测试和计算2.3.3G/T值的优化方法

G/T值是所有卫星地球站的工程技术人员所关心的衡量地球站接收的品质因数，从测得G/T值也可推算出卫星天线的接收增益G_RX值。

1.G/T值的测试准备

（1）测试条件

1）气候条件：晴朗天气，无风或微风。

2）被测试天线精确对准所使用的通信卫星，即天线的方位、仰角、极化在最佳位置。

（2）测试设备连接框图

（3）测试相关设备和仪器

图 2-34

a）俯仰交叉极化方向图 b）方位交叉极化方向图 c）俯仰远角方向图 d）方位远角方向图 e）俯仰近角方向图 f）方位近角方向图

测试相关设备和仪器根据图2-35a或图2-35b G/T值的测试设备连接方框图准备。

图 2-35

a）G/T值的测试设备连接框图 b）G/T值的测试设备连接框图

2.G/T值的测试方法和计算

（1）测试依据和计算公式

我们从下述式（2-4）知道G/T值与载噪比C/N₀、卫星下行EIRP_S、下行自由空间传播损耗L_D、波尔兹曼常数以及传输修正因子A等有关。由于其中通信卫星下行EIRP_S和传输修正因子A参数值卫星公司可以提供的，波尔兹曼常数为228.6dB，下行自由空间传播损耗L_D通过式（2-7）或式（2-8）可以计算求得。那么剩下的就是C/N₀值如何测试中求得？从下述公式可知：公式中NBW值通过频谱分析仪的RBW设置可得：一般将频谱分析仪的RBW设置为1kHz，这时NBW=1000Hz×1.2；由于当（C+N）/N＞20dB时，（C+N）/N≈C/N的dB值，那么我们就知道只要测出C/N（dB/Hz）就可求得G/T（dB/K）值。

G/T=C/N₀-EIRP_S+L_D-228.6+A（2-4）

C/N₀=（C+N）/N-2.5+10lgNBW （2-5）

（C+N）/N＞20dB时

（C+N）/N≈C/N （2-6）

式中，C/N₀为载噪比（其中N₀为单边噪声功率密度）；EIRP_S为通信卫星的下行EIRP（一般由卫星公司提供）；A=ASPECT传输修正因子（一般由卫星公司提供）；L_D为下行自由空间传播损耗；波尔兹曼常数为228.6dB；2.5dB为加权值；NBW为噪声带宽。

L_D=92.44+20lgd+20lgf dB （2-7）

式中，d为传输的距离，单位为km；f为传输的频率，单位为GHz。(www.xing528.com)

L_D=32.44+20lgd+20lgf dB （2-8）

式中，d为传输的距离，单位为km；f为传输的频率，单位为MHz。

2）测试方法和计算

①首先校准频谱分析仪使其在测试中不出现“Meas Uncal”即测量未校准。频谱分析仪RBW设置为1kHz，VBW设置时载频光滑一般为30Hz左右，SPAN设置为200kHz。

②在卫星公司的许可和安排下，发一个纯载频及不带调制的载频，这个载频可以卫星公司发，也可由即将建立通信的对方发或自己发。一般由卫星公司发比较妥当。如图2-36a当载频发上后校准电平和测量。

③如图2-36b载频关去后电平测量，读得C/N值。

④重复3）、4）步骤3～4次求得C/N的平均值。

⑤测试完毕根据测得C/N的平均值利用式（2-5）和式（2-4）进行计算G/T值。

图 2-36

a）载频发射后电平校准和测量 b）载频关去后电平测量，读得C/N值

根据相关公式可知：

天线接收增益G_RX=G/T+T dBi （2-9）

式中T=T_A+T_E，T_A为被测天线的噪声温度；T_E为等效至LNA或LNB输入口的接收系统和低噪声放大器的噪声温度，一般以LNA或LNB的噪声温度为主，接收系统的其他噪声温度可忽略不计。

由于测得G/T值后，知道了被测天线的噪声温度和低噪声放大器的噪声温度，根据式（2-9）也可算出天线的接收增益。由于Ku频段分三段接收：即10.950～11.700GHz，11.700～12.200GHz，12.250～12.750GHz

不同频率其G/T值是不一样的，所以需要一个修正公式。即：

修正值C=20lg（f₁/f₂）dB （2-10）

式中，f₁为测试频率；f₂为未测试频率。

例如：在接收频率12.5GHz上测得G/T值为31.3dB/°K。那么在11GHz上G/T值为多少呢？

根据公式：C=20lg（f₁/f₂）=20lg（12.5/11）=1.11dB

11GHz上G/T值=31.3-1.11=30.19dB/°K（由于f₂＜f₁修正值取负，反之取正）

上述介绍了G/T值的测试和计算，其实G/T值的测试方法还有不少，其他不一一累述。目前，无论从可操作角度还是简易角度来看，上述介绍的G/T值测试和计算都是可取的，也是从事卫星通信工作的工程技术人员所期望的。