1.3 微波与卫星通信的天线馈线系统解析
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第一章微波与卫星通信概述主要讲述的内容:①微波与卫星通信的基本概念与特点;②微波通信系统的组成、移动通信系统的组成、卫星通信系统的组成;1.1微波与卫星通信的基本概念与特点1.2长途微波通信系统的组成1.3移动通信系统的组成1.4卫星通信系统的组成1.1 微波与卫星通信的基本概念与特点1.1.1 微波与卫星通信1.微波与卫星通信共同点:微波与卫星通信的工作频率都是属于微波频率,微波是指频率为300MHz至300GHz的电磁波。
不同点:微波通信,是指用微波频率作载波携带信息,通过无线电波空间进行中继(接力)通信的方式。
常见的典型地面微波通信系统包括长途微波通信系统和移动通信系统。
卫星通信,是指利用人造地球卫星作为中继站,转发或反射无线电波,在两个或多个地球站之间进行的通信。
实际上,卫星通信可以看作是利用微波频率、把通信卫星作为中继站而进行的一种特殊的微波中继通信。
2.长途微波通信的特点①微波:②多路③接力数字通信的缺点:数字微波要求传输信道带宽较宽,因而产生了频率选择性衰落。
3、移动无线通信的特点移动通信是指通信双方或至少一方在运动状态中进行信息传递的通信方式。
(1) 电波传播环境极恶劣由于移动台处于运动状态之中,无线电的多径传输会造成接收信号瑞利衰落,使所接收场强的幅度和相位呈现快速变化的现象。
另外移动台的通信质量还会受到地理环境的影响。
(2)移动台受到多种干扰影响和噪声影响(3)应采用动态范围大的移动接收设备(4)频谱资源非常珍贵(5)组网技术复杂4、卫星通信的特点(1) 静止卫星通信的优点①通信距离远,且费用与通信距离无关②覆盖面积大,可进行多址通信③通信频带宽,传输容量大④信号传输质量高、通信线路稳定可靠⑤建立通信电路灵活、机动性好(2) 静止卫星通信的缺点①静止卫星的发射与控制技术比较复杂②地球的两极地区为通信盲区,而且地球的高纬度地区通信效果不好③存在星蚀和日凌中断现象:注意各自的特点④有较大的信号传输时延和回波干扰假定地球站与卫星间的通信距离为40000km,发端地球站信号经卫星转发到收端地球站(信号一上、一下),单程传输时间约为0.27s,当进行双方通信(一问一答)时,就是0.54s。
中波天馈线系统原理及补偿网络应用作者:***来源:《卫星电视与宽带多媒体》2024年第15期【摘要】中波天饋线系统是中波广播发射系统中至关重要的一个环节,在天馈线系统中,发射天线的高度、匹配网络的匹配情况等因素将直接影响到节目的播出和覆盖效果。
本文分析了解天馈线系统原理,掌握不同条件下的网络匹配形式,调试并使网络达到良好匹配,这对于发射台的技术维护人员来说尤为重要。
【关键词】中波天馈线系统;匹配网络;带宽;双频共塔;补偿网络中图分类号:TN92 文献标识码:A DOI:10.12246/j.issn.1673-0348.2024.15.010中波天馈线系统的作用,就是将发射机给馈线的高频电能最大程度地转换为向空间辐射的电磁能。
为实现这一目的,就需要用到天线匹配网络对发射机输出阻抗和天线阻抗之间进行调配,以实现最大功率传输。
在实现网络调配的过程中,天线自阻抗的影响非常大,良好的天线能够使网络结构简单、调试方便,并且运行稳定。
但是往往由于多种原因,天线自阻抗会不够理想,那么就需要采用一些特定结构的网络对上述问题进行解决,从而拓展网络带宽,提升技术指标。
本文对中波天馈线系统的原理,常见的匹配网络形式及天线高度对匹配网络的影响等方面进行了简要介绍。
同时,通过实际案例对补偿网络的应用进行了深入分析,为改善天馈线系统的运行状况提供了一种有效的解决方法。
1. 常用的匹配网络形式中波天馈线系统常用的匹配网络有Г型匹配网络、T型匹配网络和π型匹配网络这三种,它们的特点及适用情况如下:(1)Г型匹配网络。
分为正Г型匹配网络和倒Г型匹配网络,是最基本的匹配网络之一,具有结构简单、成本低、容易实现调配等优点。
但因Г型匹配网络不能同时满足对Q值的要求,所以适合用于单频单塔的匹配网络。
在具体使用中,若Ra<ZC(馈线特性阻抗)时,采用正Г型;当Ra>ZC时,采用倒Г型。
(2)T、π型匹配网络。
当多频共塔时,需要增加阻塞网络和泄露网络,此时这些网络对载频和上下边频呈现出的阻抗不同,多个阻塞网络串接时,上、下边带频率和载频的电抗差会累计叠加,产生边带反射。
中波广播发射机天馈线系统及其简单工作原理中波广播发射机天馈线系统及其简单工作原理新疆广电局2071台王庆玲要将广播信号发送到千家万户,仅仅只有发射机还是不够的,我们还需要天馈线系统将发射机送出的高频调幅信号发送出去,下面简单给大家介绍一下天馈线系统的基本组成和工作原理。
一、天馈线系统的基本组成及其简单工作原理天馈线系统一般由馈线、匹配网络和天线组成。
其示意图如下所示:天馈线系统示意图1.馈线:其作用是用来传输高频能量的。
我们日常使用的馈线主要有各类馈管和笼形馈线。
馈线的最主要的参数是特性阻抗,在允许的频率范围内,馈线上任何一点的电压和电流的比值为一常数,即特性阻抗。
我们在实际使用中,如馈线系统和天线的阻抗不能很好的匹配,那么将在馈线上出现反射波,也就是说发射机发射出去的能量不能完全地发射出去,将有一部分被反射回来。
2.匹配网络:其作用是使馈线系统和天线的阻抗达到匹配。
一般情况下,馈线的特性阻抗和发射天线的阻抗总是不一样的,天线阻抗一般为复阻抗,为了将发射机的高频能量最有效地传送到天线上去,就需要匹配网络使天线与馈线达到阻抗匹配。
其原理示意图如下:实际应用中,电容C是由许多电容串并联组合而成的。
3.天线:天线的作用就是将发射机送出的高频调幅信号,传送到四面八方。
中波段的电磁波在沿地面传播时损耗比较小,传播距离比较远,因此中波天线多采用垂直天线,俗称铁塔。
二、双频共塔是指利用同一座铁塔,同时播出不同频率的节目,此项措施可以有效节约天线场地,少架铁塔,具有显著的经济效益。
双频共塔一般适合于中波小功率发射台,其示意图如下所示:其中C1 、L1和C2、L2组成并联谐振网络,谐振于对方频率,起到阻塞对方频率的作用,防止另一频率对本方频率的干扰。
视听 • SHI TING 2019年 第 5 期193技术维护一、引言中波广播是中波发射机通过天馈线系统向外发射信号的,如图1所示。
通过中波天馈线系统,发射机输出的射频电能才能转换为向空间辐射的电磁波,为远离电台的听众提供节目信号。
由此可见,天馈线系统是广播电台的重要组成部分。
但因为天馈线的位置处在整个中波发射系统的末端,离机房较远,容易被值班人员忽视。
天馈线系统又架设在环境条件较差的室外或高空上,人员施工和维护都比较困难,部件出现损坏也不容易及时发现,易成为安全播出的一大隐患。
在实际工作中由于没有备份,一旦天馈线系统出现问题,就极有可能造成较长时间的停播。
为此,日常维护中应对天馈线系统足够重视,机房值班员对天馈线也应有所了解。
二、中波发射天馈线系统组成部分中波发射天馈线系统主要包括馈线、匹配网络、天线和地网等几大部分。
我们日常使用的馈线主要有同轴射频电缆或笼形馈线。
馈线的作用是用于高频能量传输,是发射机与天线之间连接的重要硬件设施。
而馈线的最主要参数是特性阻抗,即在一定的频率范围内,馈线的特性阻抗是常数。
一般来说,馈线的特性阻抗和发射天线的阻抗是不相同的,因此需要借助匹配网络来确保馈线和天线阻抗具有良好的匹配,以便获得最大的功率输出。
加在馈线和天线之间的匹配网络,其作用就是阻抗匹配和能量传输。
由于中波频率较低,匹配网络均采用集中参数元件,即线圈和瓷介电容组成。
天线的作用是将发射机产生的已调高频电流能量以电磁波的形式辐射出去,从而实现电波信号的传播。
由于中波频率特性的原因,中波天线是天线体垂直于地面架设,其中单塔天线是使用的最为广泛的中波天线,也称为单极底馈天线。
假设地为理想导体,地的影响可用镜像取代,单极天线等效为直立的对称振子天线。
辐射电阻大、损耗电阻小的天线,其效率就高。
由于天线高度的限制,其辐射电阻不可能很大,因此为提高发射效率,需要在中波天线铁塔底部敷设地网,即能够取得更好的镜像效果,还能够减少电流在大地回路的功率损耗。
第1章微波与卫星通信概述微波与卫星通信的工作频率都属于微波频率,所以它们既有共同的特点,又各自具有本身的特点,且组成单独的通信系统。
1.1 微波与卫星通信的基本概念与特点1.2 微波通信系统的组成1.3 卫星通信系统的组成1.4 微波与卫星通信的天线馈线系统1.1 微波与卫星通信的基本概念与特点1.微波与卫星通信微波是指频率为300MHz至300GHz的电磁波。
微波通信是指用微波频率作载波携带信息,通过无线电波空间进行中继(接力)通信的方式。
卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站,转发或反射无线电波,在两个或多个地球站之间进行的通信。
卫星通信又是宇宙无线电通信形式之一,而宇宙通信是指以宇宙飞行体为对象的无线电通信,它有三种形式:(1)宇宙站与地球站之间的通信;(2)宇宙站之间的通信;(3)通过宇宙站转发或反射而进行的地球站间的通信。
2.微波通信的特点用于传输频分多路-调频制(FDM-FM)基带信号的系统叫作模拟制微波通信系统;用于传输数字基带信号的系统叫作数字微波通信系统。
“微波、多路、接力”。
“微波”是指微波工作频段宽,它包括了分米波、厘米波和毫米波三个频段。
“多路”是指微波通信的通信容量大,即微波通信设备的通频带可以做得很宽。
“接力”是目前广泛使用于视距微波的通信方式。
数字微波除了具有上面所说的微波通信的普遍特点外,还具有数字通信的特点: (1)抗干扰性强、整个线路噪声不累积;(2)保密性强,便于加密;(3)器件便于固态化和集成化,设备体积小、耗电少;(4)便于组成综合业务数字网(ISDN)。
3.卫星通信的特点(1)静止卫星通信的优点①通信距离远,且费用与通信距离无关②覆盖面积大,可进行多址通信③通信频带宽,传输容量大④信号传输质量高,通信线路稳定可靠⑤建立通信电路灵活、机动性好(2)静止卫星通信的缺点①静止卫星的发射与控制技术比较复杂。
②地球的两极地区为通信盲区,而且地球的高纬度地区通信效果不好。
一级建造师-通信与广电工程-微波和卫星传输系统1.3 微波和卫星传输系统1.【单选题】静止轨道通信卫星(同步通信卫星)距离地面约为()Km。
A. 360B. 3600C. 36000D. (江南博哥)360000正确答案:C参考解析:静止轨道卫星(GEO) 距离地面35786km ,卫星运行周期24h ,相对于地面位置是静止的。
2.【单选题】在SDH微波中继通信系统中,没有上、下话路功能的站是( )。
A. 端站B. 枢纽站C. 分路站D. 中继站正确答案:D参考解析:中继站不上、下话路,不具备波道倒换功能,具有站间公务联络和无人值守功能。
3.【单选题】一般来说,由于地球曲面的影响以及空间传输的损耗,微波传输中每隔( )km左右就需要设置中继站。
A. 50B. 100C. 150D. 200正确答案:A参考解析:一般来说,由于地球曲面的影响以及空间传输的损耗,每隔50km左右,就需要设置中继站,将电波放大转发而延伸。
4.【单选题】由于大气中媒质的不均匀性,对电磁波产生散射作用,在接收端天线可收到多径传来的这种散射波,它们之间具有任意振幅和随即相位,可使收信点场强的振幅发生变化。
这种衰落是( )。
A. 闪烁衰落B. 波导型衰落C. K型衰落D. 多径衰落正确答案:A参考解析:对流层中的大气常常产生体积大小不等、无规则的涡旋运动,称之为大气湍流。
大气湍流形成一些不均匀小块或层状物使电解常数ε与周围不同,并能使电磁波向周围辐射,这就是对流层反射。
在接收端天线可收到多径传来的这种散射波,它们之间具有任意振幅和随机相位,可使收信点场强发生衰落,这种衰落属于快衰落。
其特点是持续时间短,电平变化小,一般不足以造成通信中断。
5.【单选题】如果微波射线通过大气波导,而收、发信天线在波导层下面,则接收点的场强除了直射波和地面反射波外,还有波导层边界的反射波,形成严重的干涉型衰落。
这种衰落是( )。
A. 闪烁衰落B. 波导型衰落C. K型衰落D. 多径衰落正确答案:B参考解析:由于种种气象条件的影响,如夜间地面的冷却、早晨地面被太阳晒热以及平静的海面和高气压地区都会形成大气层中不均匀结构,会在某个大气层中出现K<0的情况,当电磁波通过对流层中这些不均匀大气层时将产生超折射现象,这种现象称为大气波导。