chap3 微波通信

而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来

几个基本概念 费涅耳半径(The Fresnel Radius)
T
F1
R
d1 P
d2
d
图1
第一费涅耳区半径
F1=（λd1d2/d）1/2 F2=（2λd1d2/d）1/2
= (2)1/2 F1
...... Fn=（nλd1d2/d）1/2
= (n)1/2 F1
微波通信的基本原理
• 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
几个基本概念
费涅耳区定义(The Fresnel Zone Definition)
费涅耳区 The Fresnel Zone:
➢ 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。
线传播。
即：R e =KR
R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。
自由空间的电波传播
• 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
自由空间的定义
自由空间 Free Space:
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σ=0，介电常数ε=ε0=109/36π F/m(法拉/米)，导磁系数μ=μ0=4π×10-7 H/m （亨/米）。
几个基本概念

系统外部干扰
系统外部干扰包括其它无线电设备(如雷 达、卫星通信设备等)辐射的频段相近的 电磁波和工业设备的杂散辐射电磁波。
解决方法：在进行微波线路路由和站址选择时，应尽 量避开各种外部干扰源。此外，设计新线路时，有时 会遇到与现有通信线路相互连接和配合使用的问题， 若处理不当，也会造成同频或邻频干扰。
微波转接方式
微波转接实现起来比中频转接困难，但微波转接方案 简单，设备体积小、功耗低，对于不需要上、下话路 的中继站可采用这种转接方式。
微波射频波道的频率配置
目的：为了增加微波中继通信系统的传输容 量，在一条微波通信线路上允许多套微波收 发信机同时工作，避免相互干扰
基本原则：尽可能在给定的微波频段内多安 排一些波道，以增加传输容量；尽可能减小 波道之间的相互干扰，以保证系统总体指标 和通信质量；尽可能有利于通信设备的标准 化、系列化生产，以便于维修和降低成本。
微波中继通信：是利用微波作为载波并 采用中继(接力)方式在地面上进行的无 线电通信。
短波微天波波传传播播示示意意图图
F2层 F1层 E层 D层
发
225~450km 170~220km 100~120km 60~90km
收
微波中继通信示意图
(1)微波传播具有视距传播特性 (2)微波传播具有损耗
微波中继通信的特点
微波线路设计中的路由和站址选择
明确已知条件
(1)线路或被连接的终端的位置，沿线城市或单位
(2)沿线附近原有通信线路站址及频段、天线方向 图等。它们涉及到线路之间或站间相互干扰问题。
(3)沿线附近卫星地面站的位置、同步卫星轨道指 向和工作频率，有关飞机场、雷达站等设施的位置、 工作频率和通讯设施。它们涉及到与线路相互干扰 的问题。

複雜訊號的頻寬(bandwidth) 同樣的，一條線路的頻寬就是在該線路上能 送出最快且連續振盪的訊號頻率(最高頻率與 最低頻率的差值) 媒介的頻寬不足會造成訊號的失真
光纖>同軸電纜>雙絞線
衰減與失真
在傳輸的過程中，沒有一種傳輸工具不產生



能量損失的--衰減 衰減起因於傳輸媒介的物理特性限制 不同的傅立葉組件有不同程度的損耗--失真 數位訊號的準位是固定的，因此可以克服因 為高頻被移除或雜訊造成的失真，4.8v5v 類比系統則無法回復數位系統較優
資料傳輸速率
無線電頻譜(radio spectrum)
RF頻帶
各頻帶特性

VLF(3KHz~30KHz): 地面通訊
低衰減；大氣層雜訊(熱量與靜電)；長距離無線電導航
LF(30KHz~300KHz)
長距離無線電導航；衰減較大
MF(300KHz~3MHz):對流層訊號傳遞
2 3 4
t F2=30Hz
60bps
0
t F3=50Hz
0
100bps
t0
t
Y4 = Y1 + Y2 + Y3
baud與bps
baud是傳輸媒介中訊號改變的次數，此改變
可能是振幅、頻率或相位，單位為鮑(baud) 傳輸媒介的頻寬限制了訊號的最高與最低頻 率要如何突破？ 編碼方式 傳送資料所需的時間，依編碼方式與訊號改 變速度而定 一條b鮑的線並不一定每秒送b位元，要看訊 號的電壓有幾種，在數位系統中電壓只有二 種，故位元率與鮑率相同
VHF電視；FM廣播
UHF(300MHz~3GHz): LOS
UHF電視；行動電話；微波通訊