大容量数字微波抗衰落措施的研究

山西广播电视无线管理中心1125台 张 斌

随着大容量数字微波技术的发展，数字微波技术所能传输的信息容量越来越大，有力的推动了数字微波技术在广播电视、民用通信等领域的应用，为人们带去更高质量的数字微波通信服务。为更好的推动大容量数字微波技术的发展，本文以影响大容量数字微波技术的衰落因素进行探究，然后针对所分析的衰落因素，提出抗摔落的具体措施。

在大容量数字微波通信传输时，常常因遭遇大气运动、高山、建筑物的影响，而出现大容量数字微波衰落现象，表现为大容量数字微波信号的失真、质量下降、中断等现象，影响大容量数字微波通信的有效传输。而随着大容量数字微波通信技术的发展，抗衰落措施成为影响大容量数字微波通信技术应用的重要技术手段，为使大容量数字微波通信技术抗衰落能力得到有效提升，应针对障碍物采取相对应的措施，如接收分集、组成环路自愈网等。

1 影响大容量数字微波通信技术的衰落因素

大容量数字微波通信技术的信号主要是在空气中传播，在经由中继站向远方传输的过程中，虽然微波的穿透性较好，但在遇到极端天气、较多障碍物的情况下，便会出现信号衰落现象，其对大容量数字微波通信技术的影响如下。

1.1 大气层运动引发的信号衰落现象

大容量数字微波通信技术是使用波长在0.1mm-1m之间的微波，在空气中进行传播的一种技术，随着数字微波通信技术容量的提升，其在空气中进行传播时，主要是在5000m以下的平流层进行传输。当大气层的平流层产生较大的运动时，大容量数字微波通信便会受到平流层运动的影响，出现一些信号衰落现象。当平流层运动较为激烈时，平流层中的气体分子会与大容量数字微波通信技术中波长低于2cm的微波产生共鸣，并吸收这些微波，与气体分子相中和，导致大容量数字微波通信技术出现信号丢失现象。当平流层运动较为激烈，且出现了较大规模的雷雨天气时，受大气层运动的影响，大气层中的气体分子、水分子较为活跃，对大容量数字微波通信技术中的微波产生较强的反射、折射、吸收等现象，导致大容量数字微波通信技术出现较为严重的信号衰落，甚至是信号中断的问题，严重影响着大容量数字微波通信技术的正常进行，此时大容量数字微波通信技术表现为微波的振幅和相位波动起伏，出现严重的不稳定现象，信号严重失真，接收端所能接收到的信号较少，无法完整的呈现大容量数字微波所搭载的信息。

1.2 地形所引发的信号衰落现象

地形是影响大容量数字微波通信技术应用的重要因素之一，大容量微波在平原地带与山区传输时，其传输效率差异较大。当大容量数字微波在平原地带传输时，因平原地带空间开阔，大容量数字微波传输效率较好，难以出现信号衰落的现象，对大容量数字微波的影响微乎其微，但并不意味这平原地区对大容量数字微波变没有影响。平原地区的昼夜温差较大时，尤其是早晚的时候，其空气中水分子含量较大的情况下，便会对大容量数字微波产生一定的折射现象，导致大容量数字微波出现信号衰减的现象，不过相比较大气层运动、山区对大容量数字微波的影响，平原地区对大容量数字微波的衰落影响整体上较小。在山区，因山峰回绕、山势较高的影响，大容量数字微波在进入山区时，常常被反射、折射，出现大容量数字微波信号失真、中断等现象。且山区地区的昼夜温差更大，平流层运动加剧，更使得山区地区的微波信号容易出现衰落现象。山区地区的大容量数字微波信号衰落主要为深衰落和快衰落现象，即衰落程度较大，对大容量数字微波的影响很大。

1.3 反射波所引发的微波信号衰落现象

反射波是指大容量数字微波在传输过程中，因遇到各种障碍物，所引发的一种反射现象，其表现为电平衰耗的加剧或减少。当大容量数字微波在传输时，遇到刀刃形状的障碍物时，受到刀刃形状障碍物的影响，大容量数字微波便会产生反射现象，为保障大容量数字微波的传输，大容量数字微波的电平衰耗将加大至少6dB。当大容量数字微波遇到障碍物阻挡信号的K值时，便会因为障碍物超出了K值而引发信号衰落现象。对抗反射波所引发的微波信号衰落现象，需要从微波信号的传输路径、天线角度等进行调整。

1.4 天线与馈线所引发的微波信号衰落现象

大容量数字微波的天线和馈线也会引发微波信号衰落现象，区别于障碍物所引发的微波信号折射、反射现象，大容量数字微波的天线和馈线是因为工作劣化而引发的微波信号衰落现象的发生。当大容量数字微波通信设备的天线和馈线因为螺丝松动、绝缘线皮破裂或脱落时，都会使大容量数字微波通信设备的天线和馈线无法正常工作，加大大容量数字微波通信设备的功耗，致使大容量数字微波通信设备的温度上升，因工作环境的温度加大，在微波信号从天线发出时便受到了干扰，从而出现了大容量数字微波信号衰落的现象。此外在大容量数字微波天线和馈线中，所使用的为空芯软波导，当空芯软波导中气体未排干净时，便会因为有气体的存在，而引发大容量数字微波信号衰落现象的出发。

2 针对大容量数字微波衰落的有效措施

2.1 接收分集技术

针对大气运动、平原和山区等所引发的大容量数字微波衰落现象，可通过接收分集技术进行解决。接收分集技术是指通过对大容量数字微波的空间、频率进行分集，实现对平流层运动、山区折射的有效对抗，以此来降低大气层运动、山区障碍所引发的大容量数字微波衰落问题。首先在空间分集方面，大容量数字微波下的接收分集是指面对微波信号的发射方向，在不同的角度上架设多个接收信号的天线，扩大对微波信号的接收，然后通过各天线接收到的微波信号，将其进行综合处理后，输出为音视频或文字，达到对抗大气运动、山区障碍引发的信号衰落现象。空间分集虽然能够有效对抗因障碍反射所引发的微波信号衰落问题，但是空间分集也有其弊端，即面对雨雪天气时，当大容量数字微波信号衰落较为严重时，尽管接收到较多的平行信号，但是空间分集并不足以保障微波信号的稳定。因而空间分集技术适用于大容量数字微波信道较多、传输路径固定，且雨雪天气较少的地区。

其次在频率分集方面，区别于空间分集技术，空间分集是指在大容量数字微波通信的接收端和发射端，同时使用两个以上的频率或信道，将其合并在一起发送或接受微波信号。在将两个及以上的频率或信号合并后，微波信号在两个频率或信号中进行传播，能够有效的对抗因反射、折射而引发的信号衰落现象。接收端在接收到两个频率或信道的信号后，并对其进行合成处理，实现接收微波信号的目的。频率分集的抗衰落效果较好，能够有效的解决因微波信号衰落而引发的信号失真问题，但是频率分集因使用两个以上的频率或信道，如果与其他微波信号的频率或信号相同时，彼此之间会产生干扰，因而频率分集技术不适用于微波发射设备较多的地区，否则会因为频率和信道之间的相互干扰，而导致抗衰落效果较差。

2.2 环路自愈网技术

环路自愈网技术是利用微波传输的特性，充分发挥大容量数字微波通信技术、设备的优势，而组成的微波信号传输环路，利用微波信号在组成的环路中的多次传输，实现对抗大容量数字微波衰落现象的目的。首先要充分发挥大容量数字微波通信中继站的作用，将多个中继站连接在一起，组成环路自愈网，自愈网的范围越大越好，但当相邻中继站的距离较远时，则所组成的环路自愈网效果将大打折扣。其次在组成的环路自愈网中，任何一个中继站点都将从两个方向发射和接收大容量数字微波信号。当一个方向的大容量数字微波信号出现衰落现象时，可启用另一个方向的接收设备，接收大容量数字微波信号，以此来对抗大容量数字微波信号衰落的问题。因环路自愈网中的中继站均是从两个方向接收和发射微波信号，因而在环路自愈网中，微波信号的传输是多方向和多次数的，通过多次的传输，增强微波信号的有效性，从而大大对抗因大容量数字微波衰落而出现的信号失真度较高的问题。

2.3 自适应均衡技术

自适应均衡技术是利用在大容量数字微波中的自适应均衡器，当出现大容量数字微波衰落现象时，自适应均衡器对频域、时域分别进行调整，达到对抗大容量数字微波衰落的目的。自适应均衡器分为时域自适应均衡器和频域自适应均衡器。当大容量数字微波因频率或信道被干扰而出现衰落现象时，可通过频域自适应均衡器的调整，对大容量数字微波的频率或信道进行调整，更换其他频率或信道发射微波信号，防止相同频率的微波信号所引发的干扰现象。当大容量数字微波中电路衰落现象导致微波信号传输出现了衰落现象时，可通过时域自适应均衡器的调整，缩短电路两个波之间的时间，从而有效对抗大容量数字微波衰落现象。

结语：在大容量数字微波的应用过程中，衰落问题的存在一直困扰着大容量数字微波工作人员，通过对影响大容量数字微波的因素进行分析，并提出相应的对策，有助于解决大容量数字微波衰落问题，促进大容量数字微波更进一步的应用。