摘要：針對實驗設(shè)備成本制約衛(wèi)星通信實驗課程發(fā)展的問題，該文分析了本科生和研究生兩種教學(xué)對象的特點，對衛(wèi)星通信實驗課程的開設(shè)內(nèi)容以及實驗條件建設(shè)進(jìn)行了探討與摸索。本科生實驗教學(xué)設(shè)計采用低成本實驗設(shè)備，突出感性認(rèn)識；研究生實驗課程突出學(xué)習(xí)的自主性，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，并在實際教學(xué)中取得了較好效果。

　　關(guān)鍵詞：衛(wèi)星通信；實驗教學(xué)；衛(wèi)星廣播電視

　　截至2015年底，中國在軌運行的衛(wèi)星數(shù)量已超過140顆，僅次于美國，位居世界第二。然而，伴隨著衛(wèi)星數(shù)量的突破，我國的衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)發(fā)展卻相對滯后，尤其是地面應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展還不夠。除投入不足外，人才缺乏也是一個重要原因。衛(wèi)星通信課程作為高校電子通信類專業(yè)的主干課程在激發(fā)學(xué)生對衛(wèi)星通信領(lǐng)域的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)衛(wèi)星通信領(lǐng)域的人才等方面有著不可替代的作用。

　　1實驗課程開設(shè)背景

　　由于衛(wèi)星通信設(shè)備昂貴、通信衛(wèi)星資源緊缺，傳統(tǒng)的本科《衛(wèi)星通信》課程主要以理論教學(xué)為主，以實驗演示和參觀觀摩為輔，實踐教學(xué)的比例非常少。衛(wèi)星通信的頻率很高，常規(guī)的仿真平臺很難實現(xiàn)全系統(tǒng)仿真，因此,有條件的院校開設(shè)的仿真實驗僅限于衛(wèi)星通信的中頻部分[1]，讓學(xué)生觀察信號在中頻部分的處理與傳輸過程，深化學(xué)生對通信基本理論的認(rèn)識，但這些改善無法讓學(xué)生體會到真正的衛(wèi)星通信過程，也很難激發(fā)學(xué)生對衛(wèi)星通信領(lǐng)域的`學(xué)習(xí)熱情和興趣。另外，隨著衛(wèi)星通信技術(shù)的迅速發(fā)展，《衛(wèi)星通信》課程的教學(xué)內(nèi)容需要不斷更新，與工程實際結(jié)合也更加密切，實驗教學(xué)的重要性越來越突顯。與理論教學(xué)相比，由于學(xué)時有限、實踐環(huán)節(jié)組織困難，實驗教學(xué)已成為衛(wèi)星通信教學(xué)改革與發(fā)展的瓶頸。

　　2實驗教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

　　為提高衛(wèi)星通信課程的教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，對衛(wèi)星通信課程實驗教學(xué)的內(nèi)容和方法進(jìn)行了探索，在教學(xué)實踐中取得了一定效果。具體而言，該校在通信工程專業(yè)的本科生教學(xué)中開設(shè)了《衛(wèi)星通信》課程，在研究生教學(xué)中開設(shè)了《現(xiàn)代通信新技術(shù)》（其中包含了衛(wèi)星通信的相關(guān)內(nèi)容），針對不同的培養(yǎng)對象，教學(xué)的內(nèi)容、方式方法有很大差異。

　　2.1本科實驗教學(xué)

　　本科教學(xué)中學(xué)生數(shù)量眾多，傳統(tǒng)的《衛(wèi)星通信》實驗課程受限于實驗設(shè)備的成本，只能讓學(xué)生進(jìn)行衛(wèi)星通信的演示和觀摩，無法讓學(xué)生切身體會衛(wèi)星通信的過程。隨著技術(shù)的發(fā)展，作為一種最廉價的衛(wèi)星通信方式之一——衛(wèi)星廣播電視已進(jìn)入千家萬戶，它主要由天線（及其支架）、衛(wèi)星電視接收機(jī)、電視機(jī)以及電源等設(shè)備組成。該系統(tǒng)屬于衛(wèi)星通信中的單向接收地球站，而衛(wèi)星通信中的反向發(fā)射鏈路與接收鏈路相似，因此，該系統(tǒng)完全可以作為學(xué)生體驗衛(wèi)星通信過程的實驗設(shè)備。然而，雖然電視機(jī)在該系統(tǒng)中僅作為通信的終端設(shè)備，與衛(wèi)星通信實驗課程的教學(xué)目的關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)，但電視機(jī)的成本卻占據(jù)該套實驗系統(tǒng)的70%以上；另外，衛(wèi)星廣播電視實驗的開設(shè)通常需要在室外開闊地域進(jìn)行，此時系統(tǒng)的室外供電也將成為課程開設(shè)必須考慮的因素；上述兩個原因?qū)е滦l(wèi)星電視接收系統(tǒng)在《衛(wèi)星通信》實驗課程的開設(shè)過程中無法得到推廣。為解決該問題，通過市場調(diào)研，將衛(wèi)星電視接收機(jī)和電視機(jī)的功能改由尋星儀來實現(xiàn)。尋星儀是融合了衛(wèi)星電視接收機(jī)、電視機(jī)以及頻譜儀簡易功能的一體化設(shè)備，采用鋰電池供電，不需要市電，便于室外實驗的開設(shè)。整套系統(tǒng)成本低于1000元，其簡易的頻譜儀功能還可以開設(shè)衛(wèi)星信標(biāo)的接收實驗。尋星儀的操作界面與常規(guī)的衛(wèi)星電視接收機(jī)完全相同，可以設(shè)置衛(wèi)星名稱、高頻頭本振、接收頻率、符號率、極化方式等參數(shù)；連接衛(wèi)星電視接收天線后，當(dāng)天線對準(zhǔn)目標(biāo)衛(wèi)星時即可接收到該衛(wèi)星上的信號（即接收的信號強(qiáng)度和信號質(zhì)量高于衛(wèi)星接收機(jī)門限）；若目標(biāo)衛(wèi)星上有公開的電視節(jié)目，還可以直接使用該終端收看衛(wèi)星廣播電視。在該系統(tǒng)上開設(shè)的實驗課程可以讓學(xué)生熟練掌握衛(wèi)星通信中天線對星的基本流程與操作技巧，明確天線三維指向的參考基準(zhǔn)與天線精確對準(zhǔn)衛(wèi)星的判斷標(biāo)準(zhǔn)，使學(xué)生對衛(wèi)星通信的整個過程進(jìn)行全面、整體認(rèn)知，鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力。本科生的實驗教學(xué)重點在于突出學(xué)生的感性認(rèn)識，通過衛(wèi)星實驗，使學(xué)生能夠掌握衛(wèi)星通信的基本原理，明白衛(wèi)星通信中對星的標(biāo)準(zhǔn)是什么，并掌握對星的常見技巧。對于學(xué)有余力的學(xué)生，啟發(fā)他們更深入了解衛(wèi)星通信發(fā)展的新技術(shù)、新方向。

　　2.2研究生實驗教學(xué)

　　與本科生相比，研究生具有更大的學(xué)習(xí)自主性，理論講授不僅要細(xì)而專，還要廣而泛。在本科現(xiàn)有衛(wèi)星通信內(nèi)容的基礎(chǔ)上，重點講授與衛(wèi)星通信相關(guān)的天線技術(shù)、陣列信號處理技術(shù)以及通信技術(shù)等的發(fā)展現(xiàn)狀，為研究生下一步的課題選擇提供參考。作為小班教學(xué)，研究生的衛(wèi)星通信實驗課可以采用完全自主的形式——將固定衛(wèi)星地球站、便攜式地球站、衛(wèi)星動中通地球站以及寬帶無線通信系統(tǒng)、無人機(jī)視頻采集等設(shè)備交給學(xué)生進(jìn)行自主組合，按照系統(tǒng)搭建由簡單到復(fù)雜，地球站由固定到移動，通信業(yè)務(wù)由話音到視頻的漸進(jìn)過程，讓學(xué)生體會衛(wèi)星通信在實際生活中的各種應(yīng)用場景以及還存在亟需解決的問題，激發(fā)學(xué)生投身衛(wèi)星通信領(lǐng)域技術(shù)研究的興趣。

　　3結(jié)語

　　衛(wèi)星通信實驗課程的開設(shè)可以強(qiáng)化學(xué)生對衛(wèi)星通信基本原理的理解和掌握，激發(fā)學(xué)生對衛(wèi)星通信領(lǐng)域的學(xué)習(xí)興趣。該文針對本科生和研究生兩種教學(xué)對象，對衛(wèi)星通信實驗課程的開設(shè)內(nèi)容以及實驗條件建設(shè)進(jìn)行了探討與摸索，在實際的教學(xué)過程中取得了良好效果。然而，適合于不同對象、不同接受能力的實驗內(nèi)容和教學(xué)方法的改革是永無止境的，如何取得更好教學(xué)效果還需要與廣大高校的衛(wèi)星通信課程教師共同探討。