微波通信原理.ppt

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1、学完本次课程后，你应当能够知道：微波通信常用的频段信道的划分方法常用的调制方式不同调制方式与容量下所需要的带宽常用的极化方式自由空间传播损耗费涅耳区半径大气折射的原因与种类各种衰落机理抗衰落技术K值在微波规划中的意义本次课程目标LFMFHFVHFUHFSHFEHFMicrowave10Km1Km100m10m1m10cm1cm1mmf30KHz300KHz3MHz30MHz300MHz3GHz30GHz300GHz红外线可见光目前在微波通信中，主要用到的频率是从5G-38G,国内也有用2.4G卫星通信目前用得较多的是C频段(上行5.9～6.4GHz，下行3.7～4.2GHz)和Ku频段(Ku

2、频段14／12GHz).9GHz主要用于雷达及气象3.5GHz和10.5GHz留给军方使用。微波信号的频率范围微波频段设置微波的调制对数字基带信号的调制过程用数学方法可简单表示成：在PDH微波系统中主要采用PSK调制方式，4PSK(4QAM)及8PSK，也有采用多值正交调幅（MQAM）技术的，如16QAM；在SDH微波系统中，最广泛采用的是多值正交调幅（MQAM）技术，常用32QAM，64QAM或128QAM及512QAM等调制方式；QAM调制的频带利用率比较高。PSK占用的带宽宽，抗干扰能力强。QAM占用带宽窄，抗干扰能力弱。调制方式与占用带宽容量调制方式占用带宽4E116QAM3.5QPS

3、K78E116QAM7QPSK1416E116QAM14QPSK28STM-1128QAM28如有特殊情况，在各厂家的设备文件中能查到电波的干涉和极化矩形波导中的场结构与极化方式在通常的微波系统中，天线与合路器的接口都是矩形，H10模是波导中传输的电磁波主模，截至波长最长为2a。上图那样放置波导，它的电力线与地面垂直。这样的极化方式称垂直极化，下图为水平极化V＝VerticalH=Horizontalabab合路器与天线接口样例波导ODU安装方式分离式安装费涅耳椭球面假定有一个微波中继段发信点为T，收信点为R，站间距为d，平面上一个动点P到两个定点（T、R）的距离若为一个常数，则此点的轨迹为一

4、个椭圆。在空间此动点的轨迹是一个旋转椭球面。对于电波传播，这个常数当为d+λ/2时，得到的椭球面称为第一费涅耳椭球面；常数为d+2λ/2时，得到的椭球面称为第二费涅耳椭球面......常数为d+Nλ/2时，得到的椭球面称为第N费涅耳椭球面.费涅耳区定义(TheFresnelZoneDefinition)经有关研究知道：在电波的传播空间中，在接收点的合成场强，当费涅耳区号趋近于无限多时，就接近于自由空间场强；相邻费涅耳区在收信点处产生的场强的相位相反；若以第一费涅耳区为参考,则奇数区产生的场强是使接收点的场强增强,偶数区产生的场强是使接收点的场强减弱。非涅耳区的能量分布d1d2dd1xd2fxd

5、rF==17.3xrFinmeterd,d1,d2inkmfinGHzrFTheFirstFresnelRadiusCxd1xd2fxd费涅耳半径(TheFresnelRadius)大气折射（refractionintheatmosphere）依据波在大气中折射原理,无线波束是弯曲的,通常是向下弯曲(Duetorefractionintheatmospheretheradiobeamisbent,normallyslightlydownwards)弯曲影响是通过K型因子来表示(Thebendingeffectisdescribedbythek-factor)K=4/3是标准大气(k=4/3co

6、rrespondstothe“standard”atmosphere)对流层对微波传播的影响微波传播(MicrowavePropagation)k>1正折射k=1无折射k<1负折射对流层对微波传播的影响下图中的：U--表示电波传播的速度，n—表示折射系数，n=c(光波)/U(电波）传播路径受大气的影响:对流层对微波传播的影响大气密度传播路径受大气分层的影响对流层对微波传播的影响k=¥4/312/3Trueearthradius(r)Groundclearance2/34/31k=¥Groundclearance等效地球半径在温带地区称K=4/3时折射为标准折射，此时的大气称为标准大气压,Re=

7、R*4/3称为标准等效地球半径对流层对微波传播的影响等效地球半径Equivalentearthradius(r·k)费涅耳半径与大气折射的体现自由空间的衰减实际传输的附加衰减微波传输过程中的衰减P=功率(TXRXPower)PTXPowerLevelDistanceGTXGRXPRXG=天线增益(AntennaGain)A0A0=自由空间损耗(FreeSpaceLoss)M接收门限(Recei