總共介紹四種傳統(tǒng)的無線技術(shù):廣播、雷達(dá)、衛(wèi)星通信和點(diǎn)到點(diǎn)微波,上篇先介紹前面兩種:
1.廣播
廣播屬于一對多系統(tǒng),即一個(gè)發(fā)送者多個(gè)接收者,也就是沒有為接收方提供與發(fā)送方直接的通信,被廣泛應(yīng)用于AM無線電廣播、FM無線電廣播和電視。
廣播公司必須遵守一些約束,有頻率、地域和功率約束。每個(gè)廣播公司會(huì)被分配一個(gè)信道(頻率范圍),它們只能在這個(gè)信道內(nèi)傳送RF能量。為了維護(hù)秩序,其他任何人靜止在這個(gè)頻率范圍內(nèi)發(fā)送廣播。地域約束就是授權(quán)一個(gè)廣播公司在A地使用該頻率,該公司不能把它延伸到B地,因?yàn)椋碌匾灿锌赡苡辛硪粋(gè)廣播公司使用該頻率,否則會(huì)互相干擾。功率超過某個(gè)值,由于發(fā)送機(jī)輸出濾波器不理想,會(huì)對鄰近頻率產(chǎn)生干擾。
2.雷達(dá)
雷達(dá)(radar)用無線電波來探測物體,F(xiàn)CC給雷達(dá)分配了專門的頻帶,一些雷達(dá)分配的頻帶如下表:
用RF輻射信號的波速寬度描述非全向天線的天線方向圖有多寬,射頻能量可以在一個(gè)寬方向圖或一個(gè)窄放線圖內(nèi)輻射,如下圖:
雷達(dá)的工作原理很簡單,當(dāng)RF信號遇到固體物體時(shí),RF能量的一部分會(huì)被反射。被反射的RF能量越多,相應(yīng)的物體就容易被發(fā)現(xiàn)。它與被測物體的尺寸無關(guān),但與物體的雷達(dá)橫截面(輪廓)面積有關(guān)。因此,足球比釣魚竿更容易被雷達(dá)發(fā)現(xiàn)。雷達(dá)測距就是利用距離=速度x時(shí)間,式子中速度等于光速,時(shí)間為發(fā)射RF射頻到接受到的時(shí)間除以2,這樣就可以求出距離了。雷達(dá)運(yùn)用一定的波速寬度來掃描,來測定物體的方位,波速寬度越窄,天線在掃描中移動(dòng)越頻繁,測得的精度越高。雷達(dá)確定速度是應(yīng)用多普勒效應(yīng),尋找出與發(fā)射信號頻率相比產(chǎn)生了頻移的信號,多普勒雷達(dá)對靜止的物體并不敏感。
下篇介紹衛(wèi)星通信和點(diǎn)到點(diǎn)微波:
1.衛(wèi)星
衛(wèi)星技術(shù)是為了解決RF行為視距傳輸局限而提出的,如果地球是平坦的,這種視距不回成問題。攜帶足夠能量的任何方向的發(fā)射信號都能到達(dá)它的目的接收機(jī),這是針對短距離而言的。當(dāng)RF信號需要長距離傳輸時(shí),就會(huì)出現(xiàn)問題,接收機(jī)由于地球曲率存在可能接收不到信號,如下圖所示:
當(dāng)接收下行鏈路信號時(shí),蝶形天線擔(dān)當(dāng)漏斗反射體,它讓盡可能多的RF能量進(jìn)入蝶形天線,蝶形天線用RF反射材料制成。蝶形天線越大,接收的RF能量越多,這就是為什么高功率衛(wèi)星僅需要小蝶形天線。RF能量一旦進(jìn)入蝶形天線,它們都被反射到單一焦點(diǎn)——蝶形天線表面微微凸起處,這個(gè)焦點(diǎn)包含實(shí)際天線器件和低噪聲放大器(LNA)。 衛(wèi)星覆蓋區(qū)的形狀主要是圓形或橢圓形,如下圖
橢圓以外的區(qū)域可能也能接收到RF信號,只是接收到的能量比較小,在某些不利條件下,橢圓以外區(qū)域可能完全接收不到信號或接收到極其微弱的信號。衛(wèi)星板上的RF電子器件最基本的是應(yīng)答器,如下圖:
衛(wèi)星天線接收上行鏈路信號,并將它發(fā)射到雙工機(jī)(裝在一個(gè)盒子內(nèi)的兩個(gè)帶通濾波器),然后雙工機(jī)將信號路由到低噪聲放大器(LNA),用它來放大信號;接下來混頻器將信號搬移到下行鏈路頻率,最后經(jīng)高功率放大器(HPA),并通過雙工機(jī)發(fā)射到天線。下圖是衛(wèi)星頻帶分配表:
2.點(diǎn)到點(diǎn)微波
點(diǎn)到點(diǎn)微波,也稱微波中繼,F(xiàn)在很多點(diǎn)到點(diǎn)微波系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是數(shù)字的。主要有3種應(yīng)用:第一種是私人運(yùn)作而定的微波;第二種是傳播大量語音話務(wù),稱為通用載波微波;第三種是視頻傳播,稱為廣播輔助微波。 很多RF設(shè)計(jì)者希望所有RF能量能從上級中繼器傳播到下一級,那是不可能的。相反,當(dāng)RF信號離開中繼時(shí),會(huì)向四周散射,就像水從軟管中出來,一些RF能量能直接到達(dá)下一級中繼器,一些散發(fā)到空間,一些沖向地面,但不幸的是,沖向地面的RF能量的一些會(huì)到達(dá)下級中繼,如圖: 由于反射信號傳播路徑長,它到達(dá)下級中繼的時(shí)間比直接信號到達(dá)的晚,這種情況稱為多徑。在一些情況下,它們疊加具有破壞性,會(huì)使接收到的信號幾乎沒什么價(jià)值。處理多徑的一個(gè)簡單技術(shù)稱為天線分集,即增加第二根天線。如果兩個(gè)信號在一根天線的位置疊加相互削弱,很可能在另一根天線的位置疊加不會(huì)互相削弱,也就是說至少有一根能接收到有用信號。這就是為什么在很多蜂窩基站塔頂能看到3根天線(分成120°扇形):一根用于發(fā)送,兩根用于接收。
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