【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 道采用對(duì)載波調(diào)頻或調(diào)幅的方法去傳送公務(wù)信號(hào)。如果采用調(diào)頻方式，調(diào)頻可以通過(guò)晶振在較低的頻率上實(shí)現(xiàn)，然后倍頻到射頻頻率，也可直接在微波振蕩器上實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。 由于這種復(fù)合調(diào)制方式的主信道與公務(wù)信道共用一個(gè)載波，不可避免的存在著相互之間的干擾，公務(wù)信道的傳輸容量也會(huì)受到一定的限制。主信道載波喪失時(shí)，公務(wù)通信也將中斷 盡管如此，這種復(fù)合調(diào)制法比較簡(jiǎn)單，且不占用主信道的比特開(kāi)銷(xiāo)，故仍然是中、小容量數(shù)字微波通信系統(tǒng)中傳送公務(wù)信號(hào)的一種主要方法。 天線(xiàn)、饋線(xiàn)系統(tǒng) 微波中繼通信是利用微波頻段的無(wú)線(xiàn)電波傳遞信息的。天饋線(xiàn)系統(tǒng)是必不可少的設(shè)備。在發(fā)信端，發(fā)信設(shè)備輸出的微波信號(hào)，經(jīng)饋線(xiàn)系統(tǒng)輸至發(fā)射天線(xiàn)，成為無(wú)線(xiàn)電波，沿指定方向發(fā)射出去。在收信端，無(wú)線(xiàn)電波經(jīng)接收天線(xiàn)輸至饋線(xiàn)系統(tǒng)，成為微波信號(hào)，輸至收信設(shè)備。 天線(xiàn)、饋線(xiàn)系統(tǒng)包括天線(xiàn)和饋線(xiàn)、阻抗變換器、極化分離器、波道濾波器等。在微波通信系統(tǒng)中，對(duì)天線(xiàn)、饋線(xiàn)系統(tǒng)最基本的要求有：足夠的天線(xiàn)增益，良好的方向性，低損耗的饋線(xiàn)系統(tǒng)，極小的電壓駐波比，較高的極化去耦度，足夠的機(jī)械強(qiáng)度等。 數(shù)字微波或模擬微波的天饋線(xiàn)系統(tǒng)型式及對(duì)它們的技術(shù)要求基本相同。 （一）微波天線(xiàn) 天線(xiàn)的作用是有效地發(fā)射和接收指定方向的無(wú)線(xiàn)電波。按信號(hào)工作頻段劃分，有長(zhǎng)、中波天線(xiàn)，短波天線(xiàn)和微波天線(xiàn)等等。一般說(shuō)來(lái)，短波頻段以下的天線(xiàn)常用線(xiàn)式結(jié)構(gòu)， 短波頻段以上的天線(xiàn)常用陣式或面式結(jié)構(gòu)。某天線(xiàn)用作發(fā)射天線(xiàn)時(shí)所具有的特性和參量，與該天線(xiàn)被用作接收天線(xiàn)時(shí)所具有的特性和參量相同 (也稱(chēng)為天線(xiàn)互易定理 )。常用微波天線(xiàn)的基本形式有：喇叭天線(xiàn)、拋物面天線(xiàn)、喇叭拋物面天線(xiàn)、潛望鏡天線(xiàn)等。 對(duì)微波天線(xiàn)總的要求是：天線(xiàn)增益高，與饋線(xiàn)匹配良好、波道間寄生耦合小，由于微波天線(xiàn)都采用面式天線(xiàn)，所以還應(yīng)使天線(xiàn)具有一定的抗風(fēng)強(qiáng)度和防冰雪的措施。微波天線(xiàn)的主要電氣指標(biāo)有如下幾個(gè)方面。 喇叭天線(xiàn) 拋物面天線(xiàn) （ 1）天線(xiàn)增益 天線(xiàn)的物理意義是：在傳播方向的單位立體角上，有方向天線(xiàn)與無(wú)方向天線(xiàn)發(fā)射（或接收）的信號(hào)功率之比。微波通信中使用的面式天線(xiàn)，增益可用下式表示： （ 59） AAG ???24??A? A?GGdB lg10?dBGdB 40?式中： A為天線(xiàn)的口面面積； 為波長(zhǎng) ； 為天線(xiàn)口面的利用系數(shù)。一般 在 ～ 。若天線(xiàn)增益用電平值表示，則 （ 510） 對(duì)于工作頻率為 4GHz。站距為 50km的微波中繼通信線(xiàn)路 ，常用直徑為 ～ 4m天線(xiàn)，其增益 左右。天線(xiàn)的口面越大，增益越大。 （ 2）主瓣寬度 在視距微波通信線(xiàn)路中，天線(xiàn)增益過(guò)高將使主瓣張角過(guò)小。當(dāng)氣象條件變化時(shí)，傳播方向就要改變，大風(fēng)又能引起天線(xiàn)擺動(dòng)，這都會(huì)降低天線(xiàn)在通信方向的實(shí)際增益。因此，不能認(rèn)為主瓣張角越小越好，一般應(yīng)要求 1176。 ～ 2176。 左右。 （ 3）匹配性能 在整個(gè)工作頻段內(nèi)，要求天線(xiàn)與饋線(xiàn)應(yīng)匹配（無(wú)反射波）連接，否則將造成反射，進(jìn)而造成線(xiàn)路噪聲。 （ 4）交叉極化去耦 在采用雙極化的微波天線(xiàn)中，由于天線(xiàn)本身結(jié)構(gòu)的不均勻性及不對(duì)稱(chēng)，不同極化波 (即垂直極化波和水平極化波 )可在天線(xiàn)中互相耦合，互為干擾，分別成為與之正交的主極化波的寄生波。則天線(xiàn)的交叉極化去耦度為 （ 511） 式中：為主極化波功率； 為寄生波功率。 通常要求微波天線(xiàn)在主瓣寬度內(nèi)的值不小于 30dB ? ?dBPPxx0lg10?（ 5）天線(xiàn)防衛(wèi)度 所謂天線(xiàn)防衛(wèi)度是指天線(xiàn)在最大輻射方向上對(duì)從其它方向來(lái)的干擾電波的衰耗能力。天線(xiàn)防衛(wèi)度主要包括下面幾個(gè)指標(biāo)： 1）反向防衛(wèi)度。天線(xiàn)在最大輻射方向的增益系數(shù)與反方向的增益系數(shù)之比稱(chēng)為反向防衛(wèi)度 (或稱(chēng)為反向衰減 )。通常要求偏離主輻射方向 1800177。 450之間，反向防衛(wèi)度大于65dB。 2）邊對(duì)邊去耦。天線(xiàn)發(fā)射的一部分能量泄漏到與它并排安裝并且指向相同的接收天線(xiàn)，這種耦合叫做邊對(duì)邊耦合。通常要求天線(xiàn)的邊對(duì)邊去耦應(yīng)在 80dB以上。 3）背對(duì)背去耦。天線(xiàn)發(fā)射的一部分能量泄漏到與其背對(duì)背安裝的接收天線(xiàn)，這種耦合叫做背對(duì)背耦合，天線(xiàn)對(duì)這種耦合也應(yīng)具有足夠的去耦度。 2. 卡塞格林 (倫 )天線(xiàn) 卡塞格林天線(xiàn)是一種具有雙反射器的拋物面天線(xiàn)，其外形簡(jiǎn)圖如圖 58所示，圖 58(a)為一般式較常見(jiàn)。近年來(lái)出現(xiàn)了不少加圓柱屏蔽罩式的拋物面天線(xiàn)，見(jiàn)圖 58(b)，它可以降低向后方輻射的功率 (降低后瓣 )，又因?yàn)樗梢詼p小初級(jí)輻射器的 (激勵(lì)器 )的直接輻射，所以對(duì)減弱旁瓣也有好處。 圖 58 卡塞格林天線(xiàn)外形簡(jiǎn)圖 其工作原理如圖 59所示。圖中的 C39。、 C為雙曲線(xiàn)的兩個(gè)焦點(diǎn)。若從 C39。點(diǎn)向另一雙曲線(xiàn)作射線(xiàn) CP，過(guò)雙曲線(xiàn)上的一點(diǎn) P作雙曲線(xiàn)的法線(xiàn) MP。令 C39。P與法線(xiàn)的夾角為 β，法線(xiàn)與 CP延長(zhǎng)線(xiàn)的夾角為 α。 根據(jù)雙曲線(xiàn)的性質(zhì)可以證明 α=β。即切面上的入射角等于反射角。由圖可見(jiàn)，由 C發(fā)出的射線(xiàn) C39。P經(jīng)雙曲面反射后，就相當(dāng)于從 C發(fā)出的射線(xiàn)一樣。 圖 59 卡塞格林天線(xiàn)工作原理簡(jiǎn)圖 卡塞格林天線(xiàn)是由初級(jí)喇叭輻射器，雙曲面副反射器和拋物面主反射面三部分組成的。 當(dāng)把初級(jí)輻射器置于雙曲面的實(shí)焦點(diǎn) C處，并使主拋物面的焦點(diǎn) F與雙曲面的另一個(gè)焦點(diǎn) (虛焦點(diǎn) )C重合。這樣，由C39。發(fā)出的射線(xiàn)經(jīng)雙曲面 (副反射器 )反射，就相當(dāng)于由拋物面的焦點(diǎn) F發(fā)出的電波射線(xiàn) FE一樣，這些電波射線(xiàn)再經(jīng)拋物面主反射面聚焦作用，就成為平面波而發(fā)射出去。 （二）饋線(xiàn)系統(tǒng) 饋線(xiàn)系統(tǒng)的作用是有效地饋送微波信號(hào)能量；當(dāng)多波道共用天線(xiàn)時(shí)，還具有發(fā)端匯合、收端分離各波道微波信號(hào)的功能。饋線(xiàn)系統(tǒng)由饋線(xiàn)、阻抗變換器、極化分離器和波道濾波器等組成，要求其傳輸衰減小、阻抗匹配好、收發(fā)信隔離度高，以及經(jīng)濟(jì)耐用、便于運(yùn)輸和安裝調(diào)整。 微波通信系統(tǒng)中的饋線(xiàn)有同軸電纜型和波導(dǎo)型兩種型式，如圖 510所示。一般在分米波波段 (2GHz)，采用同軸電纜饋線(xiàn)，在厘米波波段 (4GHz以上頻段 )因同軸電纜損耗較大，故采用波導(dǎo)饋線(xiàn)，波導(dǎo)饋線(xiàn)系統(tǒng)又分為圓波導(dǎo)饋線(xiàn)系統(tǒng)和矩形波導(dǎo)饋線(xiàn)系統(tǒng)。因?yàn)閳A波導(dǎo)饋線(xiàn)系統(tǒng)可以傳輸互相正交的兩種極化波，所以與雙極化天線(xiàn)連接時(shí)，只要一根圓波導(dǎo)饋線(xiàn)即可。 極 化 分 離器卡 塞 格 林天 線(xiàn)同軸電纜電纜接頭副反射器初 級(jí) 輻 射器上密封節(jié)卡 塞 格 林天 線(xiàn) 的 主 反 射面圓軟波導(dǎo)圓 波 導(dǎo) 彎頭雜 模 濾 除器圓波導(dǎo)管極 化 旋 轉(zhuǎn)器5 8 2 5 m m 矩 形 軟 波導(dǎo)矩 形 波 導(dǎo)密 封 節(jié)接發(fā)信機(jī)至收信機(jī)階 梯 變 換器矩形波導(dǎo) 5 8 2 5 ～ 5 8 1 0 m m5 8 2 5 m m 波導(dǎo)彎頭終端負(fù)荷極 化 分 離器?? 69 ～ ?? 5 4 m m 變換器( a ) ( b )極 化 補(bǔ) 償節(jié) SDH微波通信系統(tǒng) SDH微波通信系統(tǒng)組成 SDH是新一代的數(shù)字傳輸體制。它不僅可以用于光纖通信系統(tǒng)中，而且還可以運(yùn)用于微波通信、衛(wèi)星通信之中，從而可建立一個(gè)全新的 SDH微波、衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)在電力系統(tǒng)通信新上的微波通信系統(tǒng)都是 SDH微波通信系統(tǒng)。SDH微波通信系統(tǒng)兼有 SDH體制與微波通信兩者的優(yōu)點(diǎn)。 終端站 中繼站 樞扭站終端站終端站分路站圖 511 微波接力通信系統(tǒng)示意圖 一個(gè)完整的長(zhǎng)途傳輸?shù)奈⒉ń恿νㄐ畔到y(tǒng)由端站、樞紐站、分路站及若干中繼站所組成，如圖 511所示。一個(gè)微波通信系統(tǒng)，一般要開(kāi)通多對(duì)收、發(fā)信波道。因此，系統(tǒng)的傳輸速率一般為基本傳輸速率，這里講的基本傳輸速率指 SDH設(shè)備的輸出速率。 1. 處于線(xiàn)路兩端或分支線(xiàn)路終點(diǎn)的站稱(chēng)為終端站。對(duì)向若干方向輻射的樞紐站，就其某個(gè)方向上的站來(lái)說(shuō)也是終端站。在此站可上、下全部支路信號(hào)，可配備 SDH數(shù)字微波的ADM或 TM設(shè)備，可作為集中監(jiān)控站或主站。 2. 樞紐站 樞紐站一般處在長(zhǎng)途干線(xiàn)上 (一、二級(jí) )，需要完成數(shù)個(gè)方向的通信任務(wù)。在系統(tǒng)多波道工作時(shí)要完成 STMN信號(hào)的復(fù)接與分接，部分支路的轉(zhuǎn)接和上、下話(huà)路，也有某些波道信號(hào)需再生后繼續(xù)傳輸。因此，這一類(lèi)站上的設(shè)備門(mén)類(lèi)多，包括各種站型設(shè)備，一般作為監(jiān)控系統(tǒng)主站。 3. 在長(zhǎng)途線(xiàn)路中間，除了可以在本站上、下某收、發(fā)信波道的部分支路外，還可以溝通干線(xiàn)上兩個(gè)方向之間通信的站稱(chēng)為分路站。在此類(lèi)站，亦有部分波道的信號(hào)需再生后繼續(xù)傳輸，因此這種站應(yīng)配備 SDH的傳輸設(shè)備及分插復(fù)用設(shè)備 ADM，或多套再生中繼設(shè)備，可作為監(jiān)控系統(tǒng)主站或受控站。 4. 中繼站 在線(xiàn)路中間，不上、下話(huà)路的中間站稱(chēng)為中繼站。它對(duì)已收到的已調(diào)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、判決、再生。轉(zhuǎn)發(fā)至下一方向的調(diào)制前，經(jīng)過(guò)再生去掉干擾、噪聲，以此體現(xiàn)數(shù)字通信優(yōu)越性。 此種站不設(shè)置倒換設(shè)備 , 應(yīng)有站間公務(wù)聯(lián)絡(luò)和無(wú)人值守功能。 SDH微波系統(tǒng)的主要設(shè)備 SDH數(shù)字微波通信系統(tǒng)的設(shè)備配置，根據(jù)系統(tǒng)組織在線(xiàn)路上的位置和作用來(lái)安排。這里以 STM4為例來(lái)進(jìn)行分析。 1. 端站設(shè)備 端站是以 STM4信號(hào)速率為終結(jié)的站，此站一般都帶有STM4的光接口，如圖 512所示。 SDH微波終端設(shè)備如圖中所示，它主要包括 SDH信號(hào)復(fù)用部分 (即數(shù)字微波基帶信號(hào) )以及 SDH微波傳輸部分設(shè)備。SDH復(fù)用部分設(shè)備要完成 4個(gè) STM1或 4 63個(gè) 2 Mb/s數(shù)字信號(hào)流的復(fù)用 (接 )，然后通過(guò) STM4速率的光接口送中頻調(diào)制解調(diào)器 (IF Modem)。兩個(gè) STM4光接口分別安排在波道 A、 B的中頻調(diào)制、解調(diào)器中 , 其中一個(gè)作為備份。從圖 512中可看出， STM4 系統(tǒng) 622 Mb/s的傳輸容量，實(shí)際上是在兩個(gè)微波波道中傳送的。OAMP單元通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò) (CNet)與中頻調(diào)制解調(diào)器接口，完成系統(tǒng)的操作、管理、維護(hù)和參考配置功能。 端站可分為終端站、中間站和分路站三種類(lèi)型。 （ 1）終端站設(shè)備配置。 終端站設(shè)備在 SDH光傳輸通信系統(tǒng)中已講述，即為 TM，一般用在線(xiàn)路兩端點(diǎn)或分支線(xiàn)路終點(diǎn)，都配備 SDH復(fù)用設(shè)備，可上、下全部低次群信號(hào) (支路信號(hào) )。向若干方向輻射的樞紐站就其一個(gè)方向來(lái)說(shuō)也是一個(gè)終端站。 此站的基本組成如圖 512所示，可配多套 SDH復(fù)用設(shè)備和 SDH傳輸設(shè)備。 S T M 4復(fù)用器I F M o d e mC h . AC h . BO A M P收信機(jī)發(fā)信機(jī)C h . AC h . BC h . AC h . B4 S TM 1 或4 6 3 2 M b / sS T M 4光接口去發(fā)信天線(xiàn)自收信天線(xiàn)C N e tS D H 微 波 傳 輸設(shè) 備S D H 復(fù)用設(shè)備Ch ：波道 C N e t ：控制網(wǎng)絡(luò) IF ：中頻 M o d e m ： 調(diào) 制 解 調(diào)器O A M P ：運(yùn)行、管理、維護(hù)和參 數(shù)配置單元 LN A ： 低 噪 聲 放大… 圖 512終端站設(shè)備配置 （ 2） 中間站設(shè)備。 中間站設(shè)備只具備 STMN速率的接口，其配置如圖513所示。這里的設(shè)備有 STM4光接口，無(wú)復(fù)用設(shè)備和SDH微波傳輸設(shè)備。該站型設(shè)備可放在樞紐站上，用作某方向的信號(hào)轉(zhuǎn)接。 I F M o d e mC h . AC h . B收信機(jī)發(fā)信機(jī)C h . AC h . BC h . AC h . BS T M 4RFIFIFCh ：波道 M o d e m ： 調(diào) 制 解 調(diào)器 IF ：中頻 RF ：射頻圖 513 中間端站設(shè)備配置 （ 3）分路站設(shè)備。 分路站設(shè)備配置如圖 514所示。它配備有 SDH分插復(fù)用設(shè)備 (ADM)，這里的設(shè)備具有傳輸速率為 STM4的接口和有限個(gè)支路接口，此處為部分的 2 Mb/s接口和 STM1接口。 STM4接口主要用于溝通干線(xiàn)上兩個(gè)方向的通信。 2 Mb/s接口用于本地上、下部分話(huà)路。分路站設(shè)備可以