卫星通信报告

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过放大和下变频,把Ku或C波段信号变成L波段,经同轴电缆传送给卫星接收机。BUC (Block Up-Converter)即上变频功率放大器,把卫星Modem输出的L波段信号转变为高频的射频信号逆向传送到C波段、KU波段或KA波段卫星。

3、地面站天线对准卫星的调整主要调整什么?怎样确定天线对准了目标卫星? 答:方位角、仰角、极化角

由天线所在地的经度、纬度以及卫星的经度可算出天线对准卫星大致的方位角、仰角和极化角。 根据接受信标信号的大小进行微调可以确定具体方向。 。

4、为什么要调整天线极化?怎样调整天线极化?

答:极化角是指由于接收天线所在地位置与卫星所在地经度差的加大及地球曲率的影响,而使天线馈源波导口相对于地面所形成的倾角。接收天线后部有一个可旋转的部件,旋转其可调整极化角。

5、当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。

6、卫星调制解调器发射和接收参数的调整,主要调整哪些参数?

答: 调制器:前向纠错编码,调制方式,信息速率,发送频率,扰码方式,激励电平。 解调器:前向纠错编码,调制方式,信息速率,接受频率,解扰方式,RSL。 BUC:输入信号频率,本振信号频率,发射信号极化。 LNB:输入信号频率,本振信号频率,输入信号极化。

7、若传输条件不变,增加数据速率,Eb/N0、误码率、接收信号频谱和图像信号有何变化? 答:1M到2M:Eb/N下降、误码率升高、接收信号频谱展宽和图像信号失真 256K到1M:Eb/N0 下降、误码率升高、接收信号频谱展宽和图像信号清晰

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8、怎样根据卫星下行频率设置频谱分析仪的工作频率? 答: 工作频率等于下行频率减去LNB本振频率。

实验二 地面站品质因数G/T测试

一、实验目的

1.掌握天线方向图的测试原理和方法

2.掌握地面站接收系统噪声温度的测试原理和方法 3.掌握地面站品质因数G/T的测试原理和方法

二、实验内容

1.调整便携式、固定式地面站天线对准目标卫星 2.测量天线接收方位方向图、俯仰方向图

3.利用天线方向图计算主瓣电平、副瓣电平、3dB波束宽度和10dB波束宽度 4.计算天线接收增益G

5.测量地面站接收系统噪声温度T 6.计算地面站品质因数G/T 三、实验原理

卫星通信地面站品质因数(G/T)是衡量地面站接收系统性能的重要指标,是卫星通信线路设计的重要依据之一,也是地面站系统进入国际卫星通信网的强制性验证测试项目之一。

(G/T)定义为天线接收增益G与地面站接收系统噪声温度T之比,用分贝表示为:

天线接收增益GRGdB()?10log (2-1) TK系统噪声温度TSYS本实验采用间接法测量地面站品质因数(G/T),测量分两步进行。

第一步测量天线接收增益GR,第二步测量地面站接收系统噪声温度TSYS,据GR和TSYS,求出G/T值。 3.1天线接收增益GR的测量

天线接收增益GR采用波束宽度法确定:其基本思路是通过测量天线接收方向图的3dB波束宽度、10 dB波束宽度、天线表面精度和馈源插入损耗,从而计算出天线接收增益。

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1.天线接收方向图测量原理

天线接收方向图可用卫星信标法和辅助站法测量。

卫星信标法只能测量天线接收方向图,不能测发射方向图,且测试频率受卫星信标频率的限制,方向图的测量范围受卫星发射功率和频谱仪灵敏度的限制。

辅助站法既可测量天线接收方向图,也可测量天线发射方向图。其测量原理图如图2-1所示:

待测站天线辅助站天线双工器双工器LNBBUC天线伺服控制器自动调整方位俯仰极化角人工调整BUCLNB功分器为LNB供电功分器为LNB供电频谱仪卫星 Modem卫星 Modem频谱仪便携式卫星通信地球站(待测站)固定式卫星通信地球站(辅助站)

图2-1 辅助站法测量天线接收方向图的原理框图

图中:

便携式卫星通信地面站为待测站, 固定式卫星通信地面站为辅助站。 待测站天线的接收方向图是在辅助站的帮助下完成的。其基本方法是: 待测站天线和辅助站天线同时对准目标卫星,且天线极化都与卫星极化匹配。

由辅助站天线发送一未调制单载波信号到卫星,待测站天线从卫星上接收这一单载波信号,然后分别转动待测站天线的方位或俯仰,随着待测天线偏离波束中心,天线的增益随天线方位或俯仰偏离波束中心而变化,利用频谱仪的迹线功能记录信号电平的变化,即为待测天线的接收方位和俯仰方向图。

本实验用信标法测量天线接收方向图(固定站不发信号)。 2.天线接收方向图的主瓣、副瓣和3dB波束宽度、10dB波束宽度 天线方向图的示意图如图2-2所示:

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图2-2 天线方向图示意图

方向图中有许多波瓣,辐射强度最大的波瓣称为主瓣,主瓣旁的第一个波瓣叫做第一旁瓣。 主瓣最大辐射方向两侧,辐射强度降低3 dB的两点间的夹角定义为3 dB波束宽度,辐射强度降低10dB的两点间的夹角定义为10dB波束宽度。

天线方向图的波瓣宽度越窄,方向性越好,作用距离越远,抗干扰能力越强。 3.方位方向图方位角的修正

在方位方向图测量中,要考虑方位角的修正。因为天线方位方向图中的方位角是空间方位平面指向角,而天线方位角显示器上显示的角度是水平面内的方位角,这两个角度是不一样的,其差值随着仰角的变化而变化,所以,在测量方位方向图时,要进行方位角修正。方位角的修正公式为:

AZ??AZ??2arcsin?sinCOS(EL)? (2-2)

2??式中:EL——天线对准卫星时的仰角(0);

AZ——天线未修正的方位角,即要求天线转动的角度(0);AZ?——天线修正后的方位角(0)。 4.3dB波束宽度、10dB波束宽度计算公式 θθ

3dBBW =

频谱仪频标3dB波束宽度Δ处的宽度秒数×天线转动速度 (度) 频谱仪频标10dB波束宽度Δ处的宽度秒数×天线转动速度 (度)

10dBBW =

5.天线增益计算公式

根据EIA标准,天线增益采用3dB、10dB波束带宽方法计算。

????37000107000G?5*log???5*log????AZ3dBBW*?EL3dBBW???AZ10dBBW*?EL10dBBW??Loss?4.92*square(f)*square(rms) (2-3)

式中:

G —— 为待测天线的增益 (dBi) θ

AZ3dBBW

—— 天线方位方向图的3dB波束宽度 ( 0 );

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