通信與廣電精講講義之微波和衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)
更新時(shí)間：2009-10-19 15:27:29
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1L411030微波和衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)
需掌握的內(nèi)容：SDH數(shù)字微波系統(tǒng)構(gòu)成
熟悉的內(nèi)容：微波信號的衰落及克服法
了解的內(nèi)容：衛(wèi)星通信及VSAT通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和工作特點(diǎn)
1L411031掌握SDH數(shù)字微波系統(tǒng)構(gòu)成
一、SDH數(shù)字微波調(diào)制
SDH微波的調(diào)制就是將SDH數(shù)字碼流通過移頻、移幅或移相的方式調(diào)制在微波的載波頻率上，然后經(jīng)過放大等處理發(fā)送出去，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的傳輸。
目前大容量的SDH微波均采用64QAM或128QAM的調(diào)制技術(shù)，少數(shù)設(shè)備采用256QAM調(diào)制技術(shù)。
二、SDH微波中繼通信系統(tǒng)的組成
一個(gè)SDH微波通信系統(tǒng)可由端站、分路站、樞紐站及若干中繼站組成。一個(gè)微波通信系統(tǒng)的容量配置一般由一個(gè)備用波道和一個(gè)或一個(gè)以上的主用波道組成，簡稱N+l。
1．終端站處于微波傳輸鏈路兩端或分支傳輸鏈路終點(diǎn)。向若干方向輻射的樞紐站，就其每一個(gè)方向來說也是一個(gè)終端站。這種站可上、下全部支路信號即低次群路，配備SDH數(shù)字微波傳輸設(shè)備和SDH復(fù)用設(shè)備?？勺鳛楸O(jiān)控系統(tǒng)的集中監(jiān)視站或主站。
2．分路站也叫雙終端站，處在微波傳輸鏈路中間。作用：
1)可以將其傳輸?shù)牟糠只蛉恐饔貌ǖ涝谠撜就ㄟ^復(fù)用設(shè)備（ADM）上、下業(yè)務(wù)，
2)可以將其傳輸?shù)牟糠只蛉恐饔貌ǖ涝谠撜就ㄟ^數(shù)字配線架（DDF)直通。
3)可以作為監(jiān)控系統(tǒng)的主站，也可用作受控站。
3．樞紐站是指位于微波傳輸鏈路上，包含有三個(gè)或三個(gè)通信方向的站。作用：
1) 需完成數(shù)個(gè)方向的通信任務(wù)。即 在系統(tǒng)N+1配置的情況下，此類站要完成一個(gè)或多個(gè)主用波道STM-1信號或部分支路的主用波道STM-1的轉(zhuǎn)接或上、下業(yè)務(wù)。
2) 一般可作為監(jiān)控系統(tǒng)的主站。
4．中繼站是指處在微波傳輸鏈路中間，沒有上、下話路功能的站。
分類：可分為再生中繼站，中頻轉(zhuǎn)接站，射頻有源轉(zhuǎn)接站和無源轉(zhuǎn)接站。
由于SDH數(shù)字微波傳輸容量大，一般只采用再生中繼站。
再生中繼站對收到的已調(diào)信號解調(diào)、判決、再生，轉(zhuǎn)發(fā)至下一方向的調(diào)制器。這種站上不需配置倒換設(shè)備，只裝有數(shù)字微波通信設(shè)備，具有站間公務(wù)聯(lián)絡(luò)和無人值守功能。
三、天饋線和分路系統(tǒng)
電磁波到達(dá)接收地點(diǎn)后，由天線接下來（僅僅接收很小很小一部分功率），并通過饋線送到無線電接收機(jī)。
在均勻無限空間中傳播的電磁波是一種橫波，其電場矢量E、磁場強(qiáng)度矢量H和波的傳播方向三者之間，兩兩互相垂直，常用電場強(qiáng)度矢量E的變化來代表電磁波的變化 當(dāng)電磁波在空間傳播時(shí)，其電場強(qiáng)度矢量E的方向具有確定的規(guī)律，這種現(xiàn)象稱為電磁波的極化
所謂線極化波就是其電場強(qiáng)度矢量E沿一定角度方向的波，當(dāng)電場強(qiáng)度方向垂直于地面時(shí)，此電波就稱為垂直極化波；當(dāng)電場強(qiáng)度方向平行于地面時(shí)，此電波就稱為水平極化波。
垂直極化波要用具有垂直極化特性的天線來接收，水平極化波要用具有水平極化特性的天線來接收。當(dāng)來波的極化方向與接收天線的極化方向不一致時(shí)，接收到的信號都會變小，也就是說，發(fā)生極化損失。
一般情況下，在微波站內(nèi)采用收發(fā)共用天線和多波道共用天線，這就要求微波天饋線系統(tǒng)除了含有用來接收或發(fā)射微波信號的天線及傳輸微波信號的饋線外，還必須有極化分離器、波道的分路系統(tǒng)等。
常用的天線類型為卡塞格林天線，從天線至分路系統(tǒng)之間的連接部分稱為饋線系統(tǒng)。
1．微波天線的基本參數(shù)為天線增益、半功率角、極化去藕、駐波比。
2. 饋線有同軸電纜型和波導(dǎo)型兩種形式。
一般在分米波段（( 2GHz)，采用同軸電纜饋線，在厘米波段（(4GHz以上頻段），故采用波導(dǎo)饋線，波導(dǎo)饋線系統(tǒng)又分為圓波導(dǎo)饋線系統(tǒng)、橢圓軟波導(dǎo)饋線系統(tǒng)和矩形波導(dǎo)饋線系統(tǒng)。
饋線系統(tǒng)中還配有密封節(jié)、雜波濾除器、極化補(bǔ)償器、極化旋轉(zhuǎn)器、阻抗變換器、極化分離器等波導(dǎo)器件。
3．收、發(fā)信波道分路系統(tǒng)
位置：在饋線和收信機(jī)射頻輸入及發(fā)信機(jī)射頻輸出接口之間；
作用: 是將不同波道的信號分開。
四、SDH微波傳輸設(shè)備的組成
SDH微波傳輸設(shè)備主要由三部分電路組成：中頻調(diào)制、解調(diào)部分（中頻調(diào)制解調(diào)器）；微波收發(fā)信機(jī)部分；操作、管理、維護(hù)和參數(shù)配置部分(OAMP)。
.中頻調(diào)制、解調(diào)器 要完成光／電信號的變換、數(shù)字基帶信號處理和中頻調(diào)制、解調(diào)等功能。
.微波收、發(fā)信機(jī)主要用于中頻和微波信號間的變換，包括上／下變頻、微波本振和功放及空間分集接收等主要電路。
. 操作、管理、維護(hù)和參數(shù)配置部分OAMP: 用于對SDH數(shù)字微波系統(tǒng)的智能化操作、管理、維護(hù)和參數(shù)配置。
1L411032熟悉微波信號的衰落及克服法
一、電波衰落
微波信號在大氣中傳播時(shí)，由于受外界各種因素的影響而發(fā)生衰落，這種收信電平隨時(shí)間起伏變化的現(xiàn)象，叫做電波傳播的衰落現(xiàn)象。
二、衰落的分類及對微波傳輸?shù)挠绊?
1．視距傳播衰落的主要原因是由上述大氣與地面效應(yīng)引起的，從衰落發(fā)生的物理原因看，可分為以下幾類：
．閃爍衰落:
．K 型衰落
．波導(dǎo)型衰落：由于氣象的影響，大氣層中會形成不均勻的結(jié)構(gòu)，當(dāng)電磁波通過這些不均勻?qū)訒r(shí)將產(chǎn)生超折射現(xiàn)象（K ＜0），這種現(xiàn)象稱為大氣波導(dǎo)。稱為大氣波導(dǎo)傳播。若微波射線通過大氣波導(dǎo)，而收，發(fā)兩點(diǎn)在波導(dǎo)層外，如下圖2所示。則接收點(diǎn)的電場強(qiáng)度除了有直線波和地面反射波以外，還有“波導(dǎo)層”以外的反射波，形成嚴(yán)重的干擾型衰落，甚至造成通信的中斷。
2．衰落對微波傳輸?shù)挠绊懼饕憩F(xiàn)在使得接收點(diǎn)收信電平出現(xiàn)隨機(jī)性的波動，這種波動有如下兩種情況：平衰落、頻率選擇型衰落
(1)在信號的有用頻帶內(nèi)，信號電平各頻率分量的衰落深度相同，這種衰落被稱為平衰落，發(fā)生平衰落時(shí)，當(dāng)收信電平低于收信機(jī)門限時(shí)，造成電路質(zhì)量嚴(yán)重惡化甚至中斷。
(2)另一種情況是信號電平各頻率分量的衰落深度不同，這種衰落稱為頻率選擇型衰落，嚴(yán)重時(shí)造成電路中斷。
三、克服衰落的一般方法
1．利用地形地物削弱反射波的影響。
2．將反射點(diǎn)設(shè)在反射系數(shù)較小的地面。
3．利用天線的方向性。
4．用無源反射板克服繞射衰落。
5．分集接收。
1L411033了解衛(wèi)星通信及VSAT通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和工作特點(diǎn)
需掌握的內(nèi)容：SDH數(shù)字微波系統(tǒng)構(gòu)成
熟悉的內(nèi)容：微波信號的衰落及克服法
了解的內(nèi)容：衛(wèi)星通信及VSAT通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和工作特點(diǎn)
1L411031掌握SDH數(shù)字微波系統(tǒng)構(gòu)成
一、SDH數(shù)字微波調(diào)制
SDH微波的調(diào)制就是將SDH數(shù)字碼流通過移頻、移幅或移相的方式調(diào)制在微波的載波頻率上，然后經(jīng)過放大等處理發(fā)送出去，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的傳輸。
目前大容量的SDH微波均采用64QAM或128QAM的調(diào)制技術(shù)，少數(shù)設(shè)備采用256QAM調(diào)制技術(shù)。
二、SDH微波中繼通信系統(tǒng)的組成
一個(gè)SDH微波通信系統(tǒng)可由端站、分路站、樞紐站及若干中繼站組成。一個(gè)微波通信系統(tǒng)的容量配置一般由一個(gè)備用波道和一個(gè)或一個(gè)以上的主用波道組成，簡稱N+l。
1．終端站處于微波傳輸鏈路兩端或分支傳輸鏈路終點(diǎn)。向若干方向輻射的樞紐站，就其每一個(gè)方向來說也是一個(gè)終端站。這種站可上、下全部支路信號即低次群路，配備SDH數(shù)字微波傳輸設(shè)備和SDH復(fù)用設(shè)備?？勺鳛楸O(jiān)控系統(tǒng)的集中監(jiān)視站或主站。
2．分路站也叫雙終端站，處在微波傳輸鏈路中間。作用：
1)可以將其傳輸?shù)牟糠只蛉恐饔貌ǖ涝谠撜就ㄟ^復(fù)用設(shè)備（ADM）上、下業(yè)務(wù)，
2)可以將其傳輸?shù)牟糠只蛉恐饔貌ǖ涝谠撜就ㄟ^數(shù)字配線架（DDF)直通。
3)可以作為監(jiān)控系統(tǒng)的主站，也可用作受控站。
3．樞紐站是指位于微波傳輸鏈路上，包含有三個(gè)或三個(gè)通信方向的站。作用：
1) 需完成數(shù)個(gè)方向的通信任務(wù)。即 在系統(tǒng)N+1配置的情況下，此類站要完成一個(gè)或多個(gè)主用波道STM-1信號或部分支路的主用波道STM-1的轉(zhuǎn)接或上、下業(yè)務(wù)。
2) 一般可作為監(jiān)控系統(tǒng)的主站。
4．中繼站是指處在微波傳輸鏈路中間，沒有上、下話路功能的站。
分類：可分為再生中繼站，中頻轉(zhuǎn)接站，射頻有源轉(zhuǎn)接站和無源轉(zhuǎn)接站。
由于SDH數(shù)字微波傳輸容量大，一般只采用再生中繼站。
再生中繼站對收到的已調(diào)信號解調(diào)、判決、再生，轉(zhuǎn)發(fā)至下一方向的調(diào)制器。這種站上不需配置倒換設(shè)備，只裝有數(shù)字微波通信設(shè)備，具有站間公務(wù)聯(lián)絡(luò)和無人值守功能。
三、天饋線和分路系統(tǒng)
電磁波到達(dá)接收地點(diǎn)后，由天線接下來（僅僅接收很小很小一部分功率），并通過饋線送到無線電接收機(jī)。
在均勻無限空間中傳播的電磁波是一種橫波，其電場矢量E、磁場強(qiáng)度矢量H和波的傳播方向三者之間，兩兩互相垂直，常用電場強(qiáng)度矢量E的變化來代表電磁波的變化 當(dāng)電磁波在空間傳播時(shí)，其電場強(qiáng)度矢量E的方向具有確定的規(guī)律，這種現(xiàn)象稱為電磁波的極化
所謂線極化波就是其電場強(qiáng)度矢量E沿一定角度方向的波，當(dāng)電場強(qiáng)度方向垂直于地面時(shí)，此電波就稱為垂直極化波；當(dāng)電場強(qiáng)度方向平行于地面時(shí)，此電波就稱為水平極化波。
垂直極化波要用具有垂直極化特性的天線來接收，水平極化波要用具有水平極化特性的天線來接收。當(dāng)來波的極化方向與接收天線的極化方向不一致時(shí)，接收到的信號都會變小，也就是說，發(fā)生極化損失。
一般情況下，在微波站內(nèi)采用收發(fā)共用天線和多波道共用天線，這就要求微波天饋線系統(tǒng)除了含有用來接收或發(fā)射微波信號的天線及傳輸微波信號的饋線外，還必須有極化分離器、波道的分路系統(tǒng)等。
常用的天線類型為卡塞格林天線，從天線至分路系統(tǒng)之間的連接部分稱為饋線系統(tǒng)。
1．微波天線的基本參數(shù)為天線增益、半功率角、極化去藕、駐波比。
2. 饋線有同軸電纜型和波導(dǎo)型兩種形式。
一般在分米波段（( 2GHz)，采用同軸電纜饋線，在厘米波段（(4GHz以上頻段），故采用波導(dǎo)饋線，波導(dǎo)饋線系統(tǒng)又分為圓波導(dǎo)饋線系統(tǒng)、橢圓軟波導(dǎo)饋線系統(tǒng)和矩形波導(dǎo)饋線系統(tǒng)。
饋線系統(tǒng)中還配有密封節(jié)、雜波濾除器、極化補(bǔ)償器、極化旋轉(zhuǎn)器、阻抗變換器、極化分離器等波導(dǎo)器件。
3．收、發(fā)信波道分路系統(tǒng)
位置：在饋線和收信機(jī)射頻輸入及發(fā)信機(jī)射頻輸出接口之間；
作用: 是將不同波道的信號分開。
四、SDH微波傳輸設(shè)備的組成
SDH微波傳輸設(shè)備主要由三部分電路組成：中頻調(diào)制、解調(diào)部分（中頻調(diào)制解調(diào)器）；微波收發(fā)信機(jī)部分；操作、管理、維護(hù)和參數(shù)配置部分(OAMP)。
.中頻調(diào)制、解調(diào)器 要完成光／電信號的變換、數(shù)字基帶信號處理和中頻調(diào)制、解調(diào)等功能。
.微波收、發(fā)信機(jī)主要用于中頻和微波信號間的變換，包括上／下變頻、微波本振和功放及空間分集接收等主要電路。
. 操作、管理、維護(hù)和參數(shù)配置部分OAMP: 用于對SDH數(shù)字微波系統(tǒng)的智能化操作、管理、維護(hù)和參數(shù)配置。
1L411032熟悉微波信號的衰落及克服法
一、電波衰落
微波信號在大氣中傳播時(shí)，由于受外界各種因素的影響而發(fā)生衰落，這種收信電平隨時(shí)間起伏變化的現(xiàn)象，叫做電波傳播的衰落現(xiàn)象。
二、衰落的分類及對微波傳輸?shù)挠绊?
1．視距傳播衰落的主要原因是由上述大氣與地面效應(yīng)引起的，從衰落發(fā)生的物理原因看，可分為以下幾類：
．閃爍衰落:
．K 型衰落
．波導(dǎo)型衰落：由于氣象的影響，大氣層中會形成不均勻的結(jié)構(gòu)，當(dāng)電磁波通過這些不均勻?qū)訒r(shí)將產(chǎn)生超折射現(xiàn)象（K ＜0），這種現(xiàn)象稱為大氣波導(dǎo)。稱為大氣波導(dǎo)傳播。若微波射線通過大氣波導(dǎo)，而收，發(fā)兩點(diǎn)在波導(dǎo)層外，如下圖2所示。則接收點(diǎn)的電場強(qiáng)度除了有直線波和地面反射波以外，還有“波導(dǎo)層”以外的反射波，形成嚴(yán)重的干擾型衰落，甚至造成通信的中斷。
2．衰落對微波傳輸?shù)挠绊懼饕憩F(xiàn)在使得接收點(diǎn)收信電平出現(xiàn)隨機(jī)性的波動，這種波動有如下兩種情況：平衰落、頻率選擇型衰落
(1)在信號的有用頻帶內(nèi)，信號電平各頻率分量的衰落深度相同，這種衰落被稱為平衰落，發(fā)生平衰落時(shí)，當(dāng)收信電平低于收信機(jī)門限時(shí)，造成電路質(zhì)量嚴(yán)重惡化甚至中斷。
(2)另一種情況是信號電平各頻率分量的衰落深度不同，這種衰落稱為頻率選擇型衰落，嚴(yán)重時(shí)造成電路中斷。
三、克服衰落的一般方法
1．利用地形地物削弱反射波的影響。
2．將反射點(diǎn)設(shè)在反射系數(shù)較小的地面。
3．利用天線的方向性。
4．用無源反射板克服繞射衰落。
5．分集接收。
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