【正文】 微波通信原理工程規(guī)劃設(shè)計部第一章 微波通信的基本介紹第二章 微波通信的基本原理第三章 微波調(diào)制方式第四章 微波頻率規(guī)劃第五章 微波中繼站微波通信原理MUXSatelliteFibreoptics cableRadio linkCoaxial cableMUX? 現(xiàn)代通信的主要手段微波通信的基本介紹? 統(tǒng)計資料顯示，國外發(fā)達(dá)國家的微波中繼通信在長途通信網(wǎng)中所占的比例高達(dá)５０％以上。 美國為６６％，日本為５０％，法國為５ 4％。隨著 GSM， CDMA以及 3G網(wǎng)絡(luò)的興建，微波設(shè)備在移動通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的重要作用是不容忽視的。微波通信在通信系統(tǒng)中的作用微波通信在通信系統(tǒng)中的作用微波通信的基本介紹微波的定義微波 Microwave:微波是一種電磁波，微波射頻為 300MHz～ 300GHz，是全部電磁波頻譜的一個有限頻段。微波一般稱為厘米波。根據(jù)微波傳播的特點，可視其為平面波。平面波沿傳播方向是沒有電場和磁場縱向分量的，所以稱為橫電磁波，記為TEM波。有時我們把這種電磁波簡稱為電波。微波通信的基本介紹LF MF HF VHF UHF SHF EHFMicrowave? 10Km 1Km 100m 10m 1m 10cm 1cm 1mmf 30KHz 300KHz 3MHz 30MHz 300MHz 3GHz 30GHz 300GHz紅外線可見光工業(yè)和天電干擾，太陽黑子對微波通信影響較小微波信號的頻率范圍微波通信的基本介紹Broadcastingn Maximum coveragen One programme per radio channeln Applications: Radio (LW, MW, SW, FM)。 TV etc ...射頻傳輸?shù)膬煞N基本形式射頻傳輸?shù)膬煞N基本形式Microwave linksn Radio beamn One multiplex per radio channeln Applications: Civiliars and military telemunication works廣播 點－點視距微波微波通信的基本介紹252。通常把頻率 300MHz－ 300GHz的射頻無線信號稱為微波信號252。利用微波作為載體的通信稱為微波通信252。基帶傳輸信號為數(shù)字信號的微波通信是數(shù)字微波通信252。一般基帶信號處理在中頻完成，再通過頻率變換到微波頻段252。也可以在微波頻段直接調(diào)制，但調(diào)制限于 PSK252。微波通信的理論基礎(chǔ)是電磁場理論微波通信微波通信的基本介紹第一章 微波通信的基本介紹第二章 微波通信的基本原理第三章 微波調(diào)制方式第四章 微波頻率規(guī)劃第五章 微波中繼站微波通信原理? 幾個基本概念? 自由空間的電波傳播? 各種衰落及抗衰落技術(shù)? 微波通信對設(shè)計的要求? 干擾信號微波通信的基本原理? 電波的干涉及極化? 矩形波導(dǎo)的場結(jié)構(gòu)? 惠更斯 — 費(fèi)涅耳原理? 費(fèi)涅耳橢球面? 費(fèi)涅耳區(qū)定義? 費(fèi)涅耳半徑幾個基本概念電波的干涉和極化幾個基本概念矩形波導(dǎo)中 H10模的場結(jié)構(gòu)aH10模是波導(dǎo)中傳輸?shù)碾姶挪ㄖ髂＃刂敛ㄩL最長為 2a。向左圖那樣放置波導(dǎo)，它的電力線與地面垂直。所以這樣的極化方式稱垂直極化V＝ VerticalH=Horizontalb幾個基本概念惠更斯 — 費(fèi)涅耳原理幾個基本概念惠更斯惠更斯 ———— 費(fèi)涅耳原理費(fèi)涅耳原理216。 光和 電 磁波都是一種振 動 ，一個點源的振 動傳遞給鄰 近的 質(zhì) 點后，就形成了二次波源、三次波源等等。216。 如果點源 發(fā) 出的波是球面波，那么由點源形成的二次波前面也是球面波、三次、四次 ...波前面也是球面波。216。 在微波通信中，當(dāng) 發(fā) 信天 線 的尺寸 遠(yuǎn) 小于微波中 繼 距離 時 ，可將 發(fā) 射天 線 看成是一個點源。幾個基本概念互易定理的概念 :指出，在線性和各向同性的媒質(zhì)中，任何無線電路上，當(dāng)發(fā)射天線互換時，不會影響電路的傳輸特性，或者發(fā)射機(jī)移到接收點，而接收機(jī)同時移到發(fā)射點時，則接收性能，不變。根據(jù)這個原理，對流層是電波的主要傳輸媒質(zhì)空間，它就是具有線性和各向同性的媒質(zhì)，因此在其中就可以減化工程計算?；莞?— 費(fèi)涅耳原理幾個基本概念費(fèi)涅耳橢球面216。 假定有一個微波中 繼 段 發(fā) 信點 為 T，收信點 為 R，站 間 距 為 d，平面上一個 動 點 P到兩個定點（ T、 R）的距離若 為 一個常數(shù)， 則 此點的 軌 跡 為 一個 橢圓 。在空 間 此 動 點的 軌 跡是一個旋 轉(zhuǎn)橢 球面。216。對 于 電 波 傳 播， 這 個常數(shù)當(dāng) 為 d+λ/2 時 ，得到的 橢 球面稱為 第一 費(fèi) 涅耳 橢 球面；常數(shù) 為 d+2λ/2 時 ，得到的 橢 球面稱為 第二 費(fèi) 涅耳 橢 球面 ...... 常數(shù) 為 d+Nλ/2 時 ，得到的 橢球面稱 為 第 N費(fèi) 涅耳 橢 球面 .幾個基本概念d1 d2dd1 + d2 d = ?/2第一費(fèi)涅耳橢球面第一費(fèi)涅耳橢球面 :幾個基本概念費(fèi)涅耳橢球面費(fèi)涅耳區(qū)定義 (The Fresnel Zone Definition)幾個基本概念The signal power is distributed in the space surrounding the direct line of sightLine of sight1st zone費(fèi)涅耳區(qū) The Fresnel Zone:216。 如果前述定 義 的一系列 費(fèi) 涅耳 橢 球面，與我 們 從 T或 R點出 發(fā)認(rèn) 定的某一波前面相交割，在交割的界面上我 們 就可以得到一系列的 圓 和 環(huán) ，中心是一個 圓 ，稱 為 第一 費(fèi) 涅耳區(qū)。216。 其外的 圓環(huán) （外 圓 減內(nèi) 圓 得到的 圓環(huán) ）稱 為 第二個 費(fèi) 涅耳區(qū)，再往外的 圓環(huán) 稱 為第三 費(fèi) 涅耳區(qū)、第四 費(fèi) 涅耳區(qū) ...... 第 N費(fèi) 涅耳區(qū)。216。 這 些 圓 和 環(huán) 我 們 可以把它 們 近似地看成，都 為 在垂直于地面且垂直與 T與 R間 射 線的平面區(qū)域 圖 形。The First Fresnel Zone幾個基本概念費(fèi)涅耳區(qū)定義 (The Fresnel Zone Definition)The First Fresnel ZoneTotal received signalDirect signal1st zoneReflected signal180?180??/2幾個基本概念費(fèi)涅耳區(qū)定義 (The Fresnel Zone Definition)1st zone+2nd zoneThe Second Fresnel ZoneThe signal power is distributed in the space surrounding the direct line of sightLine of sight幾個基本概念費(fèi)涅耳區(qū)定義 (The Fresnel Zone Definition)Total received signalDirect signal2nd zone1st zoneReflected signal180?180??TheSecondFresnelZone幾個基本概念費(fèi)涅耳區(qū)定義 (The Fresnel Zone Definition)Line of sight1st zone+2nd zone3rd zone+The signal power is distributed in the space surrounding the direct line of sightThe Third Fresnel Zone幾個基本概念費(fèi)涅耳區(qū)定義 (The Fresnel Zone Definition)? 經(jīng)有關(guān)研究知道：在電波的傳播空間中，在接收點的合成場強(qiáng)，當(dāng)費(fèi)涅耳區(qū)號趨近于無限多時，就接近于自由空間場強(qiáng)；? 由第一非涅耳區(qū)在接收點的場強(qiáng) ,接近于全部有貢獻(xiàn)的非涅區(qū)在接收點的自由空間場強(qiáng)的 2倍 。? 相鄰費(fèi)涅耳區(qū)在收信點處產(chǎn)生的場強(qiáng)的相位相反；? 若以第一費(fèi)涅耳區(qū)為參考 ,則奇數(shù)區(qū)產(chǎn)生的場強(qiáng)是使接收點的場強(qiáng)增強(qiáng) ,偶數(shù)區(qū)產(chǎn)生的場強(qiáng)是使接收點的場強(qiáng)減弱。非涅耳區(qū)的能量分布 :幾個基本概念費(fèi)涅耳區(qū)定義 (The Fresnel Zone Definition)費(fèi)涅耳半徑費(fèi)涅耳半徑費(fèi)涅耳半徑 The Fresnel Radius:我 們 把 費(fèi) 涅區(qū)上的任意一點到 RT連線 的距離稱 為費(fèi) 涅耳區(qū)半徑，用 F 表示。當(dāng) 這 一點 為 第一 費(fèi) 涅耳區(qū)上的點 時 ，此半徑稱 為 第一 費(fèi) 涅耳區(qū)半徑。第二 ...第 N 個 費(fèi) 涅耳區(qū)半徑表達(dá)式： Fn= (n)1/2 x F1 上式中： F1為 第一 費(fèi) 涅耳半徑。幾個基本概念費(fèi)涅耳半徑 (The Fresnel Radius)F1=（ λd1d2/d） 1/2F2=（ 2λd1d2/d） 1/2 = (2)1/2 F1 ......Fn=（ nλd1d2/d） 1/2 = (n)1/2 F1幾個基本概念d1 d2dd1 x d2f x drF = = x rF in meter d, d1, d2 in km f in GHzrFThe First Fresnel RadiusC xd1 x d2f x d幾個基本概念費(fèi)涅耳半徑 (The Fresnel Radius)? 幾個基本概念? 自由空間的電波傳播? 各種衰落及抗衰落技術(shù)? 微波通信對設(shè)計的要求? 干擾信號微波通信的基本原理? 自由空間的定義? 自由空間損耗的定義? 自由空間損耗的計算自由空間的電波傳播自由空間的定義自由空間 Free Space:又稱為理想介質(zhì)空間，它相當(dāng)于真空狀態(tài)的理想空間。在這個空間中充滿均勻的、理想的介質(zhì)，它的導(dǎo)電率 σ=0，介電常數(shù) ε=ε0=109/36πF/m(法拉 /米 )，導(dǎo)磁系數(shù) μ=μ0=4π107H/m（亨 /米）。自由空間的電波傳播自由空間損耗的定義自由空間損耗 Free space loss:216。在自由空間傳播的電磁波不產(chǎn)生反射、折射、吸收和散射等現(xiàn)象，即總能量未被損耗。216。但電波在自由空間傳播時，會因能量向空間擴(kuò)散而衰耗，這如空中一只孤獨的燈泡所發(fā)出的光，均勻地向四周擴(kuò)散。216。顯然距離光源越遠(yuǎn)的地方，單位面積上的能量就越少。這種電波的擴(kuò)散衰耗就稱為自由空間損耗。自由空間的電波傳播Free Space LossA=+20logd+20logfWhered=distanceinkmf=frequency1