微波通信系統(tǒng)設(shè)計實戰(zhàn)培訓(xùn)講義V

微波通信系統(tǒng)設(shè)計實戰(zhàn)培訓(xùn)講義V第一頁，共三十二頁，2022年，8月28日6/16/20232一、數(shù)字微波傳輸產(chǎn)品結(jié)構(gòu)二、微波工程建設(shè)應(yīng)考慮的系統(tǒng)問題三、天線系統(tǒng)配置原則四、微波頻率規(guī)劃五、勘察設(shè)計實例提綱提綱第二頁，共三十二頁，2022年，8月28日6/16/20233一、數(shù)字微波傳輸產(chǎn)品結(jié)構(gòu)1.頻段覆蓋范圍可選傳輸容量機械結(jié)構(gòu)一、數(shù)字微波傳輸產(chǎn)品結(jié)構(gòu)第三頁，共三十二頁，2022年，8月28日6/16/202341

頻段覆蓋范圍(2-38GHz)2GHz頻段（1.7--1.9GHz;1.9--2.3GHz;2.4GHz;2.49--2.69GHz)5GHz頻段（4.4--5.0GHz;5.8GHz)6GHz頻段（5.925--6.425GHz;6.430--7.110GHz)7GHz頻段（7.125--7.425GHz;7.425--7.725GHz)8GHz頻段（7.725--8.275GHz;8.275--8.5GHz;8.50--8.75GHz)11/13GHz頻段（10.7--11.7GHz;12.75--13.25GHz)15/18GHz頻段（14.50--15.35GHz;17.7--19.7GHz)23/26/38GHz頻段（21.2--23.6GHz;24.5--26.5GHz;37.0--39.5GHz)一、數(shù)字微波傳輸產(chǎn)品結(jié)構(gòu)第四頁，共三十二頁，2022年，8月28日6/16/20235可選傳輸容量2PDH：1E1（2.048Mb/s）、2E1(2

x

2.048Mb/s)、4E1(4

x

2.048Mb/s)、8E1(8

x

2.048Mb/s)、16E1(16

x

2.048Mb/s)、E3+2E1(34.368Mb/s+2

x

2.048Mb/s)。SDH：STM-1(155.52Mb/s或63

x

2.048Mb/s)、N

x

STM-1(N

x

155.52Mb/s)。LAN：10BASE-T、100BASE-T一、數(shù)字微波傳輸產(chǎn)品結(jié)構(gòu)第五頁，共三十二頁，2022年，8月28日6/16/20236機械結(jié)構(gòu)3考慮到微波設(shè)備的安裝及運行維護的方便，微波產(chǎn)品分為三種類型的機械結(jié)構(gòu)：a、全室內(nèi)(Full-Indoor)型一般應(yīng)用在低頻段、長距離、高可靠、固定使用的通信傳輸干線/次干線的永久微波通信電路。b、室內(nèi)/室外(Indoor/Outdoor)型一般應(yīng)用在高頻段、短距離、區(qū)域接入網(wǎng)通信傳輸微波電路。具有安裝簡單、搬遷方便等特點，最適合移動通信網(wǎng)基站之間的通信通道鏈接。c、全室外(Full-Outdoor)型一般應(yīng)用在高頻段、短距離、單點接入的通信傳輸微波電路。具有體積小、重量輕、安裝簡單、搬遷方便、毋需通信機房、節(jié)省工程投資等特點，最適合移動通信網(wǎng)微蜂窩基站擴容的通信電路。一、數(shù)字微波傳輸產(chǎn)品結(jié)構(gòu)第六頁，共三十二頁，2022年，8月28日6/16/20237一、數(shù)字微波傳輸產(chǎn)品結(jié)構(gòu)機械結(jié)構(gòu)3室外系統(tǒng)直徑1.2米，含天線的室外單元；直徑110mm抱桿式安裝第七頁，共三十二頁，2022年，8月28日6/16/20238直徑大于1.2米的天線一般盡量安裝在較低的位置，并且需要做好斜撐一、數(shù)字微波傳輸產(chǎn)品結(jié)構(gòu)機械結(jié)構(gòu)3天線在塔上安裝示意圖第八頁，共三十二頁，2022年，8月28日6/16/20239一、數(shù)字微波傳輸產(chǎn)品結(jié)構(gòu)機械結(jié)構(gòu)3SDH室內(nèi)系統(tǒng)155M復(fù)用接口中頻電纜及接頭電源逆變器PDH微波的室內(nèi)單元是直接落地2M信號。第九頁，共三十二頁，2022年，8月28日6/16/202310微波傳輸應(yīng)用環(huán)境1實現(xiàn)微波通信最基本的要求是具備良好的視通條件，即在A、B兩個通信站微波天線之間不能存在障礙物或地形凸起阻擋（特殊應(yīng)用除外）。因此確定最佳的微波天線掛高對微波傳輸系統(tǒng)通信質(zhì)量非常重要。數(shù)字微波通信線路傳輸段的斷面類型可根據(jù)地形、氣候等電波傳播條件，可分為四種類型，其主要劃分條件應(yīng)符合下列要求：A型：其斷面由山地、城市建筑物或兩者混合組成，中間無寬敞的河谷和湖泊。B型：其斷面由起伏不大的丘陵地帶組成，中間無寬敞的河谷和湖泊。C型：其斷面由平地、水網(wǎng)較多的區(qū)域組成。D型：大部分跨越水面或海面的電路。二、微波工程建設(shè)應(yīng)考慮的系統(tǒng)問題第十頁，共三十二頁，2022年，8月28日6/16/202311微波傳播斷面應(yīng)盡量選擇A型、B型，避免或盡量減少C型和D型。數(shù)字微波通信線路傳輸段的站距選擇應(yīng)根據(jù)所選用微波設(shè)備的各項參數(shù)、所在地區(qū)的地形、氣候條件、天線高度、電波傳播及所采取的技術(shù)措施等因素來確定。站距范圍由幾百米至上百公里不等。在能夠滿足天線掛高和最大荷載要求的條件下，微波天線的安裝方式可采用獨立的微波天線塔（包括自立式鐵塔、拉線式鐵塔和水泥塔），亦可利用新、舊建筑物的物理結(jié)構(gòu)（如墻壁、樓層和樓頂?shù)龋５谑豁?，共三十二頁?022年，8月28日6/16/202312微波設(shè)備類型的選擇2微波設(shè)備類型的選擇主要應(yīng)考慮以下幾個方面的因素：傳輸容量：不同傳輸段的容量是根據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及業(yè)務(wù)需求和長遠發(fā)展來考慮確定的：4/8/16E1：簡易小微波N

x

STM-1：大微波微波頻率：微波頻率的選擇應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)仡l率資源的使用情況由無線電管理委員會確定。頻率申請原則如下：傳輸距離大于20公里的我國南方地區(qū)或傳輸距離大于30公里的我國北方地區(qū)應(yīng)選擇10GHz以下微波頻段，如：2G、4G、5G、6G、7G、8G等頻段。傳輸距離在5-20公里的我國南方地區(qū)或傳輸距離在5-30公里的我國北方地區(qū)宜選擇10GHz以上微波頻段，如：11G、13G、15G、18G等頻段。傳輸距離在0-5公里宜選擇23GHz以上微波頻段，如：23G、26G、38G等頻段。在微波頻率資源非常擁擠且申請頻率困難的地區(qū)，或用于應(yīng)急通信系統(tǒng)、臨時過度通信系統(tǒng)可選用擴頻微波設(shè)備，微波頻率為2.4G、5.8G頻段。安裝方式：安裝方式的選擇應(yīng)考慮微波傳輸電路的通信質(zhì)量等級及現(xiàn)場的安裝條件。全室內(nèi)(Full-Indoor)型室內(nèi)/室外(Indoor/Outdoor)型全室外(Full-Outdoor)型二、微波工程建設(shè)應(yīng)考慮的系統(tǒng)問題第十二頁，共三十二頁，2022年，8月28日6/16/202313系統(tǒng)建設(shè)成本3工程建設(shè)成本包括：微波傳輸主設(shè)備（信道機、天饋系統(tǒng)）成本；輔助設(shè)備（通信終端、通信電源）成本、工程土建（征地、機房、鐵塔）成本、工程安裝調(diào)試費、工程設(shè)計費、工程運輸費等等。二、微波工程建設(shè)應(yīng)考慮的系統(tǒng)問題第十三頁，共三十二頁，2022年，8月28日6/16/202314系統(tǒng)干擾考慮4采用無線傳輸方式必須要考慮好系統(tǒng)內(nèi)、外的干擾問題，才能保證系統(tǒng)的通信質(zhì)量。微波通信是無線通信方式之一，在微波工程設(shè)計階段首先應(yīng)對周圍的電磁環(huán)境做詳細的調(diào)查了解。初步確定微波頻率配置方案，并報請當(dāng)?shù)責(zé)o線電管理委員會的審批。在微波頻段劃分時，各級標(biāo)準(zhǔn)化組織已經(jīng)充分考慮了不同頻段之間的影響，基本排除了相互之間的干擾問題。目前微波設(shè)備的技術(shù)水平和抗干擾的能力均滿足電磁兼容的標(biāo)準(zhǔn)要求。對于同波段微波傳輸干擾問題，首先考慮充分利用地形、線路轉(zhuǎn)折角、分支角、極化方式來避免同頻干擾問題（這是微波工程設(shè)計工程師必須考慮的問題），其次是充分利用同一波段內(nèi)的不同波道來避免系統(tǒng)內(nèi)干擾。二、微波工程建設(shè)應(yīng)考慮的系統(tǒng)問題第十四頁，共三十二頁，2022年，8月28日6/16/202315天線系統(tǒng)配置原則1微波天線的主要電氣參數(shù)包括：天線增益（dBi）、前后比（F/B）、半功率角、駐波比微波天線的主要機械參數(shù)包括：天線口徑（m）、天線重量（kg）、天線安裝結(jié)構(gòu)根據(jù)微波傳輸質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、傳輸容量、傳輸距離、射頻頻率、地形氣候條件、天饋系統(tǒng)性能參數(shù)、分集方式及微波收發(fā)信機的各種性能參數(shù)來計算確定微波天線的口徑；根據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)及干擾計算分析情況來決定是否采用高性能微波天線或標(biāo)準(zhǔn)性能天線；根據(jù)所使用的微波頻段、天線口徑、應(yīng)用地區(qū)及安裝場合等情況來決定所采用的微波天線的機械結(jié)構(gòu)，如板狀天線或柵格天線、座式天線或掛式天線、分體天線或集成天線、進口天線或國產(chǎn)天線?？傊?，在電氣參數(shù)和機械性能能夠滿足微波傳輸標(biāo)準(zhǔn)的前提下，盡量考慮采用經(jīng)濟型微波天線。三、天線系統(tǒng)配置原則第十五頁，共三十二頁，2022年，8月28日6/16/202316天線最直接的參數(shù)三、天線系統(tǒng)配置原則微波天線的主要電氣參數(shù)天線增益（dBi）在輸入功率相等的條件下，實際天線與理想的輻射單元在空間同一點處所產(chǎn)生的信號的功率密度之比。它定量地描述一個天線把輸入功率集中輻射的程度。增益顯然與天線方向圖有密切的關(guān)系，方向圖主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。第十六頁，共三十二頁，2022年，8月28日6/16/202317前后比前后比即天線后向(180°±30°的范圍內(nèi))的副瓣電平與前向最大波束電平之差.它表明了天線對后瓣抑制的能力.前后比低的天線,天線后瓣有

可能產(chǎn)生越區(qū)覆蓋,導(dǎo)致切換關(guān)系混亂,產(chǎn)生掉話.一般來說,前后比在18～45dB之間,工程中一般應(yīng)選用前后比為30dB的天線。三、天線系統(tǒng)配置原則微波天線的主要電氣參數(shù)第十七頁，共三十二頁，2022年，8月28日6/16/202318三、天線系統(tǒng)配置原則微波天線的主要電氣參數(shù)半功率角天線半功率角就是指天線覆蓋范圍中功率下降一半這個范圍的天線角度。半功率角可以可以看成天線主要的覆蓋角度。水平平面的半功率角（H－Plane

Half

Power

beamwidth）:(45°,60°,90°等)定義了天線水平平面的波束寬度。角度越大,在扇區(qū)交界處的覆蓋越好。垂直平面的半功率角（V－Plane

Half

Power

beamwidth）:（48°,33°,15°,8°）定義了天線垂直平面的波束寬度。垂直平面的半功率角越小，偏離主波束方向時信號衰減越快，在越容易通過調(diào)整天線傾角準(zhǔn)確控制覆蓋范圍。第十八頁，共三十二頁，2022年，8月28日6/16/202319駐波比駐波比全稱為電壓駐波比。在無線電通信中，天線與饋線的阻抗不匹配或天線與發(fā)信機的阻抗不匹配，高頻能量就會產(chǎn)生反射折回，并與前進的部分干擾匯合發(fā)生駐波。SWR=R/r=(1+K)/(1-K)反射系數(shù)K=(R-r)/(R+r)駐波比總是大于1的。三、天線系統(tǒng)配置原則微波天線的主要電氣參數(shù)第十九頁，共三十二頁，2022年，8月28日6/16/202320微波頻率規(guī)劃1微波頻段的選擇應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)傳輸容量、通信網(wǎng)規(guī)劃（近期、遠期），并結(jié)合已建通信線路的現(xiàn)狀和當(dāng)?shù)貙嶋H條件綜合考慮。比如目前在GSM系統(tǒng)中使用最多的微波頻段為13GHz、15GHz；在頻率資源比較擁擠的地區(qū)（如北京市區(qū)）已經(jīng)使用18GHz、23GHz；在市郊、農(nóng)村或山區(qū)，由于傳輸距離比較長，因此應(yīng)考慮使用7GHz、8GHz。在實際的通信網(wǎng)絡(luò)中，射頻波道的配置及極化設(shè)置原則上應(yīng)盡可能降低系統(tǒng)可能出現(xiàn)的射頻干擾，減少射頻波道的使用數(shù)量及種類，提高頻率資源的利用率。該部分工作由網(wǎng)絡(luò)設(shè)計工程師結(jié)合實際電路的路由轉(zhuǎn)折角等因素提出規(guī)劃方案，請當(dāng)?shù)責(zé)o線電管理委員會審批確定。四、微波頻率規(guī)劃第二十頁，共三十二頁，2022年，8月28日6/16/202321五、勘察設(shè)計實例1、實地勘察、測量、拍照2、計算和預(yù)測鏈路的通道、配置相關(guān)的設(shè)備3、畫圖、預(yù)算、編制說明第二十一頁，共三十二頁，2022年，8月28日6/16/2023225.1勘察1、常規(guī)勘察內(nèi)容：機房平面圖、設(shè)備安裝立面圖、饋線路由圖、鐵塔示意圖、天線安裝位置、主設(shè)備安裝位置、取電端子、接地端子、時鐘端子；2、其它圖：整體府視圖、I視圖、微波路由圖、天線掛高圖、頻率分配圖、剖面圖、系統(tǒng)圖第二十二頁，共三十二頁，2022年，8月28日6/16/202323I視圖：表示天線安裝在哪個平臺，離地高度，對準(zhǔn)的方向，饋線的布放路由等第二十三頁，共三十二頁，2022年，8月28日6/16/202324俯視圖：表示天線安裝在塔上哪個支撐腳、朝向的方位、饋線路由等。第二十四頁，共三十二頁，2022年，8月28日6/16/202325拍照：把天線方向上的環(huán)境拍下來；如果是山或大建筑物，需把視線上的大約距離、山或樓的高度，記錄下來民宅山丘第二十五頁，共三十二頁，2022年，8月28日6/16/2023265.2計算