CN1148760A - 双网绕射无源中继通信系统 - Google Patents

Abstract

一种双网绕射无源中继通信系统，其特征是，在两个有源端站之间的两个阻挡点上分别各设置一个微波无源绕射网中继器，端站采用标准设备，可实现通信。其优点是，在具有两个高山阻挡点的电路中，完全取消了高山有源中继站，提高了传输可靠度，方便了使用维护；在高山阻挡点无需电、路、机房和派人值守；可达到国际电信联盟ITU-Rec，594文件建议的高质量电路指标，实际中断率指标远好于应分配指标。适用于高山阻挡时绕射无源中继通信。

Description

双网绕射无源中继通信系统

本发明属于微波通信传输的无源中继系统，特别涉及一种连续两次插入微波无源绕射网中继器组成的通信系统。

在山区的微波通信工程建设中，常常存在山峰阻挡电波传播，无法实现直视通信的难题。当两个有源站之间只存在一个阻挡点时，可插入一个无源绕射网中继器，克服阻挡，实现通信，见中国专利申请“96215855.0微波无源绕射网中继器”。

当两个有源端站之间存在两个阻挡点时，目前，只有三种解决方案：一是利用迂回方法，设置一个高山有源中继站，此站分别到两个有源端站均能满足直视通信条件即可；二是在两个有源端站之间的任一阻挡点上设置一个高山有源中继站，然后在另一阻挡点上再设置一个微波无源绕射网中继站，组成一个有源中继加无源绕射网中继的混合二元中继系统；三是当设置一个迂回有源中继站也不能实现通信时，只有在两个有源端站之间增加两个高山有源中继站来克服阻隔，才能实现通信，以上办法都离不开建造高山有源中继站，因此造价昂贵，施工困难。

本发明的目的是，提出一种双网绕射无源中继通信系统，即在两个阻挡点上分别各设置一个微波无源绕射网中继器，与两个有源端站组成一个连续双网绕射无源中继的通信系统。根据惠更斯—费涅尔原理，用绕射网单元来控制惠更斯源的相位变化，达到提高两个有源端站的接收场强，克服双峰阻隔，实现通信的目的。

本发明的双网绕射无源中继通信系统，由设置在两个有源端站的系统设备及该两个有源端站之间的两个高山阻挡点上的微波无源绕射网中继器构成，系统设备为现有的标准设备，由复接器、数字处理单元、调制解调器、收信单元、发信单元、分支滤波器组成，其特征是在发信单元功放出口到分支滤波器之间，外加10W功率放大器；微波无源绕射网中继器由塔柱、网幕组成，网幕由平行排列的多个网体单元构成，塔柱顶端设有吊索导向滑轮，其特征是，网体单元设有增强网体刚度的上、下横梁及连结网体单元的垂直吊索；网幕设有群索斜拉、导向固定在塔柱柱身上的悬挂结构。

本发明的双网绕射无源中继通信系统的优点是，在具有两个阻挡点的电路中，完全取消了高山有源中继站，提高了传输可靠度，方便了使用维护。因为微波无源绕射网中继器不需电源，不修道路，不建机房，一般不要人员值守管理，因此用这种方法建造的系统可靠性高，造价低；与目前三种解决方案相比，可节省巨额工程投资。

由双网无源绕射中继通信系统设计组成的技术方案，可以达到国际电信联盟ITU-RRec.594-3文件建议的高质量电路指标。实际中断率指标：在BER＝1×10^-3时，好于应分配指标约1个量级；在BER＝1×10^-6时，好于应分配指标约2个量级。使两个有源端站之间电路在接收端电平提高，同时又可对快衰落和外来干扰信号进行较强的抑制，达到可靠通信的目的。

适用于两个阻挡点，或多阻挡点时的绕射无源中继通信系统。

以下结合附图及实施例，对本发明的双网绕射无源中继通信系统的通信方法作一具体描述。

图1是A、B两个有源端站之间的地形剖面图

图2是微波无源绕射网中继器的构造示意图

图3是系列设备的配置方块图

由图1可见，图中M₁、M₂为两个阻挡山峰的代号；d₁为A到M₁的路径距离；d₂为M₁到M₂的路径距离；d₃为M₂到B的路径距离；d为A到B的路径距离；K为等效地球半径系数。

图1中的参数均为不固定的变值。其值的大小是根据任一实际地理位置的距离和地形的不同而不同。为了进一步描述本方法达到的性能，现以具体参数代入图1。代入的具体参数如下：d₁＝45km；d₂＝5km；d₃＝55km；d＝105km；A站天线的海拔高度h_A＝453m；B站天线的海拔高度h_B＝253m；M₁点山峰的海拔高度h_M1＝955m；M₂点山峰的海拔高度h_M2＝950m；K＝0.92。

设M₁点对AB连线的阻挡高度为H_CM1；M₂点对AB连线的阻挡高度为H_CM2。经计算H_CM1＝818.074m；H_CM2＝826.87m。

在上述参数条件下，如果A到B的系统设备使用8GHZ频段，按CCIR Rec.F386-4ANNEX1波导配置，采用1＋1主备波导工作，开通34MBt/S(480路)数字微波为使用条件进行分析。

系统设备以NEC公司TRP-8G34MB-2500系列数字微波设备参数为例，Pt＝30dBm；BER＝1×10^-3的门限接收电平为-86.5dBm；BER＝1×10^-6的门限电平为-82.5dBm；收发分支损耗为8dB；由图3可见，系统设备由复接器11、差分器12、数字处理单元13、调制器14、解调器15、收信单元16、发信单元17、分支电路18组成，在发信单元功放出口到分支电路之间，外加10W功率放大器19。图中20为切换器。

发信支路：从复接器→差分器→分别从主用通道和保护通道的数字处理单元→调制器→发信单元→外加功率放大器→分支电路→天线；

收信支路：两个通道的信号从天线来→分支电路→分别到主用通道和保护通道的收信单元→分别经解调器→数字处理单元→切换→复接器。

A、B站的拋物面天线采用中国国家标准的高性能WTG40-77D天线；口径为4.0m；增益为47.9dB；单极化；

A、B站的馈线采用中国制造的椭圆波导。驻波化小于1.1；中心频率衰减为6dB/100m；收发馈线长度为50M；

A、B站的发信信道，在NEC，TRP-8G34MB-2500系列功放出口到分支电路之间加装自行研制的FET10W功率放大器。

在M₁、M₂点的山峰上，分别建造一个微波无源绕射网中继器。每个中继器的增益设计为28.28dB(网幕按6个网体单元设计)。

由图2可见，微波无源绕射网中继器由塔柱、网幕组成，网幕由平行排列的多个网体单元3构成、塔柱1顶端设有吊索导向滑轮2，网体单元设有增强网体刚度的上、下横梁4、5及连结网体单元的垂直吊索6；网幕设有群索8斜拉、导向固定在塔柱底节9及塔柱身10上的悬挂结构。图中，7为吊索连接板。

A、B电路(105km)在8GHZ频段时的自由空间损耗为150.9dB。

M₁、M₂两阻挡山峰在8GHZ频段的绕射损耗经计算为75.87dB。

系统中预留3dB损耗作为计算误差。

系统达到的性能：系统接收电平：Pr＝-48.41dBm；系统电平储备：BER＝1×10^-3时，M＝38.09dB；BER＝1×10^-6时，M＝34.09dB。

Claims (3)

1、一种双网绕射无源中继通信系统，由设置在两个有源端站的系统设备及该两个有源端站之间的高山阻挡点上的微波无源绕射网中继器组成，其特征是，在两个高山阻挡点上分别各设置一个微波无源绕射网中继器。

2、如权利要求1所述的双网绕射无源中继通信系统，其特征是，在发信单元功放出口到分支电路之间，设有10W功率放大器。

3、如权利要求1所述的双网绕射无源中继通信系统，其特征是，微波无源绕射网中继器的网体单元设有增强网体刚度的上、下橫梁及连结网体单元的垂直吊索，网幕设有群索斜拉、导向固定的悬挂结构。

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