本發(fā)明涉及通信領域，特別是一種基于載噪比估算天線增益的系統(tǒng)和方法。

背景技術：

衡量衛(wèi)星信號質(zhì)量的指標有載噪比(CNR或C/N)和信噪比(SNR或S/N)。在北斗接收機中，C/N是接收機輸入端的載波功率與噪聲功率之比，S/N是接收機輸出端的信號功率與噪聲功率之比。它們之間的關系為：

S/N＝C/N+G_P

該式中，G_P為處理增益?？梢奡/N不僅與輸入信號的C/N有關，還與接收機內(nèi)部處理信號的方法有關。由于C/N與帶寬有關，因而通常將1Hz帶寬上的載噪比C/N₀(dB·Hz)作為信號的質(zhì)量指標，C/N₀與C/N的關系為：

C/N₀＝C/N+B_N

該式中，B_N為等效噪聲帶寬(dB·Hz)。若所接收的衛(wèi)星信號未收到干擾，則C/N₀為：

C/N₀＝S_R+G_A-Lg(kT₀)-N_F-L

該式中，S_R為所接收到信號的功率(dBW)。S_R＝EIRP+FSL+AL,其中EIRP為等效各向同性輻射功率(dBW)，與信號發(fā)射功率S_T及發(fā)射天線的增益G_T有關；FSL為自由空間損耗(dB)；AL為大氣損耗(dB)。G_A為衛(wèi)星方向上接收機天線的增益(dBic)。10lg(kT₀)為熱噪聲密度(dB·Hz)，約等于-204(dBW·Hz)。k為玻爾茲曼常數(shù)。T₀為熱噪聲的參考溫度，用絕對溫度表示，其值為290°(K)。N_F為包括天線和電纜損耗在內(nèi)的接收機噪聲指數(shù)。L為實現(xiàn)損耗加上A/D損耗。

所以說影響C/N₀的因素分為三類：①影響相對固定或影響微小的因素，包括S_T、FSL與G_T之和以及AL；②影響呈現(xiàn)隨機波動的因素，包括N_F和L；③影響變化范圍較大且呈系統(tǒng)性的因素，主要是G_A。因此對于在地面上工作的北斗接收機來說，在沒有干擾并排除隨機波動因素的情況下，造成所接收不同入射方向信號的C/N₀有所差異的最主要因素是接收機天線的增益G_A。目前，現(xiàn)有的天線增益測試時存在需要較為嚴格的測試環(huán)境以及需要大量測試設備的問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術中的上述缺陷，提出一種測試方法簡單，能讓用戶快速的測量出天線的實際增益，快速篩選出所生產(chǎn)天線是否指標要求的基于載噪比估算天線增益的系統(tǒng)和方法。

本發(fā)明采用如下技術方案：

一種基于載噪比估算天線增益的系統(tǒng)，用于估算待測天線的天線增益，其特征在于：包括標準天線、第一接收機、第二接收機、第一低噪聲放大器、第二低噪聲放大器和數(shù)據(jù)處理終端；該標準天線通過射頻線纜與第一低噪聲放大器輸入端相連，該第一低噪聲放大器的輸出端通過射頻線纜與第一接收機的輸入端相連；該待檢天線通過射頻線纜與第二低噪聲放大器輸入端相連，該第二低噪聲放大器的輸出端通過射頻線纜與第二接收機的輸入端相連；該數(shù)據(jù)處理終端與該第一接收機和第二接收的輸出端相連以根據(jù)兩組信號估算待測天線的增益。

優(yōu)選的，所述標準天線和所述待測天線為北斗天線或GPS天線或GLONASS天線。

優(yōu)選的，所述標準天線為增益已知的無源天線。

優(yōu)選的，所述第一低噪聲放大器和所述第二低噪聲放大器為增益已知的有源器件。

優(yōu)選的，所述第一接收機和第二接收機為各個通道信號接收電平與載噪比關系已知的接收機。

優(yōu)選的，所述第一接收機和第二接收機為通用型北斗接收機或通用型GPS接收機或GLONASS接收機。

一種基于載噪比估算天線增益的方法，其特征在于：上述的任一一種基于載噪比估算天線增益的系統(tǒng)實現(xiàn)，包括如下步驟

1)所述第一接收機和所述第二接收機分別接收導航信號，并分別通過PVT解算獲取各個通道的載噪比信息；

2)數(shù)據(jù)處理終端根據(jù)該載噪比信息、第一接收機和第二接收機的通道接收電平和載噪比關系進行計算，分別得到標準天線各個通道的第一組接收電平和待測天線各個通道的第二組接收電平；

3)數(shù)據(jù)處理終端將兩組接收電平進行差分計算，即得到標準天線和待測天線之間的增益差，進一步計算得到待測天線的增益。

優(yōu)選的，所述第一接收機和所述第二接收機通過串口將上報的BDGSV語句送至所述數(shù)據(jù)處理終端，所述數(shù)據(jù)處理終端通過協(xié)議解析，記錄衛(wèi)星號、仰角和載噪比。

由上述對本發(fā)明的描述可知，與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

1、本發(fā)明的系統(tǒng)和方法，采用兩組接收機和配套天線組合，通過獲取衛(wèi)星信道載噪比，計算兩組通道接收電平差分值得到天線增益差，在已知標準天線增益情況下，進一步計算得到待測天線增益。

2、本發(fā)明的方法和系統(tǒng)，能實現(xiàn)天線增益指標的快速估算，方便進行指標檢查。

3、本發(fā)明的方法和系統(tǒng)，還可用于接收機性能、低噪放性能的估算。

附圖說明

圖1為本發(fā)明系統(tǒng)的原理圖；

圖2為本發(fā)明方法的流程圖；

其中：10、標準天線，20、待測天線，30、第一接收機，40、第二接收機，50、第一低噪聲放大器，60、第二低噪聲放大器，70、數(shù)據(jù)處理終端，80、衛(wèi)星。

具體實施方式

以下通過具體實施方式對本發(fā)明作進一步的描述。

參照圖1，一種基于載噪比估算天線增益的系統(tǒng)，用于估算待測天線20的天線增益，包括標準天線10、第一接收機30、第二接收機40、第一低噪聲放大器50、第二低噪聲放大器60和數(shù)據(jù)處理終端70。該標準天線10通過射頻線纜與第一低噪聲放大器50輸入端相連，該第一低噪聲放大器50的輸出端通過射頻線纜與第一接收機30的輸入端相連。該待檢天線通過射頻線纜與第二低噪聲放大器60輸入端相連，該第二低噪聲放大器60的輸出端通過射頻線纜與第二接收機40的輸入端相連。該數(shù)據(jù)處理終端70與該第一接收機30和第二接收的輸出端相連，其安裝有配套的數(shù)據(jù)處理軟件，根據(jù)兩組信號估算待測天線20的增益。

本發(fā)明的標準天線10和待測天線20為為增益已知的無源天線，可以是北斗天線或GPS天線或GLONASS天線等。第一低噪聲放大器50和第二低噪聲放大器60為增益已知的有源器件。第一接收機30和第二接收機40為配套天線面每個通道接收電平與載噪比關系已知的接收機，可以是支持北斗RNSS定位功能的通用型北斗接收機或通用型GPS接收機或GLONASS接收機等。

基于上述的裝置，本發(fā)明還提出一種基于載噪比估算天線增益的方法，參照圖2，包括如下步驟：

1)標準天線10和待測天線20接收來自衛(wèi)星80發(fā)送的導航信號或定位信號，分別經(jīng)第一低噪聲放大器50和第二低噪聲放大器60進行放大后送至第一接收機30和第二接收機40，第一接收機30和第二接收機40分別通過PVT解算獲取各個通道的載噪比，并通過串口將上報的BDGSV語句送至數(shù)據(jù)處理終端70。

2)數(shù)據(jù)處理終端70通過協(xié)議解析BDGSV語句，記錄衛(wèi)星號、仰角和載噪比等。數(shù)據(jù)處理終端70還根據(jù)載噪比、第一接收機30和第二接收機40的天線面各個通道的接收電平和載噪比關系逆推，分別得到標準天線10各個通道的第一組接收電平和待測天線20各個通道的第二組接收電平。

3)數(shù)據(jù)處理終端70通過差分比較器將第一組接收電平和第二組接收電平進行差分計算，即得到標準天線10和待測天線20之間的增益差，再將標準天線10的增益和增益差送入加法器計算得到待測天線20的增益。

上述僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的設計構思并不局限于此，凡利用此構思對本發(fā)明進行非實質(zhì)性的改動，均應屬于侵犯本發(fā)明保護范圍的行為。