微波传输系统（通用11篇）
微波传输系统 篇1
引言
随着移动宽带的高速发展,网络容量增长迅猛,作为移动承载网主要回传方式之一的微波网络,面临超大业务容量和站址密集部署的双重挑战(1)。常规频段微波通信系统(6GHz-38GHz)传送高带宽的频率资源消耗代价是很大的。主要采用的调制波道间隔为3.5MHz~56MHz,要传输数百兆带宽的业务就必须采用高阶调制模式。若要传输更大容量的业务,就需要采用XPIC技术或是多条微波链路捆绑使用,无疑带来了更高的成本和更复杂的系统配置。同时,常规频段的微波通信(6GHz~38GHz)不仅面临频谱资源逐渐耗尽的问题,其高昂的牌照(License)费用也给运营商带来了巨大的成本压力。为了适应LTE宽带网络建设,作为基站业务回传方式的微波,必须向更高频段扩展。
E-Band微波技术简介
E-Band微波80GHz频段由71G~76G/81G~86G频谱资源构成的,既是目前民用微波通信领域发布的最高传送频段,也是迄今为止ITU-R一次性发放的频谱资源中波道间隔最大的一次。以ECC(欧洲电子通信委员会)对80GHz频段的定义为例,其建议的最小波道间隔为250MHz,整个5GHz的可用调制频段可划分成19个子频段,传输业务时使用的波道间隔可以是1~4个250MHz子频段的组合,当4个250MHz子频段组合在一起时,可调波道间隔最大可以达到1GHz,采用一定的更高阶调制方式后,E-Band微波可以实现1~5Gbps的高容量空口传输,这是以往常规低频段的微波无法实现的(2)。
以华为第二代E-Band微波为例,支持64QAM高调技术,在不采用以太帧头压缩等容量增强技术的情况下,使用一个250MHz子频带即可实现1.2Gbps的传输容量。若组合采用2个250MHz子频带,E-Band微波单链路传输容量可达2.5Gbps(采用以太帧头压缩技术时,1个250MHz即可实现2.5Gbps传输容量),完全能够满足未来G比特级基站对超大容量业务的回传需求。相比于第一代E-Band需占用1GHz频段才能实现G比特级别的传输,第二代E-Band的频谱利用率显然大大提升。
为最大限度减少天气、环境变化对微波链路的影响,第二代E-Band微波采用了自适应调制和自适应波道调整技术来进一步增强链路的容量和可靠性,支持从QPSK到64QAM,多达6级的随天气变化而自适应的调制级别,以及250MHz和500MHz调制频带的动态调整,能够提供从数百Mbps到2.5Gbps的精细弹性大带宽管道,提升了站点规划部署的灵活性。
E-Band微波的应用
近年来,随着无线通信网络从GSM、UMTS发展到LTE,回传网络所需要的承载带宽需求大幅增长。对电信运营商而言,E-BAND微波的应用无疑拓宽了无线传输紧张的频率资源,特别是对于无线网络未来大量部署的LTE基站,E-BAND能以更宽的频谱资源满足其超大带宽的承载需求。需要说明的是,为适应短距离密集业务点传输的需求,E-BAND微波产品均设计成全室外形态(Fully Outdoor),以便于实现灵活的“零站址”安装。
下图1为E-Band微波实际的应用场景,主要作为移动承载网络基站最后一公里接入(或者是光纤环网的补网成环),其优势主要体现在以下几个方面:(1)目前单站E-band微波已经能够提供最大2.5Gbps的传输带宽,能够完全满足LTE对传输带宽的需求,以后随着技术的进步,更高的调制模式能够提供更大的传输带宽;(2)E-Band微波为全室外型设备,对站点室内空间等没有要求,同时安装灵活,适应性强;(3)由于只有室外部分,所以无论是从设备价格还是安装服务价格上分析,E-band微波成本低,是LTE基站回传的最佳选择之一。
以华为新一代E-Band微波RTN380为例,同时支持L2VPN(Layer2 Virtual Private Network,二层虚拟专用网)和L3VPN(三层虚拟专用网),具体方案可根据实际网络组网设计方案来选择。L2VPN业务包括设备支持的各种E-Line业务(点对点以太业务)和E-LAN业务(以太网桥业务),基于MAC地址和VLAN进行业务转发。应LTE而生,E-Band支持L3VPN,基于IP地址进行业务转发,能够完美的实现L3到边缘的承载方案,LTE基站业务可以在CSG出进行转发,有效降低了上层IP网络的带宽压力。
由于E-Band微波高频的特性,在实际应用中需要注意以下两点:(1)E-band微波处于80G高频段,其天线的半功率角很小,EBAND的0.3M天线的半功率角为0.9度,只相当于7G的3M天线的半功率角;0.6M天线半功率角更是只有0.4-0.5度,为所有天线中半功率角最小的天线,天线对准难度很大。(2)由于80GHz频段属于高频信号,雨衰的影响相对会严重一些,但是雨衰对E-Band微波通信系统的严重影响只限在赤道附近降雨量丰富的某些特定国家和区域,地球上绝大多数区域因为降雨带来的衰落基本均可以接受。
总结
随着LTE的兴起,基站业务对传输带宽提出了更高的要求,在光纤无法到位或是成本过高的情况下,E-Band微波是LTE接入的最佳选择,具有高带宽,体积小,全室外安装(零站址),低成本的优势。最近几年,E-Band微波的市场规模将大幅度提升,成为未来移动宽带承载舞台的明星。
摘要：微波是常见的无线通信技术,以其部署快捷、适应性强等特点被广泛应用于各类通信系统的中继和回传。为了适应未来LTE网络的基站业务回传需求,E-BNAD微波应运而生,能够应用高频段提供更高的带宽。本文重点介绍E-BAND微波特性、产品结构、以及E-Band微波在移动网络中的应用。
注释
1章海松.第二代E-Band微波:LTE时代的选择[N].微博,2013.
2C114中国通信网.E-Band微波,未来移动宽带承载舞台的明星[N].互联网,2011.
微波传输系统 篇2
广播电视模拟微波传输和广播电视数字微波在很多方面都有着很大共同性和区别,这主要表现在以下四个方面,具体是:首先,在工作原理方面,模拟微波和数字微波都是采用中频的调制器,并对上变频至微变频的微波变频率进行微波传输,但是其区别在于模拟微波传输器发射信号的中频调制后有一级的限幅中放,但是数字微波传输设备就没有这一级的限幅中放。另外,模拟微波和数字微波在传输带的宽度方面也是相同的,但是在模拟微波系统通道在部分的传输性能的指标方面,比如幅频群等延指标数方面均是要高于数字微波传输的,这对于模拟微波传输改造成数字微波传输减少了很多的麻烦,也减轻了改造的难度和压力。最后目前的模拟微波传输设备的器件都是全固化的形态,像采用FET场效应器件以及线性放大器等器件代替了过去的行波管和高压盘,这种代替旧为模拟微波传输方式改为数字微波传输方式提供了极其有利的条件。
2广播电视模拟微波干线设备进行数字化改造的解决方案
在广播模拟微波干线设备进行数字改造的过程中,就需要解决一些问题,下面是笔者结合自身的工作实践提出的一些应对解决的方案,具体有以下几点:
2.1解决数字传输过程中频率稳定性的问题
传统的模拟微波传输器采用的中频调频调制,而在传输过程中的本振一般是采用稳定性较好的微波介质稳频振荡器,这种振荡器虽然稳定性较好,但是其也只能使得频率稳定度保持在10-4的数量级之间。而数字微波传输系统采用中频数字调制,其对于微波发射信号机的线性指标较高,使得对于微波本振源的频率稳定度相对较高,可以有效的将频率稳定度达到10-6数量级之间,所以在介质稳频加锁相稳频双重技术方面进行稳频,以满足这一要求。
2.2解决数字传输过程中相位噪声的问题
在模拟微波传输过程中,其采用调频方式传输,这就导致其对于相位噪声的要求没有太高。但是数字微波采用的调制和相干解调方式,可以有效的传输数字压缩过的电视信号,这就要求其系统的相位噪声低于一定的范围,然而在模拟微波系统的过程中,即便是各站本振源可以分别达到这一要求,但是各微波站的中频转接,其在经过多个中继后相位噪声叠加之后,也只有将相位噪声降到一定的范围之下,采用满足这以要求。
2.3解决数字传输过程中的线性功放的问题
传统的模拟微波其功效一般放在非线性区,这就要求在早期的变频器前段还要加一个限幅放大器,因此微波功效的线性度问题、微波频率的稳定度问题以及最后的系统相位噪声问题都需要一并解决,而解决这些问题就可以说数字化改造就基本成功了。模拟微波传输设备进行数字化改造这不仅是在理论上是可行的,在实践上也是可行的。比如上世纪末我国辽宁省葫芦岛市广电局等单位在国内率先进行了模拟微波改数字微波的尝试,开了一个好头。
3结语
微波传输系统 篇3
【关键词】数字通信系统；故障；判断和处理；方法
将数字通信与微波通信结合发展，便得到了一种新的信息传输手段，即数字微波通信技术。比起其他几种传输技术，数字微波通信技术的可靠性更高，抗噪更强，信息传输质量以及保密性能也越好，因此跃升成为了现代通信技术发展的主要方向。基于该种通信技术下产生的数字微波通信系统在运行时可能会发生各种各样的故障，为了确保其正常运行，必须及时对故障原因进行诊断，并采取措施加以故障处理，防止通信再次发生异常。下面笔者对数字微波通信系统的故障诊断、故障处理方法作详细论述。
一、数字微波通信的特点
数字微波通信其实是在数字通信和微波通信两种技术基础上，综合发展并创新出来的一种新技术，既具有数字通信的特点，又具有微波通信的特点。该技术应用于实践时，具有极好的抗干扰性和保密性，并且容易集成化，能处理多种不同的数字信号，是实现综合业务数字网构建的重要因素。除此之外，数字微波通信还具有较高的抗噪性，运行可靠、稳定，信息传输质量相对较高，再加上其不易被轻易泄密，因此被人们视为现代通信的主流发展方向。基于数字微波通信理念与技术下产生的数字微波通信系统构成并不复杂，只包括两个终端、若干个中间站，下图1为数字微波通信系统的构成图。
（图1数字微波通信系统构成图）
二、数字微波通信系统运行故障的诊断与处理
数字微波通信传输虽然会受到宽带的限制，但无法受到气候、地理的干扰，尽管传输容量会在宽带限制下受到影响，但是该传输媒介能在地震、洪水、台风等恶劣天气下正常运行，保持通信的随时畅通。从这一点来看，数字微波通信的作用是极大的，应用时必须做好通信系统的运行保护，尽量减少系统故障，确保数字微波通信系统的正常运行以及通信技术的有效使用。结合以往的数字微波通信系统故障处理经验，笔者建议在诊断和处理系统故障时，务必要做到“先粗后细、先外后内、先简单后复杂”。
1、使用监控系统对数字微波通信系统的运行状况进行监测
为了进一步确保数字微波通信系统的运行安全，建议在该系统中设计并安装相应的监控系统，利用监控系统来对其运行状况进行动态监测，及时、充分的掌握通信系统的状态。当系统发生故障时，维修人员可以利用监控系统快速找出故障原因和故障位置，并及时处理。一般情况下，监控系统所产生的监控信息都是双向传输的，包括内部工作电话安排也是如此，系统运作时一旦其中一个系统意外发生了故障，将自动倒换到备用系统中继续运作，不会影响到监控工作，更不会对数字微波通信系统的运行造成干扰。
2、借助预警信息进行故障判断
数字微波通信系统及其产品在出售时都会附送产品说明书，应用时可参照产品说明书，对系统机盘上的指示灯、系统功能、系统维护等知识进行了解，弄清楚指示灯的功用。正常情况下，如果产品的指示灯在使用过程中亮了，即代表系统内相关仪器仪表超出了正常使用范围。指示灯在此处的作用即是信息预警，通过观察指示灯情况，可准确判断出通信系统的故障位置。
3、组成环路自愈网
判断系统的故障，通常也会用到环路自愈网的方法。组成环路自愈网就是由多个微波站组成一个环路，其中任一微波站使用的信号都来自两个不同的方向，当其中一个方向的信号由于衰落而中断时，该微波站就自动使用另一个方向的信号，从而避免信号的全部中断。此种方法主要是利用电磁波在不同的通路中传输时，不可能同时中断的特点来确定系统故障所在的位置，即故障的段落、站别，有时甚至能够判断出故障所在的机盘或者是机架。
4、换盘试验
确定系统故障的最简捷、最有效的方法就是换盘试验法。在处理系统故障时，通常定位到某一块机盘及其相关连线后，就需要通过换盘试验来判定是属于机盘的故障还是连线的故障，然后再做相应的处理。对于每次的换盘都必然会引起电路的中断，如果带电插拔，对机盘背板插针会有机械损伤，在很大程度上影响了机盘的使用寿命。应该注意的是，在换盘过程中，有可能由于操作不当而损坏机盘。所以在换盘前就应当结合告警系统和监控系统，全面的了解通信系统过程中各站的情况，运用环回手段来确定故障的位置，避免盲目换盘导致机器的损伤。
5、备用波道倒换
微波通信的運行中出现的故障其实就是一种频率选择性现象，并且在传播实验中已观测到在不同的射频载波上，影响数字微波通信的因素有很多。所以为了更好的保证通信的正常运行，通常采用n+1(n个主用波道+1个备用波道)波道备用制式。当主用波道中任一波道由于设备故障或者电波传播发生通信障碍时，系统都会在信号中断前，将其倒换到备用波道，这样有可能完全避免中断。
6、对于倒换不成功的处理方式
在数字微波通信设备中经常会有波道备份，这是为了能够充分保证通信系统的可靠性，保持微波通信系统的正常运行。也就是说，当主用波道发生故障或误码率超过一定门限时，就可以通过波道倒换机将它倒换到备用的波道。如果主用波道恢复正常后系统就能够自动的倒换回主用波道。如果备用波道正常而且没被其他主用波道占用时，出现故障的主要波道就倒换不到备用波道上。
三、结束语
综上所述，数字微波通信现已发展成为了一种主要的现代通信方式，比其他几种通信方式更具保密性和可靠性，受到了人们的广泛关注。在本篇文章中，笔者着重对数字微波通信系统故障诊断、处理方法进行了分析，指出使用监控系统、借助预警信息、组建环路自愈网等多种方式均可准确判断出故障位置，为系统故障处理提供方便。由此看来，数字微波通信系统故障并不是大问题，均能得到良好的解决，为用户创造一个可靠、安全的通信环境。
参考文献
[1]刘畅,宋海涛.数字微波通信系统故障的判断及处理[J].黑龙江通信技术,2004(01)
[2]陈健,樊光辉,阔永红.认知无线电中继协助网络资源分层优化算法[J].吉林大学学报(工学版).
探究数字微波传输系统的维护 篇4
1 数字微波系统的发展
数字微波传输系统是通过将音频或视频的编码进行压缩然后使其通过数字微波信道调制后,通过天线传播向接收端,接收端的程序与发射端的相反,接收端先通过天线接收到信号,对信号进行分析微波解扩,然后将压缩后的音频和视频进行解压,还原成最初的音频和视频信号,从而达到信息的传播。在原理图中使用专业术语而言就是将信源编码进行压缩,信源编码如NB+X U I,通过信道调制为如NW#N,再通过信道发射,接收端接收,进行信源解码,而后得到信宿,从而达到信息的传输过程。
1960年,我国的数字微波传输就开始作为一个研究重点存在。1960-1970年是我国数字微波传输研究中的起步阶段,随着后期同步数字序列(SDH)的发现推广,数字系统也进入了一个新的阶段,我国的数字微波传输系统也跟随着世界上数字微波传输研究的进步而有了很大进步。这个新的技术为数字微波传输技术的速度提高起到了很大的作用。随着科技水平的进步和研究的进一步精进,单波道传输速率如今最大已经可以达到300 Mb/s以上,各种先进技术在微波传输技术中的使用,数字微波技术传输系统在未来将得到更大的发展。
2 数字微波系统的特点
2.1 抗干扰
传播过程中的其它干扰因素对整体系统影响不大,并且线路躁声不会发生积累。在传输过程中,数字信号在通过信道传输时需要多次经过中继站,每一次经过中继站时都要对数字信号有处理工作的再生中级器,并且再生中级器会在所有信息信号中采用抽样判决的办法接收每一个码元。如果在数字信息经过每中继段传输的过程中干扰躁声的程度没有大到影响对信码错判的程度,在经过了中级器的判决识别后会重新生成一段与有干扰噪声一样的波形,从而继续传输。这个过程中减少了数字传播传输的线路噪声,提高了整体过程中的抗干扰性,并且由于噪声干扰对数字信号造成的误差在传输过程中基本是不会被改正的,所以如果没有这个过程则会发生误码逐渐积累。
2.2 保密性
可以对整体过程进行加密,具有比较强的保密性。采用数字信号的传播,因为数字信号本省就具备了保密性,并且信息数字在传输过程中转为信码,在传输之前可以根据不同的规律在其中加入不同的密码,然后接收端再按照相同的规律来解除这个密码,从而达到双重的保密效果。
3 数字微波系统的维护
3.1 设备维护管理
在数字信息系统的总体维护中占了比较大的比重,按照国家的相关规定要求有对设备的指示灯、警示灯与运行灯进行检查是否正常,对线缆导出的数据进行分析判断,检查其可靠性,保障整体过程中是否存在未排除的故障和漏洞。对检查维修的人员也提出了要求,必须要按照相关规定中的准确流程进行操作,维修人员需要知道了解设备的工作原理,清楚各个接口的意义以及输出数据代表的意义;同时,也要掌握分复接器与其他设备的自环,要有及时发现和处理故障的能力,并且在维护的过程中为保障系统运行的稳定性,需要有熟悉的应急预案,来保障数据传输不会中断。
3.2 电源维护管理
对电源的维护管理是数字传输系统维护中最重要的部分,因为电源与电池在传输系统中起着最为关键的决定性作用,供给整体传输过程以能源动力。首先,维护人员要知道,对电池的维护关键在于其使用时间。部分电池在使用后表面变形,这时就必须中断对其的使用。一般充电时间为3个月一次,并且不同品牌的电池不可以混用,以避免在系统开启的时候发生短路的问题,影响整体传输效果。
在对以上两者进行维护的同时,也要注意对线路的维护。例如,要定期对开线与馈线进行维护,对其基础进行检查和坚固,一旦在其中发现了故障或者隐患,要及时处理和维护。
4 结语
在未来的工作中还需对相关的问题进行收集和处理,从而提高微波数字传输系统日常使用过程中的保障能力。同时,也要对系统维护相关技术人员的培训问题进行探讨和分析。只有高素质的维护工作人员,才能保证系统运行的高稳定性。
参考文献
[1]陈文洲.广播电视SDH微波传输系统维护心得[J].中国传媒科技,2013,(2):77—79.
微波传输系统 篇5
在当前我国的广播电视行业的发展建设过程中，微波传输技术得到了较为广泛的应用。但是，在实际使用的过程中，由于微波传输技术的自身缺陷或是其他问题，使得微波传输过程受到多种外界因素的影响，常会造成传输质量的下降。要减少这种微波传输故障的出现，技术人员首先应当进行的就是对微波传输系统的了解，技术人员在这一过程中可以对系统的机构有充分的认识，并且针对存在的问题，可以提出相应的措施保证微波传输系统的稳定运行，防治在微波传输过程中出现信号的不通畅，影响传输的质量。在微波传输系统的建设过程中，规划设计部门需要针对微波传输站点进行地质和传输情况的备案，以便于在出现故障时可以及时进行检修。在传输技术的选择上，国家广播电视中心要针对微波技术提出样的规定，统一的微波站点和传输设备的技术标准可以方便故障检修工作的进行。同时，城市规划过程中也要避免规划设计对微波传输过程的影响。其次，在实际使用过程中管理人员需要不断提升自身对于微波信号的故障判断能力和检测技术，提升故障位置的检测准确性，并缩短故障检修所使用的时间，使得检修过程的效率得以提升。最后，由于微波信号传输过程是不可见的，因此在传输过程中信号很有可能会受到多种类型的干扰因素的影响，使其传输质量不佳，在传输过程中需要对信号额不同参数进行全面的对比和优化，从技术层面实现对传输过程的调整优化。除了上述问题之外，在实际工作中必须重视环境因素对传输质量的影响，传输距离的增加会使得传输质量受到较大的影响。因此，在实际传输过程中需要对传输通道进行有效的保护。
2微波传输通道的故障排除
在实际的微波传输站点的管理过程中，假如在传输中信号的接受质量下降，且两个信号传输站均增加了传输发射效率，但是其实际传输质量没有得到较好的优化。在对故障进行检修的过程中，检修人员首先需要对工作人员进行询问和调查，分析在传输问题出现时是否存在恶劣天气状况。之后，工作人员可以协助检修技术人员对传输站中的设备运行情况进行全面的检查，主要的检修项目包括站点的天线、馈线系统是否安装正确，使用检修仪器对馈线和天线的实际情况进行检测，保证检测结果的准确性。假如馈线出现异常，那么技术人员可以先对馈线进行清理，假如传输质量没有得到改善，就需要更换馈线。完成天馈系统的检测之后对信号接受过程的接受电平参数进行检查，假如数据和信号传输过程的标准数据存在较大的差异就可以认为是天线的位置出现错误，对其进行调整直至接受电平参数正常。假如在完成上述的检查步骤之后仍未能发现故障，那么造成传输故障的`主要原因可能是在微波传输中存在阻碍，使得天线的接受电平的数值下降。在对障碍的检查过程中，技术人员可以使用检测软件对微波电路进行全面的检查，对电平的变化过程进行全面的监控。另外，技术人员可以使用传输信号的路由图来对传输障碍进行分析，在检查过程中网络图像可能存在延迟，因此，在实际检测中可以使用路由图来提升电平检测过程的可靠性和实时性。
3微波故障及解决措施
3.1微波传输故障的影响
由于微波发射设备主要是通过微波来进行广播电视信号的发射和传输，受限于微波本身性质的影响，微波在传输过程中出现信号的衰减就会影响广播电视信号的正常传输。在实际的信号传输过程中，微波信号会因为多种原因而产生信号强度之上的衰减。在实际的生活中，有序环境中存在波长和频率不定的杂波，导致微波传输的效果受到影响。微波在受到干扰的情况之下就会在微波接收端的接收过程中出现微波频率的混乱，破坏接收端对于电视信号的接收质量，影响了信号的可靠性。在广播电视信号的微波传输过程中由于许多客观因素的影响，传输信号会出现较多的衰减，直接影响接受质量，使得微波传输过程的载波干扰比不断下降，影响了信号的可靠性，在实际传输中影响信号传输质量的因素主要包括如下的两种：第一，地面传输环境影响。广播电视的信号是在一定的传输区域内进行传播，在传播过程中很有可能会受到周边环境中的不良因素的影响。比如，在该区域的不同类型传播断面上进行传输时由于区域内的反射系数和电平损耗存在差异，使得信号在不同区域内有着不同的衰减效果。因此，在实际传输过程中需要严格控制传输断面对微波传输质量的负面影响，防治反射现象影响微波传输过程。第二，气相因素的影响。在微波的传输过程中气相因素的存在碎玉微波的传输距离和传输质量都有着较为明显的影响，由于微波传输距离交叉，因此传输载波很容易受到传输过程中极端天气的影响，增加载波传输的能耗。一般微波在山区中进行传输时会发生较大的损耗，因为山区中的气相因素较为复杂，微波信号在衰减的同时，还会发生反射现象，使得微波传输质量受到极大的影响。
3.2抗衰减措施
为了提升微波传输过程的质量，提高广播电视系统自身的性能，在实际的电视信号传输过程中需要采取一定的抗信号衰弱处理方法，由于广播电视信号在微波传输过程中对于系统的运行情况有较高的要求，因此，在优化过程中技术人员应该针对系统进行优化，减少信号衰弱的不良影响。在系统中使用分集接受技术可以有效提升传输质量，在信号的接收端将多路受信设备和输出信号设备进行整合，可以有效控制信号传输过程，降低信号衰减的不利影响。针对微波传输站点，在技术人员可以对其进行数字化的处理和改造，结合频率分集理论和空间分集形式来控制信号衰减过程。除此之外，在日常运行过程中技术人员应该对传输设备进行定时的检测，应利用相关软件查询微波电路。查询过程中认真记录各项参数，尤其应充分观察电平的变化情况。其次，通过传输路由图检查传输过程中存在的障碍物，检查过程中需要注意，一般网络提供的图像有一定的滞后性，并不能直接反映微波传输情况，因此必须依靠微波传输路由图进行测量和查询。
4结论
科技的不断发展，广播电视微波传输中故障排除方法将日趋完善，由衰落导致的微波信号传播过程中的中断现象能够有效的避免，尤其目前使用的数字时钟再生、ATPC、每跳无损伤倒换开关等抗衰技术的应用，大大减少了衰落对广播电视微波信号的影响，显著提高了广播电视服务质量。
参考文献
[1]吴国舜.广播电视微波传输通道故障判断方法研究[J].西部广播电视，（17）：47.
微波食谱:无所不能话微波 篇6
做面食——韭菜饺子
用料：
水饺皮200克，韭菜250克，猪肉馅200克，虾仁250克，鸡蛋1个，上汤6杯，糖1/2茶匙，胡椒粉1/2茶匙，盐1茶匙，麻油少许。
做法：
1.韭菜洗净切碎，虾仁洗净，用布吸干水分，剁成泥。
2．将韭菜、猪肉馅、虾仁放一大碗内，加入糖、胡椒粉、盐、麻油及鸡蛋拌匀，做成饺馅。
3．将饺皮放手上，将适量配料置饺皮上，折成饺形。
4．将清水注放锅内，用高火煮沸约5分钟，放入饺子，盖好再用高火煮约5分钟，取出，将饺子过冷水。
5.将上汤用高火煮沸约4分钟，放入饺子，盖好用高火煮约3分钟即可食用。
做特色米饭——北菇鸡饭
用料：
米2杯，加与一般煮饭等量的水，鸡块约7块，冬菇8朵，葱、姜片各少许，胡椒粉和生粉各少许，酱油1汤匙，油1汤匙，糖1/2茶匙。
做法：
1.将米及水放煲内，用高火煮4分钟〜6分钟（即将滚起）。
2.冬菇浸软去蒂并与鸡块、胡椒粉、生粉、酱油、油、糖拌匀。
3.将冬菇及鸡块放在滚起的饭面下，盖好，用中火煮10分钟至饭熟及水分吸干，再用低火约5分钟，即可供食。
做蛋糕——胡萝卜蛋糕
用料：
胡萝卜100克，鸡蛋2个，发酵粉1茶匙，面粉250克，肉桂粉1茶匙，葡萄干30克，盐少许，柠檬汁2茶匙，糖20克，菜油1/2杯。
做法：
1.先将胡萝卜磨碎，轻轻拧干。
2.将蛋白打至发泡，加入糖拌匀，再慢慢加入蛋黄、菜油及胡萝卜碎。
3.将面粉、发酵粉、肉桂粉及盐拌匀，分3次加入，最后加入柠檬汁拌匀。
4.放入盛器内，撒上葡萄干，用高火加热5分钟，即可食用。
做汤羹——咸酸菜鴨汤
用料：
瘦鸭半只，姜丝1汤匙，咸酸菜250克。
做法：
1.将咸酸菜洗净，擦干水，切片。
2.鸭洗净，抹干水斩件，盛碟上，包以微波炉保鲜纸，留一小孔疏气，高火煮约3分钟，取出倒去血水。
3.把鸭件、咸酸菜、姜丝同放在一盛器内，加盖过鸭面之热水，盖上盖，放入炉内，用高火煮约15分钟，再用中火煮15分钟，取出，加适量的盐调味，即可食用。
微波传输系统 篇7
1、系统介绍
微波多路电视传输系统是被人们日益重视的电视传输技术之一。在一些并不发达, 没有建立电缆电视的地区, 微波多路电视传输系统被称之为“无线电缆电视”系统, 是很好的系统联网方法。如图1所示, 就是通用的MMDS系统。此图中, 通过信号源卫星节目发射, 所发射的信号可以通过无线传输接收, 一些经常转换频率的, 例如:住宅区、市区等可直接接收信号。根据图1可以看出, MMDS系统, 在一定的频段内, 雨、雪等天气状况对信号传输并无影响, 主要是视距离传输, MMDS最大的优点是传输信号质量与电缆电质质量是等同的或优于其质量。
MMDS系统与高功率微波传输设备是一样的。MMDS系统是每个频段用一个发射器发射, 多频道时, 用无线混合的方式构成所有信号段, 可以提高质量, 减少发射器之间的互调失真。发射机的服务范围取决于有效辐射功率、发射天线的高度和周围的地形, 天线一般安装在地势较高的山坡上或高层建筑。在系统设计合理与发射天线的位置较好的情况下, 服务区所接收的信号才能达到最佳状态。
对于障碍物阻隔所造成的“阴影区”, 可采用如图2技术解决, 在阻隔信号接收的障碍物上安装信号接收放大装置, 将装置放大后的信号通过另一端的天线传输到“阴影区”。
2、系统设备原理
MMDS系统主要分为接收设备和发射设备两大系统设备。接收设备主要由下变频器、低噪声放大器组成, 通常装置在同一容器内, 放置在距离天线最近的地方, 如图3。
发射设备即发射台, 是接收由卫星接收站、光纤中继站、数字微波站、电视信号、录像设备等所提供的信号作为信号源进行发射的。发射机、功率混合器、发射天线为主要设备, 其中发射机和功率混合器可以装置在机箱内。MMDS系统中, 上变频和下变频与电缆电视的兼容是必须要考虑的问题。例如:CATV系统卫星接收技术, 在CATV系统中, 许多小的分配系统都能直接接收卫星电视的信号源。CATV分配系统是直播卫星未进入各个地区之前卫星直播节目集体接收和扩大覆盖区域的主要手段, 到目前为止, 在集体卫星直播中也被广泛采用。
每一个电视信道都需要一个发射机和一个频率发射器, 不同的接收地点, 不同的电视信道也分别使用一个接收机, 微波波道接收机所输出的信号也得需要调制后才能送入CATV系统中。多信道传输与单信道传输不同, 多信道传输不包括调制和解调的过程。
二、微波波道的重新划分
在各地区微波波道组网中, 按照CCIR对微波波道进行的常规排列“一点对多地区”的微波波道传输电路中, 是容纳不下的, 用户也不可能在申请新的微波波道频段, 根据用户对微波波道的需求和工程本身的特点, 设计人员对微波波道进行重新的划分, 微波多路电视传输对微波波道的划分, 证明这种方法是成功的。根据本图4路由图和图5频谱分配示意图可以看出微波波道配置原则, 结合前面所说波道容纳不下, 将对频段传输容量要求进行重新划分, 以满足工程和用户的需要。
在设计与使用时, 结合任务说明, 对所实行方案进行计算和论证, 即在定好的频段内做到技术可行, 使各个工作微波波道不受干扰。申明一点, 特别注意各个微波波道之间“组合频率的干扰”, 而且在定好的微波波道实行之前, 微波波道频段的重新划分必须得到认可, 方可实行。根据目前的技术水平, 本振源的器件不存在相互干扰的问题, 而且整机对本振频率反向辐射抑制的要求也由于其它各项整机指标的要求非常高, 对本振信号反向辐射给予了一定程度上的抑制作用, 因此对与本振频率超出频段的最高限度可以忽略不计。微波多路电视传输对微波波道重新划分之后, 工作微波波道间隔为40MHz, 为了保证微波波道之间有足够的隔离度, 按照设计的要求, 在微波波道单机技术指标达到要求的前提下, 经过测试验证, 设计上良好的五腔带通滤波器有所衰减。在微波波道频段设置时, 要考虑到微波波道间的镜像频率之间的干扰以及微波波道间的组合频段是否会互相干扰。在各项工程设计装置中, 微波波道要配合施工现场的地形特征, 有效的利用施工场地的地形地势, 根据微波波道的传播条件, 选择相应的微波波道配置。这就要求设计者自身素质和科技知识, 以科学的态度判断并且解决问题。
三、地区性微波多路电视传输方式的应用及微波波道重新划分的提出
地区性的微波多路电视传输模式根据工程设计任务要求的不同, 多数是以下传的方式, 由地区电视中心所属各县市电台的多套电视节目, 其中包括中央电视台、各省电视台、个地区电视台等, 上传是行署电视中心要求各地区电视台上传一套电视节目。这种地区性微波多路电视传输的组网方式在相比较之前的所建立的微波波道电路, 产生的经济效益更大。在地区行署与下属县之间召开会议时, 利用微波波道组网进行电视、电话会议, 在实际应用上有着很大的作用。具体采用了向下传输的其中一个微波波道, 把地区行署会场的图像画面和音频信号通过电视中心, 利用微波多路电视传输方式对微波波道重新划分下传到各县地区的分会场, 各县的会场图像画面和音频通过微波波道传输到主会场, 以此方式实现微波波道的双向传输, 整个会议过程真实并且无距离感, 犹如亲临会场。既减少了会议开销, 也节省时间, 是一种方便、快捷的方法。微波多路电视传输方式的应用对社会发展有着重要的作用。微波波道电路网组建后, 更方便了地区之间的交流, 以此先进的技术服务于人民。
在多个地区启用微波多路电视传输系统, 甚至在一个地区进行微波波道电路组网任务, 实现地区之间的直播电话畅通无阻, 明显增加了微波波道配置的难度。由此可以看出, 地区的有线主要部门向无线电管理部门所申请的有限微波波道频段内, 如何合理的分配微波波道, 充分利用微波频谱, 成了重要问题。在国民经济日渐的发展中, 通信技术的广泛应用以及各通信频段的频繁使用, 促使微波波道拥挤, 因此要节约使用资源。我国对发射频率的使用已有明确的法规制度, 都是有偿使用, 如果想建立微波波道电路组网, 使用发射频段, 必须经过申请和审批, 无批准使用需要缴纳费用。因此, 要考虑申请用户能否在有限的微波波道频段内, 把上传和下行的传输以及双向的电话波道同时包容下, 也就是说, 要做到在有限的微波波道频段内, 对微波波道进行合理的使用和安排, 做到高质量信号的传输。
四、结论
微波传输:应急报道显峥嵘 篇8
在大灾大难发生时,通信、电力中断,传统的通讯网络处于瘫痪状态,而利用无线电波发射和接收的广播成为了灾区不可或缺的通讯工具。此时广播是兼具大众传播功能与通讯功能的“二合一”媒介,它是实现社会动员与社会整合最有效的媒介。
近年来,各大媒体也利用微波产品的特性灵活部署应急报道技术支撑平台。随着大规模集成电路技术及IP网络技术的快速发展,带动了微波技术产品呈现小型化、高速可移动、高带宽的发展趋势。这就使得在灾害发生之后的应急和重建过程中,微波产品在速度和成本上更具优势。一是架设时间短;二是部署的灵活性,由于体积小、重量轻、布线方便,可以在各种艰苦的环境中安装。如果没有合适的建筑物,把临时改为微波端站挂在路灯杆上也可以。另外,从投资的规模和灵活度上也存在很大优势。针对灾民临时安置点,利用微波传输解决方案,不但在成本上远远低于部署光缆,而且在安置点完成使命之后,临时架设的微波设备还可以轻松拆下,重复利用,有助于节省资源、避免浪费。
微波传输系统 篇9
一运城数字微波系统简介
运城站是山西省最南部的一个终端站, 原站点设在运城市委大楼上, 2006年12月, 数字化改造时迁至禹都发射台内。该站处于北纬35°03′27.29″, 东经111°0′52.49″, 站址挂高369米, 天线挂高40米, 磁偏角3.77, 磁通信方位角359.85度, 天线仰角1.32度, 距上站稷王山36.17千米。运城站与稷王山站点对点的微波传输系统采用PDH传输方式进行相应的数字化改造。PDH数字化微波容量为45MB, 可供21个2MB接口。运城站发射频率为7925.60MHz, 接收频率为8236.92MHz, 同时接收两路数字电视信号, 回传两套数字电视信号, 两路数字广播信号。运城站信号流程如图1所示。
二微波数字设备功能及特点
1.45MB PDH数字微波通信设备
运城微波传输系统使用的是桂林南方通信设备工程公司引进NEC等国际知名公司设计制造, 采用最新集成电路及FPGA技术, 推出的SMART-2000型45MB PDH数字微波传输系统。该系统是专为广播电视传输系统数字化改造而研制的集电视、广播、语音、数据等综合业务数字微波传输的设备。主要由微波发信机、QPSK调制解调器, 45MB复分接器, 勤务、监控及电源等部分组成, 该系统综合了广播电视传输的高效率及电信数字传输的灵活性, 能同时传输7路数字电视信号和30路2Mbps的接口语音。该设备技术先进, 组网灵活, 安装、维护方便, 传输容量大, 为今后传输更多业务提供了一个良好的平台。
2. SMART-2000型信道机挂箱
SMART-2000型信道机挂箱共包括六个插件部分。即收信插件、发信插件、调制解调插件、电源插件、监控插件和1+1切换插件。它们都装在公共单元内, 称为信道挂箱。在一个挂箱内有两套信道机和一个监控插件。在终端站两套信道机为一主一备, 当一路信道机有故障时, 可自动切换到另一路信道机工作;在中继站两套信道机分别对上下两个方向。信道机的微波口和中频口都在挂箱的前面, 而各种数据接口都在挂箱后面的母板上, 这些数据包括调制的45M输入, 解调的两路45M输出、公务信道的输入输出和两路RS232数据的输入输出 (其中第2路为监控信道) 。另外, 母板上还内置了一个45M二分配器供1+1切换系统使用。
(1) 信道机插件
收、发均采用70MHz中频接口, 其工作原理如下:
发信端将70MHz已调中频信号与本振信号进行变频, 变换成微波信号, 经三腔滤波器滤除无用信号, 送给功率放大器输入端, 并放大到一规定电平, 经合路器由天线发送出去。如图2所示。
收端将收到的微弱微波信号经分路器分路后送入低噪声放大器放大, 放大后的信号与本振信号混频, 混频到70MHz中频;又经三腔滤波器滤除镜像信号, 70MHz中频信号经时延均衡器进行时延均衡, 均衡后的中频信号送给AGC中频放大器进行放大, 经AGC自动电平控制, 使最后输出电平保持恒定odBm, 然后送给解调器解调。如图3所示。
(2) 调制解调器插件
调制解调器主要的任务是将编码压缩的广播电视节目信号调制到70MHz中频频带上, 然后再将中频信号调制到微波上去, 45Mbps调制器采用QPSK调制方式, 将45MBbps的数字信号进行整形、单双变换、差分编码并调制到70MHz的中频上。调制器原理方框图为4所示。
解调器采用相干解调方式, 即是利用两个相互正交的参考相位载波进行相干检测 (即同步解调) , 并经过差分译码、双单变换输出45MBbps数据信号。采用QPSK相位调制方式, 系统抗噪性能良好, 频谱利用率较高, 设备构成简单。解调器原理方框图如图5所示。
(3) 1+1切换插件
为提高微波信道的传输可靠性而配置, 将各种输入数据分配给主、备调制机;同时将主、备解调机的输出数据 (44.736Mbps数据、公务信号、两路RS232数据) , 择优选取, 切换输出。切换依据为信道机的工作状态和误码率等, 切换方式为直接切换, 切换时间小于5ms。切换机也提供两路45Mbps数据输出。
(4) 信道电源插件
信道电源为-48V输入, 向信道机提供+5V、+12V和-12V电源。
(5) 监控机插件
每台监控机最多可管理两个收信机、两个发信机、两个调制解调机和两个分复接器 (分接器) 的告警监控数据, 并将监控信息整理打包成R232数据, 通过监控信道和数据交换机与中央 (太原站) 监控计算机通信。作为端站, 我们不使用数据交换机, 所以监控机插件的RS232数据接口通过网络线 (交叉线) 直接连到调制解调插件的辅助数据2接口上。
3. 分复接器
分复接器将复接、分接两个部分做成一体, 完成45Mbps数据到21个2M数据的复接、分接功能, 并提供一个监控口。该设备将国际上使用的DS3数据接口转换成国内通用的E1数据接口, 方便我们使用2M口上各种成熟的终端设备, 是实现数字化传输与改造的关键设备。
4. 公务机
具有话路终端和公务信号中继 (分支) 两个功能。其公务信号与各调制解调机或切换机相连, 在1+0的链路中用二十芯排线连接信道挂箱的SC I/O端口, 在1+1的链路中用四芯电话线连接切换机的EOW端口。每台公务机最多可汇接四个方向的公务信号。山西省各站的公务机都是一样的, 可以互换, 但电话号码 (选呼地址码) 是唯一的, 是按统一规定而设置的。
5. 广播电视终端设备
广播电视终端设备是指E1数据以下的数字终端, 即广播编码器、广播解码器、电视编码器、电视解码器以及适配器等。
(1) 编码器
运城站编码器采用的是北京环路数字图像技术有限公司生产的EN2200数字编码器, 该编码器可同时对模拟及数字音视频信号进行数字压缩处理, ASI和G.703接口输出TS码流。ASI接口输出码速率为1.5 Mbps～105Mbps (±10ppm) 任意可调, 符合DVB标准。RS-232接口, 可与计算机串口相连, 完成编码器参数配置, 工作状态提取, 远程状态提取, 远程网路管理, 数据传送等功能。
(2) 解码器与适配器
接收山西电视台和黄河电视台信号使用的解码器和适配器, 分别是以色列Scopus公司生产的IRD-2900型解码器和北京环网科技公司生产的TLK1000型适配器。该解码器能接受符合G.703标准的MPEG-2/DVB传输流。具有符合DVB标准的信道解码纠错能力。在输入ASI接口输入TS流, 在输出端有复合视频、S端子, 音频输出2路模拟立体声平衡输出, 数据输出接口, 使解码器可进行软件升级或数据加载。TLK1000是一款MPEG 4:2:0模式适配器, 它基于MPE-2及DVB标准, 支持PAL、NTSC视频制式, 具有4路E1TS流输入接口和2路ASI码流接口输出。
6. 系统电源
运城数字微波设备系统使用的是广州基仕域通讯科技有限公司采用挪威技术生产的POWEC高频谐振式电源, 该电源系统由控制模块、告警模块或告警接口版、整流模块、配电模块、子机架和机架组合而成的智能化谐振式高频开关电源。电源系统原理如图6所示。
系统的工作原理是整流模块把交流输入变成直流输出, 然后送到由汇流排并联的直流配电模块和电池熔丝模块, 经配电模块内部分路开关或熔丝输出, 向负载供电, 同时亦对电池充电。当市电中断时, 由电池向负载供电。控制模块通过RS485与告警模块及整流模块通讯。而数据测量、采集则由告警模块负责, 其对象包括市电、直流配电模块、电池熔丝模块和电池等。系统工作时, 控制模块监视系统的各种状态, 调整其参数, 自动执行预定的各项任务, 系统异常时发出告警信号, 经由告警模块输出并显示在控制模块上。
三数字设备的维护与保养
为了保证数字设备的正常使用和可靠性工作, 我们首先做了以下两方面工作:一是对原机房设备的接地系统进行了改造。具体做法是增大接地线引入坑的范围, 且在坑内增添导线特性好的材料, 增粗接地导线面积, 改由原来的12平方铝线为16平方铜线为接地导线;二是对机房进行装潢改造。具体做法是对机房门窗进行密封处理, 地面铺设成木质地板, 设备机架后的检修地面铺设为防静电特性的地板材料。另一方面我们对波导管进出口进行密封处理, 值班人员保证做好机房环境的日常清理和检查工作, 尽量减少灰尘、雨水等有害物质对数字设备的侵害。由于不同的数字设备工作特性不同, 这就要求我们必须分门别类去搞好维护与保养工作。
1. SMART-2000型数字微波通信设备的使用与维护
要求机房温度控制在0摄氏度至45摄氏度范围之中, 最佳温度应保持在15摄氏度至25摄氏度之间, 根据机房环境定期清理插件的面板和机箱的上下风道, 防止积有灰尘, 影响通风。
在检查设备的工作状态或测试其性能以前, 一定要通知监视站的值班人员, 做好相应的处理和维护准备工作, 在维修正在工作中的设备时, 要严格执行手动操作程序, 在没有切断电源盘输出电源以前, 不能插播任何插件和电缆, 向外拉出插件时, 一定要使用专门的工具, 以防插件损坏。在维修结束后, 将所有的插件插入挂箱, 并正确接好电缆, 按通电程序检查各开关的位置是否正确, 接通电源盘 (PS) 的电源开关, 检查所有的插件告警 (红色) 是否熄火, 正常时应只有绿色指示灯亮, 最后要报告监视站维修完毕。
在查寻故障时可按以下步骤进行:
●察看各插件的告警信号灯, 以便确定故障发生所在的部件;
●检查电源盘 (PS) 的输入和输出是否正常;
●用表头检查各单元的指示, 和出厂记录作比较, 找出有故障的插件;
●通过标准测试, 发现故障, 通过分析判断的找出故障插件。
2. 编码器、解码器及适配器的使用与维护
编码器、解码器及适配器在日常使用和检修后, 一定要做好以下几点工作:
●确保每台设备要可靠接地, 以防止雷击损害;
●不要遮挡设备的通风孔, 并要时常留心设备风扇工作是否正常, 以利设备散热;
●由于设备开机需要初始化, 所以每次开关机间隔必须大于4秒以上;
●编码器输入的模拟视、音频信号须为标准的全电视信号, 即具有行、场同步, 符合广电标准要求;如果是非标准的视音频信号, 需要在模拟视音频信号输入编码器前, 增加一个时基校正器, 对输入信号源进行同步处理;
●用于回传电视新闻的编码器, 在空余时间亦要提供视频信号以防死机现象发生。
3. 电原系统的使用与维护
●系统必须接地可靠, 防止危险电压产生, 要将机架地、三相四线地、-48伏地三个分别接地, 最后再接到一个接地盘上;
●每个季度检查一次输出电压值, 确保其不超出误差范围, 检查结果要存档, 以便发现异常。
四结束语
运城微波传输系统数字化改造一年来, 广播电视信号传输质量得到了改善, 系统可靠性得到了提高, 微波对外辐射得到了减少, 系统传输质量得到了增加, 抗干扰能力得到了加强, 设备维护工作量得到了降低, 但同时也对技术人员提出了新的课题, 就是要不断强化数字微波传输知识和数字电视知识的学习, 只有不断学习新知识, 掌握新技术, 才能真正做到不间断高质量地传送广播电视信号。
摘要：对运城微波传输系统数字化改造情况进行了简介, 对主要数字设备原理进行了分析, 指出了数字微波设备使用与维护的几个需要注意的方面。
关键词：微波传输,数字化,PDH,设备,原理,维护
参考文献
[1]桂林南方通信设备工程公司, 山西数字微波工程方案。
[2]桂林南方通信设备工程公司, SMART—45Mb数字微波传输设备使用说明书。
微波接收机系统设计 篇10
微波接收机必须保证系统的频率, 带宽, 测温灵敏度, 积分时间, 线性相关系数和增益稳定度等参数。因此接收机的精心设计和研制是保证整机性能指标实现的一大关键。
接收机的功能有:
①把从天线传入的微弱信号放大转换为A/D采样器所需的电平。
②把目标信号从噪声和干扰信号中滤出。
③将天线接收的射频信号下变频, 降低A/D的采样频率。
④AGC控制。
1 接收机关键参数的确定
1.1 接收机量化噪声、量化信噪比及最大最小增益的计算
接收机的输入信号有很大的动态范围, 确定接收机的放大倍数时, 通常会放大接收机的增益, 将最小的输入信号也能足够放大, 而在大信号输入时, 利用可控衰减器可以降低增益。接收机的最大增益取决于最小输入信号功率Prmin, 等效噪声输入功率Pni和A/D的量化噪声性能。
对于一个幅度与最大电平匹配的正弦波, 电压在负载R上的时间平均功率是Pmax, 也就是A/D的最大允许输入功率, 即放大器的最大输出功率Pomax。
量化噪声是实际信号值和量化值之间的误差, 是一个分层电平之间随机的值, 平均量化噪声功率为:
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其中, N为A/D的分辨率。
假定输入A/D的信号中没有噪声, 最大信号是Pomax。这时的量化信噪比最大, 可表示为
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用分贝表示为
SNR=6N+1.76 (dB) (3)
可见量化信噪比可以通过提高N来改善。对于N=8位的A/D量化信噪比约为50dB。
当输入信号小时, 量化信噪比也相应减小, 对于最小信号Pomin输入的情况, 量化信噪比也最小, 可表示为
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因为有
Pomin=Prmin·Gmax (5)
因此可以确定接收机最大增益了。可分两种情况来确定:
情况一:接收机输入端最小信号 (Prmin) 小于等效输入噪声 (Pni) , 这种情况下, 如果为了提高A/D的量化信噪比而提高接收机增益, 就会使接收机的输出噪声功率增大, 超过A/D的动态范围。所以, 确定接收机最大增益的原则是:
接收机的噪声输出电平 (Pno) 比A/D的最大允许输入电平小3dB, 这样就可以得到
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写成分贝的形式就有
Gmax≤Pomax-Pni-3 (dB) (7)
对最小输入信号, 接收机的输出就是Gmax·Prmin, 若按式 (4) 计算的量化信噪比达不到30dB, 就需要加大A/D的位数来减小量化电平, 提高量化信噪比。
情况二:接收机输入端最小信号 (Prmin) 大于等效输入噪声的情况。这种情况下, Gmax可以大一些以保证信号经过A/D以后有足够高的量化信噪比。一般达到30dB就可以了。根据式 (4) - (5) 可得
Gmax=Pomin-Prmin=30 (dB) +Pomax (dBm) -
3· (2N-3) (dB) -11dB-Prmin (8)
确定接收机最小增益的原则就是将接收机的最大输入信号放大到A/D的最大允许输入电平, 写成分贝的形式就是
Gmin=Pomax (dBm) -Prmax (dBm) (dB) (9)
1.2 接收机的一般结构
接收机的一般结构如图1所示。
①LNA:低噪声放大器, 决定系统的噪声性能。
②数控衰减器的作用是在大信号输入时进行衰减, 降低系统的增益, 防止后级饱和。
③二次变频的作用是防止在同一频率上增益太高, 放大器可能自激, 导致系统不能稳定工作, 当系统总增益小于90dB时, 一次变频就可以了。
1.3 滤波器的考虑
①射频滤波可以放在LNA的前面, 主要作用是滤除杂波和干扰信号。一般来说滤波带宽比信号带宽宽得多。这样也容易研制。
②紧跟在LNA后面的滤波器主要是滤除镜像频率, 一般带宽也可以比信号带宽宽很多, 利于研制。
③中频滤波也就是混频器以后的滤波器的作用是抑制混频器产生的多种不需要的变频频率分量。频带比较窄, 与信号的频带相匹配。因此也滤除了信号频带外的噪声。系统噪声带宽由它决定。
1.4 接收机噪声系数和噪声温度
噪声系数是表征一个部件 (如放大器、混频器、传输线或整个接收机) 内部噪声大小的一个物理量。当一个噪声通过一个部件或系统时, 由于该部件或系统本身存在噪声, 使得该部件输出端口的信噪比相对输入端口有所下降, 部件的噪声系数定义为输入端口的信噪比与输出端口信噪比之比:
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一个有噪声的部件可以等效为一个无噪声的部件, 并把它的噪声折合到输入端, 其等效的输入噪声温度为Te, 可以推出部件的噪声系数的大小与信号的功率无关。即Te= (F-1) To
由于F的定义与To有关, 这样就不能唯一地表示部件的噪声特性, 所以一般规定To=290K。
F和Te都是表征部件噪声特性的量, 二者是等效的。
1.5 频率综合器
晶振和频率综合器包括一个高稳定的晶体振荡器, 其频率稳定度由系统的性能要求决定。还包括一系列的倍频和分频电路, 产生收、发系统所需的各种频率成分, 这些频率都是相干的。它们都来自一个源头, 即高稳晶振, 都有相同的频率稳定度。这样的接收机也称为相干接收机。
1.6 I/Q正交解调器
信息调制在载波上是为了信号传播的需要。载波并不含有信息量。所以可以通过相干混频器把信号的载波频率混掉。相当于把信号频谱的中心频率搬到零频, 这样信号的频带就缩小一半, 就降低了对A/D的要求。但信号的频谱就出现了负频率, 必须用I/Q正交解调器来解调这个信号。
如果一个窄带信号可表示为:
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u (t) 中包含了信号S (t) 的全部信息量。
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通过低通滤波器取出u (t) , 滤出高次项u* (t) e-j2ωit, 从而得到:
u (t) =a (t) ejΦt=a (t) cosΦ (t) +
ja (t) sinΦ (t) =I+jQ (14)
实现正交解调的条件是本地要有一个相干信号cos (ωit) 。正交解调也可直接将中频信号采样后, 在数字域进行。
2 接收机设计步骤
①根据系统参数计算接收机的最大输入信号功率Prmax, 最小输入信号功率Prmin, 等效噪声输入功率Pin。
②根据A/D的最大允许输入电平计算接收机的最小总增益:
Gmin=Pomax (dBm) -Prmax (dBm) (dB) (15)
③如果接收机输入的最小功率大于等效输入噪声功率, 则由下式计算最小输入A/D的信号电平:
Pomin=30 (dB) +Pomax (dBm) -3· (2N-3)
(dB) -11dB (16)
④计算接收机的最大总增益
Gmin=Pomin-Prmin=30 (dB) +Pomax (dBm)
-3· (2N-3) (dB) -11dB-Prmin (17)
⑤如果接收机输入的最小功率小于等效输入噪声功率, 则按下式确定接收机最大增益:
Gmax=Pomax-Pni-3 (dB) (18)
⑥计算接收机的最小输出信号并计算最小信号经A/D后的量化信噪比:
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如SNR>30dB就可以了, 如果SNR<30dB, 则需要提高N来增加SNR。
⑦根据接收机的最大总增益确定接收机的结构。如果最大总增益大于90dB, 则应采用二次变频方案, 如果最大总增益小于90dB, 则采用一次变频方案。
⑧确定增益控制范围, 按下式计算
ΔG>GMAX-GMIN (20)
增益控制一般采用数控衰减器, 控制精度1dB, 控制信号由数据处理器提供。
⑨放大链路的增益分配
低噪放的增益一般为20dB～30dB桩间, 其余增益在混频器以后的第一中放和第二中放提供, 数控衰减器放在第一混频以后的中间, 衰减最小时接收机的增益最大, 当输入信号增大时, 衰减器起控, 增益降低, 使接收机输出不饱和, 也不会超过A/D的最大允许输入电平。
⑩确定各级滤波器的特性, 射频滤波器频带较宽, 主要功能是滤除杂波和镜像频率, 中频滤波器频带由信号带宽确定, 滤除信号以外的噪声和混频器产生的杂波。
(11) 确定本振频率, 一般接收机的本振频率应和发射机的上变频频率相对应。混频后的中频频率应和信号的带宽相适应。采用正交解调方式时本振频率和信号的载波频率完全相同 (相干) 。
(12) 画系统方框图, 计算链路中各级放大器的输入、输出电平, 确定各级放大器的动态范围。如果要求放大器的动态范围太大, 则应重新分配链路增益。
3 接收机实际设计举例
超外差式接收机电路上实现方便, 增益稳定, 具有抗干扰性。本方案选用全功率超外差型接收机。采用加置低噪声放大器、共本振单边带方式, 可以降低噪声系数, 消除本振及其谐波对另一极化接收通道的干扰。设置步进增益控制, 当接收机输出超过某一设定的范围时, 改变增益控制电压, 调整接收机输出, 从而保证接收机在长期工作时的输出电压不会超出要求的范围。
系统把从天线馈源进入的信号, 经接收机输入端的低噪声放大器放大, 与本振进行混频, 获得带宽为B、增益为G的检波前部分, 其输出电压和输入功率成比例的平方律检波器和低放积分器部分。输出电压可以与带宽B上经在积分时间τ内进行平均的输出功率建立相应关系。
3.1 技术指标分析计算
辐射计等效表示如图2所示。
天线噪声温度:
T′A=ηTA+ (1-η) T0 (21)
式中:
η—天线效率;
TA—无损天线观察到的场景的天线辐射温度;
T0—天线的物理温度。
传输线和接收机组合的输入噪声温度如图3所示:
T′REC= (L-1) T0+LTREC (22)
式中:
L—传输线损耗因子;
T0—传输线物理温度;
TREC= (NFREC-1) T0—接收机等效噪声输入温度。则系统噪声温度:
TSYS=T′A+T′REC (23)
由于接收机的动态范围为3K～350K, 可取TA=300K;除天线外, 整个通道恒温在300K的环境中, 所以T0=300K, 此时:
T′A=ηTA+ (1-η) T0=TA (24)
Tsys=TA+T′REC (25)
接收机的灵敏度计算公式:
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式中:
B—接收机的中频带宽;
τ—接收机的积分时间。
表1给出了接收机的噪声系数和传输线损耗及相应的各级等效噪声温度。
3.2 增益估算
接收机检波前总增益的计算公式为:
G=PIF/ (kTSYSBa) (27)
式中, PIF=10-5W, k是玻尔兹曼常数, 单边带时a=1, 双边带a=2。
增益计算结果见表2:
3.3 增益分配
根据表2的计算结果, 接收机各级增益分配见表3:
3.4 振荡器
采用反馈型, 介质谐振器放在栅极和漏极传输线之间, 调试简单, 一致好, 频带宽, 输出功率大, 单电源供电。其电路拓扑如图4所示。
图4所示的电路中, 微波功率入射到FET栅极, 被放大的微波功率由漏极输出, 其中一部分由漏极微带线、栅极微带线和介质谐振器组成的反馈网络反馈到栅极构成正反馈形成振荡, 振荡频率决定于反馈网络的选频特性, 也即介质谐振器的谐振频率, 故频率稳定度也决定于介质谐振器的频率稳定度, 从而得到稳频的效果。
3.5 中放组件的设计
根据中放频率和带宽, 中频放大器选用超高频宽带集成放大器, 输出滤波器采用设计软件设计后, 集成在腔体内, 减小了高频滤波器的体积, 其电路示意如图5所示:
对中放电路中的衰减器进行增益控制, 当输出电压超出要求的范围时改变接收机增益, 使输出电压调整到要求的范围内。
3.6 平方律检波器的设计
平方律检波器是把功率转换成电压的关键电路, 平方律的实现主要取决于检波管本身的性能和工作范围的选取。采用低势垒肖特基检波二极管作核心器件, 辅以外围电路构成平方律检波器。检波二极管在零偏置条件下具有很好的平方律特性和检波灵敏度, 其典型参数见表4:
当正向压降大于200mV , 检波管进入线性区, 因此要使检波器工作在平方律范围, 必须保证正向压降小于200mV。
4 结束语
微波接收机是各种微波遥感系统的核心组成部分。微波探测仪器能否获取高精度的探测资料, 得到定量化的应用, 主要取决于微波接收机的设计是否合理。在设计微波接收机时, 应根据实际的需求分析, 选择好技术输入条件, 通过对关键项目的分析论证, 保证接收机系统能够实现预期的目标, 提高探测精度, 从而满足微波遥感的定量化应用需求。
参考文献
[1]徐博明.气象卫星有效载荷技术[M].宇航出版社, 2005.
浅谈电视数字微波传输 篇11
电视的数字化对改善图像清晰度、图像传输质量、增加节目套数起着非常重要的作用。更为重要的是, 它能够很方便地构筑视频、音频、图像、文字、数据为一体的综合网络平台, 达到多媒体综合信息服务的目的。广播电视的数字化包含数字终端设备 (如电视机等) 和数字信息传输设备 (如光纤传输、卫星传输、地面微波传输等设备) 。数字化电视为有线电视的发展提供了无限广阔的前景。
二、电视数字化传输的优点
1、频道利用率高
数字压缩技术是将模拟信号经过抽样、量化, 变成数字信号 (即模拟/数字转换) , 再经取样压缩编码, 驱除信号冗余度, 以一定的压缩比将信号频带压窄, 将其调制到载波上, 这样就提高了频谱的利用率。
2、接收门限电平低、传输距离远
原广电部GY/T106-1999标准中提出了有线电视广播系统技术规范, 下行模拟传输系统要求载噪比C/N≥43d B。欧广联 (EBU) 给出了图像信号的5级评分标准, 若要达到4级以上的良好质量, 则要求信噪比S/N≥36.6d B。在模拟信号的传输中, 为防止信号的衰落, 必须有6d B的衰落储备量, 因此模拟调幅微波传输链路中系统设计的载噪比必须C/N≥49d B。
3、图像质量好, 抗干扰能力强
由于采用了数字滤波、数字存储及再生中继技术, 排除了噪声和失真积累的影响, 改善了图像的信噪比, 彻底消除了亮度干扰, 接收机的载噪比C/N在门限值以上时, 几乎可以得到无损伤的还原, 虽经多级中继、转发也不会降低图像质量, 因此数字电视传输的图像质量远远高于模拟电视传输的图像质量。
4、数字载波调制方式的比较
前面提到的QPSK和64QAM都是数字信号的载波调制方式。基本的数字载波调制方式有3种, 即振幅键控 (ASK) 、频率键控 (FSK) 和相位键控 (PSK) 。QPSK属于相移键控, 也叫正交移相键控或4相调制。64QAM属于振幅相位联合键控, 也叫多电平正交振幅调制。经理论分析证明:在抗噪声性能上, PSK最好, FSK次之, ASK最差。在占据频谱宽度上, ASK和PSK相同, FSK是ASK的几倍。
经过比较, 得出这样的结论:从抗噪声性能和提高信道带宽利用率的角度来看, 相移键控是数字载波调制方式中最优越的一种, 在省干线上, 多跳调频模拟微波的改造用QPSK移相键控调制方式最合适。64QAM是振幅相位联合键控, 频带利用率最高, 是一种高效率的数字微波方式, 但它的抗干扰能力比QPSK差。64QAM特别适用于数字MMDS及微波传输跳数不多的模拟微波改造上。
三、干线微波的数字改造
调频模拟微波和数字微波收发信设备的比较
工作原理相同。模拟和数字微波都采用70MHz中频调制器, 进行上变频至微波频率, 再进行微波传输, 只是模拟微波设备在发信中频调制后有一级限幅中放, 而数字微波没有限幅中放这一级, 其他部分的工作原理是一样的。
现在的模拟微波器件都是全固态化的, FET场效应器件、线性放大器等代替了过去的行波管、高压盘, 为模拟微波改数字微波铺平了道路。
需要解决的几个问题
频率稳定度的问题。模拟微波传输信号采用中频调频调制, 变频用的本振采用微波介质稳频振荡器, 其频率稳定度只能达到10-4数量级。数字微波传输系统传输电视信号采用中频数字调制, 经过数字压缩后的多套电视数字信号复接后对中频进行QPSK调制, 上变频到微波频率进行传输。它要求微波发信机线性指标高, 微波本振源的频率稳定度较高, 不能低于10-6数量级, 一般采用介质稳频加锁相稳频双重技术进行稳频, 以达到这一要求。
相位噪声问题。模拟微波采用调频方式传输, 对系统相位噪声要求不高, 而数字微波采用QPSK调制和相干解调方式, 传输数字压缩电视信号, 因此要求系统的相位噪声低于-70d Bc/Hz。
线性功放问题。调频模拟微波的功放工作在非线性区, 在早期发射机变频器的前端还要增加一个限幅放大器。数字调相 (QPSK) 微波要求三阶交调抑制>20d B, 因此要求功放必须是线性放大器。
以上分析证明, 模拟微波设备进行数字化改造不仅在理论上是可行的, 在实践上也是可行的。如辽宁省葫芦岛市广电局等单位在国内率先进行了模拟微波改数字微波的尝试, 开了一个好头。90年代以后生产的1、4GHz、2GHz、7GHz、8GHz广播电视微波设备, 改造起来是不难的, 基本上和进口NEC的设备差不多。90年代以前生产的1、4GHz微波设备由于不是线性放大器, 改造难度要大一些。4某省广播电视模拟微波改数字微波的一个具体方案先对一个模拟微波信道进行改造。原来传输1路电视信号、2路伴音信号, 扩容到4路电视信号、8路伴音信号、1路数据信号。
信号源前端采用压缩编码设备。目前国际上都采用MPEG-2国际标准来传输PAL-D数字电视信号, 电视信号压缩到6Mbit/s, 图像质量就能达到广播级的水平。因此确定信源按MPEG-2标准对PAL-D电视信号进行数字压缩编码, 压缩的比特率为8、448Mbit/s, 伴音信号按IEC268-15标准进行压缩编码处理。
在信道传输上采用数字化传输。为了保证信号经微波多站中继传输后无噪声积累、节目传输质量和传输距离无关, 中频采用QPSK调制、同步相干解调方式, 干线中继采用再生中继方式, 在支线改造中为了节省投资, 可采用中频中继, 这样, 虽然有点噪声积累, 但不会对整个系统造成大的影响。