微波传输中的信号衰落与控制策略

山西广播电视无线管理中心 解 顺

随着微波在移动网络、广播电视、安防监控等多个领域的应用，微波传输有力的推动了各行各业的发展，为人们的生活和工作带去便利，满足了人们对通信、娱乐的需求。但在微波信号传输过程中，信号衰落是影响人们体验的重要因素，影响到微波传输事业的发展。本文就微波信号传输过程中的信号衰落现象，提出相对应的控制策略，以有效保障微波信号的高质量传输。

信号衰落是微波传输中常见的故障，当微波发射装置发射出微波信号以后，微波信号在大气层中进行快速传播，受各种因素的影响，如气候因素、地面环境、电磁环境等，微波信号在干扰、反射、障碍物阻挡等作用下，出现信号衰落的现象，接收终端所能接收到的微波信号较少，且微波信号强度较弱，出现音画不清晰的现象，直接影响人们的使用体验。应用于军事方面的微波通信，在出现信号衰落现象后，更是关系到军事工作的安全，因而在应用微波通信技术的过程中，必然要采取相对应的控制措施，以有效应对微波信号衰落现象，将其对微波传输的影响降低到最低。

1 微波传输信号衰落的原因分析

1.1 复杂地面环境的影响

地面环境对微波传输的影响较为直接，尤其是复杂的地面环境中，如丘陵、山地、高楼大厦，微波信号受到建筑物、山石、树木等阻挡，容易产生吸收、阻碍、反射等现象，直接导致微波信号的衰落现象出现。越是复杂的地面环境，对微波传输的影响就越大，尤其是在现代建筑物不断增多，高楼大厦林立的城市环境中，对微波传输的影响较为明显，信号衰落现象也较为突出，需要着重于解决城市环境中的信号衰落问题，以保障人们的通信和收视需要。

1.2 多种气候因素的影响

微波信号在传输过程中，当遭遇异常气象时，会受到异常气象的影响出现信号衰落的现象。气象对微波传输的影响是不可避免的，如发生雷雨天气时，受雷雨天气的影响，大气层中的电磁波较为活跃，微波信号受其他各波段电磁波的影响，干扰现象大大增多，微波信号与其他波段电磁波信号夹杂在一起，形成较为严重的信号衰落问题，直接导致微波信号强度、质量下降。此外大风、台风、地震等恶劣气象都会导致微波信号的传输出现信号衰落的现象，如大气层中的下对流层，当下对流层中的流体分子产生振动现象后，在下对流层中传播的微波信号受到干扰而出现信号衰落的现象。

1.3 反射波造成的信号衰落

微波信号的传输在遭遇到一些异常因素时，会产生反射现象，微波信号的频率在2-20GHz，微波信号的传播途径会出现各种各样的障碍物，在遇到这些障碍物的阻挡时，微波信号的功耗会加大，受微波信号功耗加大的影响，微波信号出现电平衰耗现象，且电平衰耗的速度会随着微波信号的传输而不断下降，从而造成信号衰落现象的出现。

2 有效控制微波信号衰落的策略

2.1 加强微波信号的控制管理工作

在应对微波信号衰落的工作中，要从管理层面出发，加强对微波信号传输工作的管理力度，完善微波信号传输的日常管理与维护工作，确保微波发射、接收装置的安全稳定工作。首先要加强对微波发射设备的维护与管理，微波发射设备运行状态的良好与否，直接关系到微波信号的强度、方向、稳定等重大问题。当微波发射设备出现相应故障时，会引发微波传输的信号衰落现象，因而对微波发射设备的维护工作非常重要，是保障微波发射设备长期稳定运行、抗信号衰落的保障举措。管理部门要明确微波发射设备、机房的管理制度、岗位人员职责，要求工作人员必须按照微波发射设备、机房的管理制度开展工作，不允许违规开展作业；维护好机房的环境，定期做好微波发射设备、天馈系统等维护工作，形成相应的工作记录；对微波发射设备的运行状态、异常情况、故障灯灯信息做好详尽记录，在发生故障以后，便于从详尽记录中查找微波发射设备的故障原因。其次要建立微博传输中信号衰落的应急预案，尤其是应对恶劣气候的预案。如制定应对雷雨天气的预案，以有效应对雷雨天气导致的微波信号衰落问题。在制定相应的应急预案时，应综合技术人员、客户反馈等信息，找到恶劣气候下微波信号衰落的痛点，进而提高解决措施的针对性。

2.2 应用多种控制技术

随着微波信号抗衰落技术的发展，目前已出现多种有效抗微波信号衰落的技术，如分集控制技术、环路自愈网技术、自适应均衡控制技术等，根据微波传输通道，可灵活的选用一种或多种微波抗衰落控制技术，形成相应的微波信号抗摔落方案，具体来说可采用如下多种微波抗衰落控制技术：（1）分集控制技术。分集控制技术是一种应用在收信机装置的控制技术，通过两个及以上的天线接收来自不同方向的微波信号，并使用两个及以上的信道传输和接收微波信号；将接收到的微波信号，经过滤波处理以后合并到一起再传输出去，从而达到增强微波信号强度和质量，抵抗微波信号衰落的目的。按照分集控制技术的应用方式，可分为混合分集模式和空间分集模式两种，以空间分集为例，该技术应用较为广泛，空间分集是由空间分集发送和接收两个系统组成，为增强对微波信号的接收效果，空间分集会按照不同的高度架设多个天线，以有效接收来自不同方向和信道的微波信号、发送多个方向和信道的微波信号。在天线接收到微波信号以后，对相同的微波信号进行合并处理，合并技术有最大比合并技术、等增益合并技术等。如最大比合并技术，最大比合并技术是根据微波信号的信道、波段，按照适当的增益系数，放大所接收到的微波信号，达到同相相加的效果，经检测器检测相干检测合格以后再次进行传输，从而达到放大微波信号、减少微波信号信噪比的效果，保障了微波信号传输的可靠性，是抗衰落的有效措施。空间分集技术具有高增益、适应性强的特点，在复杂地形中应用效果较好，尤其是在城市地形中，通过架设的多个接收电线，按照不同的角度和方向进行调整，接收来自多个方向的两个以上的微波信号，再通过信号合并技术实现微波信号的高增益进行输出，从而大大提升了微波信号传输过程的稳定性。（2）环路自愈网控制技术。环路自愈网控制技术的研发与应用，能够起到较好的抗衰落作用。它的原理是根据微波传输通道，在微波传输通道中建设若干个传输站点，起到微波信号中继的作用，通过若干个微波传输站点的中继、连接，组成一个微波信号传输网络。在组成的环路自愈网中，每个微波传输站点都至少能够接受两个及以上方向的微波信号，大大提升了微波信号传输的稳定性。当一个方向的微波信号发生故障时，从另一个方向传输过来的微波信号仍可以继续传播，从而使环路内的微波信号不断传输，起到自愈的作用。环路自愈网控制技术可有效的应对城市中的高楼大厦、丘陵和山地地形，通过所组件的微波信号传输环路，可有效解决因复杂地形的阻挡、折射所引发的微波信号衰落问题，保障微波信号的传输。但是环路自愈网控制技术需要定期对各微波传输站点进行检修，调整天线的方向和角度，才能够起到稳定传输的作用。（3）自适应均衡控制技术。自适应均衡控制技术是一种可实现自动控制、调整微波信号的信噪比，放大信号幅度，实现微波信号可靠传输的先进技术。自适应均衡技术可分为频域和时域控制两种，分别针对微波信号传输过程中的频域和时域，通过分布于时域和频域中的控制器，实现微波信号的自动均衡调制。频域均衡控制是利用滤波器的特性实现对微波信号的调节，达到降低微波信号传输过程中的衰落问题。但频域均衡控制在微波中的应用需要满足无码间干扰的条件，因而频域均衡控制的应用没有时域均衡控制应用广泛。时域均衡控制可分为线性均衡器和非线性均衡器，时域均衡器在微波传输中的应用，可以根据信道特性的变化进行调整，能够有效地减小码间串扰，达到降低微波信号因干扰而引发的强度下降、衰落等问题。自适应均衡控制技术的应用，能够有效的降低微波信号传输中的衰落问题，但为提高抗衰落的质量，可同时使用频域均衡控制和时域均衡控制，以起到更好的抗衰落的效果。

2.3 加强对维护人员的培训力度

维护人员担负着微波发射设备的维护和保养工作，尤其是多个发射站点和中继站点的微波网络，更需要相应的维护人员及时进行维护，因而维护人员的工作能力、业务知识直接关系到微波传输的重大问题。为有效提升微波传输的质量，应当加强对维护人员的理论知识与实践能力方面的培训工作。通过理论知识方面的培训，让维护人员掌握关于微波衰落的理论知识，便于在日后的维护工作中，根据微波传输的衰落现象及时的采取相应的措施。通过实践能力方面的培训，增强维护人员维修微波发射装备的能力，通过对微波发射设备、接收设备的维护工作，保障微波发射和接收设备的正常运行。

结语：在微波传输过程中，受到地形、气候等多种因素的影响，微波信号的传输会出现衰落的现象，面对此问题，为有效解决这一问题，需要加强对维护人员的培训，增强维护人员的业务水平和实践能力，采取多种抗衰落技术，解决因为微波信号衰落所引发的微波信号质量下降的问题。