《现代通信系统概论》课件_第3章.pptx

第三章通信系统的典型应用;

3.1无线通信系统的应用;

⑴似光性

在电磁波频谱中，微波以上的电磁波为光波，而光是直线传播的，因此微波也具有了类似光的直线传播特性。

⑵极化特性

电磁波在传播过程中，电场和磁场在同一地点随时间t的变化存在着某种规律，其中描述电场强度矢量方向规律的称之为极化特性。我们规定电场矢量E的方向为极化方向。;

当电场矢量E的端点随时间t的变化轨迹处于一条直线上时，称这种极化为线极化，如图3-1（a）所示；若变化轨迹为圆或椭圆时，则分别称为圆极化或椭圆极化，如图3-1（b）所示。线极化中将电场矢量E的端点随时间t变化的轨迹与地面水平的叫水平极化，与地面垂直的叫垂直极化，如图3-1（c）所示。圆极化中将电场矢量E旋转变化方向为顺时针的叫左旋极化，反之称为右旋极化。垂直与水平极化或左旋与右旋极化是彼此互相正交的两个函数。;

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2）地面微波中继通信

由于微波具有光一样的传播特性，因此微波在自由空间只能沿直线传播，其绕射能力很弱，且在传播过程中遇到不均匀的介质时，将产生折射和反射现象。正因如此，在一定

天线高度的情况下，为了克服地球的凸起而实现远距离通信就必须采用中继接力的方式，如图3-2所示。否则A站发射出的微波射线将远离地面而根本不能被C站所接收。;

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3）数字微波中继通信的特点

（1）数字微波通信与其他无线通信的比较

在无线通信方式中，微波通信的频率最高，仅次于微波通信的无线通信方式为特高频通信。目前特高频通信的应用相当普遍。微波通信与特高频通信相比较主要有以下特点：

①抗干扰能力强。

②传输容量大。

③受恶劣气象条件的影响较小。

④发射功率低。

⑤必威体育官网网址性较高。

⑥设备技术复杂、维护要求高。;

（2）数字微波通信与有线通信的比较

有线通信的种类有许多，如明线通信、铜轴电缆通信、电力线载波通信、光缆通信等。这里将与光缆通信进行比较：

①受地形???素的影响较小。

②受城、镇、乡村的发展建设的影响较小。

③投资小。

④维护量小。

⑤性能、容量及组网等不及光缆通信。;

2.微波中继通信系统的组成

1）系统的组成

图3-3所示为一条微波中继通信线路的典型组成结构。;

图中组成微波通信线路的各微波站的功能如下：

终端站——一条微波线路中两端的两个站，它的任务是将数字终端设备送来的PCM信号经中频调制后再上变频成微波信号，向另一端发射；同时接收该方向传来的微波信号，将其下变频成中频信号并解调还原成PCM信号，送往数字终端设备。

中间站——只完成微波信号的放大和转发。

再生中继站——具有对接收信号进行解调再生功能的中继站。

枢纽站——两个以上方向收发信号的微波站称为枢纽站。;

2）波道及其频率配置

（1）波道的设置

为了使一条微波通信系统的可用带宽得到充分利用，通常的做法是将微波系统的可用带宽划分成若干个频率小段，并在每一个频率小段上设置一套微波收、发信机，构成一条

微波中继通信的传输通道。这样在一条微波系统中可以容纳若干套微波收、发信机同时工作，亦即在一条微波系统中构成了若干条微波中继通信的传输通道。这时我们把每个微波传输通道称之为波道。;

（2）射频频率配置

由于一条微波线路上允许有多套微波收、发信机同时工作，这就必须对各波道的微波频率进行分配。频率的分配应尽可能地做到：在给定的可用频率范围内尽可能多地安排波道数量，这样可以在这条微波线路上增加通信容量；应尽可能地减少各波道间的干扰，以提高通信质量；还应尽可能地有利于通信设备的标准化、系列化。

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一个波道的频率配置目前主要有两种方案：

二频制——一个波道的收发只使用两个不同的微波频率，如图3-4所示。;

四频制——每个中继站两个方向收、发共使用四个不同的频率，间隔一站频率又重复使用，如图3-5所示。;

无论是二频制还是四频制，它们都存在越站干扰。解决越站干扰的有效措施之一是：在设计微波站的路由时，使相邻第4个微波站的站址不要选择在第1、2两微波站址的延长

线上，如图3-6所示。图3-6（a）和图3-6（b）中的第4个站在1、2两站的延长线上，因此存在越站干扰；而图3-6（c）中第4个站不在1、2两站的延长线上，因此不存在越站干扰。;

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多个波道的频率配置一般有两种排列方式，一是收、发频率相间排列；二是收、发频率集中排列。图3-7为一微波中继通信系统中6个波道收、发频率相间排列方案，若每个波道采用二频制，其中收信频率为f1～f6，发信频率为f1～f6。这种方案的收、发频率间距较小，导致收、发往往要分开使用天线，这就带来了使用天线数量过多的问题，因此这