微波通信原理-文檔資料

1、0123456分米波分米波1 m 10 cm0.3G3G Hz特高頻（特高頻（UHF）厘米波厘米波10 cm 1 cm3G30G Hz超高頻（超高頻（SHF）毫米波毫米波1 cm 1 mm30G300G Hz極高頻（極高頻（EHF）7波長(zhǎng)波長(zhǎng) ：1m1mm頻段：頻段：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 波長(zhǎng)波長(zhǎng)10Km1Km100m10m1m10cm1cm1mm

2、頻率頻率30KHz300KHz3MHz30MHz300MHz3GHz30GHz300GHzLFMFHFVHFUHFSHFEHF微波頻段微波頻段8微波在其傳播過(guò)程中，若所遇物體的幾何尺寸大于或可與波長(zhǎng)相微波在其傳播過(guò)程中，若所遇物體的幾何尺寸大于或可與波長(zhǎng)相 比擬時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生反射，波長(zhǎng)越短，傳播特性越與幾何光學(xué)相似比擬時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生反射，波長(zhǎng)越短，傳播特性越與幾何光學(xué)相似 (如近于直線傳播的持性如近于直線傳播的持性)。2. 普通無(wú)線電波會(huì)被高空的電離層所吸收或被反射回來(lái)，而微波則普通無(wú)線電波會(huì)被高空的電離層所吸收或被反射回來(lái)，而微波則 能夠穿過(guò)電離層至外層空間。電視廣播、衛(wèi)星通信、宇宙航行，能夠穿

3、過(guò)電離層至外層空間。電視廣播、衛(wèi)星通信、宇宙航行， 射電天文學(xué)，以及受控?zé)岷朔磻?yīng)中的等離子體的參數(shù)測(cè)量等，都射電天文學(xué)，以及受控?zé)岷朔磻?yīng)中的等離子體的參數(shù)測(cè)量等，都 是利用了微波的這一特性才得以實(shí)現(xiàn)的；是利用了微波的這一特性才得以實(shí)現(xiàn)的；3. 微波的頻率很高，因此可利用的頻帶較寬、信息容量大，從而使微波的頻率很高，因此可利用的頻帶較寬、信息容量大，從而使 微波通信得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。微波通信得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。9101.4.1 不同的傳輸方法不同的傳輸方法MUX衛(wèi)星衛(wèi)星光纜光纜微波微波同軸電纜同軸電纜MUX11 微波設(shè)備微波設(shè)備電話電話/ /數(shù)據(jù)圖像等信息數(shù)據(jù)圖像等信息微波設(shè)備微波設(shè)備

4、電話電話/數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)/圖像等信息圖像等信息A 站站B 站站數(shù)字微波點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸模型數(shù)字微波點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸模型12微波微波設(shè)備設(shè)備電話電話 / 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)圖像等信息圖像等信息微波微波設(shè)備設(shè)備微波微波設(shè)備設(shè)備微波微波設(shè)備設(shè)備電話電話 / 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)圖像等信息圖像等信息B站（中繼）站（中繼）C站（端）站（端）中繼傳輸中繼傳輸A站（端）站（端）1314 Td1d2R無(wú)源中繼無(wú)源中繼15這種情況往往用大這種情況往往用大口徑天線，天線調(diào)口徑天線，天線調(diào)整要借助于儀表。整要借助于儀表。費(fèi)時(shí)較長(zhǎng)費(fèi)時(shí)較長(zhǎng)近端距離要小于近端距離要小于5KM16d1d2全程自由空間損耗為：全程自由空間損耗為：Ld das1421202012.

5、loglog（km）（km）其中其中 a 為反射板有效面積為反射板有效面積m2面積面積AaAc o s217無(wú)源中繼站（實(shí)物照片）無(wú)源中繼站（實(shí)物照片）反射板式無(wú)源中繼站反射板式無(wú)源中繼站Plane reflectors雙拋物面無(wú)源中繼站雙拋物面無(wú)源中繼站Parabolic reflectors18應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍宏蜂窩、微蜂窩網(wǎng)絡(luò)傳輸宏蜂窩、微蜂窩網(wǎng)絡(luò)傳輸 專用網(wǎng)專用網(wǎng)接入網(wǎng)接入網(wǎng)臨時(shí)話音或數(shù)據(jù)鏈路臨時(shí)話音或數(shù)據(jù)鏈路傳輸線的備份傳輸線的備份 19微波傳輸通道系統(tǒng)組網(wǎng)圖微波傳輸通道系統(tǒng)組網(wǎng)圖20210.6m0.6m 天線天線室外單元室外單元( (ODUODU) )天線抱桿天線抱桿室內(nèi)單元室內(nèi)單

6、元( (IDUIDU) )中頻電纜中頻電纜( (同軸型同軸型) )22天線和饋線（波導(dǎo)）天線和饋線（波導(dǎo)）主電源主電源: 發(fā)電機(jī)或發(fā)電機(jī)或太陽(yáng)能太陽(yáng)能蓄電池蓄電池動(dòng)力房動(dòng)力房微波設(shè)備微波設(shè)備拋物面天線拋物面天線波導(dǎo)波導(dǎo)鐵塔鐵塔D 100 m無(wú)源反射板無(wú)源反射板禁航燈禁航燈防雷器防雷器機(jī)房機(jī)房AUXEPXTxRxTxRx充氣機(jī)充氣機(jī)23橢圓波導(dǎo)橢圓波導(dǎo)使用范圍使用范圍: 室外安裝室外安裝 (波導(dǎo)密封波導(dǎo)密封)A.dB/米米r F Ghz100長(zhǎng)度長(zhǎng)度:120 m24波導(dǎo)密封單元波導(dǎo)密封單元馬達(dá)馬達(dá)告警告警 (T.S)閥閥壓縮壓縮輸入輸入過(guò)濾過(guò)濾0-250mbar壓力表壓力表密封切換密封切換壓力啟

7、動(dòng)壓力啟動(dòng)最大密封壓力最大密封壓力告警壓力告警壓力干燥濟(jì)干燥濟(jì): 50 mbars: 75 mbars: 40 mbars到波導(dǎo)到波導(dǎo)25分體式微波設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分體式微波設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)避雷器避雷器接地裝置接地裝置地氣地氣ODUIDU同軸電纜同軸電纜接地電阻小接地電阻小于于10歐姆歐姆ODU的接地線應(yīng)接到鐵塔的角鋼上，的接地線應(yīng)接到鐵塔的角鋼上，其接地電阻小于其接地電阻小于10歐姆歐姆地線的接地電阻應(yīng)小于地線的接地電阻應(yīng)小于10歐姆歐姆鐵塔的接地電阻應(yīng)小于鐵塔的接地電阻應(yīng)小于10歐姆歐姆IDU的接地的接地26拉線塔拉線塔27Ga=20lgDa+20lgf+20.4+10lgAGa為天線增益(dB)

8、；Da為天線口徑(m)；f為工作頻率(GHz)；A為天線效率，可取50%70%。增益：增益：實(shí)例:D0.6M F=13GHzG=35dBi (VHP2-130,35.5dBi)拋物面天線拋物面天線28高性能天線高性能天線: 減小背面輻射減小背面輻射和和 副辨輻射副辨輻射 15 dB)風(fēng)力改善風(fēng)力改善: 0.6M : 230 km (64m/s) 1.8M : 190 km (53m/s) 拋物面天線拋物面天線29拋物面天線拋物面天線拋物面拋物面反射器反射器極化極化r. H極化極化. V天線屏蔽天線屏蔽器器(減小背面輻射減小背面輻射和副辨輻射和副辨輻射 15 dB) 3 dB 58 /R (均勻

9、反射均勻反射)Gain = 10 log 0.55() 2R極化去耦極化去耦 H/V, XPD 30 dB2TRTR高性能天線高性能天線邊圍邊圍 + 屏蔽器屏蔽器+站點(diǎn)和通信站點(diǎn)和通信方位角方位角30加固桿加固桿天線天線可調(diào)節(jié)桿可調(diào)節(jié)桿固定桿固定桿頂視圖頂視圖防護(hù)罩防護(hù)罩31323334頻段頻段天線口徑天線口徑增益增益典型性能典型性能353637 地面地面大氣不均勻大氣不均勻水面水面光滑地面光滑地面是主要原因是主要原因38 還是還是氣候氣候原因原因39 所以設(shè)計(jì)時(shí)就要考慮當(dāng)?shù)氐厮栽O(shè)計(jì)時(shí)就要考慮當(dāng)?shù)氐匦闻c氣候形與氣候40越高頻段雨衰越高頻段雨衰越厲害！越厲害！高頻段可以做高頻段可以做用戶級(jí)傳輸

10、用戶級(jí)傳輸4142頻率頻率用途用途 7 7長(zhǎng)距離干線長(zhǎng)距離干線長(zhǎng)距離干線長(zhǎng)距離干線 13 13G G中，短距離中，短距離中，短距離中，短距離中，短距離中，短距離中，短距離中，短距離短距離，城區(qū)短距離，城區(qū)短距離，城區(qū)短距離，城區(qū)短距離，城區(qū)短距離，城區(qū)43H H10.2/F1/2 H 37/F1/244波導(dǎo)型波導(dǎo)型 SD FD K 型型 天線增益天線增益 天線高度天線高度衰減型（阻擋，雨衰）降低頻率衰減型（阻擋，雨衰）降低頻率縮短站距縮短站距 452.微波通信系統(tǒng)方框圖微波通信系統(tǒng)方框圖46 低噪放TXUHF/SHF47MUX環(huán)形器MUX48數(shù)字微波常用調(diào)制技術(shù)數(shù)字微波常用調(diào)制技術(shù)移相鍵控（移

11、相鍵控（） （ ）正交調(diào)幅（）正交調(diào)幅（）492PSK 數(shù)字解調(diào)數(shù)字解調(diào) (BPSK)基帶信號(hào)基帶信號(hào)載波信號(hào)載波信號(hào)已調(diào)信號(hào)已調(diào)信號(hào)已調(diào)信號(hào)已調(diào)信號(hào)基帶信號(hào)基帶信號(hào)載波信號(hào)載波信號(hào)d1d2d3d4星座圖星座圖IQ環(huán)型調(diào)制器環(huán)型調(diào)制器504 PSK 調(diào)制器方框圖調(diào)制器方框圖4PSK S / PHOSC / 2I Q 星座圖星座圖IQ514 QAM 調(diào)制器方框圖調(diào)制器方框圖4QAM S / PHOSC / 2AM AM I Q 星座圖星座圖IQ提高頻譜利用率提高頻譜利用率多狀態(tài)調(diào)制（多狀態(tài)調(diào)制（4 n QAM）尼奎斯特帶寬尼奎斯特帶寬 =Bite RateN52 4 QAM128 QAM64 Q

12、AM16 QAMQAM 星座圖星座圖53 ） 543. 微波通信系統(tǒng)數(shù)字傳輸系列微波通信系統(tǒng)數(shù)字傳輸系列55n準(zhǔn)同步數(shù)字體系準(zhǔn)同步數(shù)字體系(PDH) (Plesiochronous Digital Hierarchy) 數(shù)字傳輸技術(shù)的應(yīng)用是從市話中繼傳輸開(kāi)始的，為適應(yīng)點(diǎn)數(shù)字傳輸技術(shù)的應(yīng)用是從市話中繼傳輸開(kāi)始的，為適應(yīng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸，對(duì)點(diǎn)的傳輸，PDH技術(shù)出現(xiàn)了。隨著高速光纖通信系統(tǒng)在電技術(shù)出現(xiàn)了。隨著高速光纖通信系統(tǒng)在電信網(wǎng)中的應(yīng)用，更多的電路被集中到少數(shù)的傳輸系統(tǒng)上，暴信網(wǎng)中的應(yīng)用，更多的電路被集中到少數(shù)的傳輸系統(tǒng)上，暴露出露出 PDH技術(shù)的不足：逐級(jí)復(fù)用造成上下電路復(fù)雜而不靈活；技術(shù)的不足：

13、逐級(jí)復(fù)用造成上下電路復(fù)雜而不靈活；預(yù)留開(kāi)銷很小，不利于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、管理和維護(hù)；北美制式和預(yù)留開(kāi)銷很小，不利于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、管理和維護(hù)；北美制式和歐洲制式兩大系列難以兼容互通；點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸基礎(chǔ)上的復(fù)用歐洲制式兩大系列難以兼容互通；點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸基礎(chǔ)上的復(fù)用結(jié)構(gòu)缺乏靈活性，使傳輸設(shè)備利用率低，也不利于向同步網(wǎng)結(jié)構(gòu)缺乏靈活性，使傳輸設(shè)備利用率低，也不利于向同步網(wǎng)過(guò)渡等。過(guò)渡等。 56n同步數(shù)字體系同步數(shù)字體系(SDH) (Synchronous Digital Hierarchy) SDH采用同步時(shí)分交換技術(shù)，具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、采用同步時(shí)分交換技術(shù)，具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、管理和維護(hù)功能，是高速大容量傳輸系統(tǒng)。與

14、傳統(tǒng)的管理和維護(hù)功能，是高速大容量傳輸系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的PDH相比，其優(yōu)點(diǎn)有：相比，其優(yōu)點(diǎn)有： (1) 充分利用了光纖帶寬寬的特性，將傳輸速率大大提高，充分利用了光纖帶寬寬的特性，將傳輸速率大大提高，目前已有目前已有10Gb/s速率的產(chǎn)品，可使傳輸容量明顯提高。速率的產(chǎn)品，可使傳輸容量明顯提高。 (2)統(tǒng)一了北美制式和歐洲制式。統(tǒng)一了北美制式和歐洲制式。 (3)使用標(biāo)準(zhǔn)的光接口，使得不同廠家的產(chǎn)品可以在光接口使用標(biāo)準(zhǔn)的光接口，使得不同廠家的產(chǎn)品可以在光接口上實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)橫向兼容。上實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)橫向兼容。 (4)采用同步復(fù)用特性，只需利用軟件即可使高速信號(hào)一次采用同步復(fù)用特性，只需利用軟件即可使高速信號(hào)一次直接分插出低速支路信號(hào)。直接分插出