微波通信概述 ppt
合集下载
无线通信—微波和卫星通信(现代通信技术课件)
• 频分多址 • 时分多址 • 空分多址 • 码分多址
卫星通信多址方式
卫星通信系统
• 卫星通信系统的线路
– 在一个卫星通信系统中，各地球站经过通信卫星转发器可以组成多条 单跳单工或双跳单工卫星通信线路。
– 单工是指通信的双方分别被固定为发信站和收信站。 发信站发送的信 号只经一次卫星转发后就被接收站接收的卫星通信线路叫做单跳单工 卫星通信线路。
– 发信站发送的信号经过两次卫星转发后被接收站接收的卫星通信线路 叫做双跳单工卫星通信线路。
卫星通信系统
卫星通信系统的分类
– 同步卫星通信系统(GEO)
• 卫星绕地球的运行周期与地球自转同步，而对地 球应相对静止，又称为静止轨道卫星系统。
– 非同步卫星通信系统
• 中轨道卫星系统(ICO或MEO) • 高轨道卫星系统(HEO) • 低轨道卫星系统(LEO)
同步通信卫星的设置和可通信区
• 通信卫星一般是指同步卫星， 同步卫星的轨道是圆形且在赤 道平面上，同步卫星离地面 35785.6公里，飞行方向与地 球自转方向相同时，从地面上 任意一点看，卫星都是静止不 动，这种对地静止的卫星称为 通信卫星。利用三或四颗同步 卫星，就能够使信号基本覆盖 地球的表面。
5.微波设备 微波设备主要由IDU、ODU、中频电缆、天线等部分组成
IDU是室内单元，Indoor Unit。ODU是室外单元， Outdoor Unit。 中频是指发射机将信号载 波变换成发射频率，或者 将接收频率变换成基带的 一个中间频率，一般由系 统架构决定。 而射频，就是天线发射出 去的、在空中传播的电磁 波信号频率。
微波通信
5.微波设备组成
IDU负责完成业务接入、复分接 和调制解调，在室内将业务信
微波通信原理--1
分体式微波设备系统结构
避雷器
ODU
ODU的接地线应接到铁塔的角钢上， 其接地电阻小于10欧姆 接地装置
地线的接地电阻应小于10欧姆
铁塔的接地电阻应小于10欧姆 接地电阻小 于10欧姆 同轴电缆
IDU
地气
IDU的接地
拉线塔
抛物面天线
增益：
Ga=20lgDa+20lgf+20.4+10lgηA Ga为天线增益(dB)； Da为天线口径(m)； f为工作频率(GHz)； ηA为天线效率，可取50%～70%。 实例: D＝0.6M F=13GHz G=35dBi (VHP2-130,35.5dBi)
1.2.1 普通无线电波波段的划分
波段名称
超长波 长波 中波 短波 超短波
波长范围
105～ 104 m 104～ 103 m 103～ 102 m 102～ 10 m 10 ～ 1 m
频率范围
3k～30k Hz 30k～300k Hz 300k～3M Hz 3M～30M Hz 30M～300M Hz
高频段可以做 用户级传输
越高频段雨衰 越厉害！！
衰落的一般特性
1、波长越短、距离越长，衰落越严重 2、夜间比白天严重，夏季比冬季严重 3、晴天，宁静天气比阴天、风雨天气时严重 4、水上电路比陆上电路严重 5、平地电路比山区电路严重
工作频段用途 频率 用途
7Ｇ
８Ｇ 13G １５Ｇ １８Ｇ ２３Ｇ ２６Ｇ ２８Ｇ
衰落类型
1.多径衰落 2. K型衰落 3.波导型衰落 4.雨衰
• 多径衰落 由 • 于折射波，反射波，散射波等多途径传播引起的衰落。多径衰落周期较短 一般为几秒。多径衰落又叫频率选择性衰落。合成波的电平比正常传输低称 为下衰落，比正常传输高称为上衰落。
微波通信原理演示幻灯片
32
天线参数
频段
天线口径
增益
典型性能
33
1.5 衰落
微波传播必须采用直射波，接收点的场强是直射空间波与地面反 射波的叠加。传播媒介质是地面上的低空大气层和路由上的地面 、地物。当时间(季节、昼夜等)和气象(雨、雾、雪等)条件发生 变化时，大气的温度、湿度、压力和地面反射点的位置、反射系 数等也将发生变化。这必然引起接收点场强的高低起伏变化。这 种现象，叫做电波传播的衰落现象。显然衰落现象具有很大的随 机性。
也可以在微波频段直接调制，但调制限于PSK； 6.微波通信的理论基础是电磁场理论；
8
1.4.1 不同的传输方法
同轴电缆
微波
MUX
卫星 光缆
MUX
9
微波设备 电话/数据图像等信息
A站
微波设备 电话/数据/图像等信息
B站
数字微波点对点传输模型
10
微波 设备
电话 / 数据 图像等信息
A站（端）
微波 设备
其中 a 为反射板有效面积 m 2
a Acos2
反射板无源
d 2 （km）
15
无源中继站（实物照片）
反射板式无源中继站 Plane reflectors
双抛物面无源中继站 Parabolic reflectors
16
应用范围
宏蜂窝、微蜂窝网络传输 专用网 接入网 临时话音或数据链路 传输线的备份
2. 普通无线电波会被高空的电离层所吸收或被反射回来，而微波则 能够穿过电离层至外层空间。电视广播、卫星通信、宇宙航行， 射电天文学，以及受控热核反应中的等离子体的参数测量等，都 是利用了微波的这一特性才得以实现的；
3. 微波的频率很高，因此可利用的频带较宽、信息容量大，从而使 微波通信得到了广泛的应用和发展。
天线参数
频段
天线口径
增益
典型性能
33
1.5 衰落
微波传播必须采用直射波，接收点的场强是直射空间波与地面反 射波的叠加。传播媒介质是地面上的低空大气层和路由上的地面 、地物。当时间(季节、昼夜等)和气象(雨、雾、雪等)条件发生 变化时，大气的温度、湿度、压力和地面反射点的位置、反射系 数等也将发生变化。这必然引起接收点场强的高低起伏变化。这 种现象，叫做电波传播的衰落现象。显然衰落现象具有很大的随 机性。
也可以在微波频段直接调制，但调制限于PSK； 6.微波通信的理论基础是电磁场理论；
8
1.4.1 不同的传输方法
同轴电缆
微波
MUX
卫星 光缆
MUX
9
微波设备 电话/数据图像等信息
A站
微波设备 电话/数据/图像等信息
B站
数字微波点对点传输模型
10
微波 设备
电话 / 数据 图像等信息
A站（端）
微波 设备
其中 a 为反射板有效面积 m 2
a Acos2
反射板无源
d 2 （km）
15
无源中继站（实物照片）
反射板式无源中继站 Plane reflectors
双抛物面无源中继站 Parabolic reflectors
16
应用范围
宏蜂窝、微蜂窝网络传输 专用网 接入网 临时话音或数据链路 传输线的备份
2. 普通无线电波会被高空的电离层所吸收或被反射回来，而微波则 能够穿过电离层至外层空间。电视广播、卫星通信、宇宙航行， 射电天文学，以及受控热核反应中的等离子体的参数测量等，都 是利用了微波的这一特性才得以实现的；
3. 微波的频率很高，因此可利用的频带较宽、信息容量大，从而使 微波通信得到了广泛的应用和发展。
无线通信工程(三)微波通信
吉林通信行业职业技能鉴定中心
发信机中的高功率放大器用于把发送的射频信号提高到 足够的电平，以满足经信道传输后的接收场强。 收信机中的低噪声放大器用于提高收信机的灵敏度。 下变频用于中频信号与微波信号之间的变换以实现固定 中频的高增益稳定放大。 微波通信天线一般为强方向性、高效率、高增益的反射 面天线，常用的有抛物面天线、卡塞伦天线等，馈线主要采 用波导或同轴电缆。 在地面接力和卫星通信系统中，还需以中继站或卫星转 发器等作为中继转发装置。
吉林通信行业职业技能鉴定中心
因此中、大容量的数字微波接力通信系统必须采用能 先对主用及备用波道之间的时延差进行自适应调整，待信 码、定时以及帧信号的位置对应后，以分集合成方式并机 运行直至信号恶化的主用波道自动被淘汰的无损伤切换装 置。 说明：无损伤切换技术建立在备份技术上，备份分为 波道备份（异频备份）和设备备份（同频备份）两种，无 损伤切换（Hitlles Switching）：切换过程中，无感觉、 数据无滑动，不会因倒换而引入误码。
吉林通信行业职业技能鉴定中心
第三节 微波接力通信系统转接方式
地面微波接力站的微波信号转接方式，也称中继 方式。接力站可分为两大类：
有源接力（有源转接）
无源接力（无源转接）
吉林通信行业职业技能鉴定中心
1、有源接力站
具有补偿接收信号的传输损耗和失真，并完成频率转换和路 由改向功能的接力站。它有三种转接方式：基带转接、中频转接、 射频转接。 （1）基带转接 将接收到的频率为接收频率的射频信号，经下变频、中 频放大，及解调过程恢复出具有标准接口电平的基带信号。 然后将此基带信号再经调制、中频放大、上变频和功率放大 转换为发射频率，并具有足够功率的射频信号，发射到下一 站。其转接点在基带接口。 由于基带信号多为多路电话群路信号或视频信号，故也 称群频转接或视频转接。调制解调过程要引入失真和噪声， 影响传输质量。一般仅在需要取出或插入话路（或电视）的 主站和端站及传输距离短的支线上应用。
现代通信技术下4.2章微波通信
等效后电波射线
K=2/3
T
真实地球 a
T
hc
K=2/3 K=1
ae
K=4/3
d1
d2
K
d1
d2
d
实际电波射线
d
等效后的情况
Ｋ决定于折射率梯度，也即受温度，湿度和压力等条件影 响，它是反映对流层气象条件变化对电波传播影响的重要 参数，是电路设计必须考虑的重要因素
5.5.3 SDH微波系统的主要设备
4 sin2
r
当行程差远远小于波长时:
Lr
(1
)2
4(
r )2
(1
)2
4
2
h1h2 d
2
L
4d
2
[(1
)2
4
2
h1h2 d
2
]
(1 ) 2 4d
h12h22 d4
２．费涅尔区
惠更斯的电磁波动性学说:光和电磁波都是一种振动,振动源 周围的媒质是有弹性的,故一点的振动可通过媒质传递给邻 近的质点,并依次向外扩展,而成为在媒质中传播的波.
端站
处于长途干线上, 需要完成数个方 向上的通信任务
中间站
处于线路两端或分支线路终 点的站,可上下全部支路信 号,可配备ADM或TM设备
端站
再生中继站
端站
沟通本站上下部分支 路,另外沟通干线上 两个方向之间通信
枢纽站
对收到的已调信号 进行解调,判决再 生,转发至下一方
向
图． 数字微波中继线路组成
微波中继站的中继方式可以分为直接中继(射频转接), 外差中继(中频转接),基带中继(再生中继)三种方式
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
微波通信和光纤通信
微波通信和光纤通信
目
CONTENCT
录
• 引言 • 微波通信 • 光纤通信 • 微波通信与光纤通信的比较 • 未来发展趋势
01
引言
通信方式的发展历程
19世纪电报的发明
电报的出现标志着远程通信的开始，通过电线传 输简短的文本信息。
20世纪中期的微波通信
微波通信利用高频电磁波传输信号，主要用于电 视广播和移动通信。
传输质量不稳定
由于微波传输易受到气象条件 、环境因素等影响，传输质量 相对不太稳定。
传输距离有限
微波传输的覆盖范围有限，一 般适用于短距离通信，如城市 间、校园内等。
微波通信的应用场景
移动通信网络
微波通信在移动通信网络中扮 演重要角色，用于基站间、基 站与核心网之间的数据传输。
电视广播
微波通信用于电视广播信号的 传输，特别是在高山、无人区 等难以铺设光缆的地区。
企业专网
微波通信适用于企业内部的网 络建设，如企业专网、局域网 等，可实现快速、灵活的组网 。
军事通信
由于微波通信具有较高的抗干 扰能力和保密性，因此在军事
通信领域也有广泛应用。
03
光纤通信
光纤通信的原理
光的全反射
光纤通信利用光的全反射原理，将信号通过光波在光纤中传输。当光波从光密 介质射向光疏介质时，满足一定角度条件，光波将被全反射，沿光纤传输而不 泄漏。
微波通信
微波信号的传输速度接近光速，但在 实际应用中，由于信号在传输过程中 的衰减和干扰，传输速度可能会受到 一定影响。
光纤通信
光纤的传输速度非常快，理论上可以 达到光速，但在实际应用中，由于信 号在光纤中的衰减和色散效应，传输 速度也会受到一定限制。
目
CONTENCT
录
• 引言 • 微波通信 • 光纤通信 • 微波通信与光纤通信的比较 • 未来发展趋势
01
引言
通信方式的发展历程
19世纪电报的发明
电报的出现标志着远程通信的开始，通过电线传 输简短的文本信息。
20世纪中期的微波通信
微波通信利用高频电磁波传输信号，主要用于电 视广播和移动通信。
传输质量不稳定
由于微波传输易受到气象条件 、环境因素等影响，传输质量 相对不太稳定。
传输距离有限
微波传输的覆盖范围有限，一 般适用于短距离通信，如城市 间、校园内等。
微波通信的应用场景
移动通信网络
微波通信在移动通信网络中扮 演重要角色，用于基站间、基 站与核心网之间的数据传输。
电视广播
微波通信用于电视广播信号的 传输，特别是在高山、无人区 等难以铺设光缆的地区。
企业专网
微波通信适用于企业内部的网 络建设，如企业专网、局域网 等，可实现快速、灵活的组网 。
军事通信
由于微波通信具有较高的抗干 扰能力和保密性，因此在军事
通信领域也有广泛应用。
03
光纤通信
光纤通信的原理
光的全反射
光纤通信利用光的全反射原理，将信号通过光波在光纤中传输。当光波从光密 介质射向光疏介质时，满足一定角度条件，光波将被全反射，沿光纤传输而不 泄漏。
微波通信
微波信号的传输速度接近光速，但在 实际应用中，由于信号在传输过程中 的衰减和干扰，传输速度可能会受到 一定影响。
光纤通信
光纤的传输速度非常快，理论上可以 达到光速，但在实际应用中，由于信 号在光纤中的衰减和色散效应，传输 速度也会受到一定限制。
《微波传输基本理论》课件
包括微波发射设备、传输介质、微波接收设备等。
微波传输系统的分类
根据传输距离和应用需求的不同，可分为点对点传 输和多点传输。
微波传输的性能指标
• 传输容量 • 可靠性 • 稳定性 • 安全性
微波传输的应用
无线电视 远程监控与控制
无线电台
卫星通信
其他应用
微波传输的未来发展
智能化技术
利用人工智能和大数 据技术，实现微波传 输系统的智能化管理 和优化。
《微波传输基本理论》 PPT课件
微波传输基本理论是研究微波信号在传输中的传播和特性的重要领域。本课 件将介绍微波传输的定义、特点、主要技术、系统组成、性能指标、应用以 及未来发展。
什么是微波传输?
微波传输是指利用微波信号进行信息传输的技术。它在电信、无线电视、远程监控与控制等领域得到广泛应用。
微波传输的特点
频率规划技术
根据不同的需求和环 境，合理规划微波信 号的频率与带宽。
天线技术
设计和优化微波天线， 以提高信号的传输效 果和覆盖范围。
传输线技术
选择适合的传输线材 料和结构，减小信号 的衰减和损耗。
多路复用技术
充分利用频谱资源， 提高信道的利用率和 传输容量。
微波传输系统的组成
微波传输系统的基本组成
全球卫星导航 系统
全球卫星导航系统的 发展将促进微波传输 的应用和发展。
5G网络
5G网络的建设将对微 波传输技术提出更高 的要求，推动其进一 步发展和创新。
微波集成电路 技术
微波集成电路技术的 进步将推动微波传输 系统的性能提升和成 本降低。
总结
微波传输基本理论对于理解和应用微波传输技术具有重要意义。未来，微波传输将在智能化、卫星导航、5G 网络和微波集成电路等方面取得更大的突破和发展。
微波传输系统的分类
根据传输距离和应用需求的不同，可分为点对点传 输和多点传输。
微波传输的性能指标
• 传输容量 • 可靠性 • 稳定性 • 安全性
微波传输的应用
无线电视 远程监控与控制
无线电台
卫星通信
其他应用
微波传输的未来发展
智能化技术
利用人工智能和大数 据技术，实现微波传 输系统的智能化管理 和优化。
《微波传输基本理论》 PPT课件
微波传输基本理论是研究微波信号在传输中的传播和特性的重要领域。本课 件将介绍微波传输的定义、特点、主要技术、系统组成、性能指标、应用以 及未来发展。
什么是微波传输?
微波传输是指利用微波信号进行信息传输的技术。它在电信、无线电视、远程监控与控制等领域得到广泛应用。
微波传输的特点
频率规划技术
根据不同的需求和环 境，合理规划微波信 号的频率与带宽。
天线技术
设计和优化微波天线， 以提高信号的传输效 果和覆盖范围。
传输线技术
选择适合的传输线材 料和结构，减小信号 的衰减和损耗。
多路复用技术
充分利用频谱资源， 提高信道的利用率和 传输容量。
微波传输系统的组成
微波传输系统的基本组成
全球卫星导航 系统
全球卫星导航系统的 发展将促进微波传输 的应用和发展。
5G网络
5G网络的建设将对微 波传输技术提出更高 的要求，推动其进一 步发展和创新。
微波集成电路 技术
微波集成电路技术的 进步将推动微波传输 系统的性能提升和成 本降低。
总结
微波传输基本理论对于理解和应用微波传输技术具有重要意义。未来，微波传输将在智能化、卫星导航、5G 网络和微波集成电路等方面取得更大的突破和发展。
《现代通讯系统》课件(第三章-微波中继通信系统)
现代通讯系统
本课件介绍微波通信及中继系统的基本概念，包括传输链路、参数设计、数 字化、应用领域等方面，旨在加深对现代通讯技术的理解。
微波通信的基本概念
微波通信的定义
微波通信是指利用微波电磁波进行通信的方法。
微波信道的特点
信道宽带大、传输速率快、免受电磁干扰等。
微波通信与其他通信方的比较
与有线通信比较，微波通信无需线路，安装方便；与卫星通信比较，微波通信无需面向卫星 天线，使用成本更低。
微波中继数字化的应用
主要应用在高速率通信和高质量 音频广播领域。
微波通信系统的应用领域
1 微波通信系统的应用领域
主要应用在军事通信、铁路通信、航空与航海通信、广播电视传输等。
2 微波通信系统的优势和短处
传输距离远，速度快，但受气象条件限制较大。
3 微波通信系统的未来发展方向
数字化技术的应用以及对天气干扰的优化处理等。
总结
1
微波通信的优越性
高速率、宽带、传输距离远。
2
微波中继系统的参数设计
需要综合考虑多种因素，如信道距离、频带等。
3
微波数字化在通信领域中的应用
在高速率通信及音频广播方面得到广泛使用。
需要多方面考虑，如信道距离、传输功 率、功率增益等。
中继站的功率放大器设计
需要根据传输信道特性以及信号的频带 和传输距离等因素进行设计。
微波中继通信系统的数字化
微波中继通信数字化的背 景和意义
数字化可以提高通信的可靠性和 数字处理的能力。
微波中继数字化的实现技 术和方法
主要有软件无线电、直接数字频 率合成和数字化下变频等。
微波中继系统的组成
微波中继系统的功能 和特点
实现超距离、高速率的通信。
本课件介绍微波通信及中继系统的基本概念，包括传输链路、参数设计、数 字化、应用领域等方面，旨在加深对现代通讯技术的理解。
微波通信的基本概念
微波通信的定义
微波通信是指利用微波电磁波进行通信的方法。
微波信道的特点
信道宽带大、传输速率快、免受电磁干扰等。
微波通信与其他通信方的比较
与有线通信比较，微波通信无需线路，安装方便；与卫星通信比较，微波通信无需面向卫星 天线，使用成本更低。
微波中继数字化的应用
主要应用在高速率通信和高质量 音频广播领域。
微波通信系统的应用领域
1 微波通信系统的应用领域
主要应用在军事通信、铁路通信、航空与航海通信、广播电视传输等。
2 微波通信系统的优势和短处
传输距离远，速度快，但受气象条件限制较大。
3 微波通信系统的未来发展方向
数字化技术的应用以及对天气干扰的优化处理等。
总结
1
微波通信的优越性
高速率、宽带、传输距离远。
2
微波中继系统的参数设计
需要综合考虑多种因素，如信道距离、频带等。
3
微波数字化在通信领域中的应用
在高速率通信及音频广播方面得到广泛使用。
需要多方面考虑，如信道距离、传输功 率、功率增益等。
中继站的功率放大器设计
需要根据传输信道特性以及信号的频带 和传输距离等因素进行设计。
微波中继通信系统的数字化
微波中继通信数字化的背 景和意义
数字化可以提高通信的可靠性和 数字处理的能力。
微波中继数字化的实现技 术和方法
主要有软件无线电、直接数字频 率合成和数字化下变频等。
微波中继系统的组成
微波中继系统的功能 和特点
实现超距离、高速率的通信。
微波通信
17-10
本章小结
微波通信是在第二次世界大战后期开始使用的 一种无线电通信技术，它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。 微波频段的波长范围为lm～1mm，频率范围为 300MHz～300GHz，微波通信分为模拟微波通信和数 字微波通信两类。模拟微波通信早已发展成熟，并 逐渐被数字微波通信取代，数字微波通信已成为一 种重要的传输手段，并与卫星通信，光纤通信一起 作为当今三大传输手段。
17-11
本章小结
微波通信采用中继的直接原因有两个：首先微 波的电磁波沿直线传播.地球表面是个曲面，为了 延长通信距离，需要在通信两地之间设立若干中继 站，进行电磁波转发。其次是因为微波空间传播有 损耗，在远距离通信时有必要采用中继方式对信号 逐段接收、放大后发送给下一段。一般说来，每隔 50公里左右，就需要设置微波中继站，将电磁波放 大转发。长距离微波通信干线可以经过几十次中继 而传至数千公里仍可保持很高的通信质量。
17-4
17.1.1 微波中继通信
微波电磁波波长范围: lm～1mm 微波电磁波的频段范围: 300MHz～300GHz 频率与波长的关系：f=C/λ
17-5
17.1.2 微波通信采用中继的原因
1) 微波的电磁波沿直线传播 2) 微波空间传播有损耗 中继的距离：几十公里
17-6
17-8
17.3 微波通信发展简介
(1) 最早的模拟微波中继通信系统是第二次世 界大战后期美国贝尔研究所建立的TDX系 统（4GHz频段的调频系统）。
(2) 20世纪40年代到50年代产生了传输频带较 宽，性能较稳定的微波通信，成为长距离 大容量地面干线无线传输的主要手段，模 拟调频传输容量高达2700路，也可同时传 输高质量的彩色电视。
微波通信基本原理
闪烁衰落:主要是因为大气局部微小扰动引起电波射束散射所造成,各散射 波的振幅小,相位着大气变化而随机变化.结果它们在接收点的合成振幅变 化很小,对主波影响不大,因此,这种衰落对视距微波接力电路的稳定性影 响不大. 多径衰落:主要是由于多径传播造成的,它是视距传播信道深衰落的主要原 因.所谓多径传播,就是电波离开发射天线后,通过两条以上的不同路径到 达接收天线的传播现象.
上衰落Up fading和下衰落 和下衰落Down fading(按接收点场强的高低划分 按接收点场强的高低划分): 上衰落Up fading和下衰落Down fading(按接收点场强的高低划分):
上衰落:高于自由空间电平值的叫上衰落 下衰落:低于自由空间的电平值的叫下衰落
多径衰落Multipath fading和闪烁衰落 按衰落发生的物理成因划分): 和闪烁衰落( 多径衰落Multipath fading和闪烁衰落(按衰落发生的物理成因划分):
(refer to isotropic antennas)
D 或 f 增加一倍,损耗将增加6 dB 增加一倍,损耗将增加
自由空间的电波传播
自由空间传输损耗(Free GTX
Power Level Space Basic Transmission Loss )
GRX
P = 发射功率 发射功率(TX Power) G = 天线增益 天线增益(Antenna Gain) A0 = 自由空间损耗 自由空间损耗(Free Space Loss) M = 衰落储备(Fading 衰落储备(Fading Margin)
自由空间的电波传播 自由空间传输损耗(Free Space Basic Transmission Loss )
d
f
Free Space Loss A 0 = 92.4 + 20 log d + 20 log f
上衰落Up fading和下衰落 和下衰落Down fading(按接收点场强的高低划分 按接收点场强的高低划分): 上衰落Up fading和下衰落Down fading(按接收点场强的高低划分):
上衰落:高于自由空间电平值的叫上衰落 下衰落:低于自由空间的电平值的叫下衰落
多径衰落Multipath fading和闪烁衰落 按衰落发生的物理成因划分): 和闪烁衰落( 多径衰落Multipath fading和闪烁衰落(按衰落发生的物理成因划分):
(refer to isotropic antennas)
D 或 f 增加一倍,损耗将增加6 dB 增加一倍,损耗将增加
自由空间的电波传播
自由空间传输损耗(Free GTX
Power Level Space Basic Transmission Loss )
GRX
P = 发射功率 发射功率(TX Power) G = 天线增益 天线增益(Antenna Gain) A0 = 自由空间损耗 自由空间损耗(Free Space Loss) M = 衰落储备(Fading 衰落储备(Fading Margin)
自由空间的电波传播 自由空间传输损耗(Free Space Basic Transmission Loss )
d
f
Free Space Loss A 0 = 92.4 + 20 log d + 20 log f
《微波通信原理》课件
个人移动通信的发展
总结词
随着个人移动设备的普及，微波通信在 个人移动通信领域的应用越来越广泛， 为人们提供了更加便捷的通信方式。
VS
详细描述
个人移动通信是微波通信的重要应用领域 之一。通过微波通信技术，人们可以使用 智能手机、平板电脑等移动设备随时随地 进行语音、视频通话和数据传输，极大地 丰富了人们的通信方式和生活方式。
ERA
微波通信定义
微波通信是一种利用微波频段的电磁 波进行信息传输的通信方式。
它利用频率在0.3GHz至300GHz之间 的电磁波，通过定向天线将信号传输 到远方，实现信息的传递。
微波通信特点
传输容量大
微波频段具有丰富的频谱资源 ，可以实现高速、大容量的信
息传输。
传输质量稳定
微波信号在自由空间中传播时 受气象和地形影响较小，传输 质量较为稳定。
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW ERA
《微波通信原理》PPT课件
• 微波通信概述 • 微波通信系统组成 • 微波传播特性 • 数字微波通信原理 • 模拟微波通信原理 • 微波通信的发展趋势与展望
目录
CONTENTS
01
微波通信概述
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
大气中的水蒸气、氧气和气溶胶等成分对微波信号产生吸收和 散射，导致信号衰减。
02
不同的大气条件（如湿度、温度和气压）对微波衰减有显著影
响。
大气衰减随频率增加而增大，因此高频率微波在传播过程中损
03
耗较大。
反射、折射与散射
1
微波遇到障碍物时，会部分地被反射、折射和散 射。
2
障碍物的电导率和介电常数对反射、折射和散射 有重要影响。
微波通信系统概述
微波中间站的转接方式
(1)基带转接方式 (2)中频转接方式 (3)微波转接方式
基带转接方式
基带转接方式可以直接上、下话路，是微波分 路站和枢纽站必须采用的转接方式。采用这种 转接方式的中间站的设备与终端站可以通用。
中频转接方式
中频转接 不需调制、解调器，简化了设备，且没有调 制和解调引入的失真和噪声；其发本振和收本振采用 移频振荡方案，降低了对本振稳定度的要求。但中频 转接不能上、下话路，不能消除噪声积累。对于不需 要上、下话路的中继站，可以采用中频转接方式，如 模拟微波中继通信系统就常用这种方式。
四频制单波道频率配置
采用四频制方案时，没有反向干扰问题，但仍 然存在越站同频干扰问题，且其占用频带比二 频制方案宽一倍。
(1)通信频段的频带宽，通信容量大 (2)受外界干扰的影响小 (3)通信灵活性较大 (4)天线增益高、方向性强 (5)投资少、建设快
微波中继通信的分集接收
分集方式
(1)频率分集 (2)空间分集 (3)混合分集
合成方式
(1)最佳选择式合并 (2)等增益合并 (3)最大比值合并
微波线路的干扰
系统内部干扰
通信装备与应用
通信教研室
微波通信系统概述
通信系统模型
噪声源
信源
发送 设备
信道
接收 设备
信宿
通信系统按传输媒质分类
有线通信
无线通信
明电光波
线缆缆导 通通通通 信信信信
微短移卫散
波波动星射 通通通通通 信信信信信
微波中继通信的定义
微波：指波长范围为1m~1mm，频率范 围为300MHz~300GHz的电磁波，可细 分为特高频(UHF)/分米波频段、超高频 (SHF)/厘米波频段和极高频(EHF)/毫米 波频段。
微波与卫星通信技术 PPT课件
(五) 数字微波信道的干扰和噪声
微波线路的干扰主要来自反馈系统和空间传播引入，一 般有回波干扰、交叉极化干扰、收发干扰、邻近波道干扰、 天线系统同频干扰等。 噪声主要来自设备，如收、发信机热噪声以及本振源 的热噪声等。
5.1.3 数字微波的使用与发展简况
20世纪50年代，数字微波通信起步； 20世纪70年代初，小容量、低频段的数字微波通信系统； 20世纪70年代末，迅速发展，形成了完整的技术系统。 20世纪90年代后，建成基于SDH的数字微波通信系统。 从实用化的70年代算起至今，调制方式由(2PSK)的相移 键控，发展到(1024QAM)的正交调幅方式，其频谱利用率大 大提高。目前由于新的调制方式及频带压缩技术的使用，已 使数字微波的频谱利用率大大提高。传输一路码流为64kb/s 的数字电话，已能被压缩到与一路模拟电话(带宽4KHz)所占 用的信道频谱利用率相当。数字微波具有建站快、成本低、 不须铺设线路的特点，尤其适合于紧急通信、临时通信、无 线接入等用途。
（一）无线电波和频段划分
无线电频段的划分如表5.1所示。
频段名称
长波 中波 短波 超短波（特高频） 微 波 分米波 厘米波 毫米波
频率范围
30～300kHz 300～3000kHz 3～30MHz 30～300MHz 300MHz～3GHz 3～30GHz 30～300GHz
波长范围
10000～ 1000m 1000～100m 100～10m 10～1m 100～10cm 10～1cm 1cm～1mm
（三）大气对微波传播的影响
电磁波传播主要在对流层中完成，对流层对微波传播 的影响主要表现在3个方面： （1）氧气分子和水蒸汽分子对电磁波的吸收； （2）雨、雾、雪等气象微粒对电磁波的吸收和散射； （3）对流层结构的不均匀对电磁波的折射。 当微波中继通信系统的工作频段在10GHz以下时，前 两个方面的影响不显著，只需考虑对流层折射的影响；当 工作频段在10GHz以上时，3个方面的影响都需考虑。
第3章__数字微波通信系统30页PPT
L S 9 .4 2 2 ld g 0 ( k) m 2 lf g 0 ( G )H
10
【例1】 A、B两微波站相距50公里，工作频率是
2GHz，试计算电波从发射站A到达接收站B的 自由空间传播损耗。
若A站发射功率为10W，求B站接收功率 为多少?
11
2 接收点的收信功率电平
Ci
CO1 G1
22
中间站： 对收到的信号再生、放大处理后，再转
发给下一个中间站。
23
接收端： （1）微波射频信号接收 微波射频信号到达接收端后，经天线馈线系统
送到接收端机。 （2）微波射频信号———中频信号的变换 在接收机进行混频，将数字微波射频信号变为
70MHz的中频已调信号。
24
（3）中频信号———多路复用信号的变换 送至调制解调器，解调出一路基带信号。 （4）多路数字信号———一路基带信号的变换 经时分复用设备变为多路模拟信号送入乙地市
话局和用户终端。
25
3.6 微波通信系统频率配置
微波站收信、发信必须使用不同频率，而 且有足够大的保护间隔。国家无委对频段分配 及频道配置均有规定，必须照此申请及执行。
微波接力通信频率配置:二频制
f1 f2 f2 f1
f2 f1 f1 f2
f1 f2 f2 f1
26
微波接力通信频率配置:二频制
27
5
3.2 数字微波通信系统的组成
➢ 发端站 ➢ 收端站 ➢ 中间站
6
微波中继信道由终端站、中间站、再生中 继站及电波空间组成。
7
微波通信线路
终端站 处于线路两端的微波站 中继站 线路的中间转接站 分路站 能上/下部分话路的中继站 枢纽站 两条以上微波线路交叉的站
10
【例1】 A、B两微波站相距50公里，工作频率是
2GHz，试计算电波从发射站A到达接收站B的 自由空间传播损耗。
若A站发射功率为10W，求B站接收功率 为多少?
11
2 接收点的收信功率电平
Ci
CO1 G1
22
中间站： 对收到的信号再生、放大处理后，再转
发给下一个中间站。
23
接收端： （1）微波射频信号接收 微波射频信号到达接收端后，经天线馈线系统
送到接收端机。 （2）微波射频信号———中频信号的变换 在接收机进行混频，将数字微波射频信号变为
70MHz的中频已调信号。
24
（3）中频信号———多路复用信号的变换 送至调制解调器，解调出一路基带信号。 （4）多路数字信号———一路基带信号的变换 经时分复用设备变为多路模拟信号送入乙地市
话局和用户终端。
25
3.6 微波通信系统频率配置
微波站收信、发信必须使用不同频率，而 且有足够大的保护间隔。国家无委对频段分配 及频道配置均有规定，必须照此申请及执行。
微波接力通信频率配置:二频制
f1 f2 f2 f1
f2 f1 f1 f2
f1 f2 f2 f1
26
微波接力通信频率配置:二频制
27
5
3.2 数字微波通信系统的组成
➢ 发端站 ➢ 收端站 ➢ 中间站
6
微波中继信道由终端站、中间站、再生中 继站及电波空间组成。
7
微波通信线路
终端站 处于线路两端的微波站 中继站 线路的中间转接站 分路站 能上/下部分话路的中继站 枢纽站 两条以上微波线路交叉的站
第5章 微波通信
3、天线的增益高，方向性强 由于微波的波长很短，因此很容易制成高增益天线。 另外，微波频段的电磁波具有近似光波的特性，因而可以 利用微波天线把电磁波聚集成很窄的波束，制成方向性很 强的天线。 4、外界干扰小，通信线路稳定 天电干扰、工业噪声和太阳黑子的变化对短波和频率 较低的无线电波影响较大，而微波频段频率较高，不易受 以上外界干扰的影响，通信的稳定性和可靠性得到了保证 。而且，微波通信具有良好的抗灾性能，对水灾、风灾以 及地震等自然灾害，微波通信一般都不受影响。
三、数字微波通信系统的应用 1、干线光纤传输的备份及补充 点对点的SDH微波、PDH微波主要用于干线光纤传输系 统在遇到自然灾害时的紧急修复，以及由于种种原因不适 合使用光纤的地段和场合。例如，在1976年的唐山大地 震中，在京津之间的同轴电缆全部断裂的情况下，六个微 波通道全部安然无恙；九十年代的长江中下游的特大洪灾 中，微波通信又一次显示了它的巨大威力。 2、农村、海岛等边远地区和专用通信网中为用户提供基本 业务的场合这些场合可以使用微波点对点、点对多点系统 ，微波频段的无线用户环路也属于这一类。
四、天线的极化 所谓天线的极化，就是指天线辐射时形成的电场强度方向 。当电场强度方向垂直于地面时，此电波就称为垂直极化 波：当电场强度方向平行于地面时，此电波就称为水平极 化波。由于电波的特性，决定了水平极化传播的信号在贴 近地面时会在大地表面产生极化电流，极化电流因受大地 阻抗影响产生热能而使电场信号迅速衰减，而垂直极化方 式则不易产生极化电流，从而避免了能量的大幅衰减，保 证了信号的有效传播
三、微波通信的常用频段 微波既是一个很高的频率，同时也是一个很宽的频段，在 微波通信中所使用的频率范围一般在1GHz～40GHz，如 表5.2所示
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
复用设备
微 波
端
站
微波通信
卫星通信
微波知识简介
微 复用设备 波 端 站
微波知识简介
微波的定义
微波是一种电磁波，从广义上讲，频率范围为300MHz～300GHz， 微波通信使用的频率范围通常是3GHz～30GHz。
实际微波设计中的设备是从7GHZ～38GHZ，频率越高，传输距离 越短。
根据微波传播的特点，可视其为平面波。 平面波沿传播方向是没有电场和磁场纵向分量的，电场和磁场
分体式微波－安装
分离式安装
标准天线（分 离式安装）
软波导
室外单元 (ODU)
中频电缆
中频 口
室内单元（IDU）
中频口
微波知识简介
直扣式安装
标准天线 （集成式安装）
室外单元 (ODU) 中频电缆
室内单元（IDU） 中频口
微波的传播及抗衰落技术
• 影响电波传播的因素
• 费涅尔半径、余隙、K因子 • 地形、大气
161 196 196 161 ……
7 28 28 3.5 ……
7+28n, n:1~5 ……
局方申请的频点信息
微波知识简介
NEO-C设备频率子带表
通过子带信息表，查找出申请的频点范围所在的子带， 算出中心频率，做出频率文件。
微波传输的容量
微波知识简介
微波复用方式PDH与SDH
1、PDH：中小容量，常用于接入层，一般容量只到16E1，有些可 以到32E1或48E1。
分量都是与传播方向垂直的，所以称为横电磁波，记为TEM波
微波传输基本知识 微波知识简介
站站接力式的中继方式完成传输
由于微波频率很高，波长很短(1－10cm),电波沿地面传播时衰减很大，遇到障碍物 时绕射能力很弱，投射到高空电离层不能反射。因此，这一波段电波只能在视距内直线 传播，所以叫视距传播。 由于微波必须要求为视距传输，所以把信息从一地传到另一地，只能靠接力，一段段地 传下去。故又叫微波接力通信
图中球面上的点P到(T,R)点距离之和满足：TP+PR=TR + n /2（n
=1,2,3,…)，则由P点构成的轨迹就是菲涅尔区。
T
O
F1
P
d1
d2
R
我们把菲涅尔区上一点P到TR的连线的
垂直距离PO称为菲涅尔半径。第一菲
涅尔半径用F1(n＝1)表示。
自由空间的电波传播
微波知识简介
第一菲涅尔区半径计算公式： F117.32df1((G km H ))zdd2((kkm m ))
f1=7442 f2=7470
f5
f1’=7596
f2’
f5’
7G频率范围 F0 (MHz) 收发间隔(MHz) 波道间隔（MHz）
高低站
7425--7725 7575
154
28
Fn=f0-161+28n,Fn’＝f0-
7110--7750
7250--7550 …….
7575 7275 7597 7400 ……
天线 (Antenna
Unit)
室外单元ODU (Outdoor Unit)
微波知识简介
中频电缆 (IF Cable)
室内单元IDU (Indoor Unit)
微波知识简介
分体式微波设备（续）
各组成部分的作用： 天线： 聚焦ODU发送的射频信号，加大信号增益。 ODU：射频处理，实现中频射频之间信号转换。 中频电缆：中频业务信号和IDU/ODU通讯信号的传输并向ODU供电。 IDU：完成业务接入、业务调度、复接和调制解调等功能。
• 微波传播的各种衰落
• 自由空间损耗、大气吸收衰落 • 雨雾衰减、K形 • 多径、波导、闪烁
• 数字微波抗衰落技术
• 频率分集 • 空间分集
微波知识简介
微波传播的几个重要参数
自由空间的电波传播
微波知识简介
菲涅尔区及其半径
定义：在微波波段，频率很高，无线电波利用视距传播的方式工作。视距传播是指发
射天线和接收天线在相互能看得见的距离内，电波直接从发射点传到接收点的 一种传播方式。具体来说，就是微波波段时，发射点和接收点之间不希望有障 碍物阻挡。
数字微波通信概述以及理论
提纲
•第一部分 微波基础知识介绍 •第二部分 微波网络架构 •第三部分 微波设计的重要指标 •第四部分 微波设计常用软件
微波知识简介
微波基础知识
微波通信的定义 微波频段的划分 微波传输容量分类 微波设备组成部分 微波传输特性
微波知识简介
现代通信网中的传输手段
同轴电缆 光纤通信
微波频段选择和射频波道配置
微波知识简介
微波频段划分
2GHz频段（1.7--1.9GHz; 1.9--2.3GHz; 2.4GHz; 2.49--2.69GHz) 4/5GHz频段（3.4--3.8GHz; 3.8--4.2GHz; 4.4--5.0GHz; 5.8GHz) 6GHz频段（5.925--6.425GHz; 6.430--7.110GHz) 7GHz频段（7.125--7.425GHz; 7.425--7.725GHz;) 8GHz频段（7.725--8.275GHz; 8.275--8. 5GHz; 8.50--8.75GHz) 11/13GHz频段（10.7--11.7GHz; 12.75--13. 25GHz;) 15/18GHz频段（14.50--15.35GHz; 17.7--19.7GHz;) 23GHz频段（21.9555—23.5445GHz); 38GHz频段(37.0615—39.4345GHz)
2、SDH：大容量，常用于汇聚层，以STM-1为单位，一般容量只 能做到1或2个STM-1。单独的一个IDU最大可支持400Mbps。
3、机架式SDH：SDH5000S可支持8个STM-1。
分体式微波设备
射频部分（ODU）在 室外，中频、信号处 理、复接等单元（IDU） 在室内，之间通过中 频电缆连接。 ODU可直接和天线连 接或通过一根很短的 软波导连接，避免了 馈线损耗。 容量相对较小，安装 维护方便，便于快速 建网，是目前应用最 广泛的微波设备。
微波知识简介
微波频段选择和射频波道配置
在每个频段中定义了多种子频率范围，多种收发间隔和波道间隔。
保护 间隔
低频段 收发间隔
频率范围
f0(中心频率)
高频段
收发间隔
波道
间隔
f1
f2
相邻收波道Fra bibliotek发间隔
间隔
fn
f1’
f2’
fn’
微波知识简介
微波频段选择和射频波道配置（续）
频率范围（7425－7725MHz） T/R 间隔： 154M f0(7575M) 28M