南邮卫星通信试验报告

1、南京邮电大学通信与信息工程学院卫星通信实验报告院系专业班级学号姓名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、Eb/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

2、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Eb/N。、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

3、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。.、；.Agilent144819Oct212015Ref-65dBmPeakLog5dB/RTMkr2A04.99kHz-3736dBMarkerSelectMarker234Atten5dBM&aeUncalMarkera84.NormalDeltaCenter1娜5GHz#ResBW3kHzMaitefTraceTypeXAxisAmplitude1R(1)Freq1.0050(1(1(1£1GH

4、z-S4.07dBm1A(1)Freq-S7.92kHz-3.412dB2R(1)Freq1.OS&OOOCIOGHz-S4.67dBmi2A(1)FreqS4.99kHz-3.73SdBSpan1.172MHz#VBW100Hz#£weep4fi9.9ms001pte)AutoAlignnotavaiEbl©untilALIGNNOWparfoirnedDeltaPair(TrackingRef)RefDHtaSpanPairSpanC0ntrrOffMore1of2图1-8激励电平为-25dBm,数据速率256Kbps的接收信号频谱图-Agilent144046

5、Oct21201SRef45dBmPeakLog5dB/Atten5dBMar348.kera523kHzTraoeXAxisAmplitude1R(1)Freqt.Dssoaaghz-90.57dBm1iFmeq-355fcHz-3.M9dB2R(1)Fraq1085000GHz$0.57dBm2AFueq349kHz-3.062dBCenter1.0B5GHz#ResBW3kHzSpan2.582MHz#VBW100Hz#Sweep499.Sms(441pts)RTMkr2A349kH?-3.062dBIAutoAlignnotavailableuntilALIGNNOWperformed

6、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Agilent15.01:17Oct21,2015MarkerRM-65dBmPeakLog1JFt、/2Markeraf606nnnscnnrnchan-inriiwJ-ruysAVAnen5dBd田DeftaPair(TrackingRef:Ref口司M

7、kr2A606ms-1O2d0SelectMarker1234NormalDeltaMgifcerTr»reTypsXAxi»1R(1)Time606s-7D.65dBm1A(1)Time-666.6ms-10.19dB2R(1)Tim#6.0612A(1)Time©06ms-10.2dBffVBW100HzCenterMHiResBW3kHzSpan0HzSweep12,12s(1pts)SpanSpanPairCenterOffMore1of21-11（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）

8、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AutoAlignnotavailableuntilALIGNNOWperformed1-12(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:实验一数据表实验仪器和设备频谱分析仪、便携站设备(发端)频谱分析仪、固定站设备(收端)天线对星调整天线所在地经度、纬度(度)经度：118.78°纬度：32.04°经度：118.78°纬度：118.78°天线对准的卫星经度、卫星名称经度：125.0°e名称：中星6A经度：125.0°E名

9、称：中星6A天线对准卫星的角度(度)AZ:175.6°EL:52.9°P:16°AZ:175.6°EL:52.9°P:16°频谱仪测量信标信号卫星信标极化/频率(GHz)极化：垂直频率：12.26°极化：垂直频率：12.26°LNB本振频率(GHz)11.3011.3°频谱仪工作频率(GHz)0.9600.960正极化信号电平(dBm)-71.22-68.22反极化信号电平(dBm)-98.5-95.5极化隔离度(dB)27.3827.38卫星信号传输测试发射接收参数设置调制解调器设置调制器设置解调器设置

10、前向纠错码：TPC前向纠错码：TPC调制方式：QPSK解调方式：QPSK编码效率：3/4编码效率：3/4数据速率(Kbps):1024信息速率(Kbps):1024发送频率(GHz):1.085接收频率(MHz):1.085扰码方式：Default-On解扰方式：Default-On激励电平(dBm):-22RSL(dB):-57BUC、LNB设置BUC设置LNB设置工作电压/电流：23.8V/1.74A工作电压/电流：17.5V/161mA参考源MHz:10参考源MHz:10输入信号频率(GHz):1.085输入信号频率(GHz):12.385本振信号频率(GHz):13.05本振信号频率(

11、GHz):11.3发射信号频率(GHz):14.135输出信号频率(GHz):1.085Eb/N0误码率接收信号频谱测试便携站(发端)固定站(收端)固定站接收测试数据发送速率(Kbps)：接收速率(Kbps):Eb/N°ber频谱图号频谱幅度(dBm)3dB带宽(KHz)图像质量数据速率：256数据速率：25612.2-910图1-8-84.67172.91差数据速率：1024数据速率：10246.1-910图1-9-90.57704好数据速率：2048数据速率：20483.2一-64X10图1-1°-92.721394.1差方向图测试仰角转动范围(不修正)仰角EL=52.

12、70仰角转动范围：EL+20°=40°方位转动范围(未修正)方位角AZ=175.80方位角转动范围：AZ+20°=40°方位转动范围(修正后)AZ'=2arcsin:AZpin-COS(EL)11当AZ=40°、EL=52.7°时、AZ'=23.924°实测天线方向图图(1)图(2)图(3)图(4)天线转速3dB1°dBG主瓣电平(dBm)副瓣电平(dB)3dB宽度(sec)10dB宽度(sec)转动角度/转动时间度/(sec)波束宽度(度)波束宽度(度)天线增益(dBi)方位角(未修正)俯仰方向图

13、-71.95-18.860.5760.9283.1251.82.935.789方位方向图-70.65-23.610.69691.27263.3332.3234.242方位角(修正后)俯仰方向图-71.95-18.860.5760.9283.1251.82.941.022方位方向图-70.65-23.610.69691.27261.991.3892.5379七、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勺作用是什么？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

14、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，Eb/N。、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&/N。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。10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

15、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2-1:11FiJeTrace/ChanResponseMarker/AnalysisStimulusUtilityHelpTrace1Marker4"木即"

16、;1*领1洞iK司:民日Searchhi|S11SWR0JD3OU/980mJ1.161.161.141.121.101,961.061IML021.000.98114,0000014.SOOO&14.2500U)GHi)GHz1GHz0905L05571.0827Max14.09000JGHz1.096BMinPeak4Target,1rM"U._TrackingonIOFF!；ui-1*-BandwidthkSearchFavorites1">Ch1:StartM_0'000GHz=Stop14.5000GHz'HcddCH1311C2-P

17、nrtLCL图2-5(1)馈源发射端口驻波比测试图fileTrace/OianResponseMarker/AnaljfsasSbmiulusLkilityHelpTrace1Marker4(126475000000GHz长Seirch11SilOAKOUOOOwnUt.如1J-'；n17II11511。IlOS1：213l12尚小巾iZTSOOtt12HgGHzGHzGttz109#1J0醛6iitei?Mn4；12住1广仆Ok11WMnPedk.TirjrtTrlidklingon|OFF4Sr-F.一11innii也口叽<BanrfwrthSearchFavorites1r

18、>Ch1,与mgGH?一与gp17.J500GHi'HuldI三.11C.RH初口归二1.3，LCL图2-5(2)馈源接收端口驻波比测试图12FileTrace；CbanResponse'-larker/AnalyjhsStirrylusUtilityHelpTrace1Marker414O;OOOOCOOflGHzrm-70fi0加1:2：3t14(10000Hj500M14-OUO0RH?0GHzHGH?R3341用h2_8fiadBdB>4;njxrawOGHfBO4IdB/4WF山t小麻f.dLA1-1NIlIfKprJfIp-Vl,VJkOpV询lJMaj

19、rIflJJJMIIS21LOW4/XXMB9t>LdL-7S4n6OJOu的JUW.9O1048U1U-JJU11*00110即>chirsunuxmngh>Smp11.5W：GH2Pc业TargetTrackingm|OFFSearch.FavoriteH-aldCHI:32LA图2-5(3)馈源发/收端口隔离度测试图FileTrace/ChnResponseMatker/AnHasStimulusUblityHeJpTrace1r/artier414,4012500300GHd0504&011:2S14.0054<25000»cn1?o>G

20、Ha0tGHzr用J9F79OdB附35d6的6转riB>4:14.切1因hm-kRjeeTdgdB*g1三"一户1',>r!：n/JW1L一/U3MU_。小ODO0f>0尔k2SO30cl3MJ4OQ>Ch1:Sla/t14IXX10GHzsrnpidsoonghj1MhkMb囱ATargttTreeking1司|OTEarAvIdlhk5a»ch.FavoritesLCLHol。CH】SflC2Port，225%图2-5(4)馈源发射支路损耗测试图13FileTrace/ChanResponseMarker/AnalysisStimulu

21、sUtilityHelpTrace1Marker412,7500000000GHz旧SearchS21LoqM0.200r40dB0.60Q和-1.001.2012,250002,75000112.SC0UU)GHz-C)GHz>GHz-Q71388dB1J6616dBEbtiUSd&.1:Maxi_一>4：12J5000JGHzIf616dBMh-JPeak1tTarget、TrackingonIOFF-1.w步-1.6C-1.SC-2.00-2.2B、Bdndwktthi,Searchu2.40Favorites1>Ch(:Start12J25OOGHz-Stop

22、12JS00GHzHoldCH1-S21C2-PnrtStnooth=l.25%LDL图2-5(5)馈源接收支路损耗测试图FileTraw/ChanResponseMarker/AnalysisStimulusUtilityHelpTrace1Marker5|l3.5000000000GHz£MoreMarkers40JX)20.00OJDO-20A0TGJOORTinnhTi1|S21LogM20.0OdB/-60.(>dB1:2:3：125000W11.9900012.9650«1GHz旬1GHz.1GH7136362dB32166dB3J599dBMarker4

23、4:>6:11.5000ftl3.50tW&IG”1Gl4z55J17dB独做dB*Marker5lj/-3L'1iFjlarker6lX、FhFMarker7lStarker8l-LKJ.UUf血UU1M.00120.0010JOO160.00ArtJrtIi、Mariter9产1LMarkerTableori|OFFReturnFavaritasLCL1Hold>Ch1：Start10X1000GHz-Stop15-JXM0GHzCH1S21C2-RortS*inooth=l25%图2-5(6)发阻滤波器测试图14表2-1:实验二实验数据测试仪器N5230C矢量网络分析仪仪器参数设置接收频率:12.2512.75GHz、发射频率：14.001