海微波通信系統(tǒng)中某型對(duì)其抗多徑干涉途徑的分析

付軍

【摘要】 通過(guò)對(duì)海微波通信系統(tǒng)中某型對(duì)其抗多徑干涉途徑的分析，并就其多徑干涉因素產(chǎn)生的原因進(jìn)行模擬論證得出克服海微波通信系統(tǒng)中平衰落的三種措施，該分析方法通過(guò)仿真結(jié)果得以驗(yàn)證能夠針對(duì)海面多徑干涉對(duì)通信質(zhì)量的影響問(wèn)題有效達(dá)到降低的效果，從而提升海面數(shù)字微波通信信道的有效性及可靠性。

【關(guān)鍵詞】 對(duì)海微波通信 多徑干涉 分析

海微波通信系統(tǒng)中的信道為非恒產(chǎn)信道，由于海平面上的直射波和反射波呈反復(fù)相互疊加的狀態(tài)，使得接收信號(hào)的端口容易產(chǎn)生失真、拓寬波形及電平起伏等問(wèn)題。因此，由于海平面反射波造成的多徑衰落問(wèn)題是引起海微波通信系統(tǒng)（尤其是大容量高速數(shù)字通信系統(tǒng)）的接受端產(chǎn)程亂碼現(xiàn)象并導(dǎo)致通信系統(tǒng)的性能降低。此種衰落現(xiàn)象的信號(hào)幅度屬于廣義瑞利分布模式。本文通過(guò)對(duì)海微波通信系統(tǒng)中的某型利用OFDM技術(shù)在通過(guò)對(duì)流中的不均勻結(jié)構(gòu)時(shí)，產(chǎn)生的超折射現(xiàn)象且由于收信點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度是直射波、反射波及大氣波導(dǎo)層的反射波的矢量合成從而形成的干涉衰落中，實(shí)現(xiàn)海微波信息傳輸?shù)姆治鲅芯浚⒃诮Y(jié)合該型通信系統(tǒng)工作模式的基礎(chǔ)上對(duì)海微波通信系統(tǒng)抗多徑干涉方法進(jìn)行驗(yàn)證與探討。

一、海微波通信系統(tǒng)中的抗多徑干涉分析

在海微波通信系統(tǒng)中比較容易引起多徑干涉從而導(dǎo)致帶內(nèi)頻率選擇性衰落及平衰落現(xiàn)象產(chǎn)生。到達(dá)信號(hào)端口的合成幅度會(huì)受海面反射系數(shù)及多徑時(shí)延差的影響。多徑時(shí)延相差隨著多徑延時(shí)的增大而增大，且工作頻段的高度增加也會(huì)使得多徑延時(shí)相差增大[1]。在兩端都有一定海拔高度的視距通信間，多徑延時(shí)會(huì)隨著傳輸距離的靠近而變大，因此在海微波通信系統(tǒng)傳輸距離從近到遠(yuǎn)的整個(gè)路徑上，接收電平陰影區(qū)的概率出現(xiàn)幾率也會(huì)隨之增加。根據(jù)兩端傳輸距離及高度值的不同，在海平面系數(shù)及頻道的確定下，不同的頻率和船載天線高度在不同的距離點(diǎn)產(chǎn)生的平衰落深度很大。因此，為克服平衰落產(chǎn)生的影響必須積極采取措施。

二、克服海微波通信系統(tǒng)中平衰落的三種措施

克服海微波通信系統(tǒng)中平衰落主要通過(guò)采取合理的分集措施、抑制反射波的措施及利用系統(tǒng)余量?jī)?chǔ)備這三種方法。由于克服平衰落問(wèn)題時(shí)會(huì)受到發(fā)射機(jī)功率及裝備結(jié)構(gòu)等因素的制約，無(wú)法采用大天線等方式加大系統(tǒng)余量克服平衰落。由于合理的分集措施不受這些因素的影響并且可以提高傳播電波的可靠性，因此，采用合理的分集措施有利于克服平衰落。同時(shí)通過(guò)采用圓極化天線抑制反射波也可以起到有效抑制的作用[2]。

2.1采用頻率分集措施所得結(jié)論

通過(guò)在中頻以下增加1或多個(gè)頻率調(diào)制解調(diào)器可以實(shí)現(xiàn)將頻率分集，以1 ：1 的方式對(duì)調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行分集合并。抑制平衰落所帶來(lái)的影響可以采取通過(guò)兩個(gè)頻率分集措施。當(dāng)船載天線高度為3米時(shí)，衰落深度隨著仿真船只到地面基站的不同距離變化。同時(shí)發(fā)射的兩個(gè)射頻載波在頻率相差200MHz時(shí)，衰落大小隨著距離的靠近而減小，增大而增加；當(dāng)兩個(gè)頻率相差在400MHz時(shí)，衰落大小反之。在多個(gè)距離點(diǎn)時(shí)兩個(gè)頻率的衰落深度會(huì)隨著選擇間隔的增大從而達(dá)到保證兩個(gè)頻率同時(shí)出現(xiàn)深衰落的距離地點(diǎn)減少。由于海微波通信系統(tǒng)的頻帶寬度為500M，單組頻率盡可能保證較大的間隔比較好。通過(guò)仿真結(jié)果得出，小于15dB的深度衰落可以通過(guò)系統(tǒng)余量?jī)?chǔ)備的措施得以抵消，而某些距離點(diǎn)出現(xiàn)大于20dB的深度衰落無(wú)法依靠系統(tǒng)余量?jī)?chǔ)備抵消。

2.2采用抑制反射波措施克服平衰落

1、通過(guò)利用定向天線窄波束抑制反射徑能量。當(dāng)水面船只距離大于30km時(shí)，定向天線對(duì)準(zhǔn)空中目標(biāo)的俯仰角度小于 2°，并且小于天線波束的寬度，由于船載天線的波束在抑制海面反射徑能量時(shí)只有小部分的作用，因此，設(shè)計(jì)海微波通信系統(tǒng)時(shí)對(duì)其抑制能力不能依賴只能合理利用[3]。

2、通過(guò)采用圓極化天線抑制反射徑能量。由于圓極化天線左右旋的隔離度較好，可以通過(guò)利用天線自身的左右旋極化間的隔離從而達(dá)到對(duì)反射徑的抑制。當(dāng)海上電波傳播的發(fā)射徑經(jīng)過(guò)海面反射波時(shí)，圓極化天線的左旋變?yōu)橛倚?，因此天線可以接收到反旋轉(zhuǎn)的反射徑能量及正常旋轉(zhuǎn)的直射徑能量。天線采取圓極化方式可以在系統(tǒng)沒(méi)有較大的余量?jī)?chǔ)備時(shí)有效抑制平衰落的影響。

三、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)利用圓極化天線較好的隔離度及采用頻率分集措施對(duì)克服海微波通信系統(tǒng)中平衰落的影響結(jié)果分析得出，在大部分地點(diǎn)采取頻率分集措施可以較好地為系統(tǒng)抗多徑干涉帶來(lái)有效幫助。在深衰落產(chǎn)生的部分地點(diǎn)且系統(tǒng)儲(chǔ)備容量無(wú)法抵消時(shí)，可以通過(guò)合理采用繞開(kāi)地域及頻率載波等方法得以解決，本文通過(guò)對(duì)海微波通信系統(tǒng)中某型對(duì)抗多徑干涉途徑的分析研究具有一定借鑒意義。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]關(guān)于改善海上微波通信傳輸衰落的研究[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2012，（11）

[2]劉光輝，程芳.海上微波通信傳輸特性與衰落改善研究[J].艦船電子對(duì)抗，2011，34（2）

[3]王雷，李紅泉，姜楊等.某型對(duì)海微波通信系統(tǒng)的無(wú)線電數(shù)據(jù)鏈設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].中國(guó)新通信，2013，（8）