微波通信原理--课件

微波通信系统介绍0ppt课件目目目目 录录录录1 1微波通信系统简介微波通信系统简介微波通信系统简介微波通信系统简介2 2微波通信系统方框图微波通信系统方框图微波通信系统方框图微波通信系统方框图3 3微波通信系统数字传输系列微波通信系统数字传输系列微波通信系统数字传输系列微波通信系统数字传输系列4 4 爱立信微波的实际应用爱立信微波的实际应用爱立信微波的实际应用爱立信微波的实际应用1ppt课件1 1 微波通信系统简介微波通信系统简介2ppt课件微波站微波站微波站微波站3ppt课件微波的定义n微波是一种电磁波，从广义上讲，频率从300MHZ300GHZ，微波通信使用频率范围3GHZ30GHZn根据微波传播的特点，可使其为平面波4ppt课件微波通信的发展历程微波传输中，微波传输中，10M10M以下为小容量，以下为小容量，10M100M10M100M为中容为中容量，大于量，大于100M100M为大容量为大容量5ppt课件数字微波通信系统n n利用微波作为载体的通信称为微波通信；利用微波作为载体的通信称为微波通信；利用微波作为载体的通信称为微波通信；利用微波作为载体的通信称为微波通信；n n基带传输信号为数字信号的微波通信是数字微波通信；基带传输信号为数字信号的微波通信是数字微波通信；基带传输信号为数字信号的微波通信是数字微波通信；基带传输信号为数字信号的微波通信是数字微波通信；n n一般基带信号处理在中频完成，再通过频率变换到微一般基带信号处理在中频完成，再通过频率变换到微一般基带信号处理在中频完成，再通过频率变换到微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；波频段；波频段；波频段；n n也可以在微波频段直接调制，但调制限于也可以在微波频段直接调制，但调制限于也可以在微波频段直接调制，但调制限于也可以在微波频段直接调制，但调制限于PSKPSKPSKPSK；n n微波通信的理论基础是电磁场理论；微波通信的理论基础是电磁场理论；微波通信的理论基础是电磁场理论；微波通信的理论基础是电磁场理论；数字微波通信系统是指利用微波（射频）携带，数字微波通信系统是指利用微波（射频）携带，通过大气传输的一种方式。通过大气传输的一种方式。6ppt课件微波使用频率：微波使用频率：微波使用频率：微波使用频率：300300M Hz to 300G HzM Hz to 300G Hz波长波长：1m1mm频段：频段：UHF:0.3-1.12G X：8.2-12.4G L:1.12-1.7G KU：12.4-18G LS：1.7-2.6 G K:18-26G S：2.6-3.95 G Ka:26.5-40G C：3.95-5.85G U:40-60G XC：5.85-8.2G 波长波长10Km1Km100m10m1m10cm1cm1mm频率频率30KHz300KHz3MHz30MHz300MHz3GHz30GHz300GHzLF低低频MF中中频HF高高频VHF甚高甚高频UHFSHFEHF微波频段微波频段7ppt课件每个频段中定义的各种子频率范围，多种收发间每个频段中定义的各种子频率范围，多种收发间隔个波道间隔隔个波道间隔8ppt课件1.1.微波在其传播过程中，若所遇物体的几何尺寸大于或可与波长相微波在其传播过程中，若所遇物体的几何尺寸大于或可与波长相 比拟时，就会产生反射，波长越短，传播特性越与几何光学相似比拟时，就会产生反射，波长越短，传播特性越与几何光学相似 (如近于直线传播的持性如近于直线传播的持性)。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，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；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。微波通信得到了广泛的应用和发展。微波的特点和应用9ppt课件不同的传输方法不同的传输方法MUX卫星卫星光缆光缆微波微波同轴电缆同轴电缆MUX10ppt课件 微波设备微波设备电话电话/数据图像等信息数据图像等信息微波设备微波设备电话电话/数据数据/图像等信息图像等信息A 站站B 站站数字微波点对点传输模型数字微波点对点传输模型11ppt课件微波微波设备设备电话电话/数据数据图像等信息图像等信息微波微波设备设备微波微波设备设备微波微波设备设备电话电话/数据数据图像等信息图像等信息B站（中继）站（中继）C站（端）站（端）中继传输中继传输A站（端）站（端）12ppt课件微波站分类微波站分类微波站分类微波站分类终端站终端站终端站终端站中继站中继站中继站中继站枢纽站枢纽站枢纽站枢纽站 背靠背天线背靠背天线背靠背天线背靠背天线 反射板反射板反射板反射板有源有源有源有源无源无源无源无源 再生中继再生中继再生中继再生中继 中频中继中频中继中频中继中频中继 射频中继射频中继射频中继射频中继分路站分路站分路站分路站13ppt课件 一一一一些些些些链链链链路路路路中中中中间间间间被被被被阻阻阻阻挡挡挡挡，且且且且这这这这条条条条链链链链路路路路不不不不是是是是很很很很长长长长，我我我我们们们们通通通通常常常常在在在在靠靠靠靠近近近近其其其其中中中中一一一一个个个个站站站站点点点点的的的的地地地地方方方方找找找找一一一一个个个个无无无无源源源源中中中中转转转转站站站站，利利利利用用用用折折折折射射射射进进进进行无源接力。行无源接力。行无源接力。行无源接力。Td1d2R无源中继无源中继14ppt课件无源中继站（实物照片）无源中继站（实物照片）反射板式无源中继站反射板式无源中继站Plane reflectors双抛物面无源中继站双抛物面无源中继站Parabolic reflectors15ppt课件应用范围应用范围宏蜂窝、微蜂窝网络传输宏蜂窝、微蜂窝网络传输 专用网专用网接入网接入网临时话音或数据链路临时话音或数据链路传输线的备份传输线的备份 16ppt课件微波传输通道系统组网图微波传输通道系统组网图17ppt课件光纤、微波传输方式比较光纤、微波传输方式比较光纤、微波传输方式比较光纤、微波传输方式比较光光光光 纤纤纤纤微微微微 波波波波传输媒介传输媒介传输媒介传输媒介光纤光纤光纤光纤自由空间自由空间自由空间自由空间抗自然灾害能力抗自然灾害能力抗自然灾害能力抗自然灾害能力弱弱弱弱强强强强灵活性灵活性灵活性灵活性较低较低较低较低高高高高建设费用建设费用建设费用建设费用高高高高低低低低建设周期建设周期建设周期建设周期长长长长短短短短传输速率传输速率传输速率传输速率频带宽、速率高频带宽、速率高频带宽、速率高频带宽、速率高频带窄、速率低频带窄、速率低频带窄、速率低频带窄、速率低18ppt课件设备连接设备连接设备连接设备连接0.6m0.6m 天线天线室外单元室外单元(ODUODU)室内单元室内单元(IDUIDU)中频电缆中频电缆(同轴型同轴型)19ppt课件分体式微波设备系统结构分体式微波设备系统结构避雷器避雷器接地装置接地装置地气地气ODUIDU同轴电缆同轴电缆接地电阻小接地电阻小于于10欧姆欧姆ODU的接地线应接到铁塔的角钢上，的接地线应接到铁塔的角钢上，其接地电阻小于其接地电阻小于0欧姆欧姆地线的接地电阻应小于地线的接地电阻应小于10欧姆欧姆铁塔的接地电阻应小于铁塔的接地电阻应小于10欧姆欧姆IDU的接地的接地20ppt课件拉线塔拉线塔21ppt课件高性能天线高性能天线:减小背面辐射减小背面辐射和和 副辨辐射副辨辐射 15 dB)风力改善风力改善:0.6M:230 km(64m/s)1.8M :190 km(53m/s)抛物面天线抛物面天线22ppt课件天线的极化天线的极化天线的极化天线的极化n n线极化：水平极化和垂直极化线极化：水平极化和垂直极化线极化：水平极化和垂直极化线极化：水平极化和垂直极化 （以电场方向为参考）（以电场方向为参考）（以电场方向为参考）（以电场方向为参考）23ppt课件传输媒质传输媒质传输媒质传输媒质,大气大气大气大气,链路链路链路链路,时间时间时间时间,高度高度高度高度,气候等。气候等。气候等。气候等。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、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、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、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。当时间地物。当时间地物。当时间地物。当时间(季节、昼夜等季节、昼夜等季节、昼夜等季节、昼夜等)和气象和气象和气象和气象(雨、雾、雪等雨、雾、雪等雨、雾、雪等雨、雾、雪等)条件发生变化条件发生变化条件发生变化条件发生变化时，大气的温度、湿度、压力和地面反射点的位置、反射系数等时，大气的温度、湿度、压力和地面反射点的位置、反射系数等时，大气的温度、湿度、压力和地面反射点的位置、反射系数等时，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。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。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。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。衰落24ppt课件衰落类型衰落类型衰落类型衰落类型1.1.多径衰落多径衰落多径衰落多径衰落2.K2.K型衰落型衰落型衰落型衰落3.3.波导型衰落波导型衰落波导型衰落波导型衰落4.4.雨衰雨衰雨衰雨衰25ppt课件 多径衰落多径衰落多径衰落多径衰落 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。为下衰落，比正常传输高称为上衰落。为下衰落，比正常传输高称为上衰落。为下衰落，比正常传输高称为上衰落。地面地面大气不均匀大气不均匀水面水面光滑地面光滑地面是主要原因是主要原因26ppt课件 KK型衰落型衰落型衰落型衰落 由于折射系数（由于折射系数（由于折射系数（由于折射系数（KK）的变化，使直射波和地面反射波相干涉而的变化，使直射波和地面反射波相干涉而的变化，使直射波和地面反射波相干涉而的变化，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。而发生的绕射性衰落。这种衰落的周期较长，约几分钟。而发生的绕射性衰落。这种衰落的周期较长，约几分钟。而发生的绕射性衰落。这种衰落的周期较长，约几分钟。还是还是气候气候原因原因27ppt课件 波导型衰落波导型衰落波导型衰落波导型衰落 在无风的气候，在平原和水网地区，容易形成接近地面在无风的气候，在平原和水网地区，容易形成接近地面在无风的气候，在平原和水网地区，容易形成接近地面在无风的气候，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。这的波导层，使波束发生汇聚或发散而导致衰减性衰落。这的波导层，使波束发生汇聚或发散而导致衰减性衰落。这的波导层，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。种衰落的时间较长，有时可达几十分钟。种衰落的时间较长，有时可达几十分钟。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所以设计时就要考虑当地地形与气候形与气候28ppt课件 雨衰雨衰雨衰雨衰 在在在在10GHZ10GHZ频段以下，雨雾损耗并不显得特别严重，对一个中继段可能频段以下，雨雾损耗并不显得特别严重，对一个中继段可能频段以下，雨雾损耗并不显得特别严重，对一个中继段可能频段以下，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。会引入几个分贝。会引入几个分贝。会引入几个分贝。在在在在10GHZ10GHZ以上频段，中继间隔主要受降雨损耗的限制，如对以上频段，中继间隔主要受降雨损耗的限制，如对以上频段，中继间隔主要受降雨损耗的限制，如对以上频段，中继间隔主要受降雨损耗的限制，如对13GHZ13GHZ以以以以 上频段，上频段，上频段，上频段，100mm/100mm/小时的降雨会引起小时的降雨会引起小时的降雨会引起小时的降雨会引起5dB/km5dB/km的损耗，所以在的损耗，所以在的损耗，所以在的损耗，所以在13GHZ13GHZ，15GHZ15GHZ频段，一般最大中继距离在频段，一般最大中继距离在频段，一般最大中继距离在频段，一般最大中继距离在10km10km左右。左右。左右。左右。在在在在20GHZ20GHZ以上频段，由于降雨损耗影响，中继间距只能有几公里。以上频段，由于降雨损耗影响，中继间距只能有几公里。以上频段，由于降雨损耗影响，中继间距只能有几公里。以上频段，由于降雨损耗影响，中继间距只能有几公里。越高频段雨衰越高频段雨衰越厉害！越厉害！高频段可以做高频段可以做用户级传输用户级传输29ppt课件衰落的一般特性衰落的一般特性衰落的一般特性衰落的一般特性1 1、波长越短、距离越长，衰落越严重、波长越短、距离越长，衰落越严重、波长越短、距离越长，衰落越严重、波长越短、距离越长，衰落越严重2 2、夜间比白天严重，夏季比冬季严重、夜间比白天严重，夏季比冬季严重、夜间比白天严重，夏季比冬季严重、夜间比白天严重，夏季比冬季严重3 3、晴天，宁静天气比阴天、风雨天气时严重、晴天，宁静天气比阴天、风雨天气时严重、晴天，宁静天气比阴天、风雨天气时严重、晴天，宁静天气比阴天、风雨天气时严重4 4、水上电路比陆上电路严重、水上电路比陆上电路严重、水上电路比陆上电路严重、水上电路比陆上电路严重5 5、平地电路比山区电路严重、平地电路比山区电路严重、平地电路比山区电路严重、平地电路比山区电路严重30ppt课件频率频率用途用途 7 7长距离干线长距离干线长距离干线长距离干线 13G13G中，短距离中，短距离中，短距离中，短距离中，短距离中，短距离中，短距离中，短距离短距离，城区短距离，城区短距离，城区短距离，城区短距离，城区短距离，城区工作频段用途工作频段用途工作频段用途工作频段用途31ppt课件对抗衰落措施对抗衰落措施对抗衰落措施对抗衰落措施 A.A.不带分集不带分集不带分集不带分集 减小地面反射波电平减小地面反射波电平减小地面反射波电平减小地面反射波电平 增大地面反射倾角增大地面反射倾角增大地面反射倾角增大地面反射倾角 多种均衡措施多种均衡措施多种均衡措施多种均衡措施 （时域均衡和频域均衡）（时域均衡和频域均衡）（时域均衡和频域均衡）（时域均衡和频域均衡）B.B.分集技术分集技术分集技术分集技术 FD(FD(频频分分分分)SD SD（空分）（空分）（空分）（空分）H H10.2/F1/2 H 37/F1/232ppt课件波导型波导型 SD FD K 型型 天线增益天线增益 天线高度天线高度衰减型（阻挡，雨衰）降低频率衰减型（阻挡，雨衰）降低频率缩短站距缩短站距 对抗衰落措施对抗衰落措施对抗衰落措施对抗衰落措施33ppt课件2.微波通信系统方框图微波通信系统方框图34ppt课件 微波通信系统方框图微波通信系统方框图微波通信系统方框图微波通信系统方框图信源信源编码编码TX BBTX BBMODMOD上变频上变频功放功放分路分路系统系统同步同步 RXRX解码解码RX BBRX BB DEMDEM下变频下变频低噪放分路分路系统系统(调制调制)(解调解调)TXRxRx天线天线IFIFBB:BB:基带信号基带信号BBBBIF:IF:中频中频UHF:UHF:特高频特高频(300-3000 (300-3000 MHz)MHz)SHF:SHF:超高频超高频(3000 30,000 (3000 30,000 MHz)MHz)本振本振35ppt课件微波电路方框图微波电路方框图微波电路方框图微波电路方框图IDU环形器终端站终端站终端站终端站中继站中继站IDU36ppt课件3.微波通信系统数字传输系列微波通信系统数字传输系列37ppt课件n准同步数字体系准同步数字体系(PDH)(Plesiochronous Digital Hierarchy)数字传输技术的应用是从市话中继传输开始的，为适应点数字传输技术的应用是从市话中继传输开始的，为适应点对点的传输，对点的传输，PDH技术出现了。随着高速光纤通信系统在电技术出现了。随着高速光纤通信系统在电信网中的应用，更多的电路被集中到少数的传输系统上，暴信网中的应用，更多的电路被集中到少数的传输系统上，暴露出露出 PDH技术的不足：逐级复用造成上下电路复杂而不灵活；技术的不足：逐级复用造成上下电路复杂而不灵活；预留开销很小，不利于网络运行、管理和维护；北美制式和预留开销很小，不利于网络运行、管理和维护；北美制式和欧洲制式两大系列难以兼容互通；点对点传输基础上的复用欧洲制式两大系列难以兼容互通；点对点传输基础上的复用结构缺乏灵活性，使传输设备利用率低，也不利于向同步网结构缺乏灵活性，使传输设备利用率低，也不利于向同步网过渡等。过渡等。38ppt课件n同步数字体系同步数字体系(SDH)(Synchronous Digital Hierarchy)SDH采用同步时分交换技术，具有强大的网络运行、采用同步时分交换技术，具有强大的网络运行、管理和维护功能，是高速大容量传输系统。与传统的管理和维护功能，是高速大容量传输系统。与传统的PDH相比，其优点有：相比，其优点有：(1)充分利用了光纤带宽宽的特性，将传输速率大大提高，充分利用了光纤带宽宽的特性，将传输速率大大提高，目前已有目前已有10Gb/s速率的产品，可使传输容量明显提高。速率的产品，可使传输容量明显提高。(2)统一了北美制式和欧洲制式。统一了北美制式和欧洲制式。(3)使用标准的光接口，使得不同厂家的产品可以在光接口使用标准的光接口，使得不同厂家的产品可以在光接口上实现互联，实现横向兼容。上实现互联，实现横向兼容。(4)采用同步复用特性，只需利用软件即可使高速信号一次采用同步复用特性，只需利用软件即可使高速信号一次直接分插出低速支路信号。直接分插出低速支路信号。(5)SDH的结构可使网络管理功能大大加强。的结构可使网络管理功能大大加强。39ppt课件SDH 标准系列标准系列 PDH SDH 日本日本 （T）北美北美 （T）欧洲欧洲(E)6.312M32.06497.7286.31244.7631.544telfaxdata139.26434.3682.048M8.448STM-1 155.52 MbpsATMPDH 网络网络多媒体多媒体3000s交换40ppt课件两种方式的比较41ppt课件谢谢大家！谢谢大家！42ppt课件