2025年地面站考试题库及答案

2025年地面站考试题库及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.地面站天线伺服系统的核心功能是（）。A.放大接收信号B.精确跟踪卫星C.存储通信数据D.转换信号调制方式答案：B2.卫星通信中，L波段的典型频率范围是（）。A.12GHzB.24GHzC.48GHzD.1012GHz答案：A3.地面站低噪声放大器（LNA）的主要作用是（）。A.提高发射功率B.降低接收系统噪声温度C.实现信号调制D.完成频率转换答案：B4.卫星通信中，QPSK调制方式的每个符号可携带（）比特信息。A.1B.2C.3D.4答案：B5.地面站馈源系统中，用于抑制旁瓣干扰的关键部件是（）。A.极化器B.扼流圈C.功分器D.滤波器答案：B6.卫星轨道预报的基础数据不包括（）。A.卫星星历B.大气折射模型C.地球自转参数D.太阳黑子数答案：D7.地面站监控软件的“遥测”功能主要监测（）。A.天线指向角度B.操作人员操作日志C.卫星转发器状态D.设备供电电压答案：A8.自由空间损耗公式为\(L_f=20\lgd+20\lgf147.55\)（d单位：km，f单位：GHz），当频率为2GHz、距离为36000km时，自由空间损耗约为（）。A.196dBB.206dBC.216dBD.226dB答案：B（计算：\(20\lg36000+20\lg2147.55≈20×4.556+20×0.301147.55≈91.12+6.02147.55≈50.41？\)注：正确公式应为\(L_f(dB)=20\lgd(m)+20\lgf(Hz)147.55\)，修正后d=36000km=3.6×10⁷m，f=2GHz=2×10⁹Hz，计算得\(20\lg(3.6×10⁷)+20\lg(2×10⁹)147.55≈20×7.556+20×9.301147.55≈151.12+186.02147.55≈189.59dB\)，原题可能存在参数误差，此处以标准公式为准，正确选项应为接近值，实际考试中需核对单位。）9.地面站天线的“方位角”定义为（）。A.天线指向与正北方向的水平夹角B.天线指向与正东方向的水平夹角C.天线波束与水平面的夹角D.天线波束与垂直面的夹角答案：A10.卫星通信中，“雨衰”现象主要影响（）频段。A.L波段B.S波段C.C波段D.Ku波段答案：D11.地面站电源系统的“不间断电源（UPS）”主要用于（）。A.提供稳定直流电压B.在市电中断时维持短时间供电C.提高功率因数D.隔离电网噪声答案：B12.卫星遥测数据中，“EIRP”表示（）。A.有效全向辐射功率B.等效输入噪声温度C.误码率D.载波功率密度答案：A13.地面站天线校准的“零值校准”主要用于（）。A.修正天线机械误差B.确定天线最大增益方向C.调整馈源相位中心D.校准伺服系统角度传感器答案：D14.卫星通信链路中，“载噪比（C/N）”的计算公式为（）。A.\(C/N=P_t+G_tL_f+G_rkT_b\)B.\(C/N=P_tG_t+L_f+G_rkT_b\)C.\(C/N=P_t+G_t+L_fG_r+kT_b\)D.\(C/N=P_tG_tL_f+G_r+kT_b\)（注：公式中单位均为dB）答案：A（\(C/N=(EIRP)+G_rL_fkT_b\)，其中\(EIRP=P_t+G_t\)，\(kT_b\)为噪声功率谱密度）15.地面站“频率综合器”的核心功能是（）。A.生成高精度、高稳定度的本振信号B.实现信号的模数转换C.完成多路信号合路D.抑制带外干扰答案：A二、多项选择题（每题3分，共30分，少选得1分，错选不得分）1.地面站系统的基本组成包括（）。A.天线分系统B.发射分系统C.接收分系统D.监控分系统答案：ABCD2.卫星天线的主要技术指标包括（）。A.增益B.波束宽度C.极化隔离度D.杂散发射功率答案：ABC3.地面站发射机的关键参数有（）。A.输出功率B.频率稳定度C.邻道泄漏比D.噪声系数答案：ABC（噪声系数为接收机指标）4.卫星轨道类型按高度可分为（）。A.低地球轨道（LEO）B.中地球轨道（MEO）C.高椭圆轨道（HEO）D.地球静止轨道（GEO）答案：ABD（HEO为轨道形状分类）5.地面站天线伺服系统的跟踪模式包括（）。A.程序跟踪B.自动跟踪C.手动跟踪D.干涉仪跟踪答案：ABC6.影响卫星通信链路余量的因素有（）。A.雨衰B.天线指向误差C.发射机功率波动D.卫星转发器增益变化答案：ABCD7.地面站常用的时间同步方式有（）。A.GPS授时B.北斗授时C.铷原子钟守时D.网络时间协议（NTP）答案：ABC（NTP精度较低，地面站通常用卫星授时+原子钟）8.卫星遥测数据的常见参数包括（）。A.卫星温度B.电池电压C.天线指向D.太阳帆板电流答案：ABD（天线指向为地面站监测参数）9.地面站电磁兼容（EMC）设计需考虑（）。A.发射机与接收机隔离B.电源线与信号线屏蔽C.设备接地设计D.天线旁瓣抑制答案：ABCD10.地面站故障排查的基本原则包括（）。A.先软件后硬件B.先外部后内部C.先简单后复杂D.先全局后局部答案：ABC三、填空题（每题2分，共20分）1.地面站天线的“增益”定义为在相同输入功率下，天线在最大辐射方向的辐射功率密度与__________的比值（以分贝表示）。答案：各向同性天线2.卫星通信中，“误码率（BER）”的计算公式为__________。答案：错误比特数/传输总比特数3.地面站接收系统的噪声温度主要由__________和天线噪声温度组成。答案：接收机内部噪声温度4.地球静止轨道卫星的轨道高度约为__________公里。答案：357865.地面站“极化器”的作用是将线极化信号转换为__________或反之。答案：圆极化信号6.卫星通信中，“多址方式”的典型类型包括频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和__________。答案：码分多址（CDMA）7.地面站天线的“3dB波束宽度”是指主瓣功率下降__________时的波束宽度。答案：3dB（或一半）8.卫星轨道预报的常用模型有SGP4（近地轨道）和__________（静止轨道）。答案：SDP49.地面站“功率放大器”的主要类型包括行波管放大器（TWTA）和__________。答案：固态功率放大器（SSPA）10.卫星通信链路中，“仰角”是指天线波束与__________的夹角。答案：水平面四、简答题（每题6分，共30分）1.简述地面站天线“自动跟踪”与“程序跟踪”的区别。答案：自动跟踪通过接收卫星信号的误差信号（如比幅测角、比相测角）实时调整天线指向，适用于动态卫星（如LEO）；程序跟踪基于卫星轨道预报数据预先计算天线指向角度，按时间序列驱动伺服系统，适用于轨道已知且稳定的卫星（如GEO）。2.说明地面站低仰角接收时需进行“雨衰补偿”的原因。答案：低仰角时，无线电波穿过大气层的路径更长，降雨引起的信号衰减（雨衰）更显著；Ku及以上频段对雨衰敏感，需通过提高发射功率、预留链路余量或动态调整调制方式（如自适应编码调制）补偿，确保接收信号质量。3.列出地面站发射机输出功率异常的可能排查步骤。答案：①检查发射机控制面板显示，确认是否有故障告警（如过温、过流）；②用功率计直接测量发射机输出端口功率，排除馈线或天馈系统损耗异常；③检查激励器输出功率是否正常（连接频谱仪测试）；④确认调制器参数（如功率控制指令）设置正确；⑤若为TWTA，检查高压电源和灯丝电压是否符合要求；⑥更换备用发射机验证是否为设备本身故障。4.解释卫星通信中“链路余量”的定义及其工程意义。答案：链路余量是实际接收载噪比（C/N）与所需最低载噪比（C/N）₀的差值（单位：dB）。工程意义：预留余量以应对雨衰、天线指向误差、设备老化等因素引起的信号衰减，确保在不利条件下仍能维持通信质量（如满足误码率要求）。5.地面站监控系统需监测哪些关键参数？列举至少5项。答案：天线方位角/俯仰角、发射机输出功率、接收机输入电平（RSSI）、低噪声放大器温度、电源系统电压/电流、卫星信号载噪比（C/N）、设备工作状态（如“正常/故障”）、环境温湿度（机房）。五、应用题（共40分）1.链路预算计算题（15分）已知某地面站与GEO卫星通信，参数如下：发射机输出功率\(P_t=43dBm\)（20W）发射天线增益\(G_t=50dBi\)接收天线增益\(G_r=55dBi\)自由空间损耗\(L_f=200dB\)雨衰\(L_r=3dB\)系统噪声温度\(T_s=150K\)玻尔兹曼常数\(k=1.38×10^{23}J/K\)所需载噪比\((C/N)_0=10dB\)（对应误码率\(10^{5}\)）计算：（1）有效全向辐射功率（EIRP）；（2）接收载波功率\(C\)（单位：dBm）；（3）噪声功率谱密度\(kT_s\)（单位：dBW/Hz）；（4）链路余量是否满足要求？答案：（1）\(EIRP=P_t+G_t=43dBm+50dBi=93dBm\)（或转换为dBW：93dBm30=63dBW）；（2）接收载波功率\(C=EIRP+G_rL_fL_r=93dBm+55dBi200dB3dB=(93+552003)dBm=55dBm\)；（3）\(kT_s(dBW/Hz)=10\lg(k)+10\lg(T_s)=10\lg(1.38×10^{23})+10\lg(150)≈228.6dBW/Hz+21.76dB≈206.84dBW/Hz\)；（4）载噪比\(C/N=CkT_sB\)（假设带宽\(B=1Hz\)，则\(N=kT_sB\)），故\(C/N=55dBm(206.84dBW/Hz)=55dBm+206.84dBm/Hz=151.84dB\)（注：实际计算需考虑带宽，假设带宽\(B=1MHz=10^6Hz\)，则\(N=kT_sB=206.84dBW/Hz+60dBHz=146.84dBW\)，\(C=55dBm=85dBW\)，\(C/N=85dBW(146.84dBW)=61.84dB\)，远大于所需\(10dB\)，链路余量充足。）2.故障分析题（15分）某地面站在跟踪GEO卫星时，监控软件显示“接收机RSSI（接收信号强度指示）”持续下降，最终无法锁定信号。请分析可能原因并列出排查步骤。答案：可能原因：①天线指向偏差：伺服系统故障（如角度传感器误差、电机驱动异常）导致天线偏离卫星方向；②天馈系统故障：馈线破损（插损增大）、极化器调整错误（极化失配）、馈源遮挡（如鸟窝、积雪）；③接收分系统故障：低噪声放大器（LNA）失效（无增益或自激）、下变频器故障（频率转换错误）；④卫星问题：卫星转发器关闭、功率下降或轨道漂移超出天线波束宽度；⑤外部干扰：同频段信号干扰（如邻星信号、地面干扰源）；⑥环境因素：强降雨引起雨衰（Ku波段常见）、大气吸收增强（如氧吸收峰）。排查步骤：①检查天线方位角/俯仰角实际值与预报值是否一致（对比伺服系统反馈角度与轨道预报数据）；②手动调整天线指向（小范围扫描），观察RSSI是否回升（确认是否指向偏差）；③用频谱仪监测LNA输出端信号，判断是否有信号输入（区分天馈系统与接收机故障）；④更换备用LNA或下变频器，验证是否为接收设备故障；⑤联系卫星运控方确认卫星状态（转发器是否正常、轨道位置是否偏移）；⑥检查馈线路由（外观是否破损）、测试馈线插损（用矢量网络分析仪）；⑦查看气象数据（是否有强降雨），评估雨衰影响；⑧监测频谱环境（扫描接收频段是否有强干扰信号）。3.综合设计题（10分）设计一个小型地面站的基本架构，要求覆盖L波段接收、S波段发射，支持GEO卫星跟踪。需列出关键分系统及主要设备，并说明各分系统功能。答案：架构及关键分系统：（1）天线