华为-微波通信原理说课讲解.ppt

微波通信原理 统计资料显示，国外发达国家的微波中继通信在长途通信网中所占的比例高达５０％以上。美国为６６％，日本为５０％，法国为５4％。随着GSM，CDMA以及3G网络的兴建，微波设备在移动通信网络建设中的重要作用是不容忽视的。微波的定义LFBroadcasting通常把频率300MHz－300GHz的射频无线信号称为微波信号

利用微波作为载体的通信称为微波通信

基带传输信号为数字信号的微波通信是数字微波通信

一般基带信号处理在中频完成，再通过频率变换到微波频段

也可以在微波频段直接调制，但调制限于PSK

微波通信的理论基础是电磁场理论 几个基本概念
自由空间的电波传播
各种衰落及抗衰落技术
微波通信对设计的要求
干扰信号电波的干涉及极化
矩形波导的场结构
惠更斯—费涅耳原理
费涅耳椭球面
费涅耳区定义
费涅耳半径电波的干涉和极化矩形波导中H10模的场结构惠更斯—费涅耳原理惠更斯——费涅耳原理互易定理的概念:
指出，在线性和各向同性的媒质中，任何无线电路上，当发射天线互换时，不会影响电路的传输特性，或者发射机移到接收点，而接收机同时移到发射点时，则接收性能，不变。
根据这个原理，对流层是电波的主要传输媒质空间，它就是具有线性和各向同性的媒质，因此在其中就可以减化工程计算。费涅耳椭球面费涅耳区定义(TheFresnelZoneDefinition)TheFirstFresnelZoneTotalreceivedsignal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；
由第一非涅耳区在接收点的场强,接近于全部有贡献的非涅区在接收点的自由空间场强的2倍;
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。费涅耳半径费涅耳半径(TheFresnelRadius)几个基本概念
自由空间的电波传播
各种衰落及抗衰落技术
微波通信对设计的要求
干扰信号自由空间的定义
自由空间损耗的定义
自由空间损耗的计算自由空间的定义自由空间损耗的定义FreeSpaceLoss自由空间传输损耗(FreeSpaceBasicTransmissionLoss)几个基本概念
自由空间的电波传播
各种衰落及抗衰落技术
微波通信对设计的要求
干扰信号衰落
大气吸收衰减
雨雾衰减
对流层对微波传播的影响
地面反射对微波传播的影响
数字微波的抗衰落技术衰落衰落衰落由于气体分子的谐振引起对电波的吸收。
这种作用对15GHZ（即2CM）以上的微波才有明显作用，低于此频率的可不考虑。
在微波规划时，可用下图的曲线来计算。由于雨、雾、雪能对电波能量的吸收，微小水滴产生导电电流和定向辐射能量的散射。这种作用对5CM（即6GHZ）以下的微波才有明显作用，长于此波长的可不考虑。
一般情况10GHz以下频段，雨雾衰落还不太严重，通常在两站间的这种衰落仅有几个dB。
但10GHZ以上频段，中继段间的距离将受到降雨衰耗的限制，不能过长。
在微波规划时，可用下图的曲线来计算。AttenuationduetoRain(雨雾衰减）Raindropsrealshape:传输距离与降雨，天线口径和极化方式的关系在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以上频段，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全球降雨划分为H,K,N,P四个区域。平均降雨量在32mm,42mm,95mm和145mm每小时。中断概率0.001%，微波信号的K型衰落:
对流层结构的不均匀产生的折射和反射。我们知道介电常数决定电磁波的传播速度。而空气的介电常数取决于大气压力，温度，湿度。介电常数的空间梯度变化导致电波传输射线弯曲。使得到达接收天线的信号能量降低。这就是所谓的K型衰落。
气象条件变化通常比较是缓慢的，因此受其影响产生的衰落是慢衰落。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半径为的地球上空沿直线传播。
即：=KRR为实际地球半径。

K值的实际测量平均值为4/3左右。但实际地段的K值和该地段的气象有关，可以在较大范围内变化，影响视距传播。大气折射（refractionintheatmosphere）微波传播(MicrowavePropagation)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）传播路径受大气分层的影响:传播