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微波与卫星通信 习题库 Date1 一、选择题 二、填空题 三、判断题 四、简答题 五、简单计算题 六、应用题 Date2 简答题 11.11.分集方式及实质。分集方式及实质。 答：分集方式主要有空间分集、频率分集、混合分集、时间分答：分集方式主要有空间分集、频率分集、混合分集、时间分 集、站址分集、角度分集等。无论哪种分集方式，都是利用在集、站址分集、角度分集等。无论哪种分集方式，都是利用在 不同的传播条件下，几个微波信号同时发生深度衰落的概率小不同的传播条件下，几个微波信号同时发生深度衰落的概率小 于单一微波信号同一衰落深度的概率来取得分集改善效果的。于单一微波信号同一衰落深度的概率来取得分集改善效果的。 12. 12. 常用的调制方式有哪些？目前最常用的是哪种调制方式？常用的调制方式有哪些？目前最常用的是哪种调制方式？ 答案：答案：4 4种调制方式，其中种调制方式，其中PSKPSK和和QAMQAM最常用。最常用。 幅移键控幅移键控(ASK)(ASK)：用数字基带信号改变载波：用数字基带信号改变载波A A，WcWc和和 不变。不变。 频移键控频移键控(FSK)(FSK)：用数字基带信号改变载波：用数字基带信号改变载波WcWc，A A和和 不变。不变。 相移键控相移键控(PSK)(PSK)：用数字基带信号改变载波：用数字基带信号改变载波 ，WcWc和和A A不变。不变。 正交振幅调制正交振幅调制(QAM)(QAM)：数字基带信号改变载波：数字基带信号改变载波 和和A A，WcWc不变。不变。 Date3 简答题 13. 微波传播的过程中按照传播机理划分存在哪些衰落？ 答案：自由空间传播衰落、大气吸收衰落、雨雾散射衰落、K 型衰落、多径衰落、波导型衰落、闪烁型衰落 14. 微波传播的过程中存在哪些衰落？ 答：根据不同的角度分类，可以将衰落分为很多类。 根据衰落产生的机理，可以将衰落分为波导型衰落、k型衰落、 闪烁衰落、雨雾衰落、吸收衰落和自由空间传播衰落等。 根据衰落时间的长短，可以将衰落分为快衰落和慢衰落。 根据接收电平的高低，可以将衰落分为上衰落和下衰落 根据衰落对信号的影响，可以将衰落分为频率选择性衰落和平 衰落。 Date4 简答题 15. 对抗衰落技术中有哪两类？分别包含什么？ 答案：两种技术，见下表： 16. 工程设计中主要有几种方法可以降低多径衰落的影响。 答案： 方法一：利用某些地形、地物阻挡反射波 方法二：高低天线法 方法三：空间分集 分 类对抗效应 自适应均衡波形失真 分集接收技术 功率降低和波形失 真 Date5 简答题 17. 请描述为何高低天线法可以有效降低多径干扰的影响 通过天线高低技术，可以利用天线的高度差将反射点移至靠近 路径的端点，以减小余隙的变化范围，从而有效地减轻反射衰 落；同时通过调整高度差，有可能将反射点从高反射系数表面 （如湖面）移至低反射系数表面（如干燥地区）。 18. 请简要描述为什么一般情况下雨衰和多径衰落不会同时发生 。 主要有以下两个原因。 1、多径衰落对10G以下微波影响较大，雨衰对10G以上微波影 响较大。 2、在雨衰的时候，雷雨的强电流对反射波造成很大损耗，因此 一般认为强降雨时，多径衰落影响较小。 Date6 简单计算题 1.某微波中继线路d=50km，工作频率f=7 G赫兹，试求两站中点 处的第一菲涅耳半径F1和自由空间余隙（最小菲涅耳半径F0）。 解：F1=（1/2）（3108/7109）50000）0.5=23.1m F0= F10.577=13.4m 2.设两个微波站的距离为60km，频率为8G赫兹，计算自由空间 的传播衰减。 解：Lf=92.4+20lg60+20lg8=146dB 3.已知发信功率为1W,工作频率为3GHz,两站相距40Km,收发信天 线增益Gr=Gt=40dB,收发系统馈线及传输总衰耗为5dB,求自由空 间条件下,接收机输入电平及输入功率值。 解：Lr=(30+40+40)-(92.4+20lg40+20lg3+5)=-29dBm -29=10lg(Pr/1mW) 于是 Pr=1.26W Date7 简单计算题 4、已知发信功率Pt=1W，工作频率f=3800MHz，两站相距45km，GtGr39dB ，LftLfr2 dB，LbtLbr1 dB。求：在自由空间传播条件下接收机的输入电 平和输入功率。 解 由已知条件站距d45km，工作频率f=3800MHz，由公式（4-4），可求得 Ls（dB）=32.4+20lg 45 +20lg 3800137 dB 将Pt=1W换算成电平值： Pt=10lg1000mW30 dBm Pr（dBm）Pt(dBm)+(Gt+Gr)(LftLfr)(LbtLbr)Ls 30+(39+39)-(2+2)-(1+1)-137=35 dBm 若求收信机的输入电平时，只要将电平值取“反”对数即可。 Pr（dBm）10logPr Pr（mW） 10-3.5mW0.32W Date8 简单计算题 5某平原地区的数字微波通信线路用于数据传输，线路长度为 1000km，通信频率为7GHz，全线路误码率为10-6时的中断概率 为0.01，该中继段站距为40km。求衰落深度。 解：由公式（4-33），可求出该中继段衰落的瑞利概率为 Pr 将KQ10-9（平原）、f7GHz、d40km 代入，得 Pr10-971.2（40）3.50.418% 将全线路的中断深率进行指标分配， Date9 简单计算题 在40km的中继段上分到的允许中断概率为 Px0.01% 0.0004% 由公式（4-35）可算出衰落深度为 Fd（dB）10lg 30.2dB Date10 简单计算题 6已知某个33的交换矩阵如下，请根据上述分帧编排法找出 其基本分帧矩阵D1和剩余矩阵D2。P105-106 Date11 简单计算题 （2 2）为了满足临界条件从）为了满足临界条件从D1 D1 的的d d11 11， ，d d32 32中分别退回 中分别退回1 1 和和3 3个单元到个单元到D D。 Date12 简单计算题 Date13 应用题 1. 一跳40公里微波，频率为6Ghz， A型断面，其他参数如下 ： 发射功率Pt= 32dBm 发射端分路损耗Br(T) = 1.5dB, 接收端分路损耗Br(R) = 1.5dB 发射天线增益G(T) = 40dB 接收天线增益G(R) = 40dB 接收机BER=10-3的接收门限 Pth= - 80dBm 请根据瑞利平衰落中断率公式（如下）算出系统中断率 式中，KQ：与气象、地形有关的参数，取值见下表 d：站距(km) ； f：工作频率(GHz)； B=1； C：与断面有关的参数 FM：平衰落储备(dB) 式中K、Q、C取值见下表： Date14 应用题 断面类型KQC A型(高干燥地 区) 1.58x10- 4 1.2 B型(大陆温带 ，及丘林地 区) 1.48x10- 5 1.96 C型(沿海温带 平原) 2.88x10- 5 2.2 D型(阔海地区 ) 2.29x10- 6 3.26 Date15 应用题 答案： 第一步：算出自由空间损耗Ls 公式为：Ls = 92.4 + 20lg(D) + 20lg(f) = 92.4 + 20lg(40) + 20lg(6) 140dB 第二步：算出接收电平Pr Pr = Pt - Br(T) + G(T) - Ls + G(R) - Br(R) = 32 - 1.5 + 40 - 140 + 40 - 1.5 = -31dBm 第三步：算出平衰落储备FM FM = Pr - Pth = -31 - 80 = 49dB 第四步：计算A型断面瑞利平衰落概率 Pmf = 1.58 * 10-4 * 6 * 401.2 * 10 -4.9 = 9.98 *10-7 Date16 应用题 2.某学生设计了一个在平原地区的SDH微波通信系统，如下图。 其中甲乙丙三个站在一条直线上，乙站为下话站。距甲站21公里 位置有一个湖泊，距丙站15公里处有一座高30米的小山。试分析 该设计中存在的问题，并提出解决方案。 甲站 天线高度：30米 发信频率：7120MHz 7320MHz 收信频率：6940 MHz 7140MHz 乙站 天线高度：20米40米 发信频率：6940MHz 7120MHz 7140MHz7320MHz 收信频率：7120MHz 6940 MHz 7320MHz7140MHz 丙站 天线高度：30米 发信频率：6940MHz 7140MHz 收信频率：7120MHz 7320MHz 乙丙相距20公里甲乙相距42公里 湖泊小山 Date17 解： 甲乙站正中有湖泊，是强镜面反射干扰，需采用空间分集 ； 甲丙两站只相距62公里，且在同一直线上，容易形成越站 同频干扰，故不能采用同一收发信频率； 分析该方案中的收发信频率发现，7120*2-7320=6920，过 于接近6940的收信频率，容易引起三阶交调失真，属 频率设置不当； (注释：第六章) 甲乙两站站距有42公里，根据天线高度计算理论传播距离 为 d=4.12*(30+20)=40.99km 42km (注释：4-41) Date18 故应该升高天线高度 计算小山处的F1=(