引言：在大城市和市區(qū)，建設數字節(jié)點和分配網絡時，數字微波常常是可以與光纜相比唯一可供選擇的方案。事實上，除了在大城市和小城鎮(zhèn)內埋設地下電纜費用非常昂貴外，在市區(qū)繁華街道上開挖管道常常是很難得到批準的。

在世界上許多國家中，微波接力鏈路可能是可以穿越數千里林區(qū)、山區(qū)、大草原、沙漠、沼澤地和其他困難地域唯一可用的大容量傳輸媒質。在微波通信的傳播路徑中，電磁波經常會受到大氣中對流、平流、湍流以及雨霧等現(xiàn)象的影響，跟上老楊一起來學習微波信號的衰落種類，如何去克服這些衰落？

知識歸納卡

名? ?稱：微波信號的衰落及克服方法

章? ?節(jié)：lL411032

歷年真題次數：1次

重要度：★

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歷年真題

【2015真題】4.微波通信中，應通過（）的方法克服電波的雨霧吸收性衰落。

A.分集接收

B.使用無源反射板

C.增加發(fā)射功率

D.使用10GHz以上頻段

【老楊解析】答案：C。

【19版32頁】對雨霧吸收性衰落等只有增加發(fā)射功率，縮短站距，適當改變天線設計才能克服。

微波信號的衰落及克服方法

在微波通信的傳播路徑中，電磁波經常會受到大氣中對流、平流、湍流以及雨霧等現(xiàn)象的影響。這些都是由對流層中一些特殊的大氣環(huán)境造成的，并且是隨機產生的。同時，地面反射對電磁波傳播的影響，會使得發(fā)信端到收信端之間的電磁波被散射、折射、吸收或被地面反射。在同一瞬間，可能只有一種現(xiàn)象發(fā)生，也可能幾種現(xiàn)象同時發(fā)生，其發(fā)生次數和影響程度都帶有隨機性。這些影響就使得收信電平隨時間而變化。這種收信電平隨時間起伏變化的現(xiàn)象，稱為電波傳播的衰落現(xiàn)象。1電磁波衰落的分類視距傳播衰落的主要原因是由上述大氣和地面效應引起的，從衰落發(fā)生的物理原因來看，可分為以下幾類：

（一）大氣吸引衰落
眾所周知，任何物質的分子都是由帶電的粒子組成，這些粒子都有固有的電磁諧振頻率，當通過這些物質的微波頻率接近他們的諧振頻率時，這些物質對微波就產生共振吸收。大氣中的氧分子具有磁偶極子，他們都能從電磁波中吸收能量，使微波信號產生衰落。

(二)雨霧引起的散射衰落由于雨霧中的大小水滴會使電磁波產生散射，從而造成電磁波能量損失，產生散射衰落。衰落程度主要與電磁波的頻率和降雨強度有關:頻率越高及降雨量越大，衰落就越大。一般來說，頻率在10GHz以下，雨霧造成的衰落不太嚴重，通常50KM站距的衰耗只有幾個分貝，10GHz以上頻段，中繼站之間的距離主要受到降雨衰耗的限制。

(三）閃爍衰落對流層中的大氣常常產生體積大小不等、無規(guī)則的渦旋運動，稱之為大氣湍流。大氣湍流形成一些不均勻小塊或層狀物使電解常數與周圍不同，并能使電磁波向周圍輻射，這就是對流層反射。在接收端天線可收到多徑傳來的這種散射波，它們之間具有任意振幅和隨機相位，可使收信點場強發(fā)生衰落，這種衰落屬于快衰落。其特點是持續(xù)時間短，電平變化小，一般不足以造成通信中斷。(四）K型衰落K型衰落又叫多徑衰落。這是由于直射波與地面反射波(或在某種情況下的繞射波)到達收信端時，因相位不同發(fā)生相互干涉而造成的微波衰落。這種衰落尤其是微波線路經過海面、湖泊或平滑地面時顯得特別嚴重，甚至會造成通信中斷。因地面影響產生的反射衰落以及因大氣折射產生的繞射衰落，當其衰落深度隨時間變化時均屬于K型衰落。

(五）波導型衰落
由于種種氣象條件的影響，如夜間地面的冷卻、早晨地面被太陽曬熱以及平靜的海面和高氣壓地區(qū)都會形成大氣層中不均勻結構，會在某個大氣層中出現(xiàn)K<0的情況，當電磁波通過對流層中這些不均勻大氣層時將產生超折射現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為大氣波導。只要微波射線通過大氣波導，而收、發(fā)信天線在波導層下面，則接收點的場強除了直射波和地面反射波外，還可能收到波導層邊界的反射波，形成嚴重的干涉型衰落。

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2電磁波衰落對微波傳輸的影響電磁波衰落對微波傳輸的影響主要表現(xiàn)在使得接收端收信電平出現(xiàn)隨機性的波動，這種波動有如下兩種情況：1.在信號的有用頻帶內，信號電平各頻率分量的衰落深度相同，這種衰落被稱為平衰落，發(fā)生平衰落時，當收信電平低于收信機門限時，造成電路質量嚴重惡化甚至中斷。2.信號電平各頻率分量的衰落深度不同，這種衰落稱為頻率選擇型衰落，產生這種衰落時，接收的信號電平不-定小，但其中一些頻率分量幅度過小，使信號波形失真。大容量數字微波對這種衰落反應敏感，由波形失真形成碼間串擾，使誤碼率增加。嚴重時造成電路中斷。

3克服電磁波衰落的方法

1.利用地形地物削弱反射波的影響。我們可以選擇適當的地形或其他附加物來阻擋反射波進入接收端，從而減小反射波的影響。

2.將反射點設在反射系數較小的地面。適當地選取天線的高度，常?？梢詫⒎瓷潼c移動到反射系數較小的區(qū)域。例如反射點從水面移至森林或凹凸不平的地面，以減小反射系數，從而減小進入接收端的反射波。

3.利用天線的方向性。有時收發(fā)天線均很高，而反射點又處于途徑中間的開闊地或水面上，這種情況很難用上面兩種方法來減小反射波的影響，可以調整其天線角度，減小反射波進入接收端的成分，用損失部分接收電平的方法來減小衰落及反射的影響。

4.用無源反射板克服繞射衰落。當路由中存在較高障礙物時，為了克服在大氣折射時產生繞射衰落，可以改變天線方向。使用無源反射板或背對背天線可使電波繞過障礙物。

5.分集接收。采用不同的接收方法接收同一信號，以便在接收端使衰落影響減小。一般常用的分集接收方法有兩種：頻率分集和空間分集。目前采用最多的是空間分集。

老楊給予學習建議：

電磁波，是無線通信的最關鍵部分。我們能夠掙脫電話線的束縛，拿著手機到處打電話上網聊天看視頻，完全得益于電磁波的貢獻。

微波通信需要每隔50km左右建設一個微波中繼站，并把上一站傳來的信號處理后再發(fā)射到下一站去，當我們了解了微波信號衰落的種類和克服方法后，感覺如同在運動會的接力賽跑一樣，做為教練選擇有默契的隊員配合，根據狀態(tài)、跑速和接棒順序進行調整，最后一棒交給爆發(fā)力的隊員進行沖刺，這就是微波接力！

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