超宽带星间测距单通道时延模拟器

1.设备全景图片

图1 超宽带星间测距单通道时延模拟器实物图

2.设备概况

品牌：非标

型号：非标

类型：数值模拟设备

用途：超宽带星间测距单通道时延模拟器可以很方便的模拟出各种气候，外场等典型信道环境，用于验证无线电系统工作可行性、技术优越性，满足多种测试需求。

3.设备功能简述

无线电信号在传输过程中必然会受到传输信道的影响，当验证无线电系统工作可行性、技术优越性时，就需要进行充分的试验测试，但选择外场试验测试存在下列缺点：受气候条件限制，试验成本高，不可重复等。

超宽带星间测距单通道时延模拟器是某卫星通信系统测试系统配套测试设备，可以很方便的模拟出各种气候，外场等典型信道环境，用于验证无线电系统工作可行性、技术优越性，满足多种测试需求，且可重现、便捷好用。

4.设备的技术特点

4.1具备多种输入信号时延功能

（1）常规时延模型:常数、正弦滑动时延、三角滑动时延、线性滑动时延、用户自定义时延等。

（2）场景时延模型:根据空间飞行器星历和终端位置的输入，对输入信号实现动态时延。

系统最大模拟的信号带宽为2GHz，考虑系统采样率为4.8GSPS，则时延1s对应的单个路径需要最长存储容量为4.8GB；在运动过程中，距离随着时间的变化而变化，同时接收端时延根据距离的变化而变化。采用FPGA片外存储器DDR4实现，通过乒乓操作的方式分别写入和读取，读写速率均为4.8GB/s，从而实现动态时延模拟。

通过STK仿真软件对空间飞行器运动模型进行仿真，导出信道参数，如终端与空间飞行器的距离、多普勒频移、相对功率等，导入多通道信道模拟器，实现对空间飞行器运动模型的仿真模拟功能。

4.2具备输入多种常规多普勒频移模型信号功能

多普勒频移：支持±8MHz。多普勒频移变化率不小于±50kHz。多普勒频移模型：锯齿、三角、正弦、余弦、自定义等常规多普勒频移模型；通过软件规划平台运动状态，设置变化周期与最大频偏以及变化模型，由FPGA实时计算，进行载频多普勒实时变化。

4.3具备白噪声注入功能

白噪声注入功能是通过对于信道化的信号分别注入不同功率且带宽可控的高斯白噪声。噪声功率支持最大输出：0dBm，调节动态50dB。

4.4具备多种衰落模型

路径损耗和阴影衰落模型包含自由空间(Friis)、对数正态(Log-normal)、奥村哈塔(Okumura/Hata)、IEEE 802.16d、对数距离模型、自定义模型。小尺度衰落模型包含常数、瑞利(Rayleigh)、莱斯(Rice)、中上(Nakagami)、铃木(Suzuki)、平坦、圆形、高斯、巴特沃斯(Butterworth)、用户自定义模型等。气象衰减模型包含输入频段的大气衰减、降雨衰减、云雾衰减、对流层闪烁衰减模型。

4.5系统信道校准功能

超宽带星间测距单通道时延模拟器具有频率范围大、信号带宽宽的特点，同时还可以配置宽带上下变频器来扩展频率覆盖范围，系统信号链路中叠加了DAC、上变频器、下变频器和ADC的幅度起伏和相位失真，如果调制带宽很宽，其频率响应的非线性会影响信号的质量，因此系统配置有宽带校准功能，用于对整个信道模拟通道进行校准，保证整个信号的质量。

5.设备的技术参数

1、通道数：输入1通道；输出1通道；

2、频率范围覆盖：0.2~6GHz，13~16GHz，22~26GHz；

3、实时模拟带宽：2GHz（非载波聚合）；

4、输入信号功率：-40dBm至+15dBm；

5、输出信号功率：-110dBm至0dBm；

6、带内平坦度：≤±1dB（2GHz带宽）；

7、路径时延：10us至1s，步进0.1ns；

8、信道模拟器输出EVM:≤5%(@14GHz频点，符号速率750MHz,QPSK，输入EVM≤3.5%);；

9、旋翼遮挡周期范围：10ms至100ms，步进0.1ms；遮挡比例范围：20%至40%，步进0.1%；

10、多普勒频移：最大±8 MHz，步进1Hz

11、输出信号带内变频杂波：≤-55dBc；

12、输出信号谐波抑制：≤-45dBc；

13、输入输出端口驻波比：＜2；

14、尺寸（宽 × 高 × 深）（mm）： ≤450mm*190mm*580mm。

6.设备的技术优势

该设备频率范围是8~12GHz、13~16GHz、22~26.5GHz，频率覆盖宽。实时模拟带宽达到2GHz（非载波聚合）。在设备提供的常规模型之外支持用户自定义的模型。还配置了宽带校准功能，用于对整个信道模拟通道进行校准，保证整个信号的质量。

7.设备的应用行业

仪器仪表；基站通信；卫星通信等行业。