卫星与微波通信实验报告 曹静.docx
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卫星与微波通信实验报告曹静
桂林航天工业学院
实验报告
课程名称卫星与微波通信
开课学期2015年春季学期
实验室南实601
班级2012级通信工程
（1）班
姓名曹静
学号2012041B0137
桂林航天工业学院学生实验报告
课程名称
卫星与微波通信
实验项目名称
实验一卫星数字电视接收
开课系（部）及实验室
电子工程系南实601
实验日期
2015年6月8日
学生姓名
曹静
学号
2012041B0137
班级
2012041B01
指导教师
陈磊
教师评语：
1
实验设计方法：
□有创新□有改进□有缺陷
2
数据处理：
□数据可靠□计算有误□无数据□不合理
3
程序运行结果：
□正确□部分正确□错误
4
实验态度：
□严谨认真□循规蹈矩□敷衍应付
5
综合评价：
□优秀□良好□中等□及格□不及格
教师签名：
批改时间：
年 月 日
实验一卫星数字电视接收
1、实验目的
1、了解接收卫星电视的具体方法。
2、学会使用天线接收机，并掌握接收天线的调整。
3、接收“中星6B卫星电视”，出稳定的节目。
二、实验器材
天线、高频头、卫星接收机、电视、馈线
3、实验过程与原理
1、接收天线的组成与工作原理
天线是收集和处理远处的卫星发出的高频电磁波信号的装置。
它的通信器件主要包括反射器、馈源、高频头和馈线。
天线是无线电波的输入端口。
机械部件主要包括馈机械部件主要包括馈机械部件主要包括馈机械部件主要包括馈源支撑杆、俯仰角调整机构、方位转动机构和底座等。
2、方位角的计算
从接收点到卫星的视线在接收点的水平面上有一条正投影线，从接收点的正北方向开始，顺时针方向至这条正投影线的角度就是方位角，顺时针方向至这条正投影线的角度就是方位角，实际使用时应考虑当地磁偏角数值。
计算结果方位角负值为南偏角。
计算结果方位角负值为南偏西，正值为南偏东，方位角以正南为西，正值为南偏东，方位角以正南为西，正值为南偏东，方位角以正南为西，正值为南偏东，方位角以正南为0º角边。
：
3、仰角的计算
从接收点仰望卫星的视线于水平线构成的夹角就是仰角。
在计算方位角、仰角之前先从地图上查出本地站址的经度和纬度
4、影响天线效率的主要因素
•天空噪声：
这是由星体中的能量变换和某些大气层活动造成的宽带辐射大宽带辐射。
这种噪声主要通过主瓣输入，与仰角的大小无关。
•大地噪声：
温暖的地面中分子的激发造成的大带宽噪声称为大大地噪声。
在高纬度的低仰角中，它对天线噪声的作用最大。
•人为噪声：
机器和设备发出的噪声也会增大天线噪声。
例如汽例如汽例如汽例如汽车的打火系统、剪草机以及萤光灯的开和关。
天空噪声和人为噪声比起噪声的主要成份大地噪声的作用更小。
一般来说，在噪声比起噪声的主要成份大地噪声的作用更小。
一般来说，在仰角低于30°左右时，天线噪声温度会迅速增加。
5、卫星数据接收机及其主要性能
•卫星数据接收机，俗称机顶盒，目前没有标准的定义，传统的说法是“置于电视机顶上的盒子置”。
它是利用卫星通信网络或有线电视网络作为传输平台，利用电视机作为用户终端，提高现有电视机的性能或增加其功能。
•接收机基本上可划分为数字电视接收机、网络电视（WebTV）接收机和多媒体（Multimedia）接收机三类。
•数字电视接数字电视接数字电视接数字电视接收机的主要功能是：
将接收下来的数字电视信号转换为模拟电视信号，使用户不用更换电视机就能收看数字电视节目，图像质量接近500线水平。
四、实验中出现的问题和数据分析
数据：
1.男生：
中星6号
信号质量最强时是69%
①保持最佳信号强度方位角不变。
当焦距变化1公分时，信号强度没有很大变化。
这是因为高频头放置弯曲。
②当极化角度改变5°时，信号质量范围为64%--69%。
2.女生：
中星9号
信号质量最强时是99%。
五、心得体会
实验时调试卫星接收设备要有耐心，细心观察电视显示屏上显示的数据变化，得到大致位置后进行细调。
实验中要注意的是：
①检查环境：
天线放置位置、平台是否平坦、接收信号不受阻挡，不受反射，前方100米内不能有障碍物；②正常供电；③保证抛物面材料平滑；④保证高频头在焦点。
实验时要注意找好方位角。
桂林航天工业学院学生实验报告
课程名称
卫星与微波通信
实验项目名称
实验二模拟微波电视传输
开课系（部）及实验室
电子工程系南实601
实验日期
2015年6月18日
学生姓名
曹静
学号
2012041B0137
班级
2012041B01
指导教师
陈磊
教师评语：
1
实验设计方法：
□有创新□有改进□有缺陷
2
数据处理：
□数据可靠□计算有误□无数据□不合理
3
程序运行结果：
□正确□部分正确□错误
4
实验态度：
□严谨认真□循规蹈矩□敷衍应付
5
综合评价：
□优秀□良好□中等□及格□不及格
教师签名：
批改时间：
年 月 日
实验二模拟微波电视传输
一、实验目的
1、了解整个微波通信系统工作的原理和信号流程。
2、了解微波通信系统的组成。
3、完成音频、视频信号的微波传输、接收。
二、实验器材
VCD（1台）、电视机（1台）YM246.3中功率、CIV3168射频频率、场强仪、万用表（1个）、领频调制器、合成器、连接线（若干）
三、实验过程和原理
1、微波有下述几个主要特点
⑴．波长短（1m-0.1mm）：
具有直线传播的特性，利用这个特点，就能在微波波段制成方向性极好的天线系统，也可以收到地面和宇宙空间各种物体反射回来的微弱信号，从而确定物体的方位和距离，为雷达定位、导航等领域提供了广阔的应用。
⑵．频率高：
微波的电磁振荡周期（10-9-10-12s）很短，已经和电子管中电子在电极间的飞越时间（约10-9s）可以比拟，甚至还小，因此普通电子管不能再用作微波器件（振荡器、放大器和检波器）中，而必须采用原理完全不同的微波电子管（速调管、磁控管和行波管等）、微波固体器件和量子器件来代替。
另外，微波传输线、微波元件和微波测量设备的线度与波长具有相近的数量级，在导体中传播时趋肤效应和辐射变得十分严重，一般无线电元件如电阻，电容，电感等元件都不再适用，也必须用原理完全不同的微波元件（波导管、波导元件、谐振腔等）来代替。
⑶．微波在研究方法上不像无线电那样去研究电路中的电压和电流，而是研究微波系统中的电磁场，以波长、功率、驻波系数等作为基本测量参量。
⑷．量子特性：
在微波波段，电磁波每个量子的能量范围大约是10-6～10-3eV，而许多原子和分子发射和吸收的电磁波的波长也正好处在微波波段内。
人们利用这一特点来研究分子和原子的结构，发展了微波波谱学和量子电子学等尖端学科，并研制了低噪音的量子放大器和准确的分子钟，原子钟。
⑸．能穿透电离层：
微波可以畅通无阻地穿越地球上空的电离层，为卫星通讯，宇宙通讯和射电天文学的研究和发展提供了广阔的前途
四、实验中出现的问题和数据分析
数据：
发送端调试头中频变化范围：
1526.2912MHz--1526.2919MHz
射频频率：
1526.292MHz
1.调载波最佳信噪比的衰减值为：
4.15db
2.加调制信号后，最佳信噪比衰减器的值：
4.55db
3.测量频谱仪，接收门限信号时的衰减值为：
5.1db
4.收信单元门限接收时衰减器的值为：
6.0db
5.收信端载波频率的变化范围：
1517-1541MHz
6.收信单元正常接收音频负载波音频范围：
5.91-6.07Hz
频率计显示较好画面：
图2-1
五、心得体会
在此次实验中，我们学到了整个微波通信系统工作的原理和信号流程，了解微波通信系统的组成，模拟微波传输，就是把视频信号直接调制在微波的信道上，通过天线发射出去，再通过微波接收机解调出原来的视频信号。
由实验数据知：
调制信号与纯载波相比，加调制信号的能量强，因为加调制信号的衰减器值比纯载波衰减值大。
调频（等幅调制方式）加调制信号后，导致频谱变宽，能量变强，衰减值增大。
微波与卫星实验中，理论上测试仪表灵敏度高于设备灵敏度，而试验中，设备灵敏度>仪表，所以仪表灵敏度不能代表设备灵敏度。
载波需准、稳、强。
对实验的影响因素有：
①自由空间传输损耗；②雨、雾、雪的影响；③多径传播；④菲尼尔效应；⑤等效地球半径K；⑥设备完善度。
要等信号稳定时再记录数据。
桂林航天工业学院学生实验报告
课程名称
卫星与微波通信
实验项目名称
实验三微波工程实验
开课系（部）及实验室
电子工程系南实601
实验日期
2015年6月23日
学生姓名
曹静
学号
2012041B0137
班级
2012041B01
指导教师
陈磊
教师评语：
1
实验设计方法：
□有创新□有改进□有缺陷
2
数据处理：
□数据可靠□计算有误□无数据□不合理
3
程序运行结果：
□正确□部分正确□错误
4
实验态度：
□严谨认真□循规蹈矩□敷衍应付
5
综合评价：
□优秀□良好□中等□及格□不及格
教师签名：
批改时间：
年 月 日
实验三微波工程实验
1、实验目的
1、了解整个微波通信系统工作的原理和信号流程。
2、了解微波通信系统的组成。
3、完成数字信号的微波传输、接收。
4、掌握微波工程实践。
2、实验器材
误码仪、示波器、场强仪、天线、YM246.3中功率、CIV3168射频频率计、万用表（1个）
三、实验过程和原理
1、微波发信通道的组成框图如下
图3-1微波发信设备组成框图
1、数字微波通信的发信设备包括微波射频部分，中频部分和数字基带部分。
其设备的组成如下：
基带部分。
图3-2微波收信设备组成框图
实验步骤
1、检查电源是否正常，机箱交流、直流通路是否短路。
、
2、通电，电源指示灯亮。
3、打开信号源（误码仪），选择、HDB3码输出，用示波器观察HDB3输出码型，并记录。
4、把调制机箱“TV/DATA”，同时把，HDB3码从机箱码2M口送入。
5、测中频输出功率、频率，记录数据。
6、用场强仪测试中频输出信号的频谱，观察图像，记录频谱。
7、连接发射机中频信号输出口“IF”至高频机箱上变频输入口“TEST1”，测经上变频后从测经上变频后从“PUTOUT”出来的已调信号的功率、频率。
8、接入模拟信道，测量经20米左右的传输线后的功率值。
9、连接好传输线和衰减器，把经过模拟信道的已调信号送到高频机箱“PPUTOUT”口，经下变频后，从“TEST2”输出，此时的信号频率应为中频，调整模拟信道的衰减器的衰减系数，这时用场强仪测量信号的频谱。
记录信号的频谱，认真观察、识别信噪比的好坏，并分析。
10、测试完后，连“TEST2”和解调机箱端口和解调机箱端口“IF”，即把中频信号送入解调机箱进行第二次下变频，然后解调出数字信号，从数据口出，用示波器观测眼图。
四、实验中出现的问题和数据分析
数据：
图3-3眼图
图3-4频谱
五、心得体会
在此实验中认识到了模拟通信和数字通信的优缺点，数字通信传输速率快且准确。
还有当信号衰减到一定程度时，示波器上会出现完整的眼图，完成了字信号的微波传输、接收。
在此次过程中学到了很多，比如在收发两端的上下变频器不能弄反，在收端要测试馈电等。
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