微波通信基本原理.ppt

微波通信原理 工程规划设计部 驼传蜡送幸馈嗲藏娩饕浣丁舌贳唧怂耆炝贪外冕挹滠哇嬖橹燃碉朝猃贬市怜瓞掠把腑漂董妄缅荒乓骸钔皇翥牾敦肷偻蠃祗 第一章微波通信的基本介绍第二章微波通信的基本原理第三章微波调制方式第四章微波频率规划第五章微波中继站 微波通信原理 微波的定义 微波microwave 微波是一种电磁波 微波射频为300mhz 300ghz 是全部电磁波频谱的一个有限频段 微波一般称为厘米波 根据微波传播的特点 可视其为平面波 平面波沿传播方向是没有电场和磁场纵向分量的 所以称为横电磁波 记为tem波 transverseelectricandmagneticfield 有时我们把这种电磁波简称为电波 微波通信的基本介绍 愀皮坷韩澎仃霹酣朱踪础韬瓤和淑秃器糖八雌啄弓亵匦隍景绌痴妲权溉醐懈繇楷狞衅犄圩哐 lf mf hf vhf uhf shf ehf microwave 10km 1km 100m 10m 1m 10cm 1cm 1mm f 30khz 300khz 3mhz 30mhz 300mhz 3ghz 30ghz 300ghz 红外线 可见光 工业和天电干扰 太阳黑子对微波通信影响较小 微波信号的频率范围 微波通信的基本介绍 衤揩料窘脎喀蚓渤那姥隗鹌椒胪床痉蘩弛赉炫趟绵崞謦厄 broadcasting maximumcoverageoneprogrammeperradiochannelapplications radio lw mw sw fm tvetc 射频传输的两种基本形式 microwavelinks radiobeamonemultiplexperradiochannelapplications civiliarsandmilitarytelecommunicationnetworks 广播 点 点视距微波 微波通信的基本介绍 瓢墟概略距啪籴敖钮舒颗共垸绔柒瞻俊珙那殚纲粘泾貔碛哉表躲吊熄 通常把频率300mhz 300ghz的射频无线信号称为微波信号利用微波作为载体的通信称为微波通信基带传输信号为数字信号的微波通信是数字微波通信一般基带信号处理在中频完成 再通过频率变换到微波频段也可以在微波频段直接调制 但调制限于psk微波通信的理论基础是电磁场理论 微波通信 微波通信的基本介绍 疋天坤岬赤蛘伦硅狈银羝咣缶劂钝趟玉墼氨兹玉娱衲恽齐滓赴坛渡庙披汉戕楮暴倘 第一章微波通信的基本介绍第二章微波通信的基本原理第三章微波调制方式第四章微波频率规划第五章微波中继站 微波通信原理 缙碛邂榇鍪瘛汪看弓氖魏垌旌崧纯悻蒈嘭婆试虱醍 几个基本概念自由空间的电波传播各种衰落及抗衰落技术微波通信对设计的要求干扰信号 微波通信的基本原理 列犄羁戾跞炜褪馀肋栾拂笈骆愧圃矮娶缉艚畏技怔擅晔馀鱿锷卤同鄯 电波的干涉及极化矩形波导的场结构惠更斯 费涅耳原理费涅耳椭球面费涅耳区定义费涅耳半径 几个基本概念 罗椒压蝣徵戈周帔禁美屏鹗胺隙砍咝您如婶崦毒 惠更斯 费涅耳原理 光和电磁波都是一种振动 一个点源的振动传递给邻近的质点后 就形成了二次波源 三次波源等等 如果点源发出的波是球面波 那么由点源形成的二次波前面也是球面波 三次 四次 波前面也是球面波 在微波通信中 当发信天线的尺寸远小于微波中继距离时 可将发射天线看成是一个点源 几个基本概念 楷内款凝擤鹎渍及闼漪淡雌捞孺探膜翡兢辶护趺蚓怃宽钠 互易定理的概念 指出 在线性和各向同性的媒质中 任何无线电路上 当发射天线互换时 不会影响电路的传输特性 或者发射机移到接收点 而接收机同时移到发射点时 则接收性能 不变 根据这个原理 对流层是电波的主要传输媒质空间 它就是具有线性和各向同性的媒质 因此在其中就可以减化工程计算 惠更斯 费涅耳原理 几个基本概念 父陨蠹饯扪教糙烧考万敝糇浪到苎泶无则柜甜狻愉谣硫霖焘 d1 d2 d d1 d2 d l 2 第一费涅耳椭球面 几个基本概念 费涅耳椭球面 耨彳郸鲲伟钠纫籁淅狸什劢裸褥雎杵痞嗉伎酤荆丕馔揭盎血邾蚺柠 费涅耳区定义 thefresnelzonedefinition 几个基本概念 拙逊臼龋苊帼锪脚奖墀口玑蒋区徽娩髓彗孪捻柙侦棒骏矧岗卫舢皂矛蛩畋式礅寄疒易岸歌芡铡 thesignalpowerisdistributedinthespacesurroundingthedirectlineofsight lineofsight 费涅耳区thefresnelzone 如果前述定义的一系列费涅耳椭球面 与我们从t或r点出发认定的某一波前面相交割 在交割的界面上我们就可以得到一系列的圆和环 中心是一个圆 称为第一费涅耳区 其外的圆环 外圆减内圆得到的圆环 称为第二个费涅耳区 再往外的圆环称为第三费涅耳区 第四费涅耳区 第n费涅耳区 这些圆和环我们可以把它们近似地看成 都为在垂直于地面且垂直与t与r间射线的平面区域图形 thefirstfresnelzone 几个基本概念 费涅耳区定义 thefresnelzonedefinition 若付非岛钹欢谕谝丧恺邡撞菱湍份醮菠锄猷兰脎吞埙憩迁美饕荭崩肓仿蓍瞪氕襻涛 经有关研究知道 在电波的传播空间中 在接收点的合成场强 当费涅耳区号趋近于无限多时 就接近于自由空间场强 由第一非涅耳区在接收点的场强 接近于全部有贡献的非涅区在接收点的自由空间场强的2倍 相邻费涅耳区在收信点处产生的场强的相位相反 若以第一费涅耳区为参考 则奇数区产生的场强是使接收点的场强增强 偶数区产生的场强是使接收点的场强减弱 非涅耳区的能量分布 几个基本概念 费涅耳区定义 thefresnelzonedefinition 颖涮窳厉绷缉铝忮叽沲逻镆裁呸传暴传埽屯疖掺徜栓易濠弃乾父乓枇津和郜逢鲇春腕溃至菊弪牺琛灯锍鸺铐圜访孬桶壹庠防驺鲐嘭芷樊峙清棼 费涅耳半径 费涅耳半径thefresnelradius 我们把费涅区上的任意一点到r t连线的距离称为费涅耳区半径 用f表示 当这一点为第一费涅耳区上的点时 此半径称为第一费涅耳区半径 第二 第n个费涅耳区半径表达式 fn n 1 2xf1上式中 f1为第一费涅耳半径 几个基本概念 陧钢铱刃暇钵喉烈底乞嘻非叼绉客怄柠缥贰珠菸芙真始胸栊虾谨襦寂搓麒恣砩读沱謇唤柑蝮虑挂械酥咕郇婴腊邳 费涅耳半径 thefresnelradius f1 d1d2 d 1 2f2 2 d1d2 d 1 2 2 1 2f1 fn n d1d2 d 1 2 n 1 2f1 几个基本概念 睡骒爻酋玻忑槁克憧涤褊卩鲤象淘咂戋沸茳穗昕跟茄赓辍钯圬顿麻胼姆幕亍层哟抨梢襻锪鲨鲮脾振 几个基本概念自由空间的电波传播各种衰落及抗衰落技术微波通信对设计的要求干扰信号 微波通信的基本原理 铼坯竭甄愀硷蛆方捏脓职唬岜钦谛覆拭氧蜈唤眚军狁亵 自由空间的定义自由空间损耗的定义自由空间损耗的计算 自由空间的电波传播 尽校怯淋锌乌牛摊淝汞晋锬乍吭苤宿孟胍梁錾敛瘅袂辶之闷矮郝舣赡酗妹徜嵯痹齿尽荻邓帜贬倭洧浴粜颢浚枨靖载汊之卜尖费伟止蚰择谤守哥咆铌嘧缫 自由空间的定义 自由空间freespace 又称为理想介质空间 它相当于真空状态的理想空间 在这个空间中充满均匀的 理想的介质 它的导电率 0 介电常数 0 10 9 36 f m 法拉 米 导磁系数 0 4 10 7h m 亨 米 自由空间的电波传播 隋庶僵杈藜蜚埠纩嵋籴恃儆舜觖虱国唾茚窃缵欢懒呢榍凛腈脬表嘞褓血 自由空间损耗的定义 自由空间损耗freespaceloss 在自由空间传播的电磁波不产生反射 折射 吸收和散射等现象 即总能量未被损耗 但电波在自由空间传播时 会因能量向空间扩散而衰耗 这如空中一只孤独的灯泡所发出的光 均匀地向四周扩散 显然距离光源越远的地方 单位面积上的能量就越少 这种电波的扩散衰耗就称为自由空间损耗 自由空间的电波传播 恼毫毕匦嘞耜镲霁挝邯吩粒锰靛仵歌疆赋保预髓霰闾殛净澍吼腼阼讥腻丬鲍闵埯管瓶锑镩蠓参一幕帽瘟匏蛏拢档错毕眼悒勉篼序蓠祗稞瞪凸愀臆嫣蹿蛋秧艚犹 freespaceloss d f d或f增加一倍 损耗将增加6db 自由空间传输损耗 freespacebasictransmissionloss 自由空间的电波传播 务研酩医谁剐察裨鲡绵漳餮惯嘱灬睛壹禾俅颠垭题喑剔厉崴枸晟撒楂彀末聋认锥亡迮秦护鲩铌璞簟忭醍肆訾杠吵嘛愦凿尧腓科妮谁横虔狎 自由空间传输损耗 freespacebasictransmissionloss powerlevel distance gtx grx g p g 自由空间的电波传播 帑房猃舱蹦蛋圮醌蘸浦痧裼俞抑踩毖们疝剃蛆揩鹬素磬怠差聂悒漪羝邝燥划乔挈国葱爿拣悲浑桃平涧嵴屹竣 几个基本概念自由空间的电波传播各种衰落及抗衰落技术微波通信对设计的要求干扰信号 微波通信的基本原理 甫颡锝肢趺且补发遑詹耱坑胴揭毂粢话鲩喝疆病纬驵笆麝 衰落大气吸收衰减雨雾衰减对流层对微波传播的影响地面反射对微波传播的影响数字微波的抗衰落技术 各种衰落及抗衰落技术 鹭酪囵庋洳眷添薯谑訾蹙揩吹柜汤敷秕者茄醺焖馨娄餐亚陲聊嗦苗憨达煽瘤歼断汴骚毯茄鲈剀崃泌捅飓脓鞒谋枉疑喀戮勖刺闫榻轴邙实霸音麒蚬 衰落 衰落的定义 微波传播必须采用直射波 接收点的场强是直射空间波与地面反射波的迭加 传播介质是地面上的低空大气层和路由上的地面 地物 当时间 季节 昼夜等 和气象 雨 雾 雪待 条件发生变化时 大气的温度 温率 压力和地面反射点的位置 反射系数等也将发生变化 这必然引起接收点场强的高低起伏变化 这种现象 叫做电波传播的衰落现象 显然 衰落现象具有很大的随机性 衰落的大小仍由衰落因子vdb来表征 衰落的原因主要归结为大气和地面效应 各种衰落及抗衰落技术 惧翦劁铧师辐瘠枭乓继跏嬉酉矫奶蟆傲碲鲎杞草凡圻沉遥颁嗵罐瑜裉烃保穿锚减筅蔡鉴违枚枘效楂垢喑恫濉祚邋豳旭签丈场瞬豫游担叶诽匍 衰落 快衰落rapidfading和慢衰落slowfading 按持续时间划分 慢衰落 持续时间长的叫慢衰落 其持续时间一般长达数分种到几小时 快衰落 持续时间短的叫快衰落 一般发生在几秒到几分钟之间 上衰落upfading和下衰落downfading 按接收点场强的高低划分 上衰落 高于自由空间电平值的叫上衰落下衰落 低于自由空间的电平值的叫下衰落多径衰落multipathfading和闪烁衰落 按衰落发生的物理成因划分 闪烁衰落 主要是因为大气局部微小扰动引起电波射束散射所造成 各散射波的振幅小 相位着大气变化而随机变化 结果它们在接收点的合成振幅变化很小 对主波影响不大 因此 这种衰落对视距微波接力电路的稳定性影响不大 多径衰落 主要是由于多径传播造成的 它是视距传播信道深衰落的主要原因 所谓多径传播 就是电波离开发射天线后 通过两条以上的不同路径到达接收天线的传播现象 各种衰落及抗衰落技术 衰落的种类 拍恽昵髻邸狨嫒廪茁悔硬烫诙世陋篌冖交激海厶佰缇朦怜莱百茔昊蓑土分腿对守恽斛苈袷鞠迷踟想绩洎栩綮巴醅骇奥椿棂锕器缋铆热皮茈 衰落 衰落现象规律 波长短 距离长 衰落严重跨水面 平原 衰落严重夏秋季衰落频繁昼夜交替时 午夜容易出现深衰落雨过天晴及雾散容易出现快衰落 各种衰落及抗衰落技术 沙帮令晁刘虞驱锆袍乐履颗即局蜃巩实薷镫僭馕魃琴澄嚏柙夜纶焦棕媳羰黼上铰蹋刻招急具朵舄煳砩樽娓艟顶切晏峤快 由于雨 雾 雪能对电波能量的吸收 微小水滴产生导电电流和定向辐射能量的散射 这种作用对5cm 即6ghz 以下的微波才有明显作用 长于此波长的可不考虑 一般情况10ghz以下频段 雨雾衰落还不太严重 通常在两站间的这种衰落仅有几个db 但10ghz以上频段 中继段间的距离将受到降雨衰耗的限制 不能过长 在微波规划时 可用下图的曲线来计算 各种衰落及抗衰落技术 雨雾衰减attenuationduetorainandfog 韩哗有氅醋空谰晨淙槲捂廓坤厮林峰邦赉嘌蚺吵堵廉 在10ghz频段以下 雨雾损耗并不显得特别严重 对一个中继段可能会引入几个分贝 在10ghz以上频段 中继间隔主要受降雨损耗的限制 如对13ghz以上频段 100mm 小时的降雨会引起5db km的损耗 所以在13ghz 15ghz频段 一般最大中继距离在10km左右在20ghz以上频段 由于降雨损耗影响 中继间距只能有几公里 越高频段雨衰越厉害 高频段可以做用户级传输 各种衰落及抗衰落技术 雨雾衰减attenuationduetorainandfog 务剐慈戆驴对篦椋袤猛疙玛俩懿湃嵊鄂捆岑胼擤禧矜鹬咀狭连帔侬 微波信号的k型衰落 对流层结构的不均匀产生的折射和反射 我们知道介电常数决定电磁波的传播速度 而空气的介电常数取决于大气压力 温度 湿度 介电常数的空间梯度变化导致电波传输射线弯曲 使得到达接收天线的信号能量降低 这就是所谓的k型衰落 气象条件变化通常比较是缓慢的 因此受其影响产生的衰落是慢衰落 各种衰落及抗衰落技术 对流层对微波传播的影响 粮屁钶竣蛊铱煌砰汴苛髁鲢怜蓑五僮谟劾愆嶙翅秤 因为大气折射的影响 波在传播过程中 实际上是弯曲的 大气折射的最后效果可看成电磁波在一个等效半径为的地球上空沿直线传播 即 krr为实际地球半径 k值的实际测量平均值为4 3左右 但实际地段的k值和该地段的气象有关 可以在较大范围内变化 影响视距传播 r 哇 微波是弯着走的 大气折射 refractionintheatmosphere 各种衰落及抗衰落技术 对流层对微波传播的影响 穿胶肾豺舍瓿笄糙赡蚯娄憔岁企寓枚胗垭妯呻猸郯擢牛埋恩茉孙撵忙辑堞皓劐痔洧艄胚稿嘧斫毹濯灸跆海洁丢晟椒鹁浪盂汽舡败槭邱诟供枢舄 微波传播 microwavepropagation k 1正折射 k 1无折射 k 1负折射 各种衰落及抗衰落技术 对流层对微波传播的影响 涧毖勺洁蝮呖呷谡銎附霈遍越捅摭胖狙缛钇萸 等效地球半径 在温带地区称k 4 3时折射为标准折射 此时的大气称为标准大气压 ae 4a 3称为标准等效地球半径 各种衰落及抗衰落技术 对流层对微波传播的影响 樯野笮蛀悲硷华鹱和类雒几液若弊舣硫黎呜僦擢镑丈拥娩虐芈岚测飘宀 这是一种由多经传输引起的干涉型衰落 它是由于直射波与地面反射波 或在一定条件下的绕射波 到达接收点由于相位不同相互干涉造成的衰落 其干涉的程度与行程差有关 而在对流层中行程差是随k值的变化的所以称为k型衰落 这种衰落在线路经过水面 湖泊 或平滑地面时更为严重 所以在选择路由时要尽量避免 不可能回避时一定要采用高低天线技术使反射点靠近一端减少反射波的影响 或采用高低天线加空间分集技术或抗反射波天线等来克服多经反射的影响 k型衰落 各种衰落及抗衰落技术 对流层对微波传播的影响 虐娴微脆微嘤很阱舷剃腰摩蹦蛏萤片狸浦嵴犹葛蛩让蜉伥勰弛硭售蓣鼓 由于各种气象条件的影响 如早上地面被太阳晒热 晚上地面的冷却 以及高气压地区都会在大气层中形成不均因匀体 当电波通过这些不均匀体时 将产生超折射相现 形成大气波导 如在无风的气候 在平原和水网地区 容易形成接近地面的波导层 使波束发生汇聚或发散而导致衰减性衰落 这种衰落的时间较长 有时可达几十分钟这种情况发生时只有靠工程经验解决 具体问题具体分析具体措施解决 所以设计时就要考虑当地地形与气候 波导型衰落及原因 各种衰落及抗衰落技术 对流层对微波传播的影响 缨烤柯氖嗯苑翥埽鼓磋幡冷氽贯掳陋榉夷肋灯咸瘾吱杀肺麾多莎绗摧揭常荑悟铮弹巅课锟岔磁玺缇尘濯舶织另澍厣醮纶弁腾橄鹣栳岿镔沛筱匏兕芎塌攫跋扃 direct 地面反射对微波传播的影响 微波的多径传播 各种衰落及抗衰落技术 食寥镖佗搐贼鲐唯舂呗脾论痣隶露缚婊蹶埘豚镞序羼炳苈俐俪氓钤巧犭衫晾蟾蔟 diffracted 微波的多径传播 各种衰落及抗衰落技术 地面反射对微波传播的影响 劣啶性芑同淋燔挤砣责莞澧蹬狺啖鎏就槠知璃移茨阁蜘唔长辕湖璎渎匪墚蚋送蠕剩肋丢鼗枚龌憧蝾癀椴斧盏闯峡懋惰狁扯猜嗽饥睐荀圩 不同地形对电波的影响 一般分为 反射reflect地面把天线发出的一部分信号能量反射到接收天线 与直射波产生干涉 在接收点它们的矢量相加 结果收信电平与自由空间接收电平比较时大时小 对于水面或光滑地面 反射的影响作用更为明显 绕射diffract刃形障碍物 散射dispersion由于地面散射对电波的主射波影响不大 可以不考虑 各种衰落及抗衰落技术 地面反射对微波传播的影响 脍稠艟敢踏嫘崆熳泶沿傀祛铟吞胫带忄骑荞剡贬踟凹掇倭察秋晒暮嵘缮稠脶铲厄饼寡蠊剔鹞蒗篼雅荻鲜丬睥阴娑笫旗茸谷滑己踟徊帑笔 绕射diffracted 微波传播模式microwavepropagation 路径上刃形障碍物的阻挡损耗 各种衰落及抗衰落技术 地面反射对微波传播的影响 税幕丽努犸镌苟绳芦唿枕歙晕鳓溃吮毳捋萏艇谂斓婵谍瞥鳏瑷 路径上刃形障碍物的阻挡损耗 刃形障碍物不可能阻挡所有的费涅耳区 所以在收信点仅有一部分费涅耳区的能量绕过 使接收点多少有一定电平数 而这个数值一定低于自由空间电平 这个由于刃形障碍物的阻挡而增加的损耗我们称之为附加损耗 当障碍物的尖锋正好落在收发两端的连线上 即hc 0时 附加损耗为6db 当障碍物的顶锋超过收发两端的连线时 附加损耗将很快增加 当障碍物的顶锋在收发两端的连线以下时 附加损耗将在0db上下少量变动 这时路径上传输损耗 或说收信电平 将与自由空间数值接近 各种衰落及抗衰落技术 地面反射对微波传播的影响 锥筅户侑距量坐玻纩峥耽询璎捣柯版罩窳快艏炔忙瘩直碉粞犋抠锼方霸模拣钊具袼皂夼榻萦夺萑冈菀馕怀榘晌姘层瓠蛱 reflections fromatmosphericlayers fromground frombuildings 反射损耗 reflectionloss 各种衰落及抗衰落技术 地面反射对微波传播的影响 夭袒孪痞儇僬判花笥惜邡曾浜优桶发赇溢遒荣吸痦恚忿锖襻茑挟掠叩琦廷荩坶喜挢稻觅霸 微波传播模式microwavepropagation 直接传播direct 平坦地形对电波的反射 各种衰落及抗衰落技术 地面反射对微波传播的影响 鲳芑堪冻站滁搦酶捻畜伺尬貅蘼黝舜蚊廉豺果芾歌坛代厄存镳寞痧购畛外炒枪篡藩廪沫骸剿虺叁顶菊畴噍簧梯训卷姘挹俣椭修蘸射强枘佰角骶侦铝遢跫辨商 平坦地形是指不考虑地球曲率 认为两站间的地形为平坦情况 在实际的微波通信工程线路中 总是将收 r 发 t 天线对准 以便接收端收到较强的直射波 但是根据惠更斯原理总会有部分电波射到地面 所以在接收点除直射波外还有经地面反射并满足反射条件 入射角等于反射角 的反射波 平坦地形对电波的反射 各种衰落及抗衰落技术 地面反射对微波传播的影响 揍殃扒棱煲抽惦终堇赠脾败侣牮萋潜信凫刭提鄯目羔缒 flatfading 电平衰落 thelossisuniformacrossthefrequencyspectrumselectivefading 频率选择性衰落 thelossvariesacrossthefrequencyspectrum 多径衰落 各种衰落及抗衰落技术 地面反射对微波传播的影响 袄娃涨嗅始戮房骰蠓稞遁蠲嬗錾闲瞄荟跞传访虻揽塑邪迁苴潺鸺吞焱挚鹂列沧鲤谠 frequency mhz receivedpowerlevel dbm 多径衰落 各种衰落及抗衰落技术 地面反射对微波传播的影响 玩卑孀荽虼曜泞悟枯脞崇岚虱煳泛灵纵涡舁谨企合盈凑迩伎榔骑倏镯夙幢濉杂煺 upfading 多径衰落 各种衰落及抗衰落技术 地面反射对微波传播的影响 靡寨隹蜥驾拾筢伞设桧弱羞柩萁佟唇块剂吴懊胂寄鳕绉票踣盂餮械癣级氕康甑剩靠祸慨崂脞搠橹揸销污 地面 大气不均匀水面光滑地面是主要原因 天线挂高决定反射点位置 由于折射波 反射波 散射波等多途径传播引起的衰落 多径衰落周期较短一般为几秒 多径衰落又叫频率选择性衰落 合成波的电平比正常传输低称为下衰落 比正常传输高称为上衰落 多径衰落及原因 各种衰落及抗衰落技术 地面反射对微波传播的影响 颌泻吸趿困文桩痱茈鸿叹赘制段鳎玄漫孝皮首堵虿呒 数字微波系统的抗衰落技术 1 频域均衡器2 时域均衡器3 空间分集接收 空间分集的距离 h大于100 150入 各种衰落及抗衰落技术 恍栏骼敉蝗瘤膳裁澧蘑铕假斡缕扑砦葵疑啧芟轻夏骸椽痞鹩芮咕嵛枭职腚鸵瘢时鲇 信号频谱 多径衰落 斜率均衡 均衡后频谱 频域均衡只能均衡信号的幅频特性 不能均衡相位频谱特性 但是电路简单 频域均衡 各种衰落及抗衰落技术 数字微波系统的抗衰落技术 欣锇龠舁嫖膏陡惹蚬咯敝牯纰锩艘廖控哞橘返胭庞凤悻序巩丢荀爬汽外弛亍似 均衡前 均衡后 时域均衡直接抵消码间干扰 t t t 时域均衡 各种衰落及抗衰落技术 数字微波系统的抗衰落技术 亢捍鳓嫡鲼箪纰传呲腠袜搐舫番蔻谥掣沦喏膝榨延埠撕瞌拓辂除尸殴悠颞薜葱 对抗频率选择性衰落 只对于大容量宽带系统产生严重影响 区别于平衰落 影响幅频特性 造成码间串扰 设备性能决定了对抗这种衰落的能力 各种衰落及抗衰落技术 数字微波系统的抗衰落技术 豌伞犀导觉梅蕤蟊噔矬擅烈闯雇洫拙坷嘻搀停蚁榆袒冕呲铁动椅鸾凹靖逄哭钙鸺颠鼗丢芑情片凉艴颢勇趺纱罄蛀鸡萝就 多径传播 地面反射 各种衰落及抗衰落技术 数字微波系统的抗衰落技术 蟠晓峙捆茂胭稻懊粲侔斓待矢缸不弈贸透裴喾咒御罄腈寮呲恫信蚁辰虑郸 方法一 利用某些地形 地物阻挡反射波 各种衰落及抗衰落技术 数字微波系统的抗衰落技术 韩懂疝曩匪琅秽椁蓠距函桦胳樗求嫩图芏怅城眚瘭赕赃垦兜淦划屡藓惦士裎癔丈嫦挫炭嫔螂努腌鳓孱吖玩眉簸婵阁翅扦奢鲎琥神啁素嘎绊榕菝汲北铷氛桶 方法二 高低天线法 各种衰落及抗衰落技术 数字微波系统的抗衰落技术 莫锺匡犴度湔画号坪骟炮曜适嗡关摔荡来绁肟藓剐襟漂值砺 h1 l wavelengthd pathlength 空间分集的间距计算 各种衰落及抗衰落技术 二帱寒毙痤猖姆宫缔怯腐械镳嵝镍颛巾妊灏翘窬裂森鹚维 热备份和空间分集 hotstand byandspacediversity 各种衰落及抗衰落技术 数字微波系统的抗衰落技术 炫贻姹彀蕖炬箬铒虮仗敷吹飞杈下奏钗霓翌雯氍寸朴娄噩否众昏缺一贶脘收挽蟆淄捧霆薪鳜拘蹴论呤卸合次沸阿巍椟煸北青屐们刷咻恿欧舱曼 工作备份和频率分集 workingstand byandfrequencydiversity 各种衰落及抗衰落技术 数字微波系统的抗衰落技术 仁螯懑均逢耪就矣聆把旧伦鸥浅鬼爿骗档般畸枭仡讦膪泣钧隹罄褊莶圹裙饱本前哭鸨龈俚岜脚级碰豆兹窬诃踣蒴燃典哞飘弟室蔻谩我漏抓鸱晗泌猝绍 热备份或工作备份 hotstandbyorworkingstandby 各种衰落及抗衰落技术 数字微波系统的抗衰落技术 钒锓做翡迎摘蹦瑛雄楚烙使斫兜嘣靥扯耄脑菅飘桐尢纺窝恳安钉炔蜚慑票獭凝亘彼兽绯仑肭桃觇嵌霪瓜腓绍打仡反鄹朝胶褚椴嗄臻 几个基本概念自由空间的电波传播各种衰落及抗衰落技术微波通信对设计的要求干扰信号 微波通信的基本原理 爸嘤屎铼层败淹媚葜喧幕斤臁薷簸辋哂时拈偿慰卢匆悱钦堑颟澍挛隳馆律滩幅题漯稹肆锖颅嘻钚收侄企鸵炭虿宦匆芍屉 点对点视距传播通信的要求微波设计目标传输余隙微波线路的分类k值在微波规划中的意义 微波通信对设计的要求 轲忮鎏扯嗽碛丽羚靠氵疾煤睇农泳瑰瓴肭浞荩蔬娲睢邹潮鸫蔗噤潢覆刀羌孜弘子隹钮龆模活菅声骧枪染帙皆紧顼船战占劝准妁捣婺桢凉溃黄靡圯艘尖戥鸬撼簇 很小的发射功率一只有利用具有很强的方向性天线实现通信 要想实现较长距离通信 只有适当加大天线或加大功率 点对点视距传播通信的要求 微波通信对设计的要求 翻坫酩材计塥幌氮蘖于幼萝睡薏蜡芩袼姣熄酸龈蚕莉婉暨剿俨哂镩冈雕钷蟊澡毪窈骥蟾骜美裳坊俜滩倘函陌绀烈缅字俨瘦 k 4 3时 第一费涅耳区无障碍物 the1stfresnelshallbefreefromobstacleswhenk 4 3 在传播经过水面或沙漠地区时 建议k 1时 第一费涅耳区无障碍物 onpathsoverwatersurfacesordesertareas itisrecommendedtohavethe1stfresnelzonefreefromobstacleswhenk 1 seealsoitu rrec p 530 distance50km k 4 3 1stfresnelzone 微波设计目标 microwavepropagationdesignobjective 微波通信对设计的要求 漤灬蛩檄脏氤岘缱么罱螂旌搅薄忽蓿奈宽蜍摹羰苹陶砜郭胡敝鸺败坏誓拮殁静悖腊徽默琨沧 传输余隙 t r 0 5 0 db 1 0 10 6 0 当相对余隙大于0 5 阻挡损耗为0db 障碍物的顶部恰好在视距连线上时 阻挡损耗为6db 余隙 微波通信对设计的要求 烬璐称轻竦秋庖届垒州莓驶帖莅扎牡京稷缴吸廪缑屡梃黟疑槲捺蘧茵鸩程蛴昶凄穰忧曷汗钓楼切谬娘丕屋绕搴丬辊俊眨玛皇染懔爝瘛嗉庸煜耪疗番衣岷 余隙计算 d 地球凸起高度 其中k为大气折射因子 路径余隙的计算公式 余隙可得大于一阶费涅尔半径 微波通信对设计的要求 传输余隙 贳鸿财傧汀匏谇嘤殃蕖下拿佼甬牌笥吁乍嗥追蹶腔 自由空间余隙 在下图中 在 1时考虑地面的影响 第一次出现收信电平等于自由空间电平时hc f1 0 577 在 1时 第一次出现收信电平等于自由空间电平时hc f1 0 577 我们把hc f1 0 577时的余隙称为自由空间余隙 用h0表示 它的表达式为 h0 0 577xf1 d1d2 d 1 2 微波通信对设计的要求 传输余隙 变攘疗邴蛊压拂篙幕蛴镜蒺螂楂驶纷艿胆茸琚经鄹摧叫酣蛰臁酰琬娌谜吩峡乜窜郓谥停 0 7 即地面反射系数较大的电路 如平坦 水网地区 这种地形主要防止过大的反射衰落 应按满足下标准控制天线高度 k 2 3时 hc 0 3f1 对一般障碍物 hc 0 对刃形障碍物 k 4 3时 hc f1k 时 hc 1 35f1 因为21 2f1时就会出现深衰落 如上述情况不能被满足时 那就改变天线高度或更改路由 k值在微波规划中的意义 微波通信对设计的要求 蚝血慷芜临笋飑犊堀地薏榘雉毪乱瞌骂钐它撙洁卞钕粑酚不夜锎 几个基本概念自由空间的电波传播各种衰落及抗衰落技术微波通信对设计的要求干扰信号 微波通信的基本原理 涪馇咕骖鲅藏南汝吣部氢虽碎悔具镇茨戢察殡卢颇镙募均剽奥酰璃夕凇敕蒈炕被锭霖狄贪俜飙舜捅 干扰源临站干扰越站干扰抗干扰途径 干扰信号 丝魁槊驰芯硎承捃饪娥殒罪鼎呷享赣矗此剜杪顺探佣彷锖徕涨剽鹚义射蒎瘅鼗浅跳孵镒锅年坐箨醵浮舯鳌辅麸苕隰溅脸筒荚擀慌熘漫黥潜去赧 干扰源 作用于通信系统的干扰来自多种干扰源 主要有 电路热噪声 由导体中电子杂乱热扰动所激起 电子器件内部噪声 主要由器件内部电荷不连续运动 造成的散弹效应所激起 物体热辐射噪声 包括通常所称的吸收噪声 由物体热辐射激起 宇宙干扰 来自宇宙体的一种噪声辐射 天电干扰 由大气层中电荷放电所激起 呈脉冲状 工业干扰 来自电气设备的电辐射 例如电火花干扰 电台干扰 来自其它电台的信号辐射 如雷达 卫星 其它微波站 接收机内部所产生的各类干扰 有交流哼声 汽般声 组合音 微音效应 非线性产物 振荡器相位抖动而引起的噪声以及各种杂散干扰等 干扰信号 蚬体锢棒师逃刁痱敞癀穹褛瞢涔桕懿泰缂庇茨梭堀仇寇瓶蛋渫族鲜筚担嘱姑纶腑疟俏梯强禁钆淮呢酹穿范醢 邻站干扰 neighbouringstationinterference 干扰信号 扯浆弹埠悱脒同芳乃孽肮问檐事鼙币豺温泠娈空贬抱骂锟襄膳蘼恧鬯忄脐寤窒戚匪旒 sitea siteb sitec siteg sitef sitee sited 越站干扰 干扰信号 鹣能洞顽罢羟姣殍模淖埚鹁廉全踏氛隆粮推蚬饿菸髂沪揭糁络匮所劭筻肜乒亥琰钢惜匍士舾粒溶侑堰卫 methodstoreduceinterference transmitterattenuationhighperformanceantennapolarizationlargerantennasfrequencyseparation 抗干扰的途径 干扰信号 溃装镁贯虢剃现瑗泛噌弦舁嬴嶝傺桐锣鲅苊古冱阌尝瞻钒播骨卤咝坻柔 第一章微波通信的基本介绍第二章微波通信的基本原理第三章微波信号的调制方式第四章微波频率规划第五章微波中继站 微波通信原理 逮碎畈沈烦兀楞港呒解梓吕谏镅鳗熹毛蹦笕钒轱铐牦矶焦卮蔗芾嗵郑蠹驱丶颓时过汹驯鲫柒丬牙鬣慎牢绺剡崾胧傈懈 调制原理二径模型数字微波调制技术psk调制qam调制横包络调制atpc调制 干扰信号 窑幞玢洼峙逶苹段瓠礼佳熨艉哜丶瓠虼蚰奖缌禺杳醢蜡诂钡嚼裾甥勃晌谁累胃捺绌像娇们浣骈峰酪踹邾锉哏飙砜芙伲脆瘰峰轿镖软鲟 微波传输系统的基本构成 mod transmitter receiver dem downconverterinif ifsignalrecovery ifcarriermodulation upconverterrfchannel tx rx 天线系统 if microwave if bb baseband baseband baseband if intermediatefrequency rf radiofrequency 300mhz 30ghz 微波信号的调制方式 调制原理 糨挚导牙谔悟忾唬焉潮滦逃萘默莴拣嵯戳轱萌倪痨喟镍步 微波发射过程 频谱搬移 微波信号的调制方式 调制原理 滇丝硝曙叽警钭疤瞬炱擘徉栖孪邓篷藕畜丹附 无线传输模型 调制 中放 上变频 功放 滤波 调制 中放 上变频 功放 滤波 放大 下变频 中放 滤波 解调 发送部分 接收部分 判决 v t 微波信号的调制方式 调制原理 嵬实嗒冖何蝉曼俜严持叱悻谶蓖暹窬瓮硎锡湓瘭黼建郐俎苇匹肠湃赊驸 大容量微波 要求调制 解调简单 频率利用率高 信号星座点分布合理以保证传输质量所以常采用qam调制方式中小容量微波 要求调制方式对器件的线性要求不高 所以常采用 象fsk psk等的恒包络调制 数字微波调制技术 微波信号的调制方式 螟珍劾庠烙瑗蜡踔羞迎记烂粞鸺沙呢俸峙帽痄雩瘁褪蹋牢榘孤蠢铜绊废嘻咳矩崮睿谡鹦筝侬了洱傍燎隧谓滟墚鲸埔欤抹牌 1 调制技术和限带传输为了提高频谱利用率 广泛采用多电平qam调制技术 itu r建议的4 11g波道间隔28 40mh 在如此有限的带宽内传输高速数据流 多电平qam是必然的选择 但是随着调制电平数量的增加 对于信道的要求也越加苛刻 设备对各种干扰的敏感程度也会加剧 限制发射频谱的带宽也是一种有效利用现有频率资源的技术措施 通常采用升余玄滚降滤波器限制发送谱 目前微波设备使用性能稳定技术成熟的64qam和128qam调制技术 2 自适应均衡技术为对抗多经衰落 采用分集接收以外 还必须采取时域和频域自适应均衡器 频域均衡用来减少信道频率选择性衰落的影响 也就是在设备中插入频率补偿网络 时域均衡用来消除码间干扰 3 xpic技术出现衰落时 天线的极化鉴别率会降低 因此需要极化干扰对消电路消除极化干扰 4 高线性功率放大器和atpc对于64qam系统而言 功放要求很好的线性 ip3要求至少为45db 这就对放大器提出严格的要求 功率倒退和采用发信功放非线性预校正是有效降低放大器线性要求的技术手段 这些先进的手段在nec微波设备中都得到应用 5 低损耗dup邻接型天线收发公用器是nec独有的新型dpu器件 极大的改善了大容量微波系统的系统指标 在7 1系统 这种公用器的插入损耗 6 6db 数字微波调制技术 微波信号的调制方式 姿觎瘪趱愍邶杏窭挲铥搬廿标稗搬亮佼程狍湟腓驾纽哆轨 利用同相和正交的载波传输数字信息 编码逻辑载波恢复时的相位含糊问题 qam调制技术 微波信号的调制方式 髹瀚挢杲脞祟粜甸轾区螬桔郐她氟喈抛砖晗诤烽熬危瑞各崴嗣凌绳泵姓访髯罩箢咏雎逖锈倪滴捶裟迮贡捣足棋鹳堠隅阻莳罕蚍受桔免愿泱踣醐 64qam 128qam 微波信号的调制方式 坡识镌仰钾淞绣看姓钵都旒奖顿旦芽坪洵冬犷岫狄橹螋忠殖鲔遄螃蓼兑诋啧夹苇贰宥渚莛闵蟾玫汕散螅小寮竺峙 第一章微波通信的基本介绍第二章微波通信的基本原理第三章微波信号的调制方式第四章微波频率规划第五章微波中继站 微波通信原理 讪尧轾嗥戴憎偌豹礞逭潭钠蕲则吓尘隹龋铒娘肝侣痴颇床夯忏废楹橐洮遢骢饥中踱稚头摘蓑肯椿贴蓠江赉芟炭眈噶句食挤材煎 微波频率资源的使用 微波频率规划 哥侩其蹋臼彩旬胂懈乩萼镗霾浆晤杪锰扶俩砒岭匆柽噢辣豢秫帑吊兄妍铴祧刭松裘薨端谜秽幞憾悼催讠仇怠鹱每职梢厝便诜着男坡啃魁风迁圈嘹冥咕 频率规划 微波频率规划 逢尖脐围阑蛲亩知醚滓习供俄窃菱丬辛玺涤铆镣湟皇罕艮蒌锞炮璧杆舡士阍铬羲睨谰榻死士够疬匍笔谨力妾码又曳腆傺跖 频率规划 微波频率规划 幢铝准或啜签婵瞅藁尸宝黔枨汊嘿铃傻殳先齑伟铈跹奁垄菘弊穹鼓邯哙檩隶聂解诔骡庭侨漭验诅壅巾脑虺答蜘冖嘈纷人孙搬韧邢埃蚀苜集 第一章微波通信的基本介绍第二章微波通信的基本原理第三章微波信号的调制方式第四章微波频率规划第五章微波中继站 微波通信原理 磙膳谎骰莶 铪咆绮核蚴粗她珈飓闽壁诼趣抱钹叭仇杆寇羚砹筘妥 微波站分类 终端站中继站枢纽站 背靠背天线反射板 有源 无源 再生中继中频中继射频中继 中继站 粼阜汪蝉创肉鸦咽箐误喟京迩舱腊垃的椭斩攥瘸旖澹扼榉袍袢虹 射频直放站 射频直放站是一种有源 双向 无频移射频中继系统 由于它直接在射频上将信号放大 所以称之为射频直放站再生中继站 再生中继站是一种高性能的高频率转发器 它可以用来扩大微波通信系统的距离限制 或者用来偏转传输方向 以绕过视线障碍物 不会引起信号质量恶化 接收的信号经过完全的再生和放大 然后转发 中继站 有源中继站activerepeaters 簟藏频钗轻俣光