/B套对距离零值的影响分析
测距机A/B套在其他组合相同的条件下，距离零值差别范围为某型测量船第一艘165~179 m，第二艘5~37 m，第三艘24~33 m。产生差别的主要原因为侧音环不同所导致，从零值差别范围可以看出某型测量船第一艘测距机A/B套侧音环零值差别比较大，因此在距离零值标定时该项组合不可省略。
(2)发射机A/B套对距离零值的影响分析
发射机A/B套在其他组合相同的条件下，距离零值差别范围为某型测量船第一艘4~9 m，第二艘1~8 m，第三艘10~15 m。三船该项数据比较一致，产生差别的主要原因为A/B套上行调制器不同所导致，因此在距离零值标定时该项组合不可省略。
(3)极化合成A/B套对距离零值的影响分析
极化合成A/B套在其他组合相同的条件下，距离零值差别范围为某型测量船第一艘4~12 m，第二艘1~11 m，第三艘2~5 m。三船该项数据比较一致，距离零值产生差别的主要原因为极化合成A/B套中最大比合成单元不同所导致，对距离零值的影响比较小。
(4)中频锁相环组合不同对距离零值的影响分析
锁相环组合不同在其他组合相同的条件下，距离零值差别范围为某型测量船第一艘7~12 m，第二艘8~16 m，第三艘4~7 m。三船该项数据比较一致，距离零值产生差别的主要原因为锁相环组合1+2、1+3、2+3不同的电长度所导致，锁相环2作为1环(右旋)和3环(左旋)在切换时匹配电缆的电长度不同。其中，某型测量船第三艘的锁相环2匹配电长度较好，因此锁相环组合1+2、1+3、2+3零值差别小，某型测量船第一艘、第二艘锁相环组合1+2、2+3零值差别小，但与1+3环差别稍大。因此，在距离零值标定时该项组合不可省略。
（5）高频链路组合不同对距离零值的影响分析
目前，某型测量船第一艘TW-111在距离零值标定时考虑了高频链路组合，而某型测量船第二艘、第三艘不再考虑高频链路组合对距离零值的影响。由表1可以看出，高频链路组合不同对距离零值的影响比较小。
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高频链路组合对距离零值影响较小的原因之一为：高频链路主要由场放、下变频器(混频器、宽带滤波器)等组成，可以看作一个宽带系统。在下行信道幅-频、相-频特性正常情况下，距离零值标定可以不考虑高频链路组合的影响。
由图1可知，高频链路组合DNL1+2、DNL1+3、DNL2+3不同距离零值差值最大为5 m(组合22),最小为0 m(组合1、8、11、20)，组合12与13之间差别大是因为测距A/B机不同(相差165~179 m)。因此，在距离零值标定时该项组合可以省略。
2.不同点频、相同设备组合对距离零值的影响分析
(1)某型测量船第二艘TW-111测距机不同点频距离零值的比较
表2为某型测量船第二艘TW-111测距机某任务不同频率下距离零值统计表。测距A、B机在不同频率下零值曲线如图2、3所示。
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由图2可知，测距A机相同组合，不同频点对距离零值的影响比较小，最大为6 m(组合7),最小为2 m(组合12)。
由图3可知：测距B机相同组合，不同频点对距离零值的影响比较小，最大为4 m(组合6),最小为1 m(组合9)。
综上所述，考虑到高频链路的宽带特性，频点不同对距离零值的影响较小，距离零值标定时可以不考虑频点不同的影响。
(2)某型测量船第三艘TW-113测距机不同点频距离零值的比较
表3为TW-113测距机某任务不同频率下距离零值统计表。其中，测距B机没有频点F4距离零值的统计数据。测距机在不同频率下零值曲线如图4、5所示。
图4中，由上至下曲线依次为f2、f1、f3、f4的测距A机距离零值变化曲线，测距A机在不同频率下零值差变化趋势相同，即不同频点的零值f2>f1>f3>f4,间隔5~10 m左右，最大差别约为20 m。
图5中，由上至下曲线依次为f2、f1、f3的测距B机距离零值变化曲线，测距A机在不同频率下零值差变化趋势相同，即不同频点的零值f2>f1>f3,间隔3~7 m左右，最大差别约为10 m。
TW-113不同频率下零值变化比较大，与理论分析有较大的差别。原因之一是某型测量船第三艘高频接收和路通道在整个下行接收通带的相-频特性差，导致不同接收点频相位特性不同，引起距离值变化。各点频样本变化趋势具有很好的一致性，表明下行接收通带的相-频特性比较稳定，因此不会影响测距机工作的稳定性，但需要标定不同频率下的距离零值。
鉴于TW-113目前设备的状态，在距离零值标定需要考虑频点不同的影响，同时建议TW-113在距离标校时观察高频链路组合对距离零值的影响。三、对设备改造的建议
1. 设备改造
随着技术的发展，测控设备向“小型化、通用化、模块化”方向发展，“综合基带”已应用于航天测控设备。USB设备的改造后70 MHz以下设备将被基带设备所取代。
从距离零值数据分析的结果可以看出，上行调制器、极化合成、锁相环组合若在设备研制时能考虑它们对零值的影响，将大大减少距离标校的设备组合，从而减少距离标校的工作量。
2. 距离标校方法
从目前“综合基带”设备使用的“小频偏距离直接校零”方案来看，70 MHz以上部分对距离零值的影响比较小。若高频设备工作性能良好，USB设备在距离标校时也可以不考虑点频及高频链路组合不同所带来的影响。四、小结
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