微波通信原理-文档资料

1、0123456分米波分米波1 m 10 cm0.3G3G Hz特高频（特高频（UHF）厘米波厘米波10 cm 1 cm3G30G Hz超高频（超高频（SHF）毫米波毫米波1 cm 1 mm30G300G Hz极高频（极高频（EHF）7波长波长 ：1m1mm频段：频段：UHF: 0.3-1.12G X：8.2-12.4G L: 1.12-1.7G KU：12.4-18G LS：1.7-2.6 G K: 18-26G S：2.6-3.95 G Ka:26.5-40G C：3.95-5.85G U: 40-60G XC：5.85-8.2G 波长波长10Km1Km100m10m1m10cm1cm1mm

2、频率频率30KHz300KHz3MHz30MHz300MHz3GHz30GHz300GHzLFMFHFVHFUHFSHFEHF微波频段微波频段8微波在其传播过程中，若所遇物体的几何尺寸大于或可与波长相微波在其传播过程中，若所遇物体的几何尺寸大于或可与波长相 比拟时，就会产生反射，波长越短，传播特性越与几何光学相似比拟时，就会产生反射，波长越短，传播特性越与几何光学相似 (如近于直线传播的持性如近于直线传播的持性)。2. 普通无线电波会被高空的电离层所吸收或被反射回来，而微波则普通无线电波会被高空的电离层所吸收或被反射回来，而微波则 能够穿过电离层至外层空间。电视广播、卫星通信、宇宙航行，能够穿

3、过电离层至外层空间。电视广播、卫星通信、宇宙航行， 射电天文学，以及受控热核反应中的等离子体的参数测量等，都射电天文学，以及受控热核反应中的等离子体的参数测量等，都 是利用了微波的这一特性才得以实现的；是利用了微波的这一特性才得以实现的；3. 微波的频率很高，因此可利用的频带较宽、信息容量大，从而使微波的频率很高，因此可利用的频带较宽、信息容量大，从而使 微波通信得到了广泛的应用和发展。微波通信得到了广泛的应用和发展。9101.4.1 不同的传输方法不同的传输方法MUX卫星卫星光缆光缆微波微波同轴电缆同轴电缆MUX11 微波设备微波设备电话电话/ /数据图像等信息数据图像等信息微波设备微波设备

4、电话电话/数据数据/图像等信息图像等信息A 站站B 站站数字微波点对点传输模型数字微波点对点传输模型12微波微波设备设备电话电话 / 数据数据图像等信息图像等信息微波微波设备设备微波微波设备设备微波微波设备设备电话电话 / 数据数据图像等信息图像等信息B站（中继）站（中继）C站（端）站（端）中继传输中继传输A站（端）站（端）1314 Td1d2R无源中继无源中继15这种情况往往用大这种情况往往用大口径天线，天线调口径天线，天线调整要借助于仪表。整要借助于仪表。费时较长费时较长近端距离要小于近端距离要小于5KM16d1d2全程自由空间损耗为：全程自由空间损耗为：Ld das1421202012.

5、loglog（km）（km）其中其中 a 为反射板有效面积为反射板有效面积m2面积面积AaAc o s217无源中继站（实物照片）无源中继站（实物照片）反射板式无源中继站反射板式无源中继站Plane reflectors双抛物面无源中继站双抛物面无源中继站Parabolic reflectors18应用范围应用范围宏蜂窝、微蜂窝网络传输宏蜂窝、微蜂窝网络传输 专用网专用网接入网接入网临时话音或数据链路临时话音或数据链路传输线的备份传输线的备份 19微波传输通道系统组网图微波传输通道系统组网图20210.6m0.6m 天线天线室外单元室外单元( (ODUODU) )天线抱杆天线抱杆室内单元室内单

6、元( (IDUIDU) )中频电缆中频电缆( (同轴型同轴型) )22天线和馈线（波导）天线和馈线（波导）主电源主电源: 发电机或发电机或太阳能太阳能蓄电池蓄电池动力房动力房微波设备微波设备抛物面天线抛物面天线波导波导铁塔铁塔D 100 m无源反射板无源反射板禁航灯禁航灯防雷器防雷器机房机房AUXEPXTxRxTxRx充气机充气机23椭圆波导椭圆波导使用范围使用范围: 室外安装室外安装 (波导密封波导密封)A.dB/米米r F Ghz100长度长度:120 m24波导密封单元波导密封单元马达马达告警告警 (T.S)阀阀压缩压缩输入输入过滤过滤0-250mbar压力表压力表密封切换密封切换压力启

7、动压力启动最大密封压力最大密封压力告警压力告警压力干燥济干燥济: 50 mbars: 75 mbars: 40 mbars到波导到波导25分体式微波设备系统结构分体式微波设备系统结构避雷器避雷器接地装置接地装置地气地气ODUIDU同轴电缆同轴电缆接地电阻小接地电阻小于于10欧姆欧姆ODU的接地线应接到铁塔的角钢上，的接地线应接到铁塔的角钢上，其接地电阻小于其接地电阻小于10欧姆欧姆地线的接地电阻应小于地线的接地电阻应小于10欧姆欧姆铁塔的接地电阻应小于铁塔的接地电阻应小于10欧姆欧姆IDU的接地的接地26拉线塔拉线塔27Ga=20lgDa+20lgf+20.4+10lgAGa为天线增益(dB)

8、；Da为天线口径(m)；f为工作频率(GHz)；A为天线效率，可取50%70%。增益：增益：实例:D0.6M F=13GHzG=35dBi (VHP2-130,35.5dBi)抛物面天线抛物面天线28高性能天线高性能天线: 减小背面辐射减小背面辐射和和 副辨辐射副辨辐射 15 dB)风力改善风力改善: 0.6M : 230 km (64m/s) 1.8M : 190 km (53m/s) 抛物面天线抛物面天线29抛物面天线抛物面天线抛物面抛物面反射器反射器极化极化r. H极化极化. V天线屏蔽天线屏蔽器器(减小背面辐射减小背面辐射和副辨辐射和副辨辐射 15 dB) 3 dB 58 /R (均匀

9、反射均匀反射)Gain = 10 log 0.55() 2R极化去耦极化去耦 H/V, XPD 30 dB2TRTR高性能天线高性能天线边围边围 + 屏蔽器屏蔽器+站点和通信站点和通信方位角方位角30加固杆加固杆天线天线可调节杆可调节杆固定杆固定杆顶视图顶视图防护罩防护罩31323334频段频段天线口径天线口径增益增益典型性能典型性能353637 地面地面大气不均匀大气不均匀水面水面光滑地面光滑地面是主要原因是主要原因38 还是还是气候气候原因原因39 所以设计时就要考虑当地地所以设计时就要考虑当地地形与气候形与气候40越高频段雨衰越高频段雨衰越厉害！越厉害！高频段可以做高频段可以做用户级传输

10、用户级传输4142频率频率用途用途 7 7长距离干线长距离干线长距离干线长距离干线 13 13G G中，短距离中，短距离中，短距离中，短距离中，短距离中，短距离中，短距离中，短距离短距离，城区短距离，城区短距离，城区短距离，城区短距离，城区短距离，城区43H H10.2/F1/2 H 37/F1/244波导型波导型 SD FD K 型型 天线增益天线增益 天线高度天线高度衰减型（阻挡，雨衰）降低频率衰减型（阻挡，雨衰）降低频率缩短站距缩短站距 452.微波通信系统方框图微波通信系统方框图46 低噪放TXUHF/SHF47MUX环形器MUX48数字微波常用调制技术数字微波常用调制技术移相键控（移

11、相键控（） （ ）正交调幅（）正交调幅（）492PSK 数字解调数字解调 (BPSK)基带信号基带信号载波信号载波信号已调信号已调信号已调信号已调信号基带信号基带信号载波信号载波信号d1d2d3d4星座图星座图IQ环型调制器环型调制器504 PSK 调制器方框图调制器方框图4PSK S / PHOSC / 2I Q 星座图星座图IQ514 QAM 调制器方框图调制器方框图4QAM S / PHOSC / 2AM AM I Q 星座图星座图IQ提高频谱利用率提高频谱利用率多状态调制（多状态调制（4 n QAM）尼奎斯特带宽尼奎斯特带宽 =Bite RateN52 4 QAM128 QAM64 Q

12、AM16 QAMQAM 星座图星座图53 ） 543. 微波通信系统数字传输系列微波通信系统数字传输系列55n准同步数字体系准同步数字体系(PDH) (Plesiochronous Digital Hierarchy) 数字传输技术的应用是从市话中继传输开始的，为适应点数字传输技术的应用是从市话中继传输开始的，为适应点对点的传输，对点的传输，PDH技术出现了。随着高速光纤通信系统在电技术出现了。随着高速光纤通信系统在电信网中的应用，更多的电路被集中到少数的传输系统上，暴信网中的应用，更多的电路被集中到少数的传输系统上，暴露出露出 PDH技术的不足：逐级复用造成上下电路复杂而不灵活；技术的不足：

13、逐级复用造成上下电路复杂而不灵活；预留开销很小，不利于网络运行、管理和维护；北美制式和预留开销很小，不利于网络运行、管理和维护；北美制式和欧洲制式两大系列难以兼容互通；点对点传输基础上的复用欧洲制式两大系列难以兼容互通；点对点传输基础上的复用结构缺乏灵活性，使传输设备利用率低，也不利于向同步网结构缺乏灵活性，使传输设备利用率低，也不利于向同步网过渡等。过渡等。 56n同步数字体系同步数字体系(SDH) (Synchronous Digital Hierarchy) SDH采用同步时分交换技术，具有强大的网络运行、采用同步时分交换技术，具有强大的网络运行、管理和维护功能，是高速大容量传输系统。与

14、传统的管理和维护功能，是高速大容量传输系统。与传统的PDH相比，其优点有：相比，其优点有： (1) 充分利用了光纤带宽宽的特性，将传输速率大大提高，充分利用了光纤带宽宽的特性，将传输速率大大提高，目前已有目前已有10Gb/s速率的产品，可使传输容量明显提高。速率的产品，可使传输容量明显提高。 (2)统一了北美制式和欧洲制式。统一了北美制式和欧洲制式。 (3)使用标准的光接口，使得不同厂家的产品可以在光接口使用标准的光接口，使得不同厂家的产品可以在光接口上实现互联，实现横向兼容。上实现互联，实现横向兼容。 (4)采用同步复用特性，只需利用软件即可使高速信号一次采用同步复用特性，只需利用软件即可使高速信号一次直接分插出低速支路信号。直接分插出