传输基本知识

关于天线传输馈线的基本知识

1、传输线的特性阻抗

无限长传输线上各处的电压与电流的比值定义为传输线的特性阻抗，用Ｚ0 表示。 同轴电缆的特性阻抗的计算公式为 ：Ｚ0＝〔60/√εr〕×Log ( D/d ) [ 欧]

式中：D 为同轴电缆外导体铜网内径；d 为同轴电缆芯线外径；εr为导体间绝缘介质的相对介电常数。通常Ｚ0 = 50

欧 ，也有Ｚ0 = 75 欧的。

由公式不难看出，馈线特性阻抗只与导体直径D和d以及导体间介质的介电常数εr有关，而与馈线长短、工作频率以及馈线终端所接负载阻抗无关.

2、馈线的衰减系数

信号在馈线里传输，除有导体的电阻性损耗外，还有绝缘材料的介质损耗。这两种损耗随馈线长度的增加和工作频率的提高而增加。因此，应合理布局尽量缩短馈线长度。

单位长度产生的损耗的大小用衰减系数

β 表示，其单位为 dB / m （分贝／米），电缆技术说明书上的单位大都用 dB /

100 m（分贝／百米）。

设输入到馈线的功率为Ｐ1 ，从长度为

L（m ） 的馈线输出的功率为Ｐ2 ，传输损耗TL可表示为：TL ＝ 10 ×Lg

( Ｐ1 /Ｐ2 ) ( dB )

衰减系数为：β ＝ TL / L ( dB / m )

例如， NOKIA 7 / 8英寸低耗电缆，

900MHz 时衰减系数为 β ＝ 4.1 dB /

100 m ，也可写成β ＝ 3 dB / 73 m ，

也就是说， 频率为 900MHz 的信号功率，每经过 73 m 长的这种电缆时，功率要少一半。

而普通的非低耗电缆，例如，

SYV-9-50-1， 900MHz 时衰减系数为

β ＝ 20.1 dB / 100 m ，也可写成 β

＝ 3 dB / 15 m ， 也就是说， 频率为

900MHz 的信号功率，每经过15 m 长的这种电缆时，功率就要少一半。

3、匹配概念

什么叫匹配？简单地说，馈线终端所接负载阻抗ＺL 等于馈线特性阻抗Ｚ0 时，称为馈线终端是匹配连接的。匹配时，馈线上只存在传向终端负载的入射波，而没有由终端负载产生的反射波，因此，当天线作为终端负载时，匹配能保证天线取得全部信号功率。当天线阻抗为50欧时，与50欧的电缆是匹配的，而当天线阻抗为80欧时，与50欧的电缆是不匹配的。如果天线振子直径较粗，天线输入阻抗随频率的变化较小，容易和馈线保持匹配，这时天线的工作频率范围就较宽。反之，则较窄。在实际工作中，天线的输入阻抗还会受到周围物体的影响。为了使馈线与天线良好匹配，在架设天线时还需要通过测量，适当地调整天线的局部结构，或加装匹配装置。

第一部分 光传输通信基本原理

第一章、 光纤通信原理

第一节、光纤通信的概念

一、光纤通信的概念

光纤通信概念：利用光纤来传输携带信息的光波以达到通信的目的。 典型的光纤通信系统方框图如下：

光发送机电端机（数字）模拟信息LD光接收机电端机（数字）模拟信息APD中继器

数字光纤通信系统方框图

从图中可以看出，数字光纤通信系统基本上由光发送机、光纤与光接收机组成。发送端的电端机把信息（如话音）进行模/数转换，用转换后的数字信号去调制发送机中的光源器件LD，则LD就会发出携带信息的光波。即当数字信号为“1”时，光源器件发送一个“传号”光脉冲；当数字信号为“0”时，光源器件发送一个“空号”（不发光）。光波经低衰耗光纤传输后到达接收端。在接收端，光接收机把数字信号从光波中检测出来送给电端机，而电端机再进行数/模转换，恢复成原来的信息。就这样完成了一次通信的全过程。其中光发送机的调制方式有两种：直接调制也称内调制（一般速率小于等于2.5GB/S时）；间接调制也称外调制（一般速率大于2.5GB/S时）。

二、光纤通信的特点

1、通信容量大

2、中继距离长

3、保密性能好

2、适应能力强

5、体积小、重量轻、便于施工和维护

6、原材料来源丰富，潜在的价格低廉

第二节、光纤的导光原理

一、全反射原理

我们知道，当光线在均匀介质中传播时是以直线方向进行的，但在到达两种不同介质的分界面时，会发生反射与折射现象，如图2.5所示。

折射光反射光入射光θ1θ1θ2包层n2纤芯n1

图2.5 光的反射与折射

根据光的反射定律，反射角等于入射角。

根据光的折射定律：

nSinnSin1222 （2.2）

其中n1为纤芯的折射率，n2为包层的折射率。

显然，若n1>n2，则会有θ2>θ1。如果n1与n2的比值增大到一定程度，则会使折射角θ2≥90°，此时的折射光线不再进入包层，而会在纤芯与包层的分界面上掠过（θ2=90°时），或者重返回到纤芯中进行传播（θ2>90°时）。这种现象叫做光的全反射现象，如图2.6所示。

SDH基本传输原理

同步复用方式和灵活的复用映射结构是SDH最具特色的内容之一，它使数字复用由PDH固定的大量硬件配置转变为灵活的软件配置。图3-34为国际通用的SDH复用结构。它提供了欧洲2 Mbit/s、34 Mbit/s和140 Mbit/s速率及北美1.5 Mbit/s、6.3 Mbit/s和45 Mbit/s速率准同步信号的端口。要注意的是该结构不支持欧洲8

Mbit/s速率。为满足传统的PDH系列和格式要求，有许多复用路线可以进入STM-1帧。

目前，我国SDH基本复用映射结构釆用的是AU-4路线，主要考虑目前PDH中应用最广的2 Mbit/s和144 Mbit/s支路接口。

我国釆用的复用映射结构使得每种速率的信号只能从唯一的复用路线到达STM-N，接口种类由5种简化为3种，即C-12、C-3和C-4。

（1） 容器（container，C）。

① 定义。容器是用来装载各种速率的业务信号的信息结构。

② 作用。容器主要用来实现适配功能（如速率调整），使准同步数字体系信号能够进入有限数目的容器。

③ 种类。容器有5种：C-11、C-12、C-2、C-3和C-4，其标准输入比特率分别为1.544 Mbit/s、2.048 Mbit/s、6.312 Mbit/s、34.368 Mbit/s（或44.736 Mbit/s）和139.264 Mbit/s。

④ 容器与虚容器的关系。已装载的容器又作为虚容器的信息净负荷。

（2） 虚容器（virtual container，VC）。

① 定义。虚容器是支持SDH通道层连接的信息结构，由容器输出的信息净负荷加上通道开销（path overhead，POH）组成，即VC-n=C-n+VC-nPOH。

② VC的同步。VC的包封速率与SDH网络同步，因此不同的VC是互相同步的，而VC内部允许装载来自不同容器的异步净负荷。

（3） 支路单元（tributary unit，TU）和支路单元组（tributary group，TUG）。

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1、传输线的特性阻抗

无限长传输线上各处的电压与电流的比值定义为传输线的特性阻抗，用Ｚ0 表示。 同轴电缆的特性阻抗的计算公式为 ：Ｚ0＝〔60/√εr〕×Log ( D/d ) [ 欧]

式中：D 为同轴电缆外导体铜网径；d 为同轴电缆芯线外径；εr为导体间绝缘介质的相对介电常数。通常Ｚ0 = 50 欧 ，也有Ｚ0 = 75 欧的。

由公式不难看出，馈线特性阻抗只与导体直径D和d以及导体间介质的介电常数εr有关，而与馈线长短、工作频率以.. .

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. 学习.资料. 及馈线终端所接负载阻抗无关.

2、馈线的衰减系数

信号在馈线里传输，除有导体的电阻性损耗外，还有绝缘材料的介质损耗。这两种损耗随馈线长度的增加和工作频率的提高而增加。因此，应合理布局尽量缩短馈线长度。

单位长度产生的损耗的大小用衰减系数

β 表示，其单位为 dB / m （分贝／米），电缆技术说明书上的单位大都用 dB /

100 m（分贝／百米）。

设输入到馈线的功率为Ｐ1 ，从长度为 .. .