電信傳輸原理第6章微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)課件

1、第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)試爾結(jié)豫栓衷疏拜桑諄恥若鉀蔬朗蓮竿拷雹樁梢夾陌媒披墩局福展社狽啥電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)內(nèi)容提要2微波與衛(wèi)星通信概述微波通信系統(tǒng)微波傳播微波傳輸線路噪聲微波傳輸線路參數(shù)計(jì)算微波通信線路設(shè)計(jì)衛(wèi)星通信的概念及特點(diǎn)衛(wèi)星通信系統(tǒng)衛(wèi)星通信傳輸線路特性衛(wèi)星通信系統(tǒng)應(yīng)用紳匠褲溶鱉手姜刊沉詞惑蛙郝捐靖磁纓疫薪灶居旁贊損酉梳闖驟淬眨抉宏電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)6.1 微波與衛(wèi)星通信概述微波是指頻率為300MHz300GHz的電磁波，是無線電波中一個(gè)有限頻帶的簡稱。微波的波長在0.1m

2、m1m之間，是分米波、厘米波、毫米波的統(tǒng)稱。微波波長很短，具有似光性，因此微波具有直線傳播的特性。微波一般都使用視距通信方式，即只有在微波發(fā)射臺的電磁波直線傳播所能到達(dá)（視線所及）的區(qū)域內(nèi)設(shè)立接收站，才能接收到信號的通信方式。袒斯逛誡兩蟲匠拓市芋巧橫穿偏爵孿葷眼濁勸厄喉吹麗至抉酌泛褒彈兜獵電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)視距通信方式，受地形和天線高度的限制，兩站之間的通信距離僅為50公里左右。如果通信的距離需要加長，達(dá)到數(shù)百、數(shù)千及至上萬公里時(shí)，在兩個(gè)遠(yuǎn)距離通信站之間，每隔五十公里左右就必須再架設(shè)一個(gè)接力中繼站，這些站把接收到的微波信號經(jīng)一定處理后再

3、轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)站，接力式地把微波信號傳輸?shù)浇K端站。圖6-2 利用微波接力實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信沿淪將確糟啼匪酋宿怠炮聶譜叁凰謗零孜霧乞同趾飾吃欄灤踩暗倉查密炙電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)接力通信方式適用于中等距離或遠(yuǎn)距離通信，如果通信距離極遠(yuǎn)，需要架設(shè)很多接力站，不僅代價(jià)昂貴，維護(hù)困難，而且，經(jīng)過多次轉(zhuǎn)接，通信質(zhì)量也要受到影響；在某些場合下，即使通信距離不遠(yuǎn)，例如:在海洋上建站,就是難以實(shí)現(xiàn)的。1957年發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星，人們用地球同步通信衛(wèi)星作中繼站，可以轉(zhuǎn)發(fā)的微波信號跨越大陸和海洋達(dá)到地球上的很大范圍，用3顆同步衛(wèi)星就可以覆蓋全球。微波與衛(wèi)星通信的工

4、作頻率都在微波頻段，它們具有共同的特點(diǎn)，但各自又具有自身的特點(diǎn)，且組成單獨(dú)的通信系統(tǒng)。碎和簍凋澈黃矢撫莽牽孜遙髓斂塢開緞契港晨躥漓第祈君喝擯虜癰毋甥醇電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)內(nèi)容提要6微波與衛(wèi)星通信概述微波通信系統(tǒng)微波傳播微波傳輸線路噪聲微波傳輸線路參數(shù)計(jì)算微波通信線路設(shè)計(jì)衛(wèi)星通信的概念及特點(diǎn)衛(wèi)星通信系統(tǒng)衛(wèi)星通信傳輸線路特性衛(wèi)星通信系統(tǒng)應(yīng)用穎拱司殷贅悅廠螢港驗(yàn)檸哺迸苞涯睡默喳科丹雌靈轉(zhuǎn)搭踞摹悼矽袋到減臂電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)6.2.1 微波通信概念及特點(diǎn)微波通信是指以微波頻率作為載波攜帶信

5、息，通過無線電波進(jìn)行空間傳輸?shù)囊环N通信方式。當(dāng)兩點(diǎn)之間的通信距離50Km左右時(shí)，在通信兩地之間設(shè)立一個(gè)中繼站，將前一站發(fā)來的信號進(jìn)行再生、放大處理，轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)站，這樣，逐站把信號傳遞直至終端站，從而構(gòu)成一條微波中繼通信線路。6.2 微波通信系統(tǒng)崎飲恩天秒尸偶壺槐前裔氨鈞啞猴偷卷付弓適肘睦溯李檀礙簡汪吳卻步呸電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)微波通信采用中繼、接力方式的直接原因有兩個(gè):首先，因?yàn)槲⒉▊鞑ゾ哂幸暰嘀本€傳播特性，而地球是一個(gè)兩級稍扁，赤道略鼓的橢球體，地表面是個(gè)橢球面，通信距離大于視距（50Km左右）時(shí)，電磁波傳播將受到地面的阻擋，就很可能

6、無法接收到對方發(fā)來的微波信號。其次，微波信號在空間傳播時(shí)，能量會不斷損耗，這就要求點(diǎn)對點(diǎn)的傳輸距離不能太遠(yuǎn)。在遠(yuǎn)距離通信時(shí)有必要采用中繼方式對信號逐段接收、放大后發(fā)送給下一段。采武常水漠釩奪勉疲帥胸孕部迷潘具惡焊俞歪尿缺俗抬孵圣韌淹母疏漂顴電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)微波通信具有如下特點(diǎn):頻帶寬，傳輸信息容量大：微波頻段占用頻帶約300GHz，是中波和短波頻段總和的10000多倍。工作的微波頻段(GHz級別)頻率高，不易受天電干擾和工業(yè)噪聲干擾，及太陽黑子變化影響，通信可靠性高。微波在微波通信以及在衛(wèi)星通信中首先采用，而且使用范圍一般為C波段。(

7、4/6GHz)頻段。 天線增益高、方向性強(qiáng)。窩熬欄序箕棄租鹽惹杰峽扁辦梯餅得褂蠟破戍疇羨賊秒辣懂曉核戮稼瘧鴨電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)6.2.2 微波通信系統(tǒng) 由于衛(wèi)星通信實(shí)際上是在微波頻段采用中繼（接力）方式通信，不過其中繼站設(shè)在衛(wèi)星上而已，所以，為了與衛(wèi)星通信區(qū)分，這里所說的微波中繼通信是限定在地面上的。也趟竭緣吻濘湃檄鑒柜瑤乒胡斯長麗治五筏絡(luò)葫顆涼豫瘧假拯埋仁紡宗翠電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)6.2.3 微波通信系統(tǒng)的組成 數(shù)字微波通信系統(tǒng)由兩個(gè)終端站和若干個(gè)中間站（中繼站、分路站、樞紐站）

8、構(gòu)成。如圖6-4所示，發(fā)端站和收端站統(tǒng)稱為終端站。圖6-4 數(shù)字微波通信系統(tǒng)蹤撥圣棧猛囚缺小陛枉晚鑄蚌存咬污羞寬葛課梗賜恐顧剎嚼猿妝獅辨粘狼電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)發(fā)端：從發(fā)端送來的數(shù)字信號，經(jīng)過數(shù)字基帶信號處理(數(shù)字多路復(fù)用或數(shù)字壓縮處理) 變?yōu)槿郝沸盘柡螅晌⒉òl(fā)射機(jī)先對群路信號進(jìn)行調(diào)制、中頻放大(70MHz或140MHz)再送入發(fā)送設(shè)備，然后通過上變頻成為微波信號。中間站：發(fā)射天線向微波中間站(微波中繼站)發(fā)送，微波中間站收到信號后經(jīng)再處理，使數(shù)字信號再生后又恢復(fù)為微波信號向下一站再發(fā)送。收端：傳送到收端站，收端站把微波信號經(jīng)過混頻、中

9、頻解調(diào)恢復(fù)出數(shù)字基帶信號，再分路還原為原始的數(shù)字信號。廳產(chǎn)稀洗悍雖訟撬蔬催褪疼舜淡限疲傾吻幕售凱尺墓帽秘埠崇屎菏鶴疫磊電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng) 微波中繼傳輸線路由終端站、中繼站、分路站、樞紐站及各站間的電波傳播空間所構(gòu)成。如圖6-5所示。在長途微波接力信道上，通信距離依接力方式延伸。 6.2.4 微波中繼傳輸線路圖6-5 微波中繼傳輸站訴待筒張滋毀莖慈帖蝕腔震畢鄲癌武屯纂敵良舌毀摟緣揀姻俺扒禿輾濱決電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)微波終端站：終端站是指處于微波傳輸線路終端的站。它只有一個(gè)傳輸方向，是

10、信道的始點(diǎn)和終點(diǎn)，兩端的各路信號從終端站出、入信道。微波中繼站：微波中繼站是微波傳輸線路的中間轉(zhuǎn)接站。其作用是接收相鄰甲站發(fā)來的微弱微波信號，進(jìn)行再生、功率放大后，再轉(zhuǎn)發(fā)給下一個(gè)相鄰乙站，以確保傳輸信號的質(zhì)量。微波分路站：除具有對接收信號放大、轉(zhuǎn)發(fā)的中繼站功能外，還能將信道上傳送的多路信號中的部分話路分離出來，以實(shí)現(xiàn)長距離傳輸系統(tǒng)的區(qū)間通信。微波分路站：位于干線上的、兩條以上的微波線路交叉的微波站，實(shí)現(xiàn)兩條鏈路上信號或部分信號的交換。橢郁不淮拿砌卓軍區(qū)捅格桃琳大拼圭濟(jì)姻發(fā)釘七哭澀瑯獄詩恫蓑伊列肚山電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng) 在微波站，每一套微波

11、收發(fā)信機(jī)都工作在自己的微波頻率上，各自組成一條獨(dú)立的中繼信道，我們稱每一條獨(dú)立的傳輸信道為一個(gè)射頻波道，一條微波線路有多個(gè)波道。 為了減少波道間或其它路由間的干擾，提高微波射頻頻帶的利用率，對射頻頻率的選擇和分配都應(yīng)符合以下基本原則：一個(gè)中間站，一個(gè)波道的收信和發(fā)信頻率不應(yīng)相同，而且要有足夠大的間隔，以避免發(fā)射信號被本站接收6.2.5 微波通信的頻率配置錯(cuò)芹綠現(xiàn)廂日婁涌靛重飄乾恕別戚爺癌彭碾隕法酵黔漓連舅隸忘雇仗勵(lì)賺電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)多波道同時(shí)工作時(shí)，相鄰波道頻率之間必須有足夠的間隔，以免互相發(fā)生干擾。整個(gè)頻譜安排應(yīng)非常緊湊，使給定的通

12、信頻段能得到經(jīng)濟(jì)的使用。因微波天線及天線塔的建設(shè)費(fèi)用高，多波道系統(tǒng)要設(shè)法共用天線，頻率配置應(yīng)有利于天線共用。對外差式收信機(jī)，不允許任何波道的發(fā)射頻率等于其它波道的鏡像頻率，否則形成鏡像干擾。興琶末辛性課歇龐歉浪蝗忘局釬煙昂炒尸趣宦饑嬸使董漲冶腦亞駝苞蔫睦電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng) 當(dāng)一個(gè)站上有多個(gè)波道工作時(shí)，為了提高頻帶利用率，對一個(gè)波道而言，宜采用二頻制，即兩個(gè)方向的發(fā)信使用一個(gè)射頻頻率，兩個(gè)方向的收信使用另外一個(gè)射頻頻率。圖6-6 二頻制頻率配置方案努摳氯照芝島勿吉浪詞秋陀痙駿繃以慕居藝誦戮竿雷嬸棍紐搔外抉旱斌炮電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)

13、星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)目前各國的微波通信設(shè)備已使用到 2、4、5、6、7、8、11、15、20GHz等頻段。我國數(shù)字微波通信已有2、4、6、7、8、11GHz各頻段的設(shè)備。圖6-7 波道二頻制頻率配置方案墳翁瞄癸鎢只群甸刃蝎想允七盯繼秘腺豁斜勞算互乘搏掏紉橙釁司宇鵲木電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)6.2.6 微波天饋線系統(tǒng)1.天線的基本參數(shù) （1）有效面積：接收天線常用有效面積這一參數(shù)。定義為接收天線輸入到接收機(jī)的功率與傳來的電磁波功率密度之比。為電磁波波長，d為天線方向性系數(shù)。表示為：（2）天線增益：天線增益是衡量天線性

14、能的重要參數(shù)，它是指天線將發(fā)射功率向某已指定方向集中輻射的能力。的蘑拙秩純哩鳥精鉛鹼寅拿象蔥蛔彝伏鑿枝磁挪犁租灶株乖葬鹵噎釜甘狄電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng) 一般把有損情況下天線在最大輻射方向上的功率密度（）與該天線在無損耗的情況下平均輻射功率密度的比值，定義為天線的增益，即： 從接收天線的角度看，也可以把增益理解為天線收取某一指定方向來的電磁波的能力，此時(shí)把增益定義為天線的有效接收面積與各向同性天線的接收面積的比值， 為天線的有效面積， 為各向同性（即無方向性）天線的面積即：滿右哲兌睜殲盆喀諄畔嬌葡逆翼眩法瀕護(hù)涯永赦取儈瑟偉傣虞翻榔按狹瑣電信傳

15、輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng) 拋物面天線的增益G，其中是口徑利用系數(shù)，一般取值在0.50.6之間，A是口徑面積，單位為平方米，是波長，單位為米。G可表示成： 若天線直徑為D（m），工作頻率為f（GHz），將上式改寫成： （dB） 由此可見，天線的增益與工作波長及天線直徑有關(guān)，直徑越大，增益越高。投容鋁綱賴逸淘村崇策院菲貪繕苦萍扳函二扇昭冕弦禮緩?；０瘫稇?zhàn)屜規(guī)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)（3）天線的方向性：天線對空間不同，方向具有不同的輻射或接收的能力就是天線的方向性。（4）天線效率：輸入天線的功率不可能全

16、部轉(zhuǎn)化為自由空間電磁波的輻射功率，我們把天線輻射功率Pr與天線輸入功率之比稱作天線效率，寫作：（5）天線的頻帶寬度：天線正常工作的頻率范圍稱為頻帶寬度。首散畸篇竄棠閑炔烷丟埔包隧殆部攤昏按悠強(qiáng)撻贊架擻孺迄澀董沁教眼半電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)（6）天線極化：天線極化是指天線最大輻射方向上的電場強(qiáng)度（E）矢量的取向。在微波通信中常使用線極化和圓極化兩種方式。（7）天線阻抗與反射系數(shù)：天線的輸入阻抗是指天線輸入端口向天線輻射口方向看過去的輸入阻抗，它取決于天線結(jié)構(gòu)和工作頻率。衡量反射大小的參數(shù)是反射系數(shù)，它定義為天線入口處反射功率 與入射功率之比的

17、平方根，衡量反射大小的參數(shù)是反射系數(shù)，它定義為天線入口處反射功率 與入射功率之比的平方根，即：照嘗們祭奉空嚷師底嚼舞陌囚傻搏茅撰替胚渤煉晚挖畝墜焦會卑兵鐳熄憨電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)2.微波天饋線系統(tǒng) 天饋線系統(tǒng)是微波中繼通信的重要組成部分之一。天線起著將饋線中傳輸?shù)碾姶挪ㄞD(zhuǎn)換為空間傳播的電磁波，或?qū)⒖臻g傳播的電磁波轉(zhuǎn)換為饋線中傳輸?shù)碾姶挪ǖ淖饔谩６伨€則是電磁波的傳輸通道。（1）饋線：饋線系統(tǒng)是指連接微波收發(fā)信設(shè)備與天線的微波傳輸線和有關(guān)的微波器件。微波通信系統(tǒng)中的饋線可以分為同軸電纜型和波導(dǎo)型兩種，一般在分米波波段（2GHz以下）,采用同

18、軸電纜饋線。在厘米波段（3GHz以上），因同軸電纜損耗較大，故采用波導(dǎo)型饋線。圖6-8是同軸電纜型天饋線系統(tǒng)，圖6-9是圓波導(dǎo)型天饋線系統(tǒng)。驕葡滲奶女右頒籠酒閨蔚轄吃騰核纜洲氯玻千誤彤閑悼檬古彝輯墓括個(gè)輔電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)圖6-8 同軸電纜型天饋線系統(tǒng)圖6-9 圓波導(dǎo)型天饋線系統(tǒng)陀潑孩樟邪瀕棉呢濫錯(cuò)耿南嚼躁刃瘍溯攔臻餐捏輕遼神晤損掀唁抱擯串徒電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)（2）常用的微波天線：微波天線有多種形式，凡是能輻射或接收微波能量的天線都可以叫微波天線。一般用在微波通信上的微波天線都是

19、面式天線，主要有拋物面天線、卡塞格倫天線。拋物面天線：拋物面天線是一種典型的反射面天線。拋物反射面能將位于其焦點(diǎn)處的點(diǎn)源發(fā)出的球面波反射形成平面波波束，因而具有強(qiáng)方向性、高增益和低損耗等特性。圖6-10 拋物面天線的結(jié)構(gòu)圖6-11 拋物面天線疾葛垢紹駕劑另饞甩半瑤不銹跪彤久逗靖鴿妊頂暖誠淮艾攻帶每帶痹瓣盈電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)卡塞格倫天線：卡塞格倫天線（Kasiakelun antenna）基于光學(xué)中廣泛應(yīng)用的卡塞格倫望遠(yuǎn)鏡的工作原理而構(gòu)成的一種用于微波通信的雙反射面天線?？ㄈ駛愄炀€由三部分組成，即主反射器、副反射器和輻射源（潰源）。圖6

20、-12 卡塞格倫天線結(jié)構(gòu)圖6-13 卡塞格倫天線葫釩領(lǐng)瑣列汝脈方愧役鑰溝膝導(dǎo)艇門賭贏極未量融尖業(yè)玩疊展郭它科似睹電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)內(nèi)容提要28微波與衛(wèi)星通信概述微波通信系統(tǒng)微波傳播微波傳輸線路噪聲微波傳輸線路參數(shù)計(jì)算微波通信線路設(shè)計(jì)衛(wèi)星通信的概念及特點(diǎn)衛(wèi)星通信系統(tǒng)衛(wèi)星通信傳輸線路特性衛(wèi)星通信系統(tǒng)應(yīng)用岸權(quán)哎熬恨焚謄冤扶擰招脈爹量兔牛斗醛酬封晚禿曹恭不歌爺列毋炸青囚電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)6.3.1 地面對微波傳播的影響 地面對微波傳播的主要影響有：反射、繞射和地面散射。 地面上的障礙物，

21、如山頭、森林、高大建筑物等可阻擋微波射線，使微波繞過障礙物向非接收方向傳播，使接收的微波信號減少。 地面散射往往表現(xiàn)為亂反射，對主波束的影響較小。 惠更斯提出了電磁波的波動性學(xué)說，費(fèi)涅耳在這個(gè)基礎(chǔ)上又提出了“費(fèi)涅耳”區(qū)的概念，進(jìn)一步解釋了電波的反射、繞射等現(xiàn)象，并為實(shí)踐所證實(shí)。6.3 微波傳播窗鐐鱉扒恬含緯研膛核墮貳些腳熏腸桂鄂風(fēng)備混炳詠橢疑敬拉吐茲戍蜜瀑電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)1.菲涅爾區(qū)的概念 惠更斯菲涅爾原理：惠更斯原理關(guān)于光波或電磁波波動性學(xué)說的基本思想是：光和電磁波都是一種振動，其振動源周圍的媒質(zhì)是有彈性的，故一點(diǎn)的振動可通過媒質(zhì)傳

22、遞給鄰近的質(zhì)點(diǎn)，并依次向外擴(kuò)展，而成為在媒質(zhì)中傳播的波。 根據(jù)惠更斯原理的基本思想可認(rèn)為：一個(gè)點(diǎn)源的振動傳遞給鄰近的質(zhì)點(diǎn)后，就形成了二次波源、三次波源等。若點(diǎn)源發(fā)出的是球面波，那么由點(diǎn)源形成的二次波源的波前面也應(yīng)是球面波，三次、四次波前面也應(yīng)是球面波。未遇柄見盡仿灘蔥借湃昔色挫澡暢無故貫里捧雌儀幟伸及清朝洋崎蟹艙庸電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng) 當(dāng)把波前面分成許許多多面積元時(shí)，這些面積元都將成為一個(gè)新的點(diǎn)源。盡管發(fā)信和收信點(diǎn)之間有障礙物，由于它不可能阻擋住所有的面積元，故接收點(diǎn)仍有一定的場強(qiáng)值，決不會是零。圖6-14 惠更斯原理貉椿丈逞管幻胺跺丟流

23、茫屁敲遞奔顏餒渡毫音敞盟彝丫顴產(chǎn)貸味證俗際鳴電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)費(fèi)涅耳橢球面：如圖6-15所示。圖中發(fā)信點(diǎn)為T，收信點(diǎn)為R，收發(fā)之間的距離d=TR。在高等數(shù)學(xué)中講到：平面上一個(gè)動點(diǎn)P到兩個(gè)定點(diǎn)（T、R）的距離之和若為常數(shù)，則此動點(diǎn)的軌跡為一個(gè)橢圓。在空間，此動點(diǎn)的軌跡為一個(gè)橢球面,如圖6-15所示。 圖6-15 費(fèi)涅耳橢球面及費(fèi)涅耳區(qū)湘胰沖罵褂訝奴宮捻胞鉻琳癢玫駛禽仍詩繕鉻雀套戳損姓蠶姥汪患前狗爾電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)費(fèi)涅耳區(qū)：如果用圖6-15所定義的一系列費(fèi)涅耳橢球面與我們要認(rèn)定的某

24、波前面相交割，就可在交割界面上得到一系列的圓和圓環(huán)，見圖6-16。中心是一個(gè)圓，稱為第一費(fèi)涅耳區(qū)。其外面的圓環(huán)稱為第二費(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)。圖6-16 第n費(fèi)涅耳區(qū)定義殖懸連貓黔鈞夫列管廓俯供虛欣姚陜崇慎配酷昌曰惰躺咬遮靴悟皺多話掛電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)費(fèi)涅耳區(qū)半徑：我們把費(fèi)涅耳區(qū)上一點(diǎn)到TR連線的垂直距離稱為費(fèi)涅耳區(qū)半徑，用F表示。第一費(fèi)涅耳區(qū)半徑用F1表示，下面用圖6-17求第一費(fèi)涅耳區(qū)半徑。P為第一費(fèi)涅耳區(qū)上一點(diǎn)，d1為P點(diǎn)到發(fā)信天線T的水平距離，d2為P點(diǎn)到收信天線R的水平距離，收發(fā)距離d

25、=d1+d2。圖6-17 第一費(fèi)涅耳區(qū)半徑摸疑寡淄瑰鋇幅乍才瑪搐鈕卒偵其曠文攜踴防呈驚壩摔烯撒慫朗罵鐐潛找電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)根據(jù)費(fèi)涅耳橢球面及費(fèi)涅耳區(qū)的定義，由圖6-17可見整理得：同理，第二費(fèi)涅爾區(qū)半徑為第n費(fèi)涅爾區(qū)半徑為疆螞甸逢翻肅噬碧出巴澄婦致甩義西釀悟攙寓燥淘捂悉消窟短榴寨驗(yàn)超仗電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)收信點(diǎn)場強(qiáng)與各菲涅爾區(qū)參量的關(guān)系：經(jīng)分析可知相鄰費(fèi)涅耳區(qū)在收信點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)反相（相位差180）。也就是說，第二費(fèi)涅耳區(qū)在收信點(diǎn)R產(chǎn)生的場強(qiáng)與第一費(fèi)涅耳區(qū)反相；第三費(fèi)涅耳區(qū)在收信點(diǎn)

26、R產(chǎn)生的場強(qiáng)與第二費(fèi)涅耳區(qū)反相，但與第一菲涅爾區(qū)同相。由于各區(qū)相互干涉，進(jìn)行矢量相加的結(jié)果是：收信點(diǎn)在自由空間從所有費(fèi)涅耳區(qū)得到的場強(qiáng)近似等于第一費(fèi)涅爾區(qū)在收信點(diǎn)R處產(chǎn)生的場強(qiáng)的一半。費(fèi)涅耳區(qū)的意義：費(fèi)涅耳區(qū)是估算電波傳播能量區(qū)域的一個(gè)重要概念，在工程設(shè)計(jì)中尤其關(guān)心第一費(fèi)涅耳區(qū)，因?yàn)樗俏⒉▊鞑ブ心芰孔罴械膮^(qū)域，一般要求在第一費(fèi)涅耳區(qū)范圍內(nèi)不能有阻擋。鵑諷時(shí)砍褒乒無貧寢呼僵亭麗征杯針愿服泣沮撇什影郴榮飛絢禱杯胯和扼電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)2.路徑上刃行障礙物的阻擋損耗 繞射使無線電波能夠穿過障礙物，在障礙物的后方形成場強(qiáng)，即繞射場強(qiáng)。 用費(fèi)

27、涅耳區(qū)概念可解釋微波傳播途中障礙物的阻擋損耗。微波如果在傳播路徑中存在刃行障礙物，如圖6-18，只要障礙物不能阻擋全部費(fèi)涅耳區(qū)，在收信點(diǎn)處就可以收到微波信號。在微波線路設(shè)計(jì)時(shí)，首先要保證自由空間余隙內(nèi)沒有任何障礙物。在實(shí)際中往往要求在第1菲涅爾區(qū)內(nèi)不存在任何障礙物。 圖 6-18 傳播路徑中的刃行障礙物查叫謎授賄籍琳蹈休妓障煮歹秩琴京彪但兇肖肇當(dāng)聽煙篆召躲照型孔歉貶電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)3.平坦地形對電波傳播的影響 平坦地形是指兩站之間的地形為平面的情況。根據(jù)惠更斯原理（或因天線方向性所限），總會有一部分電波投射到地面，所以在收信點(diǎn)除收到直

28、射波外，還要收到經(jīng)地面反射的反射波（反射角等于入射角）。如圖6-19 所示。圖6-19 平坦地形對電波的反射級摧瀝煉鴉牧鵑董蠶潦疏綻炎宦范拎鋪椅映柄啼誤墳弗脊莫胸痹婚像通臂電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)4.粗糙地面對電波傳播的影響 在實(shí)際的微波系統(tǒng)中，接收點(diǎn)收到的能量比上述反射和繞射模型預(yù)測的場強(qiáng)要大。這是由于當(dāng)電磁波在粗糙表面發(fā)生反射時(shí)，發(fā)射能量散布于各個(gè)方向，即發(fā)生了散射。 對于粗糙表面，計(jì)算發(fā)射時(shí)需要乘以散射損耗系數(shù)，以代表減弱的反射場。一般情況下，散射往往表現(xiàn)為亂反射，對主波束影響較小，常常忽略不計(jì)。佯蕭臟柜攣往爪蹈痙冰塘飲輛帆啦港水崩鋅弟

29、斑閃藥貧稍孟暴暈鉆霖卯潞電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)6.3.2 對流層對微波傳播的影響 對流層是自地面向上大約10KM范圍的低空大氣層。 對流層對微波傳播的影響，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：由于氣體分子諧振，使微波能量被吸收，這種吸收對波長的微波比較顯著，當(dāng)時(shí)可不考慮。由雨、霧、雪引起的微波能量的吸收。這種吸收對波長的微波比較顯著，當(dāng)時(shí)可不考慮。由于氣象因素等影響，使對流層也會形成云、霧之類的“水氣囊”，形成了大氣中不均勻的結(jié)構(gòu)。使對流層中的電波產(chǎn)生折射、吸收、反射和散射等現(xiàn)象，最主要的現(xiàn)象是大氣折射。韓厚辦隸城柵絳綽嘻民啼秦剛燼釉厄該崇硯割瓷累遏撾

30、泰蜒壽普呸傷綠對電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)（1）大氣折射率（2）折射率梯度 當(dāng) 如圖6-20（a）所示，當(dāng) 如圖 6-20（b）所示。圖6-20 大氣折射對微波軌跡的影響駭辛諒摩娃禿見晾像宏梯港弦副查據(jù)厚驚踩猜情微壹怪辜授放掩頁砌道坐電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)（3）大氣對電波的折射 根據(jù)無線電波的性質(zhì)，當(dāng)電波由一種媒質(zhì)向另一種媒質(zhì)傳播時(shí)，在兩種媒質(zhì)的交界面處會發(fā)生折射。 標(biāo)準(zhǔn)大氣的曲率半徑值近似為地球半徑的四倍。當(dāng)考慮大氣折射率的實(shí)際變化時(shí)，電波傳播軌跡發(fā)生彎曲，而且大氣折射率的垂直分布不同，射

31、線的傳播軌跡也就不同。圖6-21 大氣對電波的折射華疤搶好婿根硬蝸晦珠寸買拌跪噎阜侮嚏魂尊凹屑膚襪力晌慷釉十令稱倪電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)（4）等效地球半徑 等效的條件是：電波軌跡與地面之間的高度差相等，或等效前及等效后的電波路徑與球形地面之間的曲率之差保持不變。所有的地球半徑均用來 代替，則電波就好像在無折射大氣中一樣，沿直線傳播了。 圖6-22 等效地球半徑它丟壟感甩晚瞻誰閉領(lǐng)逆以員抄疆羨襲卻謄蓋循鋅忙認(rèn)戮嫌帚耳篡芳炸兌電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)（5）大氣折射分類（大氣折射對電波傳播路徑的

32、影響） 根據(jù)電波在大氣層折射的軌跡（因K值的不同而不同）即K值的大小，大氣折射可分為以下三類：如圖圖6-23 折射的分類含膘莆榔荊幟找拆瀑耍竟獅綜唱瘤描只材膘整耘輻完柏屏涂拉二蠻婿烤質(zhì)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)（6）天線的余隙標(biāo)準(zhǔn) 以上討論的菲涅爾區(qū)和等效地球半徑的概念是為了得出對余隙理解，余隙的計(jì)算與第一菲涅爾區(qū)半徑(F1)和等效地球半徑系數(shù)(K)有關(guān)，其中K主要隨氣象變化而受影響。 為避免微波傳播遭受地形、地物的阻擋，最高障礙物處的余隙不能太小，否則會出現(xiàn)繞射現(xiàn)象，使信號產(chǎn)生衰落；也不能太大，余隙太大，將使多個(gè)費(fèi)涅耳區(qū)同時(shí)落入傳輸視距范圍內(nèi)

33、，使接收點(diǎn)處的場強(qiáng)產(chǎn)生同相或反相疊加，造成信號不穩(wěn)定。 理想的余隙狀態(tài)是：微波路由即保證第一費(fèi)涅耳區(qū)不受地形、地物的阻擋，又使其它費(fèi)涅耳區(qū)不在視距范圍內(nèi)。在調(diào)整天線的過程中，不但余隙發(fā)生變化，上面所講的反射點(diǎn)的位置也將改變，兩者相互影響。懦壘鑼虛輸貸插匠上末礬撅川冤祝曝羚吭灸掉披梳暗珍熔貨向號炎拍武陷電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)內(nèi)容提要46微波與衛(wèi)星通信概述微波通信系統(tǒng)微波傳播微波傳輸線路噪聲微波傳輸線路參數(shù)計(jì)算微波通信線路設(shè)計(jì)衛(wèi)星通信的概念及特點(diǎn)衛(wèi)星通信系統(tǒng)衛(wèi)星通信傳輸線路特性衛(wèi)星通信系統(tǒng)應(yīng)用狄啪誡懈拒貧綿絮黨寐瓦姓寧屜驗(yàn)淀盯畔粟眷校漂跡影屋怪

34、甘油廳新常雷電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)6.4.1 噪聲的分類 噪聲指標(biāo)是微波傳輸線路的一項(xiàng)重要指標(biāo)，微波信道的噪聲可分為四類：熱噪聲（包括本振噪聲）、各種干擾噪聲、波形失真噪聲以及外部噪聲。熱噪聲主要是由傳輸設(shè)備中導(dǎo)體內(nèi)部電子的熱騷動和電子器件中載流子的不規(guī)則運(yùn)動所產(chǎn)生的噪聲； 6.4 微波傳輸線路噪聲逆參悼贛嗅佩崔何吃背耪清揣武息烷賽手智筆玲陀影晶湯閡按冰道睛葡挽電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)波形失真噪聲是由傳輸設(shè)備的線性失真和非線性失真所產(chǎn)生的噪聲；干擾噪聲主要是由電波的多徑傳播、阻抗失配、電源

35、波動以及其它波道信號的干擾所產(chǎn)生的噪聲；外部噪聲則是指由其它各種工業(yè)電氣設(shè)備產(chǎn)生電火花所引起的電磁干擾、各種雷電和云層放電所輻射的電磁干擾和宇宙。間其它星系輻射的電磁干擾所產(chǎn)生的噪聲。株串鄒泥呢勿笑漾蹄咨未吻鑿累顫峪爭謙駁玻胸叭鏈穿們攫募茬扳富呼仍電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)內(nèi)容提要49微波與衛(wèi)星通信概述微波通信系統(tǒng)微波傳播微波傳輸線路噪聲微波傳輸線路參數(shù)計(jì)算微波通信線路設(shè)計(jì)衛(wèi)星通信的概念及特點(diǎn)衛(wèi)星通信系統(tǒng)衛(wèi)星通信傳輸線路特性衛(wèi)星通信系統(tǒng)應(yīng)用損澤洛游甥砂仿奏搶遞去賃語疵祖硒痔特?cái)D乳尿贛屬妻絳鎖吸轍欄蹤紉民電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信

36、傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)6.5 微波傳輸線路參數(shù)計(jì)算 1.一定誤碼率指標(biāo)下的實(shí)際門限載噪比 理論載噪比表示的是一定誤碼率指標(biāo)下信號與高斯白噪聲的比值，實(shí)際門限載噪比 應(yīng)等于理論載噪比 與惡化儲備 （即固有惡化成分值）之差，那么實(shí)際接收門電平值Pr可由式 表示： N是天線饋線系統(tǒng)送給收信機(jī)輸入端的固有熱噪聲功率，N=NFKT0B。楓告贍?wèi)刑码婈栕噬位I洱膿伐狐疊苛?xí)x隧崩忱蓋巡幸湖頸搖蚊諾鋼訪蟲電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng) 2.衰落儲備 為保證接收電平降低到門限以下的概率小于某個(gè)值，必須使信號電平留有足夠的余量，此余量即為衰落儲備。衰落儲備

37、包括平衰落儲備和多徑衰落儲備。平衰落儲備：是數(shù)字微波系統(tǒng)考慮熱噪聲的影響時(shí)，為保證傳輸質(zhì)量而預(yù)留的電平余量，其數(shù)值上等于自由空間收信電平與實(shí)際門限接收電平之差。多徑衰落儲備：在通信系統(tǒng)中，由于通信地面站天線波束較寬，受地物、地貌等諸多因素的影響，使接收機(jī)收到經(jīng)折射、反射和直射等幾條路徑到達(dá)的電磁波，使帶內(nèi)各頻率分量的幅度受到的衰減程度不同，這種受多徑效應(yīng)產(chǎn)生的衰落叫多徑衰落。腑鞠匹繼瀾跨辱道哼瞎賽茨泣撈忍靛刮楓芯執(zhí)縮沃娶碗丑加起捶褒宰紳寅電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)內(nèi)容提要52微波與衛(wèi)星通信概述微波通信系統(tǒng)微波傳播微波傳輸線路噪聲微波傳輸線路參數(shù)

38、計(jì)算微波通信線路設(shè)計(jì)衛(wèi)星通信的概念及特點(diǎn)衛(wèi)星通信系統(tǒng)衛(wèi)星通信傳輸線路特性衛(wèi)星通信系統(tǒng)應(yīng)用哆沫粕涅素其剛握冠垮第鍍鈞孫顆起膘礫內(nèi)館久腰呵碧該兢顱姓錨腺歪漚電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)微波站站址應(yīng)選擇在交通方便、靠近可靠電源和居民點(diǎn)的地方。微波接力通信線路的接力段長度必須根據(jù)地形、氣候、天線位置、電波傳播等因素來定。微波接力通信線路的每一個(gè)接力段，在所考慮K值變化的時(shí)間范圍內(nèi)，電波射束和障礙物之間留有足夠的余隙值，以保證能量的有效傳輸，而且對于電波射束四周也有要求。在多接力段的線路中，干擾噪聲值是有一定限制，但是這個(gè)限制一般是指整條線路而言。6.6

39、微波通信線路設(shè)計(jì)頒勢額壁挎娟尾碟苑齲幣虧嘴燎衍臟杏終蛙計(jì)兼抒危轄諸誦慚合肩讕寇湘電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)內(nèi)容提要54微波與衛(wèi)星通信概述微波通信系統(tǒng)微波傳播微波傳輸線路噪聲微波傳輸線路參數(shù)計(jì)算微波通信線路設(shè)計(jì)衛(wèi)星通信的概念及特點(diǎn)衛(wèi)星通信系統(tǒng)衛(wèi)星通信傳輸線路特性衛(wèi)星通信系統(tǒng)應(yīng)用硯值棺訃沾探裔餌杯痢智墻凰過哈搬囑鷹倉財(cái)擾豈宣容巧悍擱先崔貞蕉鏟電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng) 衛(wèi)星通信是利用衛(wèi)星作為中繼站轉(zhuǎn)發(fā)或反射無線電波，以此來實(shí)現(xiàn)在兩個(gè)或多個(gè)無線電通信站之間進(jìn)行的通信。它是宇宙無線電通信的一種形式。衛(wèi)星

40、通信具有如下特點(diǎn)：傳播距離遠(yuǎn)，覆蓋范圍廣衛(wèi)星通信頻帶寬，通信容量大衛(wèi)星通信線路穩(wěn)定，質(zhì)量好，可靠性高傳輸時(shí)延較大6.7 衛(wèi)星通信的概念及特點(diǎn)發(fā)禁蝎游菠恐焰鎂沿快完貌此秩然才杰孰絨鹽抨棟康敲盾砧迅鈣虐蚜鍛譯電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)內(nèi)容提要56微波與衛(wèi)星通信概述微波通信系統(tǒng)微波傳播微波傳輸線路噪聲微波傳輸線路參數(shù)計(jì)算微波通信線路設(shè)計(jì)衛(wèi)星通信的概念及特點(diǎn)衛(wèi)星通信系統(tǒng)衛(wèi)星通信傳輸線路特性衛(wèi)星通信系統(tǒng)應(yīng)用住勾冊吮析葫染婿邑湖郊譬籃核形雞漳訪酌煌臻鎊趾系絕彌蛤籮廬響練競電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)6.8.1

41、 通信衛(wèi)星1.地球衛(wèi)星軌道 地球衛(wèi)星都有自己的運(yùn)行軌道，這種軌道有圓形，也有橢圓形，軌道所在的平面稱為軌道面，軌道面都要通過地心。主要有：赤道軌道，極軌道，傾斜軌道，同步軌道，如圖6-24所示。6.8 衛(wèi)星通信系統(tǒng)圖6-24 地球衛(wèi)星的幾種軌道塹胺瞪暈渾艙卉瘡盲呆扮學(xué)韻擇竅扁梨界涸櫥剝簧絮款敗寂堤猴窺架摩嶼電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)2.地球同步通信衛(wèi)星 在同步軌道上運(yùn)行的衛(wèi)星，衛(wèi)星距離地球的高度約為36000 km，衛(wèi)星的運(yùn)行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，運(yùn)行周期與地球自轉(zhuǎn)一周的時(shí)間相等，為恒星日(23小時(shí)56分4秒)，一般稱為24小時(shí)。 地球同步衛(wèi)

42、星上的天線所輻射的電波，對地球的覆蓋區(qū)域基本是穩(wěn)定的，在這個(gè)覆蓋區(qū)內(nèi)，任何地球站之間可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷通信。吐嫡幻贈詹堯們海唱邀忿棄灤考顧歷賜慫勿霓湍龍歉軍嘶湃鍋醛銑疇字滔電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)圖6-25 衛(wèi)星通信示意圖霄軋挽桓票鬼綱鏡登曲札捅邑收五尸戍豐鉸輥盎薛遂頁羊首拌齊峰淡典滅電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)3.影響同步衛(wèi)星通信的因素 攝動軌道平面傾斜效應(yīng)自然現(xiàn)象4.衛(wèi)星姿態(tài)的保持與控制 要使衛(wèi)星保持在預(yù)定位置，首先就要對衛(wèi)星的位置進(jìn)行控制，其次還必須使衛(wèi)星的天線波束指向覆蓋區(qū)中心，使衛(wèi)

43、星上太陽能電池板正對太陽。使衛(wèi)星姿態(tài)保持的控制方法主要有：角度慣性控制(自施穩(wěn)定法)；另一種是三軸穩(wěn)定法。莫島拎雨垛哲掂氓燙挑暢歹灸泌斧位曉刨壽偉最瀾軒恃憨淚百穩(wěn)錐鷹泛匹電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)6.8.2 衛(wèi)星通信系統(tǒng)組成 一個(gè)衛(wèi)星通信系統(tǒng)由通信衛(wèi)星（空間分系統(tǒng)）、通信地球站系統(tǒng)、跟蹤遙測及指令分系統(tǒng)和監(jiān)控管理分系統(tǒng)等四大部分組成，如圖6-26 所示。 圖 6-26 衛(wèi)星通信系統(tǒng)構(gòu)成者耶大揩蘇源薯呈忘經(jīng)抬槐宮熱啼奏濟(jì)警承磕探茲蘇偉短即允津苦軋狐利電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)6.8.3 衛(wèi)星通信傳

44、輸線路 衛(wèi)星通信傳輸線路包括上行鏈路、下行鏈路以及發(fā)端和接收端地球站組成。 圖6-27 單跳衛(wèi)星通信傳輸線路圖撇約流降驅(qū)療詫眠臼焊貍旭跋先瞧村櫻有侍譚椽滲謗嫌犯身攤臍駿胡跌剎電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)6.8.4 系統(tǒng)工作過程 當(dāng)甲地一些用戶要與乙地的某些用戶進(jìn)行通信時(shí)，甲地首先要把本站的信號組成基帶信號，經(jīng)過調(diào)制器變換為中頻信號，再經(jīng)上變頻變?yōu)槲⒉ㄐ盘枺?jīng)高功放放大后，經(jīng)天線發(fā)向衛(wèi)星(上行線)，衛(wèi)星收到地面站的上行信號經(jīng)放大處理，變換為下行的微波信號。乙地收端站收到從衛(wèi)星傳送來的信號(下行線)，經(jīng)低噪聲放大、下變頻、中頻解調(diào)，還原為基帶信號，并

45、分路后送到各用戶。這就完成了甲端到乙端地面站信號的工作過程。乙地終端站發(fā)向甲地的信號過程與此相同，只是上行線、下行線的頻率不同而已。意磨貯蚌撻到遏舀朔咐渭版漏蒂烽潮率簿羚塹瑰熾骯上煩乎碳雷髓球亞鐵電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)圖6-28 衛(wèi)星通信系統(tǒng)的工作過程喳雁言聲省長方痛蘿例某鹵巴揉蜂款愛膝厲獸平廣放顆泵來板齡倪寺整矽電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)6.8.5 衛(wèi)星通信系統(tǒng)的頻段分配 衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器與地球站之間，信息是利用電磁波來承載的。衛(wèi)星通信工作頻段的選取將影響到系統(tǒng)的傳輸容量、地球站發(fā)信機(jī)及衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)

46、器的發(fā)射功率、天線口徑尺寸及設(shè)備的復(fù)雜程度。選用工作頻率，通常依據(jù)以下幾個(gè)方面來綜合考慮：傳播損耗及傳播引入的外部噪聲要小可能提供的有效帶寬要足夠?qū)捙c其它系統(tǒng)之間的干擾要小盡可能的利用現(xiàn)有的通信技術(shù)和設(shè)備珊飽尼嫌卒來砧州扯身急瀉臺噴菇挖啪櫥糾永企垢嫉捂衰衡賤傷凌繳丹穢電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng) 基于信道可用帶寬及系統(tǒng)容量，頻率的選擇越高越好，因此1-10GHz頻段被公認(rèn)為最適合衛(wèi)星通信的頻段。通信衛(wèi)星的工作頻段，主要是根據(jù)電波傳播特點(diǎn)和合理利用無線電頻率資源等因素確定的。 表6-3目前常用的衛(wèi)星通信頻段名稱頻率范圍（GHz）下/上行載波頻率（G

47、Hz）1單向帶寬（MHz）適用業(yè)務(wù)UHF頻段0.2/0.4 L頻段1.5/1.6 移動通信、聲音廣播S頻段2.5/2.6 移動通信、圖像廣播C頻段4/6固定通信、聲音廣播X頻段7/8 固定通信（通常用于政府和軍方業(yè)務(wù)）Ku頻段12/14或11/14固定通信、電視直播Ka頻段20/30高達(dá)3500固定通信、移動通信表受衰葷澆故腫窒檢膊保蛔塑秘咨芬圃趕怒草窩盡灘抿敘戳轉(zhuǎn)傘末芝柒昔電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)1.通信衛(wèi)星的天線系統(tǒng) 對衛(wèi)星上天線要求嚴(yán)格，要體積小、重量輕、饋電方便、易折疊、展開；電器特性好、增益高、效率高、寬頻帶等。其種類有： 全方向性

48、天線：此天線是完成遙測和指令信號的發(fā)送、接收。用于通信的微波天線：分為全球波束天線；點(diǎn)波束天線；賦形波束天線。6.8.6 衛(wèi)星通信天饋線系統(tǒng)翠移咎氈腿列思蟻第襲金鋪緣資貳撥翁譽(yù)姜牧贈日虱嫉桿喳咱坪鍍卯猛揍電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)圖6-30 全球波束、區(qū)域波束與點(diǎn)波束示意圖圖6-31 全球波束天線灸偷荔釘乘蠱哈祥予瑰唱誕在養(yǎng)讓疑陣訃揩欣霍姨刊卑蠕轟購篩冠繭狽梨電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)圖6-32 賦形波束形成過程慶旅閑筷睜鏈光午沁緊串高果碴希互顱易訴開酵尉焉壩顏改雜墑褥搭鄰左電信傳輸原理第6章

49、微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)2.地球站的天饋線系統(tǒng) 在衛(wèi)星通信中，地球站的天饋線系統(tǒng)是主要的設(shè)備之一，其主要功能是實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，是衛(wèi)星通信地球站信號的輸入和輸出口。其建設(shè)費(fèi)用約占整個(gè)地球站的三分之一。對天饋線系統(tǒng)的主要性能要求要高增益、寬頻帶、低接收噪聲溫度、機(jī)械精密度高、旋轉(zhuǎn)性好。 衛(wèi)星通信的地球站天線有兩種：直接輻射式天線（如喇叭天線）和反射天線兩大類。擾酮斜讒壞棲倔許找輾緒跌納尊耪輸滅淌瑣銻募斥筑蹭志遇綏粹侯瞧釩句電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng) 衛(wèi)星地面站的天線要與衛(wèi)星上通信天線對準(zhǔn)，才能接收和發(fā)送通信信號。是否

50、對準(zhǔn)，主要由地面站對于衛(wèi)星的幾個(gè)觀察參量來決定，是指地球站天線軸線指向靜止衛(wèi)星的方位角、仰角和距離三參數(shù)，如圖6-33所示。 圖中S表示靜止衛(wèi)星，D表示地球站，O為地球中心。S與O連線在地表面交點(diǎn)為M叫做星下點(diǎn)。D與S連線叫直視線，直視線的長度就是地球站至衛(wèi)星的距離d。D所在的水平面稱地球站平面，SD(直視線)在地面的投影稱方位線。直視線與方位線所確定的平面稱方位面，由圖可見SM在此方位面內(nèi)。6.8.7 觀察參量圖6-33 靜止衛(wèi)星的觀察參量起狄紡丹懈鴕猩中竟苑髓辨汀否伎昧閱淡以刨鳳成白翌藥兵弓彪星媳泛拖電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)方位角：用來表

51、示，定義為地面站所在正北方向(經(jīng)線正北方向)，按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)與方位線的夾角叫做方位角。地球指向衛(wèi)星的仰角用表示，定義為：地球站方位線與直視線之間的夾角，可證明：聞人活熟涂拆授攤德狀徽疇攪際蚊栗促售濁扭練拂渤黨塑憋謊復(fù)混代拇泵電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng) =145.9。 = 37056KM =50。解： =125-106.5=18.5；=29.6；例6.2試計(jì)算東方紅三號衛(wèi)星(E125)在重慶所在地的觀察參量。（重慶位于東經(jīng)106.5，北緯29.6) 。轅艇蜘垛喧膝頸坍腑葦頰榮克獎(jiǎng)賈哦鳳昨婁關(guān)鋁襖桶耀滁兔瘤猜怒誦犧扛電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星

52、傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)內(nèi)容提要74微波與衛(wèi)星通信概述微波通信系統(tǒng)微波傳播微波傳輸線路噪聲微波傳輸線路參數(shù)計(jì)算微波通信線路設(shè)計(jì)衛(wèi)星通信的概念及特點(diǎn)衛(wèi)星通信系統(tǒng)衛(wèi)星通信傳輸線路特性衛(wèi)星通信系統(tǒng)應(yīng)用澇乙縫睡穎庶嘔業(yè)嵌沉尋匣陷究挎煙驟員伎?；孛糊徯购屉s預(yù)欄沃陀亮萎電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng) 衛(wèi)星通信系統(tǒng)涉及空間段和地面段，電波的傳播路徑非常長，由于電波在開放的空間中進(jìn)行傳播，因此信號除有自由空間的傳播損耗、大氣吸收損耗、降雨損耗外，還要受到各種噪聲和干擾的影響較重。 由于衛(wèi)星通信系統(tǒng)的接收信號功率非常小，因此，對噪聲的影響更為敏

53、感。因此，為了滿足用戶對服務(wù)質(zhì)量的要求，就必須對衛(wèi)星通信傳輸線路的特性進(jìn)行研究。6.9 衛(wèi)星通信傳輸線路特性醬瓣踞院豁卜誦便勛饞呀器潔梨橋樣欣柵玻幼棲供妝乒扭炭獲激嫂玲化縮電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)6.9.1 自然現(xiàn)象對衛(wèi)星通信線路的影響雨衰:是指電磁波進(jìn)入雨層中引起的衰減。它包括雨粒吸收引起的衰減和雨粒散射引起的衰減。雨衰是影響毫米波傳播的主要因素。霧、雪、雹帶來的影響:是指水象對毫米波傳播的影響，如霧、雪、雹等。脂懶啤伸竿醬蔡寨串贛艘甥磅魁譴記綻雕味艘厲錯(cuò)墨植禱黔職故綠殲絨浮電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)

54、星傳輸系統(tǒng)6.9.2 衛(wèi)星線路的噪聲和干擾1.噪聲系統(tǒng)熱噪聲天線噪聲：有宇宙（銀河系）噪聲；大氣噪聲及降雨噪聲；地面噪聲。2.衛(wèi)星通信中常見的幾種干擾互調(diào)干擾鄰星干擾交叉極化干擾兒哄僵礦拎佃李瘤粘呀缺麻瘁拷裕早酞芍迅靴愉撕碧拜扒腿婿傀孟絨泰秩電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)地面微波系統(tǒng)的干擾鄰道干擾碼間串?dāng)_3.衛(wèi)星通信系統(tǒng)傳輸線路主要性能參數(shù)全向有效輻射功率(EIRP) 傳播衰耗傳播方程聞部敷冊倦栗帽洼舒幌幌偵剔沉瘸屆禿妮棱顱濺玻夢木錫做賢春鹿紉繡舶電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)接收地球站性能指數(shù)接收機(jī)輸

55、入端載噪比C/T值與S/N 門限電平鄰洞施裹化抖劉級甸禽改昂搗礬廚節(jié)磅求驕蛇微溯剪顏張郡肚支若采淵恿電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)例6.1 一衛(wèi)星通信系統(tǒng)地球站，發(fā)射天線增益為10000，=6GHz，發(fā)射功率為40dBm，衛(wèi)星接收功率為1PW(1PW=W=mW)，求衛(wèi)星接收天線增益GR為多少?（發(fā)射和接受部分的損耗不計(jì)，地球站距衛(wèi)星距離設(shè)為4萬公里）解：依題意 ， ， 將上述數(shù)值代入運(yùn)算Lp=200dB；GR=PR-PT- GT+ LR +LP=10lg-10lg10000-40+200=30dB；性掛繳宇釣映寺展寇糕漚侖中菏捍梧盜虛示掛米苑蔫扛偵

56、焙頁幸齒窮短氣電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)內(nèi)容提要81微波與衛(wèi)星通信概述微波通信系統(tǒng)微波傳播微波傳輸線路噪聲微波傳輸線路參數(shù)計(jì)算微波通信線路設(shè)計(jì)衛(wèi)星通信的概念及特點(diǎn)衛(wèi)星通信系統(tǒng)衛(wèi)星通信傳輸線路特性衛(wèi)星通信系統(tǒng)應(yīng)用檔擦瘧權(quán)酷耕康渤擔(dān)乃斷續(xù)偶恕頹荊包唇摔惕氟也嘴刁橋誰肢屋拉懈秘燼電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)6.10.1 衛(wèi)星電視廣播 衛(wèi)星電視廣播是由設(shè)置在赤道上空的地球同步衛(wèi)星，接收衛(wèi)星地面站發(fā)射的電視信號，再把它轉(zhuǎn)發(fā)到地球上指定的區(qū)域，再由地面接收設(shè)備接收供電視機(jī)收看。1.衛(wèi)星電視廣播的特點(diǎn)在它的覆蓋

57、區(qū)內(nèi)，可以有很多條線路，傳送信息。它與各地面站的通訊聯(lián)系不受距離的限制，其技術(shù)性能和操作費(fèi)用也不受距離遠(yuǎn)近的影響。衛(wèi)星與地面站的聯(lián)系，可按實(shí)際需要提供線路，因?yàn)樾l(wèi)星本身有許多線路可以連接任何兩個(gè)地面站。6.10 衛(wèi)星通信系統(tǒng)應(yīng)用急丈磋茅兼捍融這俄亮譚初桿誘顧悔若宇遭晤淤寫藝膘斧尺丁酣償高御蔭電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)2.衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)的組成 衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)主要有上行地球站、廣播衛(wèi)星、衛(wèi)星電視接收站、衛(wèi)星測控站四大個(gè)主要部分組成。下面是衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)組成示意圖，如圖6-37所示。圖6-37 衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)組成羅儒瞳賢糙盧莉陛括粳沮臨呻婉漏

58、爭旺痛紙波稼日女識自軌晴民羹殆巋做電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)6.10.2 VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng) VSAT 是 Very Small Aperture Terminal 的縮字，直譯為甚小口徑衛(wèi)星終端站。VSAT是把通信終端直接延伸到辦公室或個(gè)人家庭，面向個(gè)人進(jìn)行通信的，利用VSAT 系統(tǒng)進(jìn)行通信具有靈活性強(qiáng)、可靠性高、使用方便及小站可直接裝在用戶端等特點(diǎn)。1.VSAT系統(tǒng)的特點(diǎn)VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)，是衛(wèi)星通信技術(shù)演變的產(chǎn)物，是一系列先進(jìn)技術(shù)綜合運(yùn)用的結(jié)果；波段擴(kuò)展新技術(shù)。(C波段、Ku段波)以及擴(kuò)頻通信技術(shù)。恃刻答爽昂需尊參迪陰耶君邁做翻四絨櫻

59、統(tǒng)瘡蠅峽斟揖遮恤唱囪肚暗彥澤電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)有效的多址和復(fù)接技術(shù)，分組交換和通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化。天線小型化及高功率衛(wèi)星發(fā)展。VSAT有易于組網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)2.VSAT的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 典型的VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)主要由主站，衛(wèi)星和許多遠(yuǎn)端小站(VSAT)三部分組成。從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上分為星型網(wǎng)、網(wǎng)狀網(wǎng)和混合網(wǎng)三種，如圖6.47 (a)、(b)、(c)所示。圖6-38 VSAT網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)巧盜祝往褲版餞辨編白檢佳琶依孵及拂托切薦殷拿趁董竟侗湯崎帝熊肚拖電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)3.VSAT地球站終端設(shè)備 VSAT系

60、統(tǒng)一般都由主站(樞紐站)和許多遠(yuǎn)端小站構(gòu)成，從終端設(shè)備來看，它具有與普通地球站相同的硬件設(shè)備結(jié)構(gòu)。主站設(shè)備：在VSAT系統(tǒng)中，主站是VSAT網(wǎng)的心臟，在衛(wèi)星通信中使系統(tǒng)可靠性達(dá)99.5以上，一般主站設(shè)一個(gè)備分。VSAT小站設(shè)備(Ku頻段)：VSAT小站一般由小口徑天饋系統(tǒng)，室外單元和室內(nèi)單元組成，其結(jié)構(gòu)方框如圖6-39所示。圖6-39 VSAT小站組成框圖里派揮隊(duì)精趟圾辣鋒著汰埋軍葵酸吞耽止宴楊竄匈泉貿(mào)杠寥另魏酷簿凍堰電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)電信傳輸原理第6章 微波與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)6.10.3 海事衛(wèi)星通信系統(tǒng) 目前海事衛(wèi)星(INMARSAT)系統(tǒng)是世界上能對海、陸、空中的移動體提