南郵廣播電視工程廣測(cè)實(shí)驗(yàn)六-數(shù)字衛(wèi)星電視射頻信號(hào)測(cè)量

通信與信息工程學(xué)院2016/2017學(xué)年第一學(xué)期《廣播電視測(cè)量技術(shù)》實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱數(shù)字衛(wèi)星電視射頻信號(hào)測(cè)量專業(yè)廣播電視工程學(xué)生班級(jí)B130114學(xué)生學(xué)號(hào)B1311413學(xué)生姓名陳超指導(dǎo)教師姚錫林日期：2016年10月12日1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模涸诹私庑l(wèi)星電視接收系統(tǒng)的組成、原理之后，利用矢量頻譜信號(hào)分析儀觀察衛(wèi)星電視QPSK星座圖特征，分析衛(wèi)星電視傳輸環(huán)境的特征。2.實(shí)驗(yàn)原理：(一)衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)的組成一般的衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)主要包括:(1)天線;(2)饋源;(3)低噪聲下變頻器，也稱為高頻頭(是由低噪聲放大器與下變頻器集成的組件)，用LNB表示;(4)電纜線;(5)端子接頭;(6)衛(wèi)星接收機(jī);(7)電視接收機(jī)1.拋物面天線:是把來自空中的衛(wèi)星信號(hào)能量反射會(huì)聚成一點(diǎn)(焦點(diǎn))。2.饋源:設(shè)置在拋物面天線的焦點(diǎn)處，意思是饋送能量的源，要求將會(huì)聚到焦點(diǎn)的能量全部收集起來。饋源又稱波紋喇叭，主要功能有倆個(gè):一是將天線接收的電磁波信號(hào)收集起來，變換成信號(hào)電壓，供給高頻頭。二是對(duì)接收的電磁波進(jìn)行極化。3.高頻頭:(LNB亦稱降頻器)是將饋源送來的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行降頻和信號(hào)放大然后傳送至衛(wèi)星接收機(jī)。高頻頭的噪聲度數(shù)越低越好。目前KU頻道多采用饋源一體化高頻頭。4.衛(wèi)星接收機(jī):是將高頻頭輸送來的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，解調(diào)出衛(wèi)星電視圖像信號(hào)和伴音信號(hào)。圖1衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)組成(二)各部分組成原理說明1)衛(wèi)星接收天線衛(wèi)星接收天線有許多種:不同口徑的，前饋型和后饋型的，板狀和網(wǎng)的，Ku波段和C波段的，電動(dòng)極軸和多饋源多波束的等。1)在前饋天線和后饋天線的選擇上，一般來說對(duì)收發(fā)合用的衛(wèi)星通信站，選購后饋天線是有利的，因后饋天線的增益比前饋天線的增益高，且容易與發(fā)射機(jī)輸出波導(dǎo)聯(lián)接，饋損小，不會(huì)對(duì)天線形成阻擋。對(duì)一般的衛(wèi)星接收站，可選前饋天線，因前饋天線比后饋天線成本低。2)在板狀天線和網(wǎng)狀天線的選擇上，一般選用板狀天線，因板狀天線壽命長(zhǎng)、增益高。但在風(fēng)力較大的地區(qū)，宜選用結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較大的網(wǎng)狀天線，因網(wǎng)狀天線抗風(fēng)能力強(qiáng)。網(wǎng)狀天線增益雖比板狀天線低一些，但成本約減一半。同的而發(fā)生變化，在接收中應(yīng)根據(jù)所接收不同衛(wèi)星適當(dāng)調(diào)整高頻頭極化角。一般以正南方為基準(zhǔn)，當(dāng)接收正南方衛(wèi)星的信號(hào)時(shí)，高頻頭的極化角為零，當(dāng)接收南偏東方向的衛(wèi)星信號(hào)時(shí)，要順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)高頻頭來調(diào)整極化角。反之，當(dāng)接收南偏西方向的衛(wèi)星時(shí)要逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)高頻頭來調(diào)整極化角。對(duì)于接收較弱的信號(hào)，細(xì)調(diào)高頻頭的極化角效果非常明顯，如極化角調(diào)整不當(dāng)很可能使弱信號(hào)的節(jié)目不能順利下載。（3）符碼率，符碼率的大小與傳輸圖像的質(zhì)量有關(guān)。符碼率越大，圖像傳輸?shù)乃俾试酱?，圖像質(zhì)量也越高，允許的節(jié)目量也越大。頻道運(yùn)營(yíng)商通過碼率的設(shè)置和分配，滿足不同的畫質(zhì)要求。（4）前向糾錯(cuò)FEC，設(shè)置不同的前向糾錯(cuò)FEC根本目的是提高信號(hào)傳輸?shù)目煽啃?。在DVB-S標(biāo)準(zhǔn)中，前向糾錯(cuò)FEC值有五種比率，即1/2,2/3,3/4,5/6和7/8，以前向糾錯(cuò)FEC為3/4為例，它表示在該節(jié)目碼的總數(shù)中，3/4的數(shù)據(jù)為節(jié)目?jī)?nèi)容碼，1/4的數(shù)據(jù)為糾錯(cuò)碼。因目前生產(chǎn)的數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)均可對(duì)前向糾錯(cuò)FEC進(jìn)行自動(dòng)偵測(cè)，在使用接收機(jī)時(shí)無需人工加入FEC值，因而該參數(shù)也常被人們忽視，導(dǎo)致不能很好地解釋衛(wèi)視接收中遇到的一些問題。例如用同洲3188A數(shù)字機(jī)接收亞太1A衛(wèi)星上采用1/2前向糾錯(cuò)比的寧夏、甘肅、重慶和旅游衛(wèi)視節(jié)目時(shí)，只要信號(hào)鎖定燈點(diǎn)亮，Eb/No值為0也可流暢的收視。相反，當(dāng)接收亞洲3S衛(wèi)星上4000H268_50鳳凰衛(wèi)視一組節(jié)目時(shí)，其前向糾錯(cuò)比為7/8，Eb/No值達(dá)30%以上才不出現(xiàn)停頓、馬賽克現(xiàn)象。3.實(shí)驗(yàn)儀器:衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)AgilentMXAN9020A矢量頻譜信號(hào)分析儀4.實(shí)驗(yàn)過程及數(shù)據(jù)1)將衛(wèi)星信號(hào)連接到N9020A;

2)按MODE鍵進(jìn)入Vector

Signal

Analyzer(VXA)矢量信號(hào)分析儀模;

3)按MEAS鍵進(jìn)入Digital

Demod數(shù)字解調(diào)界面;

4)設(shè)置數(shù)字解調(diào)模式為QPSK;

5)選擇測(cè)試目標(biāo)為福建東南衛(wèi)視，輸入中心頻率1.

444GHZ;

6)設(shè)置Symbol

Rate符號(hào)率為4.

42MHZ;

7)按SPAN

X

Scale鍵設(shè)置SPAN為FULL

SPAN;

8)按AMPTD

Y

Scale鍵設(shè)置Range為-40dBm。圖1解調(diào)信號(hào)星座圖圖2解調(diào)信號(hào)誤差矢量圖3解調(diào)信號(hào)頻譜圖4解調(diào)信號(hào)誤差分析5.實(shí)驗(yàn)小結(jié)：此次實(shí)驗(yàn)利用矢量頻譜信號(hào)分析儀觀察衛(wèi)生電視QPSK信號(hào)并分析相關(guān)星座圖、頻譜等特征，其中星座圖是判斷相干干擾、噪聲等的重要參考，解調(diào)后的衛(wèi)星數(shù)字星座圖只能大致看出在四個(gè)星座點(diǎn)之間跳動(dòng)，且跳動(dòng)劇烈，說明干擾導(dǎo)致解調(diào)出現(xiàn)巨大偏差，誤碼率大，從而不難得出衛(wèi)星傳輸信道的干擾和