【文章內(nèi)容簡介】 道采用對載波調(diào)頻或調(diào)幅的方法去傳送公務(wù)信號。如果采用調(diào)頻方式，調(diào)頻可以通過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受到一定的限制。主信道載波喪失時，公務(wù)通信也將中斷 盡管如此，這種復(fù)合調(diào)制法比較簡單，且不占用主信道的比特開銷，故仍然是中、小容量數(shù)字微波通信系統(tǒng)中傳送公務(wù)信號的一種主要方法。 天線、饋線系統(tǒng) 微波中繼通信是利用微波頻段的無線電波傳遞信息的。天饋線系統(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，經(jīng)饋線系統(tǒng)輸至發(fā)射天線，成為無線電波，沿指定方向發(fā)射出去。在收信端，無線電波經(jīng)接收天線輸至饋線系統(tǒng)，成為微波信號，輸至收信設(shè)備。 天線、饋線系統(tǒng)包括天線和饋線、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，對天線、饋線系統(tǒng)最基本的要求有：足夠的天線增益，良好的方向性，低損耗的饋線系統(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系統(tǒng)型式及對它們的技術(shù)要求基本相同。 （一）微波天線 天線的作用是有效地發(fā)射和接收指定方向的無線電波。按信號工作頻段劃分，有長、中波天線，短波天線和微波天線等等。一般說來，短波頻段以下的天線常用線式結(jié)構(gòu)， 短波頻段以上的天線常用陣式或面式結(jié)構(gòu)。某天線用作發(fā)射天線時所具有的特性和參量，與該天線被用作接收天線時所具有的特性和參量相同 (也稱為天線互易定理 )。常用微波天線的基本形式有：喇叭天線、拋物面天線、喇叭拋物面天線、潛望鏡天線等。 對微波天線總的要求是：天線增益高，與饋線匹配良好、波道間寄生耦合小，由于微波天線都采用面式天線，所以還應(yīng)使天線具有一定的抗風(fēng)強(qiáng)度和防冰雪的措施。微波天線的主要電氣指標(biāo)有如下幾個方面。 喇叭天線 拋物面天線 （ 1）天線增益 天線的物理意義是：在傳播方向的單位立體角上，有方向天線與無方向天線發(fā)射（或接收）的信號功率之比。微波通信中使用的面式天線，增益可用下式表示： （ 59） AAG ???24??A? A?GGdB lg10?dBGdB 40?式中： A為天線的口面面積； 為波長 ； 為天線口面的利用系數(shù)。一般 在 ～ 。若天線增益用電平值表示，則 （ 510） 對于工作頻率為 4GHz。站距為 50km的微波中繼通信線路 ，常用直徑為 ～ 4m天線，其增益 左右。天線的口面越大，增益越大。 （ 2）主瓣寬度 在視距微波通信線路中，天線增益過高將使主瓣張角過小。當(dāng)氣象條件變化時，傳播方向就要改變，大風(fēng)又能引起天線擺動，這都會降低天線在通信方向的實(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 在整個工作頻段內(nèi)，要求天線與饋線應(yīng)匹配（無反射波）連接，否則將造成反射，進(jìn)而造成線路噪聲。 （ 4）交叉極化去耦 在采用雙極化的微波天線中，由于天線本身結(jié)構(gòu)的不均勻性及不對稱，不同極化波 (即垂直極化波和水平極化波 )可在天線中互相耦合，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。 通常要求微波天線在主瓣寬度內(nèi)的值不小于 30dB ? ?dBPPxx0lg10?（ 5）天線防衛(wèi)度 所謂天線防衛(wèi)度是指天線在最大輻射方向上對從其它方向來的干擾電波的衰耗能力。天線防衛(wèi)度主要包括下面幾個指標(biāo)： 1）反向防衛(wèi)度。天線在最大輻射方向的增益系數(shù)與反方向的增益系數(shù)之比稱為反向防衛(wèi)度 (或稱為反向衰減 )。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）邊對邊去耦。天線發(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，這種耦合叫做邊對邊耦合。通常要求天線的邊對邊去耦應(yīng)在 80dB以上。 3）背對背去耦。天線發(fā)射的一部分能量泄漏到與其背對背安裝的接收天線，這種耦合叫做背對背耦合，天線對這種耦合也應(yīng)具有足夠的去耦度。 2. 卡塞格林 (倫 )天線 卡塞格林天線是一種具有雙反射器的拋物面天線，其外形簡圖如圖 58所示，圖 58(a)為一般式較常見。近年來出現(xiàn)了不少加圓柱屏蔽罩式的拋物面天線，見圖 58(b)，它可以降低向后方輻射的功率 (降低后瓣 )，又因為它可以減小初級輻射器的 (激勵器 )的直接輻射，所以對減弱旁瓣也有好處。 圖 58 卡塞格林天線外形簡圖 其工作原理如圖 59所示。圖中的 C39。、 C為雙曲線的兩個焦點(diǎn)。若從 C39。點(diǎn)向另一雙曲線作射線 CP，過雙曲線上的一點(diǎn) P作雙曲線的法線 MP。令 C39。P與法線的夾角為 β，法線與 CP延長線的夾角為 α。 根據(jù)雙曲線的性質(zhì)可以證明 α=β。即切面上的入射角等于反射角。由圖可見，由 C發(fā)出的射線 C39。P經(jīng)雙曲面反射后，就相當(dāng)于從 C發(fā)出的射線一樣。 圖 59 卡塞格林天線工作原理簡圖 卡塞格林天線是由初級喇叭輻射器，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與雙曲面的另一個焦點(diǎn) (虛焦點(diǎn) )C重合。這樣，由C39。發(fā)出的射線經(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 FE一樣，這些電波射線再經(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）饋線系統(tǒng) 饋線系統(tǒng)的作用是有效地饋送微波信號能量；當(dāng)多波道共用天線時，還具有發(fā)端匯合、收端分離各波道微波信號的功能。饋線系統(tǒng)由饋線、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，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，波導(dǎo)饋線系統(tǒng)又分為圓波導(dǎo)饋線系統(tǒng)和矩形波導(dǎo)饋線系統(tǒng)。因為圓波導(dǎo)饋線系統(tǒng)可以傳輸互相正交的兩種極化波，所以與雙極化天線連接時，只要一根圓波導(dǎo)饋線即可。 極 化 分 離器卡 塞 格 林天 線同軸電纜電纜接頭副反射器初 級 輻 射器上密封節(jié)卡 塞 格 林天 線 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，從而可建立一個全新的 SDH微波、衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)。現(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 一個完整的長途傳輸?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。一個微波通信系統(tǒng)，一般要開通多對收、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. 處于線路兩端或分支線路終點(diǎn)的站稱為終端站。對向若干方向輻射的樞紐站，就其某個方向上的站來說也是終端站。在此站可上、下全部支路信號，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 樞紐站一般處在長途干線上 (一、二級 )，需要完成數(shù)個方向的通信任務(wù)。在系統(tǒng)多波道工作時要完成 STMN信號的復(fù)接與分接，部分支路的轉(zhuǎn)接和上、下話路，也有某些波道信號需再生后繼續(xù)傳輸。因此，這一類站上的設(shè)備門類多，包括各種站型設(shè)備，一般作為監(jiān)控系統(tǒng)主站。 3. 在長途線路中間，除了可以在本站上、下某收、發(fā)信波道的部分支路外，還可以溝通干線上兩個方向之間通信的站稱為分路站。在此類站，亦有部分波道的信號需再生后繼續(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 在線路中間，不上、下話路的中間站稱為中繼站。它對已收到的已調(diào)信號進(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)組織在線路上的位置和作用來安排。這里以 STM4為例來進(jìn)行分析。 1. 端站設(shè)備 端站是以 STM4信號速率為終結(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信號復(fù)用部分 (即數(shù)字微波基帶信號 )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 STM1或 4 63個 2 Mb/s數(shù)字信號流的復(fù)用 (接 )，然后通過 STM4速率的光接口送中頻調(diào)制解調(diào)器 (IF Modem)。兩個 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)際上是在兩個微波波道中傳送的。OAMP單元通過控制網(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，一般用在線路兩端點(diǎn)或分支線路終點(diǎn)，都配備 SDH復(fù)用設(shè)備，可上、下全部低次群信號 (支路信號 )。向若干方向輻射的樞紐站就其一個方向來說也是一個終端站。 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)信天線自收信天線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上兩個方向的通信。 2 Mb/s接口用于本地上、下部分話路。分路站設(shè)備可以