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微波在傳輸過程中，難以避免會(huì)受到大氣、海面、地面、高大建筑物、山峰的折射和繞射等影響，導(dǎo)致信號(hào)衰落和失真，甚至中斷。研究微波傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，掌握微波傳輸過程中的所受到的影響進(jìn)而減少信號(hào)衰落和失真，是微波通信工程師所面臨的一個(gè)重要課題。
一、影響微波通信傳輸?shù)闹饕蛩?br>
1．反射波對(duì)微波傳輸?shù)挠绊?br>
微波通信所使用的頻率大部分在2GHz～20GHz的范圍內(nèi)，所以不同的地形條件，其反射系數(shù)及電平損耗是不同的。需要指出的是：當(dāng)微波傳輸路徑上有刀刃形的障礙物（或山峰）阻擋時(shí)，如果障礙物的尖峰恰好落在兩個(gè)相鄰的微波站的收信天線與發(fā)信天線的連線上，微波傳輸會(huì)增加6dB的電平衰耗；當(dāng)障礙物的尖峰超出連線時(shí)，則電平衰耗將增加得更快，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)避免這種情況出現(xiàn)，若有這種現(xiàn)象則可以通過改變微波傳輸線路或增高天線來改變傳輸特性。
2．大氣層對(duì)微波傳輸?shù)挠绊?br>
微波接力通信是采用空間波傳輸?shù)模沂窃诰嗟孛?km以下的對(duì)流層實(shí)現(xiàn)傳輸?shù)�，因此，收信電平受到�?duì)流層的影響非常大。波長(zhǎng)小于2cm的微波波段，氣體分子諧振易引起氣體對(duì)電磁波能量的吸收；波長(zhǎng)小于5cm的微波波段，由于雨、霧、雪等惡劣天氣的影響，電磁波產(chǎn)生散射易造成能量的損耗。另外，由于大氣層中不均勻氣體的位置、形狀隨機(jī)變化，造成折射波、散射波與直射波之間在行程差上存在隨機(jī)變化，進(jìn)而使接收點(diǎn)上會(huì)呈現(xiàn)電磁波振幅和相位的大幅度起伏變化，造成微波傳輸?shù)亩鄰剿ヂ洹?br>
�。ǎ保┰谄皆貛�，白天時(shí)微波的收信電平比較穩(wěn)定，而早、晚時(shí)由于氣象條件變化，可能會(huì)出現(xiàn)衰落現(xiàn)象，雨過天晴或雪過天晴之時(shí)，也容易出現(xiàn)深衰落現(xiàn)象；
�。ǎ玻┰谏絽^(qū)，地形情況使微波反射系數(shù)很小，因而干涉性衰落也較小，但由于山區(qū)氣象條件變化很大，雨天過后有時(shí)會(huì)出現(xiàn)超折射現(xiàn)象（電磁波的射線折射向地表面后，又從地表面產(chǎn)生反射，然后再重新折射），從而形成快衰落；另外，當(dāng)兩個(gè)微波站的站距較長(zhǎng)時(shí)，不均勻大氣層的反射也比較容易出現(xiàn)，易形成快速的深衰落。
3．多徑衰落對(duì)微波傳輸?shù)挠绊?br>
大容量微波通信由于所占用的頻帶較寬，經(jīng)多徑傳輸后，各頻率分量在空間的衰減程度上有很大差異，造成合成信號(hào)幅度和相位的大幅度失真，從而產(chǎn)生頻率選擇性衰落。隨著大容量數(shù)字微波通信在通信領(lǐng)域的使用，數(shù)字微波通信經(jīng)多徑傳輸后，衰落情況非常嚴(yán)重。
二、常用的幾種抗衰落措施
為了克服微波傳輸過程中的一系列不利影響，避免傳輸信號(hào)中斷，降低微波信號(hào)的衰落和失真，維護(hù)人員采取了很多措施，常用的抗衰落措施主要有以下幾種：
接收分集；
組成環(huán)路自愈網(wǎng)；
自適應(yīng)均衡技術(shù)。
下面就幾種常用的抗衰落措施作簡(jiǎn)要說明。
1．接收分集
接收分集就是將相關(guān)性較小（即不同時(shí)發(fā)生質(zhì)量惡化）的兩路以上的收信機(jī)輸出信號(hào)進(jìn)行選擇或合成，減輕由于衰落所造成的影響。目前使用較多的接收分集的類型有空間分集、混合分集（空間分集＋頻率分集）。接收空間分集就是在空間中不同的垂直高度上設(shè)置幾副天線，同時(shí)接收一個(gè)發(fā)射天線發(fā)射的微波信號(hào)，然后進(jìn)行合成或選擇其中一個(gè)較強(qiáng)信號(hào)作為收信端的使用信號(hào)，有幾副接收天線就稱為幾重分集。頻率分集就是采用兩個(gè)或兩個(gè)以上具有一定頻率間隔的微波頻率同時(shí)發(fā)送和接收同一信號(hào)，然后進(jìn)行合成和選擇，以減輕衰落對(duì)信號(hào)的影響�；旌戏旨褪前l(fā)端站用兩個(gè)頻率發(fā)送同一信號(hào)，收端站用垂直分隔的兩副天線各自接收發(fā)端送過來的信號(hào)，再進(jìn)行合成或選擇。例如，廣東省東莞～深圳的數(shù)字微波線路就采用了接收混合分集抗衰落措施，東莞的發(fā)端站用兩個(gè)不同的頻率在同一副天線上發(fā)送同一個(gè)信號(hào)給深圳，而深圳的收端站用上下相差10m、垂直分隔的兩副天線接收東莞發(fā)過來的信號(hào)，同步送至收信機(jī)，通過分路濾波器后，采用快速同相中頻合成方式合成出一路質(zhì)量較好的信號(hào)。在接收端安裝兩副高度不同的天線，利用電磁波使信號(hào)通過不同行程到達(dá)不同天線來減少衰減，這種方法通常應(yīng)用在大通路的微波干線上。在實(shí)際使用中，用兩個(gè)不同的頻率同時(shí)傳送一個(gè)信號(hào)，在接收端對(duì)不同頻率的信號(hào)進(jìn)行合成，利用電磁波對(duì)不同頻率、不同行程的信號(hào)減少或消除衰減，這種方法抗衰落效果較好，將這種方法與混合分集抗衰落措施一起使用效果更好。但同時(shí)需要注意的是，混合分集抗衰落措施對(duì)繞射衰落、雨霧吸收衰落的抵抗作用不明顯，這時(shí)只有依靠適當(dāng)增大天線增益或增大發(fā)信功率來實(shí)現(xiàn)抗衰落；另外，混合分集抗衰落措施使用兩個(gè)不同的頻率同時(shí)傳送一個(gè)信號(hào)，這在頻率十分緊張的無線頻段，容易造成頻率使用效率低的情況。
2．組成環(huán)路自愈網(wǎng)
組成環(huán)路自愈網(wǎng)就是由多個(gè)微波站組成一個(gè)環(huán)路，其中任一微波站，它使用的信號(hào)來自兩個(gè)不同的方向，當(dāng)某一個(gè)方向的信號(hào)由于衰落而中斷時(shí)，該微波站自動(dòng)使用另一個(gè)方向的信號(hào)，從而避免信號(hào)的完全中斷。例如，廣東省的廣州、東莞、深圳、珠海、中山、新會(huì)就組成了一個(gè)微波環(huán)路，保證了沿線各站信號(hào)的安全傳輸。這種方法主要是利用電磁波在不同的通路中傳輸時(shí)，不可能同時(shí)中斷的特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)抗衰落的。環(huán)路自愈網(wǎng)一般是在斷面非常差的微波站或特別重要的微波站中使用。需強(qiáng)調(diào)的是，這種方式下同一個(gè)微波站向兩個(gè)方向傳輸?shù)亩际峭粋�(gè)信號(hào)，大大浪費(fèi)了系統(tǒng)資源。
3．自適應(yīng)均衡技術(shù)
在模擬微波通信系統(tǒng)中，為了改善電路的群時(shí)延和微波增益特性，使用了均衡器，但它僅僅對(duì)靜態(tài)特性進(jìn)行了補(bǔ)償。數(shù)字微波通信系統(tǒng)占用了更寬的頻帶，當(dāng)發(fā)生信號(hào)衰落時(shí)，其通帶內(nèi)的振幅特性是時(shí)刻變化著的，為了使其能自動(dòng)平坦化，就必須使用能自適應(yīng)時(shí)間特性變化的自適應(yīng)均衡器。對(duì)抗衰落的自適應(yīng)均衡器可分為兩類：頻域自適應(yīng)均衡器，它用可變諧振器對(duì)幅頻特性的一次和二次特性進(jìn)行補(bǔ)償；時(shí)域自適應(yīng)均衡器，當(dāng)引起電路衰落的兩個(gè)波的時(shí)延非常大，以致于在所需頻帶內(nèi)產(chǎn)生兩個(gè)凹點(diǎn)時(shí)，只有一個(gè)諧振電路的均衡器不能補(bǔ)償這樣的頻率特性，可采用時(shí)域自適應(yīng)均衡器來進(jìn)行補(bǔ)償。在實(shí)際電路中，往往同時(shí)采用頻域自適應(yīng)均衡器和時(shí)域自適應(yīng)均衡器，最大限度地提高電路的抗衰落能力。廣東省廣州～東莞～深圳的數(shù)字微波線路就采用了頻域自適應(yīng)均衡器和時(shí)域自適應(yīng)均衡器，在FRX的解調(diào)器中采用了時(shí)域自適應(yīng)均衡器（21抽頭的橫向均衡器及判決反饋器）來克服選擇性衰落和平衰落；采用頻域自適應(yīng)均衡器來減少頻率選擇性衰落的影響，即利用中頻通道插入的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的頻率特性去補(bǔ)償實(shí)際信道頻率特性的畸變，從而提高電路的抗衰落能力，大大提高了電路運(yùn)行的穩(wěn)定性。
三、應(yīng)用抗衰落措施的一些建議
在實(shí)際工作中，我們通過長(zhǎng)期觀察發(fā)現(xiàn)，在微波通信中，不能僅僅使用一種抗衰落措施，而應(yīng)同時(shí)結(jié)合使用多種抗衰落措施。例如，在微波干線上使用空間分集，但是在站距小于30km時(shí)，可以不用空間分集，因?yàn)榇藭r(shí)站距短，空間損耗小，有足夠的衰落儲(chǔ)備，空間衰落不易發(fā)生。另外，盡量不要使用頻率分集和環(huán)路自愈網(wǎng)作為主要的抗衰落措施，因?yàn)檫@樣會(huì)浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)資源，特別是頻率分集，用兩個(gè)頻率傳送同一個(gè)信號(hào)，造成頻率利用率低。
在其它抗衰落措施的效果都不明顯時(shí)，在某些斷面非常差的微波站和某些特別重要的微波站應(yīng)使用環(huán)路自愈網(wǎng)。
在各個(gè)微波站的設(shè)備上都安裝頻域自適應(yīng)均衡器和時(shí)域自適應(yīng)均衡器，將各種抗衰落措施結(jié)合起來使用，可以大大減少微波傳輸中的不利影響，提高電路傳輸?shù)姆�(wěn)定性。
隨著數(shù)字微波通信的發(fā)展，抗衰落技術(shù)將更加完善，自動(dòng)發(fā)信功率電平控制、數(shù)字時(shí)鐘再生、多電平前向糾錯(cuò)編碼、同頻異級(jí)化干擾抵消器、使用數(shù)字余弦滾降濾波器的高質(zhì)射頻、高速度帶早期預(yù)警的無損傷倒換保護(hù)、奇偶校驗(yàn)前１誤碼倒換開關(guān)、每跳的無損傷倒換開關(guān)等抗衰落措施的使用，將大大減少微波傳輸中的不利影響，使微波更好地為通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。
----《通信世界》
