第七章微波通信和卫星通信
第七章微波通信和卫星通信
短波电离层反射
离地面60~600 km的大气层为电离层。当 频率范围为3~30 MHz 的短波射入电离层 时，由于折射现象会使电波发生反射， 返回地面。
0
A
地球
F F
E D
B
300 km
F
地球反射点
A
B
3．微波通信的特点
通信频段的频带宽，传输信息容量大 通信稳定、可靠 接力 通信灵活性较大 天线增益高、方向性强 投资少、建设快 数字化
利用357866km高的人造同步地球卫星地球ab721卫星通信的特点通信覆盖面积大1颗卫星覆盖地球表面42通信距离远卫星单跳最大通信距离达1800km卫星单跳最大通信距离达1800km传输容量大线路稳定可靠质量高畅通率在998以上通信灵活传输延迟大往返传播延迟约为054s卫星通信系统的分类同步卫星通信系统geo非同步卫星通信系统中轨道卫星系统ico或meo中轨道卫星系统ico或meo椭圆轨道卫星系统heo低轨道卫星系统leo1
第7章 微波通信和卫星通信
本章内容 l微波通信 l卫星通信
1．微波通信频段划分
微波通信是把微波信号作为载波信号， 用被传输的模拟信号或数字信号来调制 它，故微波通信是模拟传输。
微波波段 300MHz~300GHz
2．微波中继通信
沿地球表面直线传播，一般只有50km左 右。但若采用100m高的天线塔，则距离 可增大到l00km。
– 畅通率在99.8%以上
通信灵活 传输延迟大
– 往返传播延迟约为0.54s
卫星通信系统的分类
同步卫星通信系统(GEO) 非同步卫星通信系统
– 中轨道卫星系统(ICO或MEO) – 椭圆轨道卫星系统(HEO) – 低轨道卫星系统(LEO)
微波通信
如何调整天线？
天线调整的目标就是本端天线的主瓣对上对端天线的主瓣。
首先将对端天线固定，然后将本端天线在俯仰或水平方向进行调整，调整过程中要使用万用表测量接收端RSSI电平，至少要找到3个最大值，而且中间的最大值最大。一旦发现这种情况，其电压最大点位置，即为俯仰或水平方向的主瓣位置，该方向无需再作大范围调整，只需把天线微调到电压最大点位置即可。
微波规划中还需考虑哪些因素？
在微波规划中需要考虑的因素比较多。首先要根据周围的电磁环境，选择合适的频段和波道配置方案。然后再选择合适的链路和站址，一般来说要选择地面反射系数小的链路，站址要便于建站和维护，要保证两站之间能够视通。同时根据不同的K值和地面反射系数，要确定多大的余隙比较合适，然后再决定天线的挂高和口径。最后根据当地的气候等条件，计算电路的指标是否满足，比如接收电平的大小，链路的中断率等，如不满足要求，则还需增加保护。
微波设备有哪些不同类别？
微波设备按照不同的角度，可以进行不同的分类。
按照制式分，可以分为数字微波和模拟微波。目前，模拟微波已被淘汰，应用很少。
按照容量分，可以分为中小容量微波和大容量微波。中小容量微波是指传输容量为2～16E1或34M，大容量微波是指传输容量为STM-0，STM-1，2 x STM-1。
天线的俯仰及水平的调整方法是一样的。
当天线对得不太准时，有可能在一个方向上只能测到一个很小的电压，这种时候需要两端配合，进行粗调，把两端天线大致对准。
在两端天线对准之后，都会稍微向上仰，牺牲1～2db，这是为了防止反射干扰。
天线的主要指标有哪些？
天线的指标主要有：天线增益，半功率角，交叉极化去耦，防卫度等。
微波通信和卫星通信的异同点及发展比较
Ｉ
Ｄ Ｏ Ｉ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ － ８ ９ ７ ２ ． ２ ０ １ ３ ． １ ５ ． ０ ５ ３
微波通信和 卫星通 信的异同点及发展 比较
高亚哲
北 京信 息科 技 大 学 １ ０ ０ ０ ８ ５
摘
要
微 波通 信和 卫 星通 信是 无 线 电通 信 系统 的重
一 一
示，美国的比例为７ ０ ％，日本为５ ５ ％，法国
为５ ２ ％ 。因此 ，随 着通 信技 术 的不 断发 展 ， 微波 通信 将会 成 为最有 发展 前景 的 通信 手段
之一 。
Байду номын сангаас
２卫星通信的定义和特点
２ ． １卫 星通 信 的定 义
较为 灵活 同时 还 可以进 行 自由组 合 。第 七 ， 在顽 存性 方 面 ，卫星通 信 的顽存 性较 差 ，定 轨 性 容 易 受 到 攻 击 ，而 地 面 站 的 顽 存 性 很 好 ；第八 ，在抗 截获性 方 面 ，卫 星通 信 因为 星上 转发 器 电波开 放 ，抗截 获性 差 ，而 微波 通信 辅 以较 强的抗 干扰 措施 同时还 可借 助天 线 的方 向性 ，抗 截获 能力 强 ；第九 ，卫 星通 信 的物理 目标 大 ，而微 波通 信 的物理 目标较 小 ；第十 ，卫星 通信 的发 射功 率大 ，而 微波 通信 的 发射 功率 较小 。 此外 ，在 实 际使 用 方面 ，卫 星 通 信 需 要 星上 资源 ，而 地面 微波 通信 则要 求视 距 无 阻挡 ；在抗 干扰 难点 方面 ，卫星通 信 主要是 星上抗 干扰 ，而 微波 通信 是 高传输 速率 上 的 高 抗干扰 增 益 ；在费 用方 面 ，卫星 通信 一般 比较 昂贵 ，而微 波通 信则 较低 。 ３ ． ２ 发展 趋势 比较 １ ）微 波 通信 的发 展趋 势 随 着 通 信 技 术 的 不 断 发 展 ，微 波 通 信 的应 用范 围也 会进一 步扩 大 ，现 简单 介绍 如 下 ：第一 ，微波 通信 可 以作 为干 线光 纤传输 的备 份 和 补 充 ，采 用Ｐ ＤＨ微 波 以 及 点 对 点 的Ｓ Ｄ １ Ｈ微 波 等 。第 二 ，可 用 于 海 岛 、农 村 等边 远地 区以 及专 用通 信 网中为 用 户提供 基 本 业 务 的 场 合 ，这 时候 可 以 使 用 微 波 点 对 点 、点对 多点 系统 。第 三 ，用于 城市 的短 距 离支 线连 接 ，比如 移动 通信 基站 之 间 、基站 与基 站控 制器 之 间的连 接 、局域 网之 间 的无 线联 网等 方面 。 ２ ）卫 星通信 的 发展趋 势 在 未 来 的 发 展 过 程 中 ，卫 星 通 信 将 在 ３微波通信和卫星通信异 同点及发展比 以下 几个 方面 获得 较大 的发 展 ：第一 ，地 球 同步 轨道 通信 卫 星 向大容 量 、多波 束 、智能 较 化 等方面 发 展 ；第二 ，低轨 卫 星群 将会 与蜂 窝通 信技 术进 行结 合 ，从而 实现 全球 个 人通 ３ ． １微波 通信 与卫 星通 信 的异 同点 相 同 点 ： 卫 星 通 信 也 是 一 种 微 波 通 信 ；第 三 ，小型 卫星 通信 地面 站的 应用 范 围 信 ，二者 都具 有微 波通 信的 特 点。二 者的 不 将 会进 一步扩 大 等 。 同点主 要表 现 在以 下几 个方 面 ：第一 ，卫 星 通 信是 一 种较 为理 想的 自由空 间微波 传输 方 总 结 式 ，但 地 面微 波通 信受 很 多因素 的干 扰 ，最 为 常 见的 有地 形 、地貌 等 ；第二 ，如 果将 微 综 上所 述 ，随着 无 线通 信 技术 的进 一 波 中继 站放 置 到 卫 星 上 ，就 形 成 了 卫 星 通 步 发 展 ，微 波通 信和 卫星 通信 的 应用 范 围也 信 ，传输 距离 不受 地球 表面 的遮 挡 限制 ，尤 会 越 来越 广 ，将会在 人们 的生 产 和生 活 中扮 其是 同步轨 道 卫 星可 以 将 １ ／ ３ 的地 球 表面 完 演 着越 来越 重 要的 角色 。微 波通 信具 有受 外 全 覆 盖 ，而地 面微 波站 是万 万做 不 到的 ；第 界 干扰 小 、传播 比较 稳 定等优 点 ，而 卫星 通 三 ，卫星 通信 的通 信距 离 与建 设成 本无 关 ， 信 具 有通 信距 离远 、容 量大 、便 于实 现 多址 只要 在卫 星 的覆 盖范 围之 内 ，任意 站点 之 间 联接 等优 点 ，在实 际应 用过 程 中要深 入 了解 都可 以通 过卫 星进 行连 接 。而 地面微 波 通信 微 波 通信 和卫 星通 信 的特 点和不 同之 处 ，充 离 不 开 中 继 传 输 ，而 且 对 微 波 中继 站 的 距 分发 挥二 者在 经济 社会 中 的作 用。 离还 有 限制 ，一般 都在 ５ ０ 公里 以 内 ；第 四 ， 在时 延 方 面 ，同步 轨道 距 地 面 约为 ３ ６ ０ ０ ０ 公 里 ，单 跳 （ 甲站 一卫星 一乙站 ） 电波 时延 约
微波通信技术在现代通信中的应用
微波通信技术在现代通信中的应用近年来，随着科技的不断发展，人们生活中的各个方面都得到了巨大的变化和发展，其中通信技术也是如此，微波通信技术是一种应用于现代通信领域的高科技技术，它已经被广泛应用于今天的通信世界中。
本文将向大家介绍微波通信技术在现代通信中的应用。
一、什么是微波通信技术微波通信技术是指利用微波作为传输介质，通过无线电波信号将信息传输的一种通信技术。
它具有高速率、高质量、低干扰等优点，可以长距离传输大量的数据，广泛应用于现代通信领域。
二、微波通信技术的应用1、卫星通信微波通信技术在卫星通信中的应用非常广泛，通过卫星间的微波通信，可以实现全球范围内的通信。
卫星通信可以大大加快信息的传输速度，实现信息的全球无缝覆盖，为各行各业的用户提供高效便捷的通信服务，例如军事通信、气象云图、GPS导航等等。
2、无线通信微波通信技术在无线通信中的应用也非常广泛，例如手机、无线网络等等。
通过微波通信技术，无线通信可以实现点对点的数据传输，同时可以大大增强通信的可靠性和稳定性。
还可以实现高质量音频、视频通话、远程监控和控制等功能，为各行各业用户带来便捷的服务。
3、雷达系统雷达系统是一种非常重要的微波通信系统，它可以利用微波信号来探测目标的位置和运动，为军事、民用等领域的用户提供重要的信息。
雷达系统通过微波通信技术可以实现大量的探测能力，实现长距离探测和快速目标识别，为各领域的用户提供高质量的服务。
4、微波通信传输系统微波通信传输系统是一种用于长距离传输的系统，尤其在山区、城市等信号不容易穿透的地方，微波通信传输系统非常重要。
通过微波信号在大区域范围内传输，可以实现大量信息、高清视频等等的传输。
同时，它还可以实现各种语音、图像传输，为各行各业的用户提供良好的服务。
三、微波通信技术的优势微波通信技术优势非常明显，主要表现在以下几个方面：1、高速率微波通信技术传输速度非常快，是一种高速率的通信方式，可以实现大量数据、图像等的快速传输。
微波与卫星通信概述
第一章微波与卫星通信概述主要讲述地内容：①微波与卫星通信地基本概念与特点;②微波通信系统地组成,移动通信系统地组成,卫星通信系统地组成;1.1微波与卫星通信地基本概念与特点1.2长途微波通信系统地组成1.3移动通信系统地组成1.4卫星通信系统地组成1.1 微波与卫星通信地基本概念与特点1.1.1 微波与卫星通信1．微波与卫星通信共同点：微波与卫星通信地工作频率都是属于微波频率,微波是指频率为300MHz至300GHz 地电磁波。
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）通信地方式。
常见地典型地面微波通信系统包含长途微波通信系统与移动通信系统。
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地通信。
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地一种特殊地微波中继通信。
2．长途微波通信地特点①微波：②多路③接力数字通信地缺点：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,移动无线通信地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地通信方式。
(1) 电波传播环境极恶劣由于移动台处于运动状态之中,无线电地多径传输会造成接收信号瑞利衰落,使所接收场强地幅度与相位呈现快速变化地现象。
另外移动台地通信质量还会受到地理环境地影响。
(2)移动台受到多种干扰影响与噪声影响(3)应采用动态范围大地移动接收设备(4)频谱资源非常珍贵(5)组网技术复杂4,卫星通信地特点(1) 静止卫星通信地优点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) 静止卫星通信地缺点①静止卫星地发射与控制技术比较复杂②地球地两极地区为通信盲区,而且地球地高纬度地区通信效果不好③存在星蚀与日凌中断现象：注意各自地特点④有较大地信号传输时延与回波干扰假定地球站与卫星间地通信距离为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。
微波通信和卫星通信
现代通信技术辅导7第七章微波通信和卫星通信一、知识点∙微波通信。
∙卫星通信。
二、重点难点内容微波通信是在20 世纪40 年代至50 年代开始使用的无线电通信技术，经过多年的发展己经获得广泛的应用。
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所取代，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。
卫星通信可看作微波通信的一个具体应用，所以把微波通信和卫星通信放在同一章中。
学习中注意比较卫星通信和地面微波通信的异同点。
（一）微波通信本节主要讲述微波通信的概念和特点，微波通信系统的基本组成，微波站的设备组成及微波的传输特性和抗衰落技术。
1. 微波通信的概念和特点（1）微波的频段划分无线电波波段的划分如表1 所示。
表（一）无线电波波段的划分整个电磁频谱，包含从电波到宇宙射线的各种波、光和射线的集合。
不同频率段落分别γ射线和宇宙命名为无线电波（3kHz～3000GHz）、红外线、可见光、紫外线、x 射线、射线。
微波是超高频率的无线电波。
由于这种电磁波的频率非常高，故微波又称为超高频电磁波。
电磁波的传播速度υ与其频率f 、波长又有下列固定关系：若微波是在真空中传播，则速度为微波频段的波长范围为lm～lmm，频率范围为300MHz～300GHz，可细分为特高频(UHF) 频段／分米波频段、超高频（SHF）频段／厘米波频段、极高频（EHF）频段／毫米波频段和至高频频段／亚毫米波频段。
实际工程中常用拉丁字母代表微波小段的名称，例如S , C , X 分别代表10厘米波段、5 厘米波段和3厘米波段；Ka，U，F分别代表8毫米波段和3毫米波段等等，详见表2。
表（二）微波频段的划分（2）微波中继通信的概念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。
A ,B 两地间的远距离地面微波中继通信系统的中继示意如图1 所示。
微波通信技术在卫星通信中的应用
微波通信技术在卫星通信中的应用卫星通信是一种通过人造卫星传送信息的通信方式，它在现代通信领域起着至关重要的作用。
而微波通信技术则是卫星通信中最常用的通信技术之一。
本文将探讨微波通信技术在卫星通信中的应用。
首先，我们需要了解什么是微波通信技术。
微波通信是一种以微波频段（1-300 GHz）进行通信的技术，其具有宽带、高速、可靠等优点。
在卫星通信中，微波通信技术通过卫星接收地面发射的信号，再利用卫星将信号传送给目标地点，从而实现远距离的通信。
在卫星通信中，微波通信技术的应用非常广泛。
首先，微波通信技术可以用于广播电视的传送。
通过利用卫星的广覆盖范围和高传送速率，广播电视节目可以通过卫星传送到全球各地，实现全球广播电视的覆盖，提供更加多样化和高质量的节目内容。
其次，微波通信技术在军事通信中扮演着重要的角色。
军事通信需要高速、安全、可靠的传输，而微波通信技术正好满足这些需求。
通过卫星的传输，军事机关和部队可以及时地传递战略指令、情报信息等敏感数据，以支持作战决策和行动。
此外，微波通信技术还广泛应用于远程监控和遥感领域。
通过卫星传输的微波信号，可以实现对远程地区的视频监控、环境监测和资源调查等任务。
这种应用不仅可以提高监控的范围和效率，还可以节省人力和物力资源。
除了以上应用，微波通信技术在卫星通信中还有许多其他的应用。
例如，微波通信技术可以用于移动通信，通过卫星传送信号，实现全球范围内的移动电话通信。
另外，微波通信技术还可以用于天文学的观测和研究，通过卫星接收微波信号，我们可以了解更多有关宇宙的信息。
尽管微波通信技术在卫星通信中有许多应用，但也存在一些挑战和限制。
首先，微波信号在大气层中容易受到干扰和衰减，这可能导致信号质量下降。
其次，微波通信技术的设备和维护成本相对较高，这对于一些资源有限的地区来说可能是一个问题。
为了应对这些挑战，研究人员一直在不断地改进微波通信技术。
他们致力于开发更加高效和可靠的微波设备，以提高信号的传输效率和质量。
微波通信及卫星通信课程作业部份答案
《微波通信与卫星通信》课程作业注意事项：要求该课程作业全数手写在浙江理工大学标准作业本上；每一章的作业题目要另起一页从头开始；本文档中所列出的题目必需把原题抄写在作业本上，随后再写答案；所有题目都是必选的，请全数做完而且独立完成；要求笔迹清楚工整。
请于2021年1月7日上课时随课程论文一路上交。
第1章微波与卫星通信概述1-1 微波通信有哪些特点卫星通信有哪些特点微波通信具有良好的抗灾性能，对水患、风灾和地震等自然灾害，微波通信一样都不受阻碍。
但微波经空中传送，易受干扰，在同一微波电路上不能利用相同频率于同一方向，因此微波电路必需在无线电治理部门的严格治理之下进行建设。
另外由于微波直线传播的特性，在电波波束方向上，不能有高楼阻挡,因此城市计划部门要考虑城市空间微波通道的计划，使之不受高楼的阻隔而阻碍通信卫星通信①通信距离远，且费用与通信距离无关。
②广播方式工作，能够进行多址通信。
③通信容量大，适用多种业务传输。
④能够自发自收进行监测。
⑤无缝覆盖能力。
⑥广域复杂网络拓扑组成能力。
⑦平安靠得住性。
1-2 请论述智能天线的概念。
智能天线又称自适应天线阵列、可变天线阵列、多天线。
智能天线指的是带有能够判定信号的空间信息（比如传播方向）和、定位信号源的，而且能够依照此信息，进行空域的天线阵列。
智能天线是一种安装在现场的双向天线，通过一组带有可电子相位关系的固定天线单元获取方向性，并能够同时获取基站和移动台之间各个链路的方向特性。
[1]智能天线采纳空分复用（SDMA）方式，利用信号在传播方向上的不同，将时延扩散、、、信道干扰的阻碍降低，将同、同时隙信号区别开来，和其他复用技术相结合，最大限度地有效利用资源。
初期应用集中于和信号处置领域，20世纪70年代后被引入军事通信中。
随着的进展，阵列处置技术被引入到移动通信领域，专门快就形成了智能天线的研究领域。
在移动通信技术的进展中，以自适应阵列天线为代表的智能天线已成为最活跃的研究领域之一，应用领域包括声音处置、跟踪扫描雷达、、和网络。
微波通信
微波通信| [<<][>>]微波通信（microwave communication）利用微波作为载波的一种重要的无线通信方式。
微波波长一般为1m至1mm（频率为300MHz~300GHz）。
微波既是一个很高的频率，同时也是一个很宽的波段。
目前研究微波通信所用的频段主要是L 波段（1.0~2.0GHz）、S波段（2.0~4.0GHz）、C 波段（4.0~8.0GHz）、X波段（8.0~12.4GHz）、Ku波段（12～18GHz）、K波段（18～27GHz）以及Ka 波段（27~40GHz）。
特点微被通信是微波和通信相结合的一门学科，是通信科学的一个分支，工作于微波波段。
微波波段具有很宽的频带，包括分米波、厘米波和毫米波，是现有的长波、中波和短波波段总和的约1000倍。
频带宽意味着信息容量大，这样宽的频带可以建立大容量的语言、文字、数据和图像等信息的传输线路。
由于微波频率高，它不受天电干扰和工业干扰以太阳黑子变化的影响。
因此，微波信道传输质量较高，通信稳定可靠。
由于微波通信与其他通信方式相似，同样具有信息采集、处理、变换、发送、传输，直至接收、检测、反变换、加工处理，并进行复接和交换等过程。
微波通信与其他波长较长的无线通信以及有线通信相比，能较方便地克服地形带来的障碍，有较大的灵活性，且建设投资和维护费用低，施工也较快。
组成一般微波通信系统是由天馈系统、发信机、收信机、多线复用设备以及用户终端设备等组成，如下图所示。
微波通信系统图天馈系统是用来发射、接收或转接微波信号的设备，由馈线、双工器及天线组成。
馈线主要用波导或同轴电缆。
微波天线的基本形式有喇叭天线、抛物面天线、喇叭抛物面天线和潜望镜天线等。
目前，常用的一种具有双反射器的抛物面天线，称做卡塞格伦天线。
发信机用于将基带信号转变成大功率的射频信号，主要由调制器、中频放大器、上变频器和射频功率放大器组成。
收信机用于将基带信号的射频信号转变成基带信号，主要由低噪声放大器、下变频器、中频放大器及解调器组成。
第七章微波通信和卫星通信（习题与参考答案）一、填空题1、微波通信
第七章微波通信和卫星通信（习题与参考答案）一、填空题1、微波通信分为通信和通信两类。
2、数字已成为一种重要的手段，并与，一起作为当今三大传输手段。
3、电磁频谱，包含从到的各种波、光和射线的。
4、电磁波的频率非常高，故微波又称为。
电磁波的传播速度υ与其频率f 、波长λ之间的固定关系是。
若微波是在真空中传播，则速度为。
5、微波频段的波长范围为，频率范围为。
6、微波中继通信是利用微波作为并采用方式在地面上进行的通信。
7、微波中继通信主要用来传送、、、基地站与交换中心之间的信号。
8、微波频段占用的频带约，而全部长波、中波和短波频段占有的频带总和不足。
9、当通信频率高于时，、及的活动对其影响小。
10、当天线面积给定时，与的平方成反比。
11、微波通信的工作波长，天线尺寸可做得，通常做成，的面式天线。
12、数字微波通信系统设备由、、、等组成。
13、在民用数字微波通信中数字微波通信系统的终端复用设备是时分复用设备。
14、微波站的基本功能是传输来自设备的信号。
15、微波站分为、、和。
16、数字微波站的主要设备包括、、、、等。
17、目前的微波中继系统中大多数采用方式，勤务信号经常采用方式。
18、微波中继范围很宽，工作频率，愈容易获得较宽的和的通信容量。
19、输出功率是指处功率的大小。
输出功率的确定与设备的、、及方式等因素有关。
20、微波通信对频率的要求取决于所采用的以及对的要求。
发信机的工作频率的取决于发信的频率。
21、数字微波通信系统多采用调制方式，若发信机不稳，有，将使解调的幅度下降，增加。
22、要求1⨯10-6～5⨯10-6时，则必须采用石英晶体控制的或。
23、微波收信设备包括、和三部分。
24、对于一个中继段而言，前一个微波站的发信频率就是同一波道的。
频段使用。
25、噪声系数是的重要指标。
数字微波收信机的噪声系数一般为。
26、收信机本身产生的热噪声功率，值就越大，也就是说值是衡量收信机热噪声性能的一项指标。
27、收信机要使接收的已调信号地通过，就要具有足够的工作，即。
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。
计算机文化基础第七章重点知识总结
7.1 计算机网络概述1、计算机网络是指将一群具有独立功能的计算机通过通信设备及传输媒体被互联起来，在通信软件的支持下，实现计算机间资源共享、信息交换或协同工作的系统。
第一代第二代第三代第四代数据通讯资源共享体系结构标准化以Internet位核心2、物理连接：计算机网络由计算机系统、通信链路和网络节点组成。
逻辑功能：把计算机网络分成通信子网和资源子网两个子网。
3、计算机系统担负数据处理工作，进行信息的采集、储存和加工处理。
网络节点负责网络中信息的发送、接收和转发。
（如网络适配器）通信链路（通信信道）通信子网由网络节点和通信链路组成的独立的数据通信系统。
资源子网提供访问网络和处理数据的能力，由主机、终端控制器和终端组成。
4、数据通信实现计算机之间的信息传送。
资源共享计算机的硬件、软件和数据资源。
分布式处理将任务交给网络中不同的计算机，达到均衡使用网络资源，实现分布处理的目的。
提高系统的可靠性用多台计算机提供冗余，一台故障不至于全故障。
5、计算机网络的分类：网络的覆盖范围、拓扑结构、传输介质、使用性质。
局域网几百米到几公里，常用于覆盖一个房间、一层楼或一座建筑物。
城域网一座城市，可将同一城市内不同地点的主机、数据库以及LAN等互相连接起来。
广域网一个地区或国家，连接不同城市之间的LAN或W AN。
总线型星形环形树状混合型有线网传输介质：双绞线和同轴电缆紧急简便，但传输距离短。
管线传输距离远，传输率高，但成本高。
无线网无线电波或红外线为传输介质，另外还有卫星数据通信网。
按网络的使用性质划分公共网付费，属于经营性网络，商家建造维护，消费者付费使用。
专用网特殊业务需要，不对外提供服务。
如军队、银行、电力等系统的网络。
6、网络协议：各个独立的计算机系统之间达成某种默契，严格遵守事先约定好的一整套通信规程，要交换的数据格式、控制信息的格式、控制功能以及通信过程中事件执行的顺序等的通信规程。
语法用户数据与控制信息的结构或格式。
微波与卫星通信
卫星通信的工作频段与微波通信相同。
图1-4所示的是卫星通信的示意图。
图 卫 星 通 信 示 意 图
1-4
静止卫星是指卫星的运行轨道在赤道
平面内。轨道离地面高度约为35800km
（为简单起见，经常称36000km）。 图1-5所示为静止卫星配置的几何关系
示意图。
图1-5 静止卫星的配置
③ 存在星蚀和日凌中断现象。
④ 有较大的信号传输时延和回波干扰。
1.2 微波通信系统的组成
1.2.1系统组成
一条微波中继信道是由终端站、中间站和 再生中继站、终点站及电波空间组成，如
图1-1（a）所示。
终端站的任务是将复用设备送来的基带信号 或由电视台送来的视频及伴音信号，调制到微波 频率上并发射出去；或者反之，将收到的微波信 号解调出基带信号送往复用设备，或将解调出的
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。
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。
目前国际卫星通信组织负责建立的国
卫星通信系统教材
图 7.2 卫星 通信 系统 的组 成和 工作 过程
1．地球站 地球站可以有多个，为了进行双向通信，每个地球站均 有接收和发射设备，图7.2中画出了 A、 B两个地面站。由于 收、发设备共用一副天线，所以采用了双工器以便把收、发 信号分开。 2．转发器 转发器就是安装在卫星上的收发设备，用来接收从各地 球站发来的信号，经频率变换和放大后，再发给各地球站。 转发器由天线、收发设备和双工器组成。
信号处理过程：
从天线来的 6GHz信号依次经过前置放大器、混频器、 滤波器和放大器，然后经可控衰减器，又通过滤波器后送到 由5～6级晶体管组成的放大器，最后输出送往天线。
四、遥测指令系统
遥测指令系统包括遥测和遥控指令系统两部分。 1．遥测部分
遥测部分的作用是指在地球上测试卫星上各种设备的 工作情况。卫星向地球传送的信号主要有表示有关部分的 电流、电压、温度等工作状态的信号，来自各传感器的信 息，指令证实信号以及作控制用的气体压力等等。 遥测的各种数据，都要随时通过遥测系统送往地面监 测中心。这些数据传送的方法与通信过程相似，即先通过 多路复用、放大和编码等处理后再进行调制。
第七章 卫星通信系统
教学重点
1．掌握卫星通信系统的组成和各组成部分的作用。 2．理解通信卫星、地面站的组成和工作原理。 3．理解地面站的多址接入方式。
4．了解卫星通信的工作频段。
5．了解VSAT卫星通信系统的特点，低轨道移动卫星通 信系统的组成和特点。
教学难点
掌握卫星通信系统的组成和各组成部分的作用。
三、卫星通信的多址连接方式
一、卫星通信系统的组成
卫星通信是无线通信的一种，与平常无线通信的不同之 处是中继器位于地球上空的人造卫星上。
卫星通信的设想： 1945 年，英国人克拉克曾设想：如果发射三颗同步轨 道卫星到地球的赤道上空，卫星和地球中心连线的间隔角度 为 120 度，离地球表面的高度为 35800km ，卫星天线的波束 宽度为 17 度，如图 7.1 所示，这样就可构成全球性的卫星通 信网。这种设想今天已成现实。
微波与卫星通信章 (1)
第1章 概 述 图1－6 数字微波中继通信线路的组成
第1章 概 述
2.微波中继站的中继方式 微波中继站的中继方式可以分成直接中继(射频转接)、外 差中继(中频转接)、基带中继(再生中继)三种。不同中继方式 的微波系统构成是不一样的。中继方式可以是直接中继和中频 转接，枢纽站为再生中继方式且可以上下话路。 (1)直接中继。直接中继最简单，只是将收到的射频信号 直接移到其他射频上，无需经过微波—中频—微波的上下变频 过程，因而信号传输失真小。这种方式的设备量小，电源功耗 低，适用于无需上下话路的无人值守中继站，其基本设备如图 1－7所示。
(2)数字微波通信。用于传输数字基带信号的系统称为数字 微波通信系统。数字微波通信系统可再细分为准同步数字系列 (PDH)微波通信系统和同步数字系统(SDH)微波通信系统。
“微波、多路、接力”是微波通信最基本的特点。
第1章 概 述
“微波”是指工作频段宽，它包括了分米波、厘米波和毫 米波三个频段，可容纳较其他频段多得多的话路。微波频率高， 波长短，易制成高增益微波天线。此外，微波通信的可靠性和 稳定性可以做得很高，因为基本不受天电干扰、工业干扰和太 阳黑子变化的影响。
第1章 概 述 图1－4 静止卫星与地球相对位置示意图
第1章 概 述 图1－5 全球通信网
第1章 概
述 1.2 微波与卫星通信的特点
1.微波通信的特点
根据所传基带信号的不同，微波通信分为如下两种制式：
(1)模拟微波通信。用于传输频分多路－调频制（FDM－FM） 基带信号的系统称为模拟微波通信系统。
第1章 概 述
微波的传播与光波的传播类似，具有似光性、频率高、极 化等传输特性，因此微波在自由空间中只能沿直线传播，其绕 射能力很弱，且在传播中遇到不均匀的介质时，将产生折射和 反射现象。正因为如此，在天线高度一定的情况下，为了克服 地球的凸起而实现远距离通信就必须采用中继接力的方式，如 图1－1所示。否则，A站发射出的微波射线将远离地面而根本 不能被C站接收。微波采用中继方式的另一个原因是，电磁波 在空间传播过程中因受到散射、反射、大气吸收等诸多因素的 影响，而使能量受到损耗，且频率越高、站距越长，微波能量 损耗就越大，因此微波传播一定距离后就要进行能量补充，这 样才能将信号传向远方。由此可见，一条上万米的微波通信线 路是由许多微波站连接而成的，信息是通过这些微波站逐站传 播的。
- 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)。
B 地球 A
7.2.1 卫星通信的特点
通信覆盖面积大
– 1颗卫星覆盖地球表面42%
通信距离远
– 卫星单跳最大通信距离达1800km
传输容量大 线路稳定可靠，质量高
– 畅通率在99.8%以上
通信灵活 传输延迟大
– 往返传播延迟约为0.54s
卫星通信系统的分类
同步卫星通信系统(GEO) 非同步卫星通信系统
– 中轨道卫星系统(ICO或MEO) – 椭圆轨道卫星系统(HEO) – 低轨道卫星系统(LEO)
1．同步卫星
2．铱星系统
铱元素：银白色金属，原子序数77。 摩托罗拉 “铱星”电话系统于1998年11月正式投入 运营的时候，被誉为科技的创举、通信 的先锋。 历经11年、耗资50亿美元，由66颗卫星组 成。 2000年宣告失败
数字微波通信系统的组成
终端站、 分路站、 枢纽站和
中继站
微波站设备
微波收、发信设备
– 工作频段：1.7GHz~12GHz – 发信：输出功率(1瓦左右)、频率稳定度(10-5)
微波天线设备 中继设备 电源设备 监测设备
微波射频中继
微波天线
微波传播特性
1、自由空间传播 2、对流层反射波 3、电离层波 4、地波
短波电离层反射
离地面60~600 km的大气层为电离层。当 频率范围为3~30 MHz 的短波射入电离层 时，由于折射现象会使电波发生反射， 返回地面。
0
A
地球
F F
DE300km
B
F
地球反射点
A
B
损耗
– 衰减 – 衰落
补偿技术
– 均衡 – 分集接收
微波传输
7.2 卫星通信
将微波中继站放在人造卫星上时，便形 成了卫星通信系统。
1.7G—12GHZ
比较
移动通信
(米波)
GSM 900、1800MHZ
CDMA 800MHZ
光纤通信 10^14HZ (微米波)
微波通信 10^11HZ (厘米波)
微波传输的特点
1、频带宽，传输容量大 2、通信稳定 3、接力传输，灵活性大 4、投资少，建设快
2．微波通信系统
沿地球表面直线传播，一般只有50km左 右。但若采用100m高的天线塔，则距离 可增大到l00km。
7.2.3 通信卫星
7.2.4 地球站
7.2.5 卫星通信多址方式
频分多址 时分多址 空分多址 码分多址
无线电波传输示意图
散射体
电离层Leabharlann 60～600Km50Km
50Km
50Km
第7章 微波通信和卫星通信
本章内容 l微波通信 l卫星通信
1．微波通信频段划分
微波通信是把微波信号作为载波信号， 用被传输的模拟信号或数字信号来调制 它，故微波通信是模拟传输。
微波波段 300MHz~300GHz
微波波长：
1mm—1m 频率范围：
300MHZ—300GHZ 微波通信的工作频段