参考答案:
【问题1】
【问题2】
【问题3】
(1)6
(2)一
(3)距离
(4)0.0001
(5)越站干扰
(6)旁瓣干扰
详细解析:
【问题1】
障碍物最高点与收发视距连线的相对位置将直接影响接收点的场强幅值。一般当HC=0,即障碍物最高点与收发视距连线相切时,阻挡损耗为6dB。当HC为负值即障碍物最高点超过收发视距连线时,阻挡损耗增加很快;当HC为正值即障碍物最高点在收发视距连线以下,且HC/F1>0.5时,阻挡损耗在0上下波动,接收点的场强幅值与自由空间传播场强幅值相近。
图4-4 阻挡损耗与相对余隙的关系曲线
空间分集是在收信端利用空间位置相距足够远的两副天线,同时接收同一个发射天线发出的信号。因为电磁波到达高度不同的两副天线的行程差不同,所以当某一副天线收到的信号发生衰落时,另一副天线收到的信号不一定也衰落,当天线高度差△h足够(△h>6m)时,对几乎所有深衰落都不相关。所以两路信号合并输出的深衰落概率是两路各自的概率之乘积。
通常要求越站干扰信号应比有用信号低60dB以上。对于这样高的指标,仅靠空间传播损耗是不够的,常用的方法是将线路走向相互错开一定角度(一般不小于15°),避免电磁波传播方向(天线主瓣)与相邻各站的线路走向一致,即避免各站排成条一条直线。通常选用“之”字形路由,使天线主瓣射线与AD连线的夹角大于天线主瓣的宽度。
在微波线路拐弯处和分支处产生的旁瓣干扰属于同频干扰,且传播路径相同。减小这种干扰的主要方法是调整相邻各站天线指向的相对角度。为了使同频邻站干扰低于给定值(如60dB),要求线路拐弯和分支处的夹角尽量不小于90°,对于夹角小于90°的拐弯处或分支处,可以通过采用正交极化配置的方法来补偿,但其夹角也不宜小于70°。此外,在线路分支处,通过采用不同的频率配置,可以使夹角的限制条件放宽或不再受限制。
【问题2】
由于微波中继通信的电磁波传播主要在对流层中完成,因此讨论大气对微波传播的影响,实际是讨论对流层对微波传播的影响。对流层的影响主要表现在3个方面:氧气分子和水蒸汽分子对电磁波的吸收,雨、雾、雪等气象微粒对电磁波的吸收和散射,对流层结构的不均匀性对电磁波的折射。当微波中继通信系统的工作频段在10GHz以下时,前两个方面的影响不显著,只需考虑对流层折射的影响;当工作频段在10GHz以上时,3个方面的影响都需考虑。这里只讨论对流层折射的影响。
对流层不同高度的大气压力、温度和湿度不同,因而其折射率也不同,使其中的微波传播不是按直线而是按曲线前进,如图4-5所示,如果按照电磁波传播的曲线轨迹来进行有关分析和计算,将带来很大不便;因此人为引入等效地球半径的概念,可以将电磁波射线看作直线。
图4-5 微波传播的对流层现象
实际地球半径办修正为等效地球半径Re的条件是修正前后的电磁波射线与地球表面之间的传播余隙相等,或电磁波射线与地球表面之间的相对曲率保持不变。由此推出等效地球半径Re的表示式为
式中,K为等效地球半径系数;dn/dh为折射率梯度。
等效地球半径系数K取决于折射率梯度dn/dh,而dn/dh又受对流层大气压力、温度和湿度等气象条件的影响,所以K是反映对流层折射的重要参数。根据实际测量结果,温带地区尺的平均值为4/3,此时的折射称为标准折射,当然,一个地区某个时候的实际K值与当时的气象条件有关,可以在平均值的较大范围内变化。K值介于0和1之间称为负折射,即等效地球半径小于实际地球半径,使电磁波射线与地球表面之间的传播余隙减小,电磁波射线就可能被地表障碍物阻挡而造成严重损耗。因此,在进行微波中间站站址选择和微波线路设计时,应考虑K减小到最小值时传播余隙是否足够。
【问题3】
一般地,微波中继通信系统常采用二频制方案进行单波道频率配置,二频制是整个微波 线路共使用两个不同的微波频率f1、f2,且两个频率在两个信息传输方向上都是交替出现的。