南邮卫星通信试验报告

南京邮电大学

通信与信息工程学院

卫星通信实验报告

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实验一卫星信号传输测试实验二天线馈源系统测试

卫星通信技术实验室

2015年10月

实验一卫星信号传输测试

一、实验目的

1．掌握卫星通信系统的组成及其工作原理。

2．掌握频谱分析仪的操作和参数设置。

3．掌握天线对准卫星的调整方法。

4.掌握地球站发送和接收参数的设置、E B/N0、误码率和接收信号频谱的测量方法。

5．掌握天线方向图的测量原理和方法。

二、实验内容

1．安装调整便携站、固定站卫星通信地球站设备，使其工作正常。

2．调整便携站、固定站卫星通信地球站天线对准目标卫星。

3．用频谱仪测量便携站、固定站接收的卫星信标信号电平，并测出天线极化隔离度。

4．利用卫星链路在便携站、固定站两个地球站之间传输IP电话(或其他）信号。

5．按要求调整便携站、固定站的接收和发送参数，使卫星通信系统处于最佳工作状态。

6．改变传输速率，测试不同传输速率下便携站发、固定站收的E B/N0、误码率和接收信号频谱，观察不同传输速率下接收信号的质量有何变化。

7．测量便携站天线接收方向图，计算便携站天线接收增益。

三、实验图形与实验数据表

1．接收信号频谱测试图，见图1-8、图1-9、图1-10。

2．天线接收方向图的测试图，见图1-11、图1-12。其中：

图1-11方位方向图(1)主瓣电平、(2)副瓣电平、(3)3dB波束宽度、(4)10dB波束宽度。

图1-12俯仰方向图(1)主瓣电平、(2)副瓣电平、(3)3dB波束宽度、(4)10dB波束宽度。

3．天线对星调整、卫星信号传输测试、天线方向图测试数据见表1-1。

图1-8 激励电平为-25dBm，数据速率256Kbps的接收信号频谱图图1-9 激励电平为25dBm，数据速率1024kbps的接收信号频谱图

图1-10 激励电平为-25dBm，数据速率为2048kbps的接收信号频谱图

图1-11 方位方向图（1）主瓣电平、（2）副瓣电平、（3）3dB波束宽、（4）10dB波束宽度

1-11 （1）方位方向图主瓣电平

1-11 （2）方位方向图副瓣电平

1-11 （3）方位方向图3dB波束宽度

1-11 （4）方位方向图10dB波束宽度

图1-12 俯仰方向图（1）主瓣电平、（2）副瓣电平、（3）3dB波束宽、（4）10dB波束宽度

1-12 （1）俯仰方向图主瓣电平

1-12 （2）俯仰方向图副瓣电平

1-12 （3）俯仰方向图3dB波束宽度

1-12 （4）俯仰方向图10dB波束宽度

表1-1：实验一数据表

七、思考题

1．双工器发射端口的宽边平行于地面时，发射和接收的各是什么极化波？

答：发射垂直极化，接收水平极化。

2．LNB和BUC的作用是什么？

答：LNB是低噪声下变频器，其任务是将接收的卫星信号进行低噪声放大和下变频，送解调器解调。

BUC是上变频功率放大器，其任务是将调制器送来的中频信号上变频和功率放大，送天线发到卫星。

3．在传输系统不变的情况下，为什么传输速率越高，E B/N0、误码率和图像信号的质量会变差？

答：因为传输速率越高，接收信号频谱展宽，幅度降低，导致E B/N0 下降，误码率升高。

4．天线方向图副瓣电平的高与低、波束宽度的宽与窄，对信号的传输有无影响？为什么？

答：有影响，旁瓣电平高低会影响主瓣信号的发射和接收，波数宽度会影响天线之间的对准，波数较宽会对周围的卫星的通信产生干扰。

实验二天线馈源系统测试

一、实验目的

1．掌握天线馈源系统的组成和工作原理。

2．掌握矢量网络分析仪的操作和参数设置。

3．掌握驻波比测试方法。

4．掌握隔离度测试方法。

5．掌握损耗测试方法。

6．掌握滤波器测试方法。

二、实验内容

1．熟悉矢量网络分析仪的使用和参数设置。

2．测量馈源系统发射端口、接收端口驻波比。

3．测量馈源系统发射端口/接收端口隔离度。

4．测量馈源系统发射支路、接收支路损耗。

5．测量馈源接收支路发阻滤波器的传输特性和反射特性。

三、测试图形与测试数据

测试图形见图2-5（1）、（2）、（3）、（4）、（5）、（6），测试数据见表2-1：

图2-5（1）馈源发射端口驻波比测试图

图2-5（2）馈源接收端口驻波比测试图

图2-5（3）馈源发/收端口隔离度测试图

图2-5（4）馈源发射支路损耗测试图

图2-5（5）馈源接收支路损耗测试图图2-5（6）发阻滤波器测试图

表2--1：实验二实验数据

七、思考题

1．校准矢量网络分析之前，需要设置哪些参数？

答：需要设置网络分析仪工作频率、输出电平、扫描方式、测量点数和接收机带宽。

2．天线馈源的作用是什么？接收信号和发送信号是怎样分开的？

答：天线馈源系统的作用是将地球站发射系统送来的信号有效地传输到天线发向卫星，同时将天线接收下来的信号有效地传输到地球站接收系统，保证收发互不干扰。

接收信号和发送信号通过双工器隔离。

3．为什么馈源发射端口的驻波比不能太大？发射端口/接收端口的隔离度不能太小？

答：若发射端口驻波比过大会导致天线反射效率低，传输质量差。

若发射端口/接收端口之间隔离度太小，发射信号有可能串到接收端口，不仅会影响接收效果，还有可能会烧坏接收端的LNB。