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微波与卫星通信微波与卫星通信习题库习题库2/17/20231一、选择题二、填空题三、判断题四、简答题五、简单计算题六、应用题2/17/20232简答题 11.11.分集方式及实质。分集方式及实质。答：分集方式主要有空间分集、频率分集、混合分集、时间分答：分集方式主要有空间分集、频率分集、混合分集、时间分集、站址分集、角度分集等。无论哪种分集方式，都是利用在集、站址分集、角度分集等。无论哪种分集方式，都是利用在不同的传播条件下，几个微波信号同时发生深度衰落的概率小不同的传播条件下，几个微波信号同时发生深度衰落的概率小于单一微波信号同一衰落深度的概率来取得分集改善效果的。于单一微波信号同一衰落深度的概率来取得分集改善效果的。12.12.常用的调制方式有哪些？目前最常用的是哪种调制方式？常用的调制方式有哪些？目前最常用的是哪种调制方式？答案：答案：4 4种调制方式，其中种调制方式，其中PSKPSK和和QAMQAM最常用。最常用。幅移键控幅移键控(ASK)(ASK)：用数字基带信号改变载波：用数字基带信号改变载波A A，WcWc和和 不变。不变。频移键控频移键控(FSK)(FSK)：用数字基带信号改变载波：用数字基带信号改变载波WcWc，A A和和 不变。不变。相移键控相移键控(PSK)(PSK)：用数字基带信号改变载波：用数字基带信号改变载波，WcWc和和A A不变。不变。正交振幅调制正交振幅调制(QAM)(QAM)：数字基带信号改变载波：数字基带信号改变载波 和和A A，WcWc不变。不变。2/17/20233简答题 13.微波传播的过程中按照传播机理划分存在哪些衰落？答案：自由空间传播衰落、大气吸收衰落、雨雾散射衰落、K型衰落、多径衰落、波导型衰落、闪烁型衰落14.微波传播的过程中存在哪些衰落？答：根据不同的角度分类，可以将衰落分为很多类。根据衰落产生的机理，可以将衰落分为波导型衰落、k型衰落、闪烁衰落、雨雾衰落、吸收衰落和自由空间传播衰落等。根据衰落时间的长短，可以将衰落分为快衰落和慢衰落。根据接收电平的高低，可以将衰落分为上衰落和下衰落根据衰落对信号的影响，可以将衰落分为频率选择性衰落和平衰落。2/17/20234简答题 15.对抗衰落技术中有哪两类？分别包含什么？答案：两种技术，见下表：16.工程设计中主要有几种方法可以降低多径衰落的影响。答案：方法一：利用某些地形、地物阻挡反射波 方法二：高低天线法 方法三：空间分集分 类对抗效应自适应均衡波形失真分集接收技术功率降低和波形失真2/17/20235简答题 17.请描述为何高低天线法可以有效降低多径干扰的影响通过天线高低技术，可以利用天线的高度差将反射点移至靠近路径的端点，以减小余隙的变化范围，从而有效地减轻反射衰落；同时通过调整高度差，有可能将反射点从高反射系数表面（如湖面）移至低反射系数表面（如干燥地区）。18.请简要描述为什么一般情况下雨衰和多径衰落不会同时发生。主要有以下两个原因。1、多径衰落对10G以下微波影响较大，雨衰对10G以上微波影响较大。2、在雨衰的时候，雷雨的强电流对反射波造成很大损耗，因此一般认为强降雨时，多径衰落影响较小。2/17/20236简单计算题1.某微波中继线路d=50km，工作频率f=7 G赫兹，试求两站中点处的第一菲涅耳半径F1和自由空间余隙（最小菲涅耳半径F0）。解：F1=（1/2）（3108/7109）50000）0.5=23.1mF0=F10.577=13.4m2.设两个微波站的距离为60km，频率为8G赫兹，计算自由空间的传播衰减。解：Lf=92.4+20lg60+20lg8=146dB3.已知发信功率为1W,工作频率为3GHz,两站相距40Km,收发信天线增益Gr=Gt=40dB,收发系统馈线及传输总衰耗为5dB,求自由空间条件下,接收机输入电平及输入功率值。解：Lr=(30+40+40)-(92.4+20lg40+20lg3+5)=-29dBm-29=10lg(Pr/1mW)于是 Pr=1.26W2/17/20237简单计算题4、已知发信功率Pt=1W，工作频率f=3800MHz，两站相距45km，GtGr39dB，LftLfr2 dB，LbtLbr1 dB。求：在自由空间传播条件下接收机的输入电平和输入功率。解 由已知条件站距d45km，工作频率f=3800MHz，由公式（4-4），可求得 Ls（dB）=32.4+20lg 45+20lg 3800137 dB将Pt=1W换算成电平值：Pt=10lg1000mW30 dBmPr（dBm）Pt(dBm)+(Gt+Gr)(LftLfr)(LbtLbr)Ls30+(39+39)-(2+2)-(1+1)-137=35 dBm若求收信机的输入电平时，只要将电平值取“反”对数即可。Pr（dBm）10logPrPr（mW）10-3.5mW0.32W2/17/20238简单计算题5某平原地区的数字微波通信线路用于数据传输，线路长度为1000km，通信频率为7GHz，全线路误码率为10-6时的中断概率为0.01，该中继段站距为40km。求衰落深度。解：由公式（4-33），可求出该中继段衰落的瑞利概率为Pr将KQ10-9（平原）、f7GHz、d40km 代入，得Pr10-971.2（40）3.50.418%将全线路的中断深率进行指标分配，2/17/20239简单计算题在40km的中继段上分到的允许中断概率为Px0.01%0.0004%由公式（4-35）可算出衰落深度为 Fd（dB）10lg 30.2dB2/17/202310简单计算题6已知某个33的交换矩阵如下，请根据上述分帧编排法找出其基本分帧矩阵D1和剩余矩阵D2。P105-1062/17/202311简单计算题（2 2）为了满足临界条件从）为了满足临界条件从D1 D1 的的d d1111，d d3232中分别退回中分别退回1 1和和3 3个单元到个单元到D D。2/17/202312简单计算题2/17/202313应用题1.一跳40公里微波，频率为6Ghz，A型断面，其他参数如下：发射功率Pt=32dBm 发射端分路损耗Br(T)=1.5dB,接收端分路损耗Br(R)=1.5dB 发射天线增益G(T)=40dB 接收天线增益G(R)=40dB 接收机BER=10-3的接收门限 Pth=-80dBm 请根据瑞利平衰落中断率公式（如下）算出系统中断率式中，KQ：与气象、地形有关的参数，取值见下表 d：站距(km)；f：工作频率(GHz)；B=1；C：与断面有关的参数 FM：平衰落储备(dB)式中K、Q、C取值见下表：2/17/202314应用题断面类型KQCA型(高干燥地区)1.58x10-41.2B型(大陆温带，及丘林地区)1.48x10-51.96C型(沿海温带平原)2.88x10-52.2D型(阔海地区)2.29x10-63.262/17/202315应用题答案：第一步：算出自由空间损耗Ls公式为：Ls=92.4+20lg(D)+20lg(f)=92.4+20lg(40)+20lg(6)140dB第二步：算出接收电平PrPr =Pt-Br(T)+G(T)-Ls+G(R)-Br(R)=32-1.5+40-140+40-1.5=-31dBm第三步：算出平衰落储备FMFM=Pr-Pth=-31-80=49dB第四步：计算A型断面瑞利平衰落概率Pmf=1.58*10-4*6*401.2*10-4.9=9.98*10-72/17/202316应用题2.某学生设计了一个在平原地区的SDH微波通信系统，如下图。其中甲乙丙三个站在一条直线上，乙站为下话站。距甲站21公里位置有一个湖泊，距丙站15公里处有一座高30米的小山。试分析该设计中存在的问题，并提出解决方案。甲站天线高度：30米发信频率：7120MHz 7320MHz收信频率：6940 MHz 7140MHz乙站天线高度：20米40米发信频率：6940MHz 7120MHz 7140MHz7320MHz收信频率：7120MHz 6940 MHz 7320MHz7140MHz丙站天线高度：30米发信频率：6940MHz 7140MHz收信频率：7120MHz 7320MHz乙丙相距20公里甲乙相距42公里湖泊小山2/17/202317解：甲乙站正中有湖泊，是强镜面反射干扰，需采用空间分集；甲丙两站只相距62公里，且在同一直线上，容易形成越站同频干扰，故不能采用同一收发信频率；分析该方案中的收发信频率发现，7120*2-7320=6920，过于接近6940的收信频率，容易引起三阶交调失真，属频率设置不当；(注释：第六章)甲乙两站站距有42公里，根据天线高度计算理论传播距离为d=4.12*(30+20)=40.99km 42km(注释：4-41)2/17/202318故应该升高天线高度计算小山处的F1=(300*5*15/7.32/20)0.5=12.40m(注释：4-7)于是F0=0.557*F1=6.9m(注释：4-12),而该点的地球凸起高度为Hb=1000*5*15/2/6370=5.9m，(注释：4-21)所以该点的路径余隙是Hc=(40-30)*（15/20）-Hb=1.6m F0 F1这样，即使算上大气影响，乙丙两站间也是半开电路，需要升高天线高度。2/17/202319
