微波工程設(shè)計(jì)中的剖面圖繪制

微波工程設(shè)計(jì)中的剖面圖繪制第一頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日第二頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日微波通信工程的剖面圖繪制簡(jiǎn)介相關(guān)的概念及理論軍用地圖的使用做剖面圖前的準(zhǔn)備工作如何做剖面圖第三頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日微波剖面圖簡(jiǎn)介

剖面圖，也叫斷面圖，是微波通信工程設(shè)計(jì)中常用的一種工具。通過(guò)繪制剖面圖，可以很大程度上確定該微波段是否可用。第四頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日相關(guān)的概念及理論

微波頻率一般指300MHz~300GHz頻段的電磁波。0.3－3GHz:Ultrahighrequency(UHF)，3～30GHz:Superhighfrequency(SHF),

30～300GHz:Extremelyhighfrequency(EHF)有時(shí)亦用字母表示：1～2GHzL波段,2~4GHzS波段,4~8GHzC波段,8~12GHzX波段,12-18GHzKu波段，18～27GHzK波段，27～40GHzKa波段。

第五頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日相關(guān)的概念及理論

同中波的地波和短波的天波傳播不同，微波頻段的傳播特性是視距傳播（Lineofsight(LOS)propagtion）。即信號(hào)傳播的路徑必須是在地平線及障礙物以上的，通信的天線應(yīng)該能互相“看得見(jiàn)”。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信方式及視距傳播特性決定了微波的天線是強(qiáng)方向性的（工程中常用拋物面天線）及天線之間需視通。第六頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日微波傳播的特點(diǎn)

微波接力通信是建立在電波視距傳播基礎(chǔ)上的接力通信。微波視距傳播的特點(diǎn)，有反射、折射、繞射和散射等現(xiàn)象。工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分考慮傳播路徑上的氣象條件及地形情況對(duì)微波傳播的影響，通過(guò)路徑選擇和天線高度選擇，充分利用微波的直線性，有效控制反射、折射、繞射等現(xiàn)象。第七頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日微波傳播的特點(diǎn)

實(shí)際使用中，電波在低層大氣中傳播的。低層大氣并不是均勻介質(zhì)，他的溫度、氣壓、濕度是隨時(shí)間及空間變化的，微波波束通過(guò)低層大氣時(shí)會(huì)受到反射、折射、散射、吸收。地形對(duì)傳播的影響主要為地面、水面的反射；障礙物對(duì)電波阻擋引起的繞射；不規(guī)則地形對(duì)電波的散射等作用。

第八頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日第一費(fèi)涅耳區(qū)半徑1

從微波傳播角度看，費(fèi)涅耳區(qū)是估算傳播能量區(qū)域的一個(gè)重要概念。發(fā)信端T和收信端R之間的射束可以看作是由T、R為焦點(diǎn)的一系列不同短軸半徑的旋轉(zhuǎn)橢球體的集合，橢球表面上任一點(diǎn)Pn到T、R的距離之和為常數(shù)，這就是費(fèi)涅耳區(qū)。點(diǎn)Pn到TR軸線的距離稱為費(fèi)涅耳半徑。當(dāng)橢球面上的點(diǎn)滿足TP1+RP1=d0+λ/2時(shí)，稱為第一費(fèi)涅耳區(qū)，其半徑為F1。第九頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日第一費(fèi)涅耳區(qū)半徑2第十頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日第一費(fèi)涅耳區(qū)半徑3

當(dāng)橢球面上的點(diǎn)滿足TPn+RPn=d0+n*λ/2時(shí)，稱為第n費(fèi)涅耳區(qū)，其半徑為Fn。費(fèi)涅耳區(qū)概念在工程設(shè)計(jì)中比較重要，我們尤其關(guān)心第一費(fèi)涅耳區(qū)，這是微波傳播中能量最集中的區(qū)域。第十一頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日第一費(fèi)涅耳區(qū)半徑4由數(shù)學(xué)分析可知，第一費(fèi)涅耳區(qū)半徑F1為：第n費(fèi)涅耳半徑為：第十二頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日微波傳播路徑余隙Hc

路徑余隙是衡量微波視通情況的一個(gè)重要參數(shù)。它是指電波主射束的軸線與障礙物之間的距離。HsHbHcH1h1H2h2d2d1d0第十三頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日微波傳播路徑余隙Hc

Hc為路徑余隙，Hs為障礙物高度，Hb為障礙處的地球突起高度。用此式可計(jì)算天線離地高度第十四頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日天線離地高度的計(jì)算計(jì)算天線離地高度：第十五頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日微波傳播路徑余隙Hc刃形段面規(guī)范的要求如下式所示：K＝Kmin時(shí)Hc≥0K=4/3時(shí)Hc/F1≥0.3K＝∞時(shí)Hc/F1不作要求式中Hc為路徑余隙；F1為第一費(fèi)涅耳區(qū)半徑。障礙物類型為光滑球面時(shí)要求：K＝KminHc≥0.3F1K＝4/3Hc>0.6F1K＝∞Hc≤1.38F1式中Hc為路徑余隙；F1為第一費(fèi)涅耳區(qū)半徑第十六頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日等效地球半徑系數(shù)K

在實(shí)際微波接力通信中，電波在對(duì)流層中傳播，由于折射的作用，使得實(shí)際的電波傳播是按曲線傳播的。為了計(jì)算方便，在電波軌跡與地面之間距離Hc(路徑余隙)相等的前提下，把地球半徑a等效為ae，將ae與a的比值定義為等效地球半徑系數(shù)K，即

K＝ae/a第十七頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日等效地球半徑系數(shù)KTRK=2/3K=1K=4/3K=∞a實(shí)際電波射束RTK=2/3K=1K=4/3K=∞ae用ae代替a后的電波射束第十八頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日等效地球半徑系數(shù)K

K值是地面微波工程設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要參數(shù)，它對(duì)路徑余隙HC的確定，天線高度選擇等多方面起著重要作用。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，標(biāo)準(zhǔn)K取4/3。實(shí)際Kz值隨微波站距（d0）長(zhǎng)短而變化。見(jiàn)右圖：第十九頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日等效地球半徑系數(shù)K氣象條件變化引起K值變化時(shí)，路徑余隙也發(fā)生變化。當(dāng)K變小時(shí)余隙亦變小，如果設(shè)計(jì)余隙過(guò)?。ㄎ⒉ㄌ炀€掛高過(guò)低），有可能出現(xiàn)阻擋現(xiàn)象，引起衰落如在刃形障礙下，K取最小值時(shí)余隙應(yīng)大于等于0，K=4/3時(shí)接收電平值不小于自由空間電平值；反射較強(qiáng)的，余隙應(yīng)在0.3F1（K=Min）~1.38F1(K=Max)之間。

第二十頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日微波波束地面反射點(diǎn)

在微波接力通信中，地面反射的影響表現(xiàn)在，光滑地面或水面會(huì)把天線發(fā)出的一部分信號(hào)能量反射到接收天線，與主波（直射波）信號(hào)產(chǎn)生干涉，使電路傳輸不穩(wěn)定。第二十一頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日微波波束地面反射點(diǎn)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通常通過(guò)調(diào)整h1、h2來(lái)選擇反射系數(shù)相對(duì)小的地方作為反射點(diǎn)。反射波直射波RTh1h2C第二十二頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日微波波束地面反射點(diǎn)在計(jì)算d1時(shí)使用公式其中：第二十三頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日軍用地圖的使用認(rèn)識(shí)軍用地圖我們現(xiàn)在使用的軍用地圖是中國(guó)人民解放軍總參謀部測(cè)繪局繪制的。第二十四頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日軍用地圖的使用認(rèn)識(shí)軍用地圖軍用地圖的比例通常是1:5萬(wàn)，也有1:10萬(wàn)的，它是地形及地表物的精確描繪。軍用地圖分幅及編號(hào)以國(guó)際百萬(wàn)分之一地形圖分幅為基礎(chǔ)，按經(jīng)緯度劃分。第二十五頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日軍用地圖的使用認(rèn)識(shí)軍用地圖在使用過(guò)程中，不得復(fù)制、不得丟失、不得隨意買賣……第二十六頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日認(rèn)識(shí)軍用地圖-名稱軍用地圖的名稱一般是用該張地圖的較大的城市、縣城名來(lái)命名的，例如：莎車縣。第二十七頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日認(rèn)識(shí)軍用地圖-要素符號(hào)顏色：黑：人工體

綠：植被要素

棕：地貌要素

藍(lán)：水系要素。定位點(diǎn)（符號(hào)中表示地物真實(shí)位置的部位）：有點(diǎn)的，在點(diǎn)上；幾何圖形，在其中心；底部寬大的，在底部中點(diǎn)；底部直角的，在直角中點(diǎn)；兩個(gè)圖形組成的，在下方中心。

第二十八頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日認(rèn)識(shí)軍用地圖-等高線高程相等并相連的各點(diǎn)形成的曲線稱等高線。（邊緣輪廓）設(shè)想一座山從低到高按相等高度一層層水平切開(kāi)，將有許多截面，將截面的輪廓（邊緣）垂直投影到一個(gè)平面上，就形成一圈圈的等高線圖形，地圖根據(jù)這種原理顯示地貌的。

第二十九頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日認(rèn)識(shí)軍用地圖-等高線同一等高線上各點(diǎn)高度相等，并閉合成環(huán)。同一幅圖上等高線愈多，山愈高。同一幅圖上等高線間隔愈密，山愈陡；間隔稀，實(shí)地坡度緩。第三十頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日認(rèn)識(shí)軍用地圖-等高線等高線彎曲形狀與實(shí)際地形相似例如等高線表示的山谷和山背、山頂和凹地、等高線無(wú)法顯示的特殊地貌。為了更形象的體現(xiàn)等高線，軍用地圖在兩條實(shí)線等高線之間用虛線表示1/2等高距第三十一頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日認(rèn)識(shí)軍用地圖-等高線第三十二頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日認(rèn)識(shí)軍用地圖-等高線第三十三頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日認(rèn)識(shí)軍用地圖-等高線第三十四頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日認(rèn)識(shí)軍用地圖-編號(hào)

我們先看看這樣的一個(gè)編號(hào)：F-48-118-甲EFG504948第三十五頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日認(rèn)識(shí)軍用地圖-編號(hào)

加了顏色的就是F-48-118F48第三十六頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日認(rèn)識(shí)軍用地圖-編號(hào)F48118甲乙丙丁

F-48-118-甲第三十七頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日編號(hào)在地圖中的位置軍用地圖的編號(hào)在的圖中有三個(gè)位置出現(xiàn)，頂上、左下角、右上角，它和圖名一起出現(xiàn)，便于查找。第三十八頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日認(rèn)識(shí)軍用地圖-編號(hào)軍用地圖的編號(hào)并不全是這種方式，比如說(shuō)J48E018015。第三十九頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日認(rèn)識(shí)軍用地圖-導(dǎo)航欄

軍用地圖的左上角有一導(dǎo)航欄，它標(biāo)出了與該張地圖相鄰的8張地圖的圖名，這便于我們“順藤摸瓜”。半個(gè)堡興隆鎮(zhèn)什字路古城瓦亭隆德縣紅莊聯(lián)財(cái)?shù)谒氖?yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日認(rèn)識(shí)軍用地圖-標(biāo)高

軍用地圖標(biāo)高是通過(guò)等高線標(biāo)注的。等高距一般為10米，也有20米的。184100第四十一頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日認(rèn)識(shí)軍用地圖-地物標(biāo)注

軍用地圖地物標(biāo)注種類繁多，這里講一講樹(shù)高的標(biāo)注。100184松ж0.128第四十二頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日認(rèn)識(shí)軍用地圖－經(jīng)緯度

軍用地圖經(jīng)緯度標(biāo)注在邊框上，一格為1’，一張地圖經(jīng)度跨度15’，緯度跨度10’。如圖：韋州鎮(zhèn)的開(kāi)始經(jīng)緯度為106°15‘與37°10'第四十三頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日認(rèn)識(shí)軍用地圖－坐標(biāo)

軍用地圖坐標(biāo)系緯度坐標(biāo)為X，經(jīng)度坐標(biāo)為Y以1公里為一個(gè)單位。微波剖面圖繪制中需要的為XY坐標(biāo)。如圖：韋州鎮(zhèn)的開(kāi)始坐標(biāo)為4115.7與18611

第四十四頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日認(rèn)識(shí)軍用地圖-磁偏角Q1為真北坐標(biāo)角，Q2為磁偏角。*磁子午線坐標(biāo)線真子午線Q1Q2第四十五頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日認(rèn)識(shí)軍用地圖-磁偏角

地球是圓的，所以Q1可能為正也可能為負(fù)。記錄時(shí)應(yīng)注意這一點(diǎn)。第四十六頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日認(rèn)識(shí)軍用地圖-磁偏角*磁子午線坐標(biāo)線真子午線Q1Q2*磁子午線坐標(biāo)線真子午線Q1Q2Q1為正Q1為負(fù)第四十七頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日經(jīng)緯度、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

軍用地圖的經(jīng)緯度與坐標(biāo)可互相轉(zhuǎn)換。通過(guò)經(jīng)緯度轉(zhuǎn)換為XY坐標(biāo)，滿足剖面圖繪制應(yīng)用要求。轉(zhuǎn)換中需注意經(jīng)緯度與XY坐標(biāo)的線是不平行的。

1：5萬(wàn)的軍用地圖上2厘米為一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，相當(dāng)與實(shí)際長(zhǎng)度1公里。第四十八頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日經(jīng)緯度、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換中需要將經(jīng)緯度按度、分記錄。如圖：紅點(diǎn)的經(jīng)緯度為106°16.523‘37°10.842‘經(jīng)過(guò)換算其坐標(biāo)為：4117.4

18613.26第四十九頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日做剖面圖前的準(zhǔn)備工作軍用地圖直尺、鉛筆、橡皮讀圖記錄紙、繪圖紙站點(diǎn)資料(經(jīng)緯度、站名）第五十頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日如何做剖面圖手動(dòng)繪制剖面圖計(jì)算機(jī)輔助繪制剖面圖第五十一頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日如何做剖面圖－讀圖讀取數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)留意電波射束經(jīng)過(guò)的地形的特點(diǎn)：A類：山地、城市、地面粗糙、天線高差大。B類：丘陵地帶C類：平原D類：大范圍跨水面、海面

第五十二頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日手動(dòng)繪制剖面圖第五十三頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日手動(dòng)繪制剖面圖繪制剖面圖用紙第五十四頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日100如何做剖面圖－定點(diǎn)定點(diǎn)，是做剖面圖的第一步工作。根據(jù)GPS測(cè)試值將點(diǎn)描在地圖上。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查資料，核查準(zhǔn)確性（如與路、樓房的相對(duì)位置第五十五頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日100換算為XY坐標(biāo)用GPS定站址：一張1/5萬(wàn)地圖X軸方向?yàn)?0分，Y軸方向?yàn)?5分，各每格（非坐標(biāo)格）一分為60秒。再細(xì)分X軸方向?yàn)榧s37*秒(GPS讀數(shù))/60,Y軸方向?yàn)榧s32*秒(GPS讀數(shù))/60，確定站址后，即可讀出X,Y數(shù)值。松ж0.128第五十六頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日100如何做剖面圖－讀圖讀圖，是做剖面圖的重要工作。用直線連接兩點(diǎn)，按一定間隔讀出直線經(jīng)過(guò)的高度及地物類型站距長(zhǎng)時(shí)，中間部分必須取點(diǎn)。松ж0.128第五十七頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日100通信方位確定站址，讀了X,Y數(shù)值后，就可以計(jì)算站距和通信方位。站距＝（d12+d22)1/2通信方位=tg-1(y2-y1)/(x2-x1)松ж0.128第五十八頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日天線高度確定近場(chǎng)區(qū)：微波天線的安裝位置應(yīng)避開(kāi)天線四周的建筑物、廣告牌、各種高塔，遠(yuǎn)處區(qū)：滿足余隙要求。避開(kāi)地形地物對(duì)電波反射引起的干擾。饋線：應(yīng)使饋線長(zhǎng)度最短、饋線轉(zhuǎn)彎和扭轉(zhuǎn)最少。

第五十九頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日手動(dòng)繪制剖面圖根據(jù)所收集數(shù)據(jù)計(jì)算最佳天線高度調(diào)整天線掛高，使余隙滿足要求，對(duì)于刃形障礙，K=Kmin時(shí)，余隙可以為0，但要保證K=4/3時(shí)鏈路無(wú)衰減（接收電平不小于自由空間電平值）?？疾旆瓷潼c(diǎn)位置的地面反射系數(shù)、余隙，調(diào)整天線高度使電路工作在低次瓣。第六十頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日手動(dòng)繪制剖面圖繪制剖面圖第六十一頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日計(jì)算機(jī)輔助繪制剖面圖這是剖面圖繪制工具，把相應(yīng)數(shù)據(jù)填寫(xiě)完畢后，按“生成剖面圖”就可以生成剖面圖，可以確定路由的通斷及天線掛高等數(shù)據(jù)第六十二頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日計(jì)算機(jī)輔助繪制剖面圖微波傳輸路由表－－－基礎(chǔ)數(shù)據(jù)第六十三頁(yè)，共七十一頁(yè)，2022年，8月28日計(jì)算機(jī)輔