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1、* 微波通讯基础微波通讯基础 北京立康普通信设备有限公司 * 侧视图 俯视图 主瓣 副瓣 副瓣 主瓣半功率角 抛物面天线抛物面天线 北京立康普通信设备有限公司 * 天线调整天线调整 在天线俯仰或水平调整过程中，会出 现如右下图的电压波形。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 到电压最大点位置及可。 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。 AGC 电压检测点 VAGC 副瓣位置 主瓣位置 角度 北京立
2、康普通信设备有限公司 * 天线调整天线调整 天线的调整过程中 常常会出现如右图 的两种错误情况， 即把天线对到副瓣 上，使得收信电平 达不到设计指标 正确 错误 错误 北京立康普通信设备有限公司 * 抛物面天线抛物面天线 天线增益 G= =20logf(GHZ)+20logD(m)+20.4+10log dB 其中f为频率，D为天线口径， 为天线效率，一般为50-60， 天线半功率角 其中是波长，D是天线口径 北京立康普通信设备有限公司 * 主瓣和副瓣 对于均匀激励的天线，主副瓣电平差为17.6dB， 但是如果采用非均匀激励，其副瓣电平可以很底 。但实际上天线的口径遮挡，加工精度及照射器 的非
3、理想性都会提高副瓣电平的幅度，但在一般 情况下，主副瓣电平差总在10dB以上。 抛物面天线抛物面天线 北京立康普通信设备有限公司 * 自由空间损耗自由空间损耗 其中f为工作频率，d为站间距.如工作频率提高一倍或 传输距离提高一倍，自由空间传输损耗都将增加6dB 北京立康普通信设备有限公司 * 大口径天线的调整大口径天线的调整 D D 其中D是天线口径， 如右图的夹角就是天线的俯仰 角： 而俯仰角可从设计书上查到 可从地图参数计算 (弧度） 北京立康普通信设备有限公司 * d 其中a为地球半径6370KM，K为大气折射因子(为4/3） 天线俯仰角天线俯仰角 北京立康普通信设备有限公司 * 馈线损
4、耗 对7/8GHZ频段，椭圆馈线损耗一般为：6dB/100m 对13GHZ频段，软波导损耗为：0.59dB/m 对15GHZ频段，软波导损耗为：0.99dB/m 对2GHZ频段，馈线损耗为： LDF4P-50A（1/2”）11.3 dB/100m LDF5P-50A (7/8”) 6.46 dB/100m 馈线馈线 北京立康普通信设备有限公司 * 收信电平收信电平 设备入口的收信电平为 其中 为发端设备的出口发信功率， 为发，收端 天线增益， 为两端馈线损耗， 为自由空间损耗 北京立康普通信设备有限公司 * 雨雾衰耗雨雾衰耗 在10GHZ频段以下，雨雾损耗并不显得特别严重，对一个中继段可能 会
5、引入几个分贝。 在10GHZ以上频段，中继间隔主要受降雨损耗的限制，如对13GHZ频 段，100mm/小时的降雨会引起5dB/km的损耗，所以在13GHZ， 15GHZ频段，一般最大中继距离在10km左右 在20GHZ以上频段，由于降雨损耗影响，中继间距只能有几公里 越高频段雨 衰越厉害！ ！ 高频段可以 做用户级传 输 北京立康普通信设备有限公司 * 阻挡和费涅尔半径阻挡和费涅尔半径 T R 一阶费涅尔半径如 下： 一般情况余隙都要保证一个一 阶费涅尔半径(7/8GHZ) 北京立康普通信设备有限公司 * 传输余隙传输余隙 T R 0.5 0 dB 1.0 -10 -6 0 当相对余隙大于0.
6、5，阻挡损耗为0dB,障碍物的顶部恰好在 视距连线上时，阻挡损耗为6dB。 余隙 北京立康普通信设备有限公司 * 余隙计算余隙计算 d 地球凸起高度： 其中K为大气折射因子 路径余隙的计算公 式如下： 余隙可得大于一阶 费涅尔半径 北京立康普通信设备有限公司 * 大气折射大气折射 哇！微波是 弯着走的 因为大气折射的影响，波在传播过程中，实际上是弯因为大气折射的影响，波在传播过程中，实际上是弯 曲的。大气折射的最后效果可看成电磁波在一个等效曲的。大气折射的最后效果可看成电磁波在一个等效 半径为半径为 的地球上空沿直线传播。的地球上空沿直线传播。 即：即： = =KR RKR R为实际地球半径。
7、为实际地球半径。 KK值的实际测量平均值为值的实际测量平均值为4/34/3左右。但实际地段的左右。但实际地段的KK值和值和 该地段的气象有关，可以在较大范围内变化，影响视该地段的气象有关，可以在较大范围内变化，影响视 距传播。距传播。 R 北京立康普通信设备有限公司 * 衰落及其原因衰落及其原因 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 地面 大气不均匀 水面 光滑地面 是主要原因 北京立康普通信设备有限公司 * 衰落及其原因衰落及其原因 K型衰落 由于折射
8、系数（K）的变化，使直射波和地面反射波相干涉而产生的 衰落，或直射波因折射下凹而被地面的高地或高山阻挡而发生的绕射 性衰落。这种衰落的周期较长，约几分钟 还是 气候 原因 北京立康普通信设备有限公司 * 衰落及其原因衰落及其原因 波导型衰落 在无风的气候，在平原和水网地区，容易形成接近地面的 波导层，使波束发生汇聚或发散而导致衰减性衰落。这种 衰落的时间较长，有时可达几十分钟 所以设计时就要考虑当地地 形与气候 北京立康普通信设备有限公司 * 微波站分类微波站分类 终端站 中继站 枢纽站 背靠背天线 反射板 有源 无源 再生中继 中频中继 射频中继 北京立康普通信设备有限公司 * 背靠背无源背
9、靠背无源 这种情况往往用大 口径天线，天线调 整要借助于仪表。 费时较长 近端距离要小于5KM 北京立康普通信设备有限公司 * 反射板无源反射板无源 全程自由空间损耗为： （km） （km） 其中 a 为反射板有效面积 面积A 北京立康普通信设备有限公司 * 通讯系统通讯系统 23 GHz (n x E1) 38 GHz (n x E1) 13 GHz (n x E1) 15 GHz (n x E1) BTS Tel-Link BTS Tel-Link BTS Tel-Link BTS Tel-Link BSC Tel-Link MSC MSC Tel-Link Tel-Link155 SDH
10、 2 - 11 GHz (1E1 - STM1) 2 - 11 GHz 1E1/STM1 Tel-Link155 SDH Tel-Link Tel-Link155 SDH 2 - 11 GHz (1E1 - STM1) 北京立康普通信设备有限公司 * 无线传输模型无线传输模型 调制 中放 上变频 功放 滤波 调制 中放 上变频 功放 滤波 放大 下变频 中放 滤波 解调 发送部分 接收部分 判决 V(t) 北京立康普通信设备有限公司 * 等效基带模型等效基带模型 认为系统放大，变频等过程是线性的， 则传输过程可以等效为如下基带模型 h(t) V(t) h(t)即为系统的等效传递函数，到底什么样
11、的传递函数， 才能使我们无失真的恢复出数字信号 北京立康普通信设备有限公司 * 柰奎斯特准则柰奎斯特准则 第一准则：抽样点无失真，或无码间干扰 n=0 0, 第二准则：转换点无失真准则，或过零点无抖动 全响应信号 部分响应信号 北京立康普通信设备有限公司 * 基带信号的最佳检测基带信号的最佳检测 一般信道都为高斯白噪声信道，上述基带传输模型又可表达为： N(t) 为保证抽样点信噪比最大，要求收发滤波器匹配。即互为共轭。 或： 北京立康普通信设备有限公司 * 二径传输模型二径传输模型 Rummler的二径传输模型 北京立康普通信设备有限公司 * 分集接收分集接收 天线间距 100 到 200 当
12、其中一面天线发生多径干扰时,另一面天线不会发生 多径干扰.要求天线间的相关系数小,而塔又不可能造得 很高,所以一般情况下,相关系数取0.5到0.6之间 水面 北京立康普通信设备有限公司 * 分集接收分集接收 对分集接收到的两路或几路信号 的处理有以下几种办法： A。切换式接收 一般切换在基带上进行，先对收到的两路信号进 行时序调整（DADE），然后选择好的一路输出。 北京立康普的PDH微波1+1设备都是采用这一方法 B。合成式接收 就是把收到的几路信号合成一路后输出，一般采用 中频合成的办法。具体合成办法有：最大功率合成 ，最大信噪比同相合成，最小色散合成。其中最小色 散合成对抗频率选择性衰落
13、性能最佳 北京立康普通信设备有限公司 * 均衡均衡 频域均衡： 信号频谱 多径衰落 斜率均衡 均衡后频谱 频域均衡只能均衡信号的幅频特性，不能均衡相位频谱特性，但是电路简单 北京立康普通信设备有限公司 * 均衡均衡 时域均衡： 均衡前 均衡后 时域均衡直接抵消码间干扰 TT T 北京立康普通信设备有限公司 * 时域均衡时域均衡 传统: 为克服延时线问题,常采用判决反馈均衡器,特点是 体积大,级数不可能做得太多 现在: 采用高速A/D器,及FPGA电路,电路体积小,可以做 很多级.如北京立康普的TEL-LINK155采用11级的全数字 横向均衡器 北京立康普通信设备有限公司 * 调制调制 大容量
14、微波: 要求调制,解调简单,频率利用率高，信号星座点分 布合理以保证传输质量所以常采用QAM调制方式 中小容量微波: 要求调制方式对器件的线性要求不高,所以常采用, 象FSK,PSK等的恒包络调制 北京立康普通信设备有限公司 * 调制调制 QPSK调制: 其中 g(t)为升余弦脉冲 当 时,上述信号即成为16QAM调制 如果把正交通道的信号延时半个码元的时间,那上述 的调制方式又分别成为OQPSK,或SQAM 北京立康普通信设备有限公司 * 调制调制 16QAM的信号星座点 I Q 判决线 北京立康普通信设备有限公司 * 调制调制 MQAM的信号星座点 北京立康普通信设备有限公司 * 调制调制
15、 恒包络调制 当时,为PSK调制 当 为FSK调制 此类调制通称为功率-频谱有效调制.要求相位连 续性好，即频谱效率高抗误码性能好。 如MSK,GMSK,TFM等都是认为性能较好常用 的调制方式。 北京立康普通信设备有限公司 * 射频波道频率配置 射频波道频率配置方式 f1f2f3f4f5f6f1 f2f3f4f5f6 收发 收发 f1f2f3f4f5f6f1 f2f3f4f5f6 YSXS ZS 在高段和低段分别划 出N个等间隔波道，如 低段为发，则高段为 收，反之也然。 这种排列叫集体排列 好处是1、3、5波道 可共用一副天线。 2、4、6波道共用另一 副天线。 北京立康普通信设备有限公司
16、 * 射频波道频率配置 微波中继系统频率配置 二频制和四频制 在整个微波线路上的双向波道，采用四个频率，叫四频制 如采用两个频率，叫二频制。随着频率资源的日趋紧张， 越来越顷向于采用二频制。但在二频制中，要解决越站 干扰问题。要求天线的前后比好65-70dB以上。另外在线 路设计上，要采用之字形排列。 高站和低站 收信频率比发信频率高的站称为高站，反之，称为低站 它们在微波线路上相间排列。即，如本站是高站，上游站 及下游站必是低站。 交叉极化 利用微波传输中的极化特性，可以实现 频率再用，即在一个频率上用水平极化 传一个波道，垂直极化在传一个波道 E 水平 极化 垂直 极化 波导口外形 北京立康普通信设备有限公司 * 交叉极化干扰抵消器（XPIC） 为了提高频谱利用效率，尤其是在SDH系统中，经常采用同波道或插入 波道型交叉极化频率再用方式。因此，
