第8讲数字微波及卫星通信[1]

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1、数字传输是以数字信号的形式传递消息，采用时分复用方式实现多路通信。早期的数字传输系统主要是数字微波通信系统，后来发展起来的SDH系统是现代电信网中数字信号传输的基本模式。计算机的普及使得数据传输越来越多，利用数字信道传输数据信号成为一种新的电信业务，DDN系统的诞生满足了这种业务的要求。第二章数字微波传输系统微波中继通信是本世纪60年代开始发展的，它弥补了电缆通信的缺点，可到达电缆无法敷设的地区，且容易架设，建设周期短，投资也低于同轴电缆。随着数字通信的发展，数字微波成为微波中继通信的主要发展方向。尽管微波通信面临光纤通信的严重挑战，但仍将是长途通信的一个重要传输手段。微波中继通信

2、微波是什么？微波是频率为300MHz-300KMHz的电磁波，由于微波的频率很高，所以也叫超高频电磁波。微波的穿透能力如何？穿透能力就是电磁波穿入到介质内部的本领，电磁波从介质的表面进入并在其内部传播时，由于能量不断被吸收并转化为热能，它所携带的能量就随着深入介质表面的距离，以指数形式衰减。微波的加热深度比红外加热大得多，因为微波的波长是红外波长的近千倍。红外加热只是表面加热，微波是深入内部加热。微波中继通信微波技术专题微波技术是在第二次世界大战期间为了研制雷达而成熟起来的。当大战将结束时，美国调整雷达的工程师发现自己口袋里的巧克力经常熔化了！立刻明白，这是电磁波对物质的作用所引起

3、的，是和大功率电缆中绝缘介质损耗发热是一回事。好奇心驱使他们用微波装置作爆米花取得成功。这就是微波功率应用设备的雏形。早在三十年代在调试大功率无线电发射机时，常常发现苍蝇或昆虫干瘪的死在空心螺线管中，这些偶然发现，明白的向人们启示了微波和无线电波均可造成加热、干燥现象。其实，微波和无线电波均是电磁波，只是微波的频率在300兆赫以上，而无线电波的频率在300兆赫以下。微波中继通信微波是指频率在300MHz至300GHz范围内的电磁波。数字微波通信是指利用微波携带数字信息，通过电波空间，同时传送若干相互无关信息，并进行再生中继的通信方式。2.1数字微波通信系统在终端设备中将各种信号先变

4、换成数字信号并合路成基带信号，然后将基带信号的频谱搬移到微波频段,并以接力的形式进行视距传输的通信方式。微波中继通信数字微波中继通信的概念中继传输方式地面微波接力通信系统工作在46GHz，它通过地面多座中继站在两地之间建立通信链路，相邻中继站的距离为视距（约50Km）。微波通信基本概念1.微波通信的频段及特点微波通信是依靠空间电磁波来传递信息的一种通信方式。无线电磁波是以频率或波长来分类的,波长与频率的关系如下:λ=C/f式中,λ为电磁波波长(m);C为电磁波传播速度3×108(m/s);f为电磁波频率(Hz)。微波中继通信微波频段在较高频段,通常人们所说的微波是指

5、频率在0.3～300GHz范围的电磁波,利用此频段的电磁波来传递信息,就称之为微波通信。电磁波频率不同,波长不同(频率越低,波长越长),其空间传播的特性也不一样,因而用途也有不同。微波中继通信长波绕射能力最强,靠地波传播,常用于长波电台进行海上通信。中波较稳定,主要用于短距离广播。短波利用了电离层反射进行远距离传播,主要用于短波通信和短波广播。在短波传输时，由于电离层的变化,信号起伏变化较大,接收信号时强时弱;晚上电离层较稳定,因此传播效果也较好,信号较稳定;在听无线电广播时人们能体会到这一特性。微波中继通信微波中继通信微波波段的划分波段名称波长频率应用范围分米波厘米波毫米波1-0

6、.1m0.3-3GHz10-1cm10-1mm3-30GHz30-300GHz①中、小容量微波中继通信②对流层散射通信①大容量微波中继通信②卫星通信①再入大气层时的通信②波导通信微波波长短,接近于光波,是直线传播,这就要求两个通信点(信号转接点)间无阻挡,即所谓的视距通信。微波通信除此之外,还有以下特点:①工作的微波频段(GHz级别)频率高,不易受天电、工业噪声干扰及太阳黑子变化影响,因此,通信可靠性高。由于波长短,天线尺寸可做得很小,通常做成面式天线,增益高,方向性强。特别在1～10GHz频段(称为无线电窗口的微波频段),衰减、干扰,以及自然条件等影响都比较小。因此在微波通信以

7、及在卫星通信中首先采用,而且使用范围一般为C波段。(4/6GHz)频段。微波中继通信②微波通信又称接力通信或视距通信。这里视距是指要“看得见”对方,天线的两站间的通信,距离不会太远,一般为50km。为了远距离传送信号,微波通信就像人们进行接力赛那样,把信号一段一段地往前传送,所以又称为微波接力通信。③微波频带宽,传输信息容量较大。数字微波系统组成市内电话局用户终端市内电话局用户终端微波中继站微波收发信设备调制解调设备时分复用设备调制解调设备时分复用设备甲地乙地微波