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现代通信概论:微波通信

对于地面上的远距离微波通信,采用中继方式的 直接原因有两个:
首先是因为微波波长短,接近于光波,是直线传播具有 视距传播特性,而地球表面是个曲面,因此若在通信两 地直接通信,当通信距离超过一定数值时,电磁波传播 将受到地面的阻挡,为了延长通信距离,需要在通信两 地之间设立若干中继站,进行电磁波转接。
上变频器:将中频信号变换成射频信号
高功率放大器
滤波器
收信机
低噪声放大器:将接收的微弱信号予以放大 下变频器:将射频信号变换成中频信号 中频放大器 中频滤波器
(2)天线馈电系统 天线馈电系统由馈线、双工器及天线组成。
基本作用:
将发射机送来的射频信号变成定向(对准卫星)辐射的 电磁波;同时,收集微波站(或卫星)发来的电磁波, 送到接收设备。
通常,微波站(地球站)天线是收发共用的,因 此要用双工器。
微波收信设备、
微波天线馈电设备、
电源设备、监测控制设备等。
(1)微波收发信机
发信机
工作频段:微波中继工作频段范围很宽,工作频率愈 高,愈容易获得较宽的通频带和较大的通信容量。对 于较长距离的微波中继,其主要工作频段是1.7-12 GHz,12GHz以上频段目前使用不多。
我国选用2,4,6,18,11作为微波通信的主要工作频段, 其中2,4,6 GHz频段主要用于干线微波中继, 2,7,8, 11 GHz主要用于支线或专用网。
40年代出现了UHF频段的军用无线中继通信系统 数字微波通信起步于50年代,
1947年贝尔研究所研制了数字微波中继通信系统TD-2。 经过了20多年的历史,直到70年代初,才完成小容量、 低频段的通信系统。
1951年,美国纽约——旧金山成功开通了商用的微波 通信线路,工作在4GHz频段,能承载480路的模拟话 音
还可用于通向岛屿等特殊地形的通信。
5.3.2数字微波中继通信系统
1.数字微波中继通信线路
可以是一条主干线,中间有若干支线,其主干线可 以长达几千公里,除了在线路末端设置微波终端 站外,还在线路中间每隔一定距离设置若干微 波中继站和微波分路站。
数字微波通信线路 2.数字微波通信系统基本设备构成
60年代,数字微波通信得到发展
70年代末出现了商用数字微波系统
70年代末数字微波通信得到了迅速发展,形成 了一个完整的技术系统。
80年代 ,数字微波通信系统的传输效率大大 提高,系统容量达400Mbit/s
90年代出现了基于SDH的数字微波通信系统
5.3.1微波通信的发展
我国:
20世纪60年代开始研制并使用模拟微波中继通 信系统,
最基本的数字微波通信系统设备:用户终端、 交换机、终端复用设备、微波站等组成。 设备组成
用户终端:如自动电话机、电传机、调度电 话机等。
用户终端主要通过交换机集中在微波终端站或 微波分路站。
交换机:的作用是实现本地用户终端之间的 业务互通,如实现本地话音用户之间的通话, 又可通过微波中继通信线路实现本地用户终 端与远地(对端交换机所辖范围)用户终端之 间的业务互通。
终端复用设备配置在微波终端站或微波分路站。
3.数字微波中继通信系统 工作过程
用户终端A通过微波通信系统把信号发给用 户终端B的系统工作过程如下图所示。
从发信终端站到收信终端站中间一般要经过 若干个微波中继站,
中继站中有两组中继机,从一个方向的天线 收到的微波信号从某中继机的收信机转接到 另一中继机的发信机,由朝另一方向天线发 送出去。
其次是因为微波传播有损耗,随着通信距离的增加信号 衰减,有必要采用中继方式对信号逐段接收、放大后发 送给下一段,延长通信距离。
微波中继通信主要用来传送:
长途电话信号
短波通信设备一般只能容纳几个话路同时工作,而一 套微波设备可容纳几千个话路同时工作。
宽频带信号(如电视信号) 数据信号
移动通信系统基地站与移动业务交换中心之间 的信号等
20世纪70年代研制并使用数字微波中继通信系 统并进行技术引进和开发。
光纤技术的发展,逐步取代微波中继作为长 途传输干线的主要角色
在未来的很长时间内,数字微波将与光纤共 存、与卫星通信系统一起作为光纤通信系统 的辅助手段
5.3.2数字微波中继通信系统
A、B两地问的远距离地面微波中继通信系统的中 继示意如图所示 地面微波接力示意图
数字微波通信系统的工作过程
5.3.2数字微波中继通信系统
(2)工作过程——以电话为例 声/电转换(交换机)微波发射机时分复
用调制到中频变频中继接收端
3.数字微波站 按工作性质不同,可分成
数字微波终端站 数字微波中继站 数字微波分路站
微波终端站
微波站的主要设备包括
微波发信设备:
我国选用2,4,6,18,11作为微波通信的主要工作频段, 其中2,4,6 GHz频段主要用于干线微波中继, 2,7,8, 11 GHz主要用于支线或专用网。
交换机配置在微波终端站或微波分路站
终端复用设备的基本功能
将交换机送来的多路信号或群路信号适当变换, 送到微波终端站或微波分路站的发信机;
将微波终端站或微波分路站的收信机送来的多 路信号或群路信号适当变换后送到交换机。
在民用数字微波通信中数字微波通信系统的终 端复用设备是脉冲编码调制(PCM)时分复用设 备。
微波最常用的通信的频率范围 :1GHz~40GHz
目前微波系统的工作上限只到50GHz,在60GHz遇到 了氧气所吸收。
5.3.1微波通信的发展
世界上最早的模拟微波中继通信系统是第二次世 界大战后期美国贝尔研究所建立的TDX系统 (4GHz频段的调频系统),
19世纪30年代中期第一个商用的模拟无线通信系统, 工作在VHF频段,采用AM调制技术,传输12路频分复 用的模拟话音信号。
5.3微波通信
5.3微波通信
5.3.1微波通信的发展 5.3.2数字微波中继通信系统 5.3.3微波通信的应用现状
5.3微波通信
微波通信(微波中继通信)的基本概念
利用微波作为载波并采用中继(接力)方式在 地面上进行的无线电通信。微波中继通信系统
微波频段的波长范围为lm~1mm,频率范围为 300MHz~300GHz,
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