《远程教育原理与技术》实验指导书.doc

《远程教育原理与技术》实验指导书 王贵才 华中师范大学信息技术系 2009年4月 目 录 项目一、卫星地面接收系统的安装与调试（1） 2 项目一、卫星地面接收系统的安装与调试（2） 6 项目二、远程教育频道资源的接收、管理与使用 9 项目三、教育闭路电视系统的安装与调试（1） 15 项目三、教育闭路电视系统的安装与调试（2） 19 项目三、教育闭路电视系统的安装与调试（3） 23 项目四、教育闭路电视系统的综合设计 26 项目五、校园计算机局域网的设计与组建 30 附 录、实验报告要求与实验报告范例 35 项目一、卫星地面接收系统的安装与调试（1）（3学时） 一、实验学习目标 1、熟悉卫星地面接收系统的组成，掌握卫星电视接收系统的工作原理。 2、学会卫星接收天线组装方法。 3、掌握用数字卫星接收机调试卫星接收天线。 二、实验原理 1、远程教育卫星地面接收系统 远程教育卫星地面接收系统主要设备有：卫星接收天线1套（含一体化高频头），功分器1只，IP数据接收卡1块，PC计算机1台，卫星接收机1台，电视机1台，还可根据实际情况配备打印机，调制解调器，刻录机，有源音响，UPS不间断电源等设备。下图是远程教育卫星地面接收系统结构示意图。 图1 远程教育卫星地面接收系统结构示意图 2、卫星接收天线 （1）卫星接收天线的作用 ①接收卫星发出的高频电磁波的能量；②选择所需要的卫星电视信号，抑制外界干扰信号；③放大接收到的微弱卫星高频信号；④进行降频变换处理，将卫星高频信号转换成中频信号。 （2）卫星接收天线结构 ①通信器件：主要包括反射器、馈源、高频头和馈线。②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。如图2为1.2米偏馈天线，该天线选用固定式支座及支架，只能用来接收固定卫星的节目。 反射器（俗称“锅”）：用于反射和聚焦卫星发送的高频电磁波信号，通常选择抛物面天线，利用抛物面的聚焦特性，将卫星发送的电磁信号经过一次或二次反射到天线的焦点上，并通过馈源和波导将聚焦的电磁波传送至高频头。 馈源：位于天线反射面焦点处，是一个会聚卫星信号的装置，其作用是聚集卫星信号能量并馈送给高频头(为低噪声降频放大器)。 图2 1.2米偏馈天线结构 高频头：将接收到的卫星下行频率信号进行放大和变频处理的部件。高频头的作用是先将卫星高频信号放大，再利用本机振荡电路将高频信号转换成中频950MHz～2050MHz，以利于同轴电缆传输和卫星接收设备处理。如图3为Ku波段一体化高频头(LNB)。 图3 Ku波段一体化高频头(LNB) 功分器：是将高频头接收的卫星信号分成两路或几路信号的设备，本项目功分器输出的两路信号分别送给数字卫星接收机和数据接收卡。 馈线：从高频头输出到接收机的射频输入插口的一段电缆线，一般选用75Ω 同轴馈线，长度不宜超过30m，在室外环境条件下，最好用SYV－75－7电缆(通常室内-5 室外-7，功分器为界)。 按天线接收卫星信号的频率范围一般可分为： C波段天线：3.95GHz～5.85GHz Ku波段天线：12.24GHz～18GHz 高频头一般也可分为：C波段LNB和Ku波段LNB （3）卫星接收天线的角坐标 卫星接收天线的指向角(方位角)：指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，顺时针方向旋转至这条正投影线的角度就是方位角。 在实际使用时应考虑当地的磁偏角数值。 方位角计算公式为： 式中(=卫星定点经度φ1－地面站所在地经度φ2，(=地面站所在地纬度 卫星接收天线的仰指向角(仰角)：指从接收点仰望卫星的视线与水平线构成的夹角就是仰角。 仰角计算公式： 式中r/R=0.1510，r—地球半径，取值6378km；R—同步轨道半径，取值42218km；(=卫星定点经度φ1－地面站所在地经度φ2；(=地面站所在地纬度 3、数字卫星电视接收机 俗称机顶盒，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。 数字卫星电视接收机的工作原理：数字卫星信号经卫星接收天线接收、高频头进行放大和变频后进入数字卫星电视接收机进行处理，数字卫星信号经过接收机的解码电路将传送的数字码流信号转换成数字音频信号，经过D/A转换器和视频编码器后输出模拟的视频和音频信号，经过电视机收看。 图4 数字卫星电视接收机的工作原理框图