數位微波通信系統理論與實務 沈永杰 0937244633 2018/11/18

沈永杰簡歷 現職：中華電信股份有限公司行動通信分公司科長 學歷： 國立台北科技大學電子工程系畢業 國立交通大學 經營管理碩士 美國GSI衛星系統整合公司研習結業 美國MCL衛星設備製造公司研習結業 美國MITEQ 衛星設備製造公司研習結業 美國VERTEX 衛星天線公司研習結業 經歷： 民國67年電信特考技術員、79年電信升資考優等高級技術員、94年電信副技術長。 類比微波、數位微波系統規劃、設計、施工、維護、講師。 行動通信、海岸通信系統規劃、設計、施工、維護、講師。 行政院災害防救委員會「防救災專用微波通訊系統建設案」審查委員。 行政院災害防救委員會「防救災專用衛星通信系統及現場通信救災指揮車暨整合平台建置案」審查委員。 經濟部水利署北區水資源局「自動化監測無線專網傳輸系統建置案」設備規範審查委員。 美國COMSAT國際衛星公司、INTELSAT國際衛星組織研習考察 93年~102年受交通部委託代表我國赴日本、英國、美國、法國、加拿大、南非、香港、塞浦路斯等參與國際衛星輔助搜救組織(COSPAS-SARSAT)聯合委員會議及理事會議。  專(業)長領域： 微波通信、無線通信、行動通信、衛星通信、船舶通信。 2018/11/18

內容綱要 無線電波基本概念 微波傳輸 數位微波系統架構 數位調變簡介 ISM頻段微波通信系統 微波鏈路計算 微波天線系統 2018/11/18

無線通信基本架構 無線通信，係將訊息經過基頻系統(如編碼、加密及多工）、中頻系統（如調變）及射頻系統（如升頻、功率放大)等系統處理轉變為電磁波，並經天線將它輻射到空中（無線通道）。接收端則經由天線將接收到電磁波，經射頻系統（如低雜訊放大、降頻) 、中頻系統（如解調變）及基頻系統(如解碼、解密及解多工）等系統處理，將訊號還原成原來的訊息。 天線 天線 無線通道 基頻 系統 中頻 射頻 訊息 m(t) 2018/11/18

電波分類 電波頻率單位為赫 (Hz)。為表示較高頻率，另有用千赫 (KHz)、兆赫 (MHz) 及 稊赫 (GHz)等單位表示。 依頻率高低，電波可分為特低頻 (VLF)、低頻 (LF)、中頻 (MF)、高頻 (HF)、特高頻 (VHF)，超高頻 (UHF)、極高頻 (SHF) 及極超高頻 (EHF)等。 電波依其波長可分為長波、中波、中短波、短波、超短波、極超短波、毫米波、次毫米波(Submillimeter wave) 及微波之分。頻率高於 1 GHz之電波通常稱為微波。 亦有將微波頻帶分為 L、S、C、X、Ku、K 及 Ka 頻段之區分法。如GMS氣象衛星工作於L頻段，一般通信衛星係工作於C或Ku或Ka頻段，而直播衛星(DBS)則多工作於Ku頻段。 2018/11/18

電波依頻率分類 以頻率區分 之電波名稱 頻 率 範 圍 波 長 範 圍 VLF LF MF HF VHF UHF SHF EHF 頻 率 範 圍 波 長 範 圍 VLF LF MF HF VHF UHF SHF EHF 10 ~ 30 KHz 30 ~ 300 KHz 300 ~ 3,000 KHz 3 ~ 30 MHz 30 ~ 300 MHz 300 ~ 3,000 MHz 3 ~ 30 GHz 30 ~ 300 GHz 30 ~ 10 Km 10 ~ 1 Km 1 ~ 0.1 Km 100 ~ 10 m 10 ~ 1 m 1 ~ 0.1 m 10 ~ 1 cm 1 ~ 0.1 cm 2018/11/18

電波依波長分類 以波長區分之 慣用電波名稱 頻 率 範 圍 波 長 範 圍 長 波 中 波 中 短 波 短 波 超 短 波 極 短 波 頻 率 範 圍 波 長 範 圍 長 波 中 波 中 短 波 短 波 超 短 波 極 短 波 毫 米 波 次 毫 米波 微 波 10 ~ 100 KHz 100 ~ 1,500 KHz 1.5 ~6 MHz 6~30 MHz 30~300 MHz 0.3~30 GHz 30~300 GHz 300~3,000 GHz 頻率大於 1 GHz 30 ~ 3 Km 3 ~ 0.2 Km 200 ~ 50 Km 50 ~ 10 m 10 ~ 1 m 1 ~ 0.01 m 1 ~ 0.1 cm 1 ~ 0.1 mm 波長小於30 cm 2018/11/18

超短波和微波傳播的特點 超短波、微波的頻率很高，表面波衰減很大；電波穿入電離層很深，甚至不能反射回來，所以超短波，微波一般不用表面波，天波的傳播方式，而只能用空間波，散射波和穿透外層空間的傳播方式。 超短波、微波，由於頻帶很寬，因此應用很廣。超短波廣泛應用於電視，調頻廣播，雷達等方面。 利用微波通信時，可同時傳送幾千路電話或幾套電視節目而互不干擾。 超短波和微波在傳播特點上有一些差別，但基本上是相同的，主要是在低空大氣層做視距(Line of sight)傳播。因此，為了增大通信距離，一般把天線架高。 2018/11/18

電波傳播損耗 衛星通信的電波要經過對流層（含雲層和雨層）、平流層、電離層和外層空間，跨越距離大，因此影響電波的傳播因素很多。 衛星通信的電波在傳播中要受到損耗，其中最主要的是自由空間傳播損耗，它佔總損耗的大部分。其他損耗還有大氣、雨、雲、雪、霧等造成的吸收和散射損耗等。衛星移動通信系統還會因為受到某種陰影遮蔽（例如樹木、建築物的遮擋等）而增加額外的自由空間傳播損耗。 2018/11/18

電波傳播損耗原因及影響 傳播問題 物理原因 主要影響 衰減和天空噪音增加 大氣氣體、雲、雨 大約10GHz以上的頻率 信號去極化 雨、冰結晶體 C和Ku頻段的雙極化系統（取決於系統結構） 折射和大氣多重路徑 大氣氣體 低仰角跟蹤和通信 信號閃爍 對流層和電離層折射擾動 對流層：低仰角和10GHz以上頻率電離層：10GHz以下的頻率 反射多重路徑和阻塞 地球表面及表面上物體 衛星移動業務 傳播延遲、變化 對流層和電離層 精確定時、定位系統 2018/11/18

各 類 電 波 主 要 用 途 簡稱 頻 率 範 圍 主 要 用 途 HF 3~30 MHz 30~300 MHz VLF 各 類 電 波 主 要 用 途 簡稱 頻 率 範 圍 主 要 用 途 HF 3~30 MHz 30~300 MHz VLF 10~30 KHz 海上通訊 LF 30~300 KHz 氣象通報、船舶，航空器之標識台(燈塔) 中波廣播、船舶遇難、通信、船舶，航空器之標識台(燈塔) MF 300~3,000 KHz 短波廣播、國際廣播、漁業無線、標準電波、 業餘無線電 雷達、調頻廣播、電視、導航、呼叫器、船舶通信 VHF 雷達、調頻廣播、電視、導航、呼叫器、船舶通信 電視廣播、行動電話、計程車無線電、衛星氣象、 有線電話無線主副機、短距離通信、中繼系統 電視廣播、行動電話、計程車無線電、衛星氣象、 有線電話無線主副機、短距離通信、中繼系統 UHF 300~3,000 MHz 微波中繼、衛星通信、衛星廣播、雷達、測速 SHF 3~30 Hz 衛星通信、雷達、無線、電天文、太空研究 EHF 30~300 GHz 2018/11/18

ITU-R Frequency Arrangement Bands (GHz) Freq. Range (GHz) Channel Space (MHz) ITU-R ref. 4 3.8 – 4.2 29 F.382 3.6 – 4.2 40 F.635 5 4.4 – 5.0 F.1099 L6 5.925 – 6.425 29.65 F.383 U6 6.425 – 7.11 30 , 40 F.384 7 7.11 – 7.75 28 F.385 7.425 – 7.725 8 7.725 – 8.275 F.386 11 10.7 – 11.7 F.387 18 17.7 – 19.7 27.5 , 55 F.595 23 21.2 – 23.6 28 , 56 F.637 25/26 24.25 – 26.5 F.748 38 37.0 – 39.5 F.749 2018/11/18

自由空間傳播損耗 自由空間電波傳播是無線電波最基本、最簡單的傳播方式。 電波從點源全向天線發出後在自由空間傳播，能量將擴散到一個球面上。如用定向天線，電波將向某一方向匯聚，在此方向上獲得增益，到達接收點的信號功率是： 其中PT為發射功率 　GT：發射天線增益 　GR：接收天線增益 　Lp：自由空間傳播損耗 其中Lp 的定義為：  　　d：為傳播距離 　　λ：為工作波長 　　c：為光速 　　f：為工作電波頻率 2018/11/18

大氣氣體吸收衰減 在大氣各種氣體中，氧氣、水蒸汽對電波的吸收衰減起主要作用，水蒸汽的第一吸收峰值（吸收最強處）是22.3 GHz，氧氣在60 GHz左右。 對非常低的水蒸汽密度，衰減可以假定與水蒸汽密度成正比。 在0.3～100 GHz的頻段，大氣損耗小，適合於電波傳播，這一頻段是當前應用最多的頻段。30 GHz附近也有一個低損耗區。 電波在往返大氣層的時候，要受到大氣氣體、雲、霧、雪、降雨等的損耗。這些損耗附加在自由空間傳播損耗上，隨天氣的變化比較明顯。 2018/11/18

多重路徑衰落與陰影 電波在移動環境中傳播時，會遇到各種物體，經反射，散射、繞射、到達接收天線時，已成為透過各個路徑到達的合成波，即多重路徑傳播模式。 各傳播路徑分量的幅度和相位各不相同，因此合成信號起伏很大，稱為多重路徑衰落。 電波途經建築物、樹木等時候受到阻擋被衰減，這種陰影遮蔽對陸地衛星移動通信系統的電波傳播影響很大。 2018/11/18

無線電波的傳播特性(1/5) 無線電波的向前擴散前進稱為傳播(Propagation)，其行進的速度幾乎與光速相同。無線電波傳播的重要性質為：頻率、強度、衰減、吸收、行進方向、及極化方向等。 1.電波頻率f[Hz]、光速c[m/sec]及波長λ[m]間之關係為： λ= c/f = 3×108/f [m] 2.在空間傳播的電磁波的電場強度(Field Intensity)，常以每公尺的微伏特數 (Microvolts Per Meter , μV/m)來表示。 即以一根一公尺長的導體舉起使與磁場成直角，所感應產生之電壓。 例如：一電磁波橫越一公尺長的導體而產生感應的電壓為8微伏，則該處 之電場強度為8μV/m。 3.衰減(Attenuation) ─ 在自由空間中任一點的無線電波功率密度是隨其 與發射源間距離之平方成反比。若以p1及p2分別代表距發射源為r1及r2 處之功率密度，則兩地之間的衰減L可以下式來表示： 2018/11/18

無線電波的傳播特性 (2/5) L = 10 ㏒ ── = 10 ㏒ ──── ； PT 代表發射功率 = 20 ㏒ ── [dB] 4. 吸收(Absorption) ─ 無線電波若在真空中傳播，則不會有任何物質會吸收 其能量；但在大氣層內傳播時，則有某些頻率的電波會被某些物質的原子 或分子所吸收，即其能量會被轉移到這些分子或原子上。頻率低於10GHz 的電波較不易被吸收，但是一旦超過10GHz，氧氣、水蒸氣及雨滴對電波 的吸收就開始顯著起來。 p1 p2 PT/4πr12 PT/4πr22 r2 r1 2018/11/18

無線電波的傳播特性 (3/5) 5.極化(Polarization)： 在空間上，電場E與磁場H兩者互成直角關係，且兩者均與電磁波之行進方向成直角。電場的方向即為電磁波之極化方向。 電磁波可認為是空間中能量傳播的一種形式。光波、聲波、輻射熱、及無線電波均經由空間傳播，都是電磁波傳播的不同形式。電磁波是以近乎光速在進行傳播。 電場E 磁場H 垂直極化 磁場H 電場E 水平極化 2018/11/18

無線電波的傳播特性(4/5) 6.電波之傳波方式: (1).直接波（Direct Wave): 　微波以上之電波多利用直接波的方式在對流層(Troposphere)內傳播即其行 進路線為直線稱為「視線傳輸」（Line of Sight transmission) ，其通信品 質較佳，國內之數位微波系統均利用此傳播，直接波之有效傳輸距離受到 地球表面曲率之限制， 故天線高度愈高則其傳輸距離也就愈遠。 (2).反射波（Reflected Wave): 無線電波行進時遭遇到遠大於該電波波長之物體時（如建築物、大樓、 　牆壁等），電波將依某角度反射（視反射體表面粗糙度而定) 。 (3).折射波（Refracted Wave): 無線電波行進到兩個不同密度的傳導介質之交界面時，有如光遇到鏡面 或水面一樣，會產生折射現象。 2018/11/18

無線電波的傳播特性(5/5) (4).繞射波(Diffracted Wave): 接收天線已超出視線距離外，根據幾何光學，直接波已不能到達，因此電場強度應為零。但是根據電磁波繞射理論，即使在視線距離外，電波仍能以繞射方式傳播至接收天線，但其電場強會急遽地減弱(繞射損失)。 (5).表面波(Surface Wave): 中波及長波之發射天線大都使用垂直接地天線，因此，如果大地為完全導體，電波之電場將與大地表面成垂直（垂直極化），而且沿著地表傳播稱之為表面波。 (6).散射波（Scattered Wave): 無線電波行進時遭遇到遠小於該電波波長之物體時，或因大氣之層折射率有不規則之分佈，將致使電波產生散射(scattering)作用，受其散射作用影響常可達到較遠距離之傳輸， 散射波強度大於繞射波強度之區域，即稱為散射區。 2018/11/18

微 波 傳 輸 由於無線電通信不需沿途架設傳輸線路，系統建設時程較短，因此早就為人們所賞識，而大力研究發展，目前已被廣泛應用於各種長程、短程及較廣涵蓋範圍之傳輸用途。 所謂微波(Microwave)一般係指頻率在1000 MHz以上作視線(Line-of -sight)傳播之電磁波。由於微波頻段之頻寬(Bandwidth)較其它特高頻(VHF)，超高頻(UHF)頻段者為寬，其所能容納之資訊量亦較大，故已被廣泛應用為傳送長途電話及電視節目之傳輸媒介。 由於微波頻帶之通信通常僅能以空間波做視線傳播，故通常微波天線都建在高塔或屋頂上，約每隔幾公里或幾十公里即設一中繼站及天線，形成一傳輸鏈以補償因傳輸過程中之自然衰減及不良天候之額外衰減所造成的傳輸距離限制。 2018/11/18

微波傳輸的特點 不需沿途架設(埋放)傳輸線路，建設時程較短。 尤其適於偏僻山區、困難地形 或客觀環境無法埋放管線之地區。 靈活性高(Flexible) 可做點對多點(P2M)通信，涵蓋範圍廣。 因受無線電頻譜限制，通信容量較小。 每電路平均成本可能較高。 易受傳播媒介之影響 2018/11/18

Fresnel Zone d : Total length of path in Km Line Of Sight d : Total length of path in Km d1: Distance from one end of path to reflection point in Km d2: D-d1 f : Frequence in GHz 2018/11/18

有效地球半徑(K值)改變對信號影響 大氣層之空氣密度、溫度、氣壓等隨著離地球表面遞減 無線電波在大氣層內傳播速率離地面愈高速率偏快 實際上並非直線傳播而是略成弧狀 由於電波路徑曲折使電波在地表傳播得更遠 曲折的程度要視大氣層介質的特性而定通常情況電波往下曲折 其效果等於地球半徑變大了。 定義有效地球半徑 ：Re = kR k=1 直線傳播 k>1 電波往下曲折 k<1 電波往上曲折 通常值= 4/3 2018/11/18

K值改變對信號影響 2018/11/18

地球表面微波通信可達之最長距離 電波在地球表面曲折傳播示意圖 電波在地球表面直線傳播示意圖 2018/11/18 h2 h1 d 地球 h2 R h2 h1 d 地球 d1 d2 R h2 h1 d 地球 d1 d2 電波在地球表面直線傳播示意圖 電波在地球表面曲折傳播示意圖 2018/11/18

數 位 傳 輸 系 統 傳輸媒介 同軸電纜 Higher Order Multiplex Higher Order Multiplex Terminal Terminal 數位微波 終 端 設 備 高階 多工 解多工 設備 高階 多工 解多工 設備 終 端 設 備 衛星 ITU-T 介面 ITU-T 介面 光纖電纜 2018/11/18

數位無線收發訊機方塊圖 再生 D E C O R TDM 信號  ÷ fC+ 90° 調變器 I fC fC + 90° 本地振盪器 Q REGEN 再生 D E C O R TDM 信號  ÷ fC+ 90° 調變器 I fC fC + 90° 本地振盪器 Q 升頻 功率 放大器 發射機 接收機 降頻 AGC 解調器 編碼器 基頻 濾波 中頻 射頻 解碼器 2018/11/18

微 波 中 繼 傳 輸 鏈 第一中繼站 第二中繼站 RF 射頻 IF 中頻 REGEN 再生 IF 中頻 RF 射頻 中 繼 機 方 塊 ● 第一中繼站 第二中繼站 ● RF 射頻 IF 中頻 REGEN 再生 IF 中頻 RF 射頻 中 繼 機 方 塊 終端機方塊(發射部分) RF 射頻 IF 中頻 MOD 調變 Coder 編碼 IN ITU-T 介面 終端機方塊(接收部分) RF 射頻 IF 中頻 DEMOD 解調 Decoder 解碼 OUT ITU-T 介面 2018/11/18

基 頻 中 繼 站 f H f L BB Repeater 中頻 放大 等化 AGC f H 射頻 放大 降頻 f IF f IF 解調 基 頻 中 繼 站 f H f L BB Repeater 中頻 放大 等化 AGC f H 射頻 放大 降頻 f IF f IF 解調 BB 調變 f IF 中頻 放大 f IF 升頻 f L 功率 放大 f L 2018/11/18

公眾用微波通信之頻帶 目前國內的公眾通信用微波頻段有 2 GHz、4 GHz、6 GHz 、 10GHz 、 11 GHz、15 GHz、18 GHz 及 23 GHz等。 所使用的頻率愈高，其傳輸過程中之衰減即愈嚴重，因此，其傳輸距離也愈短；不過，也正因其傳輸距離短，再加上其收發天線之波束寬(Beamwidth)亦較窄(即天線之指向性較高)，故較不易造成頻道與頻道間之干擾。 由於各先進國家較低頻段之微波通信均已相當擁擠，故今後微波通信之發展，亦正積極朝向開發較高微波頻段邁進。 2018/11/18

CH Combination Network 多頻道/雙向天線系統 發射 接收 f1, f2, f3 f '1 , f '2 , f '3 天線 CH Separating Network 環通器 CH Combination Network 帶通濾波器 f1 f2 f3 f '1 f '2 f '3 TX1 TX2 TX3 RX1 RX2 RX3 從發射機設備 至接收機設備 2018/11/18

數位微波通信系統方塊圖 (發射部分) ~ - Re-modulating type - IF Heterodyne Tx Antenna U/C BPF RF RF PWR AMP BPF RF CH COM FCC Mask ~ LO 編碼器 Digital 預失真器 LPF BB BPF IF n n TDM signals DSP 調變器 Pre-dist. 2018/11/18

數位微波通信系統方塊圖 (接收部分) - IF Heterodyne 天線 振幅/相位 降頻器 LNA RF LNA IF BPF BPF 等化器 振幅/相位 LNA BPF RF LNA 降頻器 BPF IF CH Sep Rx RF Source ~ LO AGC Digital 解碼器 LPF BB TDM signals n n DSP 解調器 2018/11/18

數位信號處理(DSP)方塊圖(發射端) 輔助頻道信號 ITU-T 標準介面 TDM signals Ciphering stuffing sync 多工 碼框 B3ZS 解碼 通道 編碼 填補 攪拌 Async CRC/ FEC Scrambler 鐘訊速率 轉換 調變器 Differential Encoder 差異 編碼 recovered clock 2018/11/18

數位信號處理(DSP)方塊圖 (接收端) 輔助頻道信號 Aux. CH Drop From De-cipher CH Decoder 解調器 差異 解碼 解多工 解填補 通道 解碼 解攪拌 Differential Decoder De-scrambler CRC/FEC. De-stuffing 速率 轉換 ITU-T 標準介面 TDM signals B3ZS 編碼 2018/11/18

數位調變 將數位訊號轉成適合通道傳送之載波,主要目標為 匹配指派通道之特性 降低雜訊干擾 提高通道頻寬之使用效率 基本數位調變有： ASK (Amplitude Shift Keying) FSK (Frequency Shift Keying) PSK (Phase Shift Keying) 進階數位調變有： QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), π/4 PSK, OPSK, MSK, GMSK QAM (Quadrature Amplitude Modulation),16QAM, … , 512QAM, … etc. OFDM, TCM, MLCM,CCK….etc. 愈高階之數位調變其頻寬使用效率愈高,可提高資料傳輸量，但相對的其所要求Ｅb/N0愈高。 2018/11/18

Phase shift of the carrier QPSK數位調變原理 1 I 2Tb I (In-Phase) Channel Balanced Modulator +1V Logic 1 +1V Logic 0  -1V +1V  sin wct -1V  -sin wct Comparator I out -1V 0° QPSK Out Bit Splitter (S/P Converter) I/P Signal (binary data) IF carrier Oscillator sin wct Phase Shift I Q  BPF I Q I Q I Q 1 0 0 1 1 1 90° 1 Comparator Tb Logic 1 +1V Logic 0  -1V +1V Q out +1V  cos wct -1V  -cos wct Balanced Modulator -1V Q (Quadrate) Channel 1 Q 2Tb cos wct I Q 0 1 I Q 1 1 I Q 0 1 I Q 1 1 I Q  = I out + Q out QPSK Out Phase shift of the carrier -sin wct -cos wct -2 sin (wct+/4) -135 ° 1 -sin wct +cos wct 2 cos (wct+/4) +135 ° sin wct -cos wct -2 cos (wct+/4) - 45 ° sin wct +cos wct 2 sin (wct+/4) + 45 ° -sin wct sin wct I Q 0 0 I Q 1 0 I Q 0 0 I Q 1 0 2018/11/18 -cos wct QPSK Phasor Diagram QPSK Constellation Diagram

QPSK數位調變原理 2018/11/18

32QAM數位調變原理  BPF 2018/11/18 I (In-Phase) Channel Balanced Modulator 1 1 I1 +5V +3V +1V -1V -3V -5V 0 0 Balanced Modulator I2 5Tb 3 to 6 D/A Converter E I I out = EI sin wct Bit Splitter (S/P Converter) 0° 1 0 32QAM Out I/P Signal (binary data) sin wct Phase Shift I1 Q1 Q2 I2 C C  BPF C (Control) Channel 5Tb IF carrier Oscillator I1 I2 Q1Q2 C I1 I2 Q1 Q2 C 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 * 1 Logic 0 * 2 90° 32QAM Out = EI sin wct + EQ cos wct 1 3 to 6 D/A Converter Tb +5V +3V +1V -1V -3V -5V E Q Q out = EQ cos wct 0 0 Balanced Modulator Q1 1 0 Q2 5Tb Q (Quadrate) Channel * 1 : When (I2, C)=“10”, set EI= +1 or –1 V (if Q2 =“1”), set EI= +3 or –3 V (if Q2 =“0”). * 2 : When (I2, C)=“10”, Set EQ = + 5 or –5 V. 2018/11/18

32QAM數位調變原理 I1, Q1 極性 I2 C E I Q2 E Q 正極性 1V 1 3V 負極性 5V I1Q1Q2I2C I1, Q1 極性 I2 C E I Q2 E Q 正極性 1V 1 3V 負極性 5V When (I2,C) = “10” 1V or 3V 2018/11/18

頻率分集系統 Frequency Diversity System (Single Antenna) Transmitter 發射機 Receiver 接收機 H Combiner 混合器 F2 Transmitter 發射機 Receiver 接收機 RF branching network RF branching network Receiver 接收機 F'1 Transmitter 發射機 Combiner 混合器 H Receiver 接收機 F'2 2018/11/18

N + 1頻率分集保護系統 F1 FN+1 F'1 F'N+1 F1 1 2 N FN+1 F'1 1 2 N F'N+1 1 1 切 換 設 備 Transmitter 發射機 1 Receiver 接收機 1 1 切 換 設 備 1 2 N ● ● ● ● ● ● FN+1 N N+1 Transmitter 發射機 N+1 Receiver 接收機 N+1 N+1 RF branching network RF branching network 1 1 切 換 設 備 1 Receiver 接收機 1' F'1 Transmitter 發射機 1' 切 換 設 備 1 2 N ● ● ● ● ● ● N+1 Receiver 接收機 N+1' F'N+1 Transmitter 發射機 N+1' N+1 N 2018/11/18

熱待機 / 空間分集系統 Space Diversity System with Hot Standby Transmitter Regular 正規天線 Regular Antenna F1 F'1 TX 發射機 TX 發射機 H Diplexer Comb 混合器 Comb 混合器 Standby TX 發射機 TX 發射機 F1 F'1 F'1 F1 RX 接收機 RX 接收機 Comb 混合器 Comb 混合器 RX 接收機 F'1 F1 分集天線 S.D.Antenna 2018/11/18

微波無源中繼系統 2018/11/18

Waveguide Branching network Configuration (CCDP with out SD, Regenerative Station) 2018/11/18

Waveguide Branching network Configuration (CCDP with out SD, Terminal Station) 2018/11/18

Waveguide Branching network Configuration (CCDP with SD, Regenerative Station) 2018/11/18

ISM Band 微波系統 本系統使用工業、科學及醫療設備用頻段(2.4 GHz 及 5.8 GHz)，故免無線電台執照，可提供1T1(E1)/ 2T1/ 4T1(E1)/ 8T1(E1)/ 16E1/ 1 DS3/1 STM-1電路容量 ,常用於基地台之傳輸或高山偏遠地區之中繼傳輸，可提供最經濟及最具時效性之鏈路規劃需求。 Antenna Antenna 視線傳播 (Line-of-Sight) 終端機 or 網管工作站 Order Wire Order Wire 155.52 Mbps (SDH STM-1) 155.52 Mbps (SDH STM-1) 2018/11/18

2.4 GHz 展頻微波系統 工作頻段 ：2.400 ~ 2.4835 GHz 系統容量 ： 1T1/E1 2T1 4T1/E1 輸出功率　：+30 dBm +30 dBm +30 dBm 調變方式　：OQPSK OQPSK OQPSK 編碼方式　：Direct Direct Direct Sequence Sequence Sequence 接收靈敏度：-94 dBm -91dBm -88dBm (@BER= ) 2018/11/18

2.4 GHz 頻道配置 1T1/E1 2T1 4T1/E1 2018/11/18 A1 B1 A2 B2 2400 2410 2430 2453 2473 2483.5 (MHz) A1 B1 A2 B2 2T1 2400 2421 2462.5 2483.5 (MHz) A1 A2 4T1/E1 A1 B1 A2 B2 2408 2426 2449 2467 (MHz) 2018/11/18

5.8 GHz 數位微波系統 工作頻段　：5.725 ~ 5.850 GHz 系統容量　： 1E1/2E1/4E1/8E1 16E1/1DS3/1STM1 輸出功率　：+23 dBm +17dBm ~+30 dBm 調變方式　：OQPSK OQPSK / 32QAM 編碼方式　：Direct Sequence 接收靈敏度：-92/-90/-88/-83 dBm -80/-78/-74dBm (@BER= ) 2018/11/18

5.8 GHz 頻道配置 1E1 2E1 8E1/16E1/1DS3/1STM1 A1 B1 C1 A2 B2 C2 A1 B1 A2 B2 5725 5735 5745 5755 5765 5775 5785 5790 5800 5810 5820 5830 5840 5850 2E1 A1 B1 A2 B2 5725 5741 5772 5803 5834 5850 8E1/16E1/1DS3/1STM1 A1 A2 5725 5750 5825 5850 2018/11/18

Thermal Noise Thermal Noise Np = KTB When B = 1 Hz Np : Noise power K : 波茲漫常數 (1.38 x 10 -23) T : 絕對零度 (300o K) B : 頻寬 (Hz) When B = 1 Hz Np = 1.38 x 10 -23 x 300 (w) Np(dBm) = 10 log (1.38 x 10 -23 x 300 / 10-3 ) = - 174 dBm When B = 1 Mz Np(dBm) = - 174 + 10log 106 = - 114 dBm 2018/11/18

Digital Radio RF and Noise Levels N = Digital receiver thermal noise floor, dBm = -114+10 log BW + NF where BW = Receiver noise bandwidth, MHz (Symbol or baud rate, M baud) = Data Rate/modulation efficiency (6 bps/Hz for 64 QAM) = 47 Mbps/6 bps/Hz = 7.8MHz (M baud) NF = 5 dB N = -114 + 10 log 7.8 + 5 = -100 dBm 2018/11/18

Noise in digital system 2018/11/18

LOS微波系統功率位準圖 發射端功率（ＰOUT) 接收機訊號強度（ＲＳＬ） 2018/11/18 66.08 dBm 40 dBm TX Ant. Gain 29.08 dB 40 dBm 37 dBm 接收機訊號強度（ＲＳＬ） TX Feeder Loss 3 dB Path Loss 133.5 dB 3.66 dBm RX Feeder Loss 3dB Receive IF Gain 45 dB -38.34 dBm -41.34 dBm Fade Margin : 37.61dB TX Ant. Gain 29.08dB RF S/N Ratio at Receiver Input: 52.66=-41.34-(-94) dB -67.42 dBm FM Threshold Level -78.95dBm Threshold S/N : 15.05dB RCVR Noise Level -94 dBm Noise Figure :10dB RCVR Thermal Noise Level -104 dBm 2018/11/18

自由空間損失Free Space Propagation S : power flux density hypothetical isotropic receiving antenna pt pr d The free space path loss between isotropic antennas is Pt / Pr λ= c/f (f in MHz, d in km) (f in MHz, d in miles) 2018/11/18

微波鏈路計算公式 Free space Path Loss (PL, dB) = 96.6 + 20 log10 D + 20 log10 F Where D : Distance of Path in Miles F : Frequency in GHz (as 5.8 GHz) Receive signal Level (RSL, dBm) = Pout – FL1 + AG1 + AG2 – FL2 - PL Where Pout = 在發射端的RF輸出功率(Tx Power in dBm) FL1 = 在發射端的傳輸線饋線損失(Feeder Loss in dB) 及額外損失(Additional Loss in dB) AG1 = 在發射端的天線增益(Antenna Gain in dB) AG2 = 在接收端的天線增益(Antenna Gain in dB)   FL2 = 在接收端的傳輸線饋線損失(Feeder Loss in dB) 及額外損失(Additional Loss in dB) PL = 在空中傳播的路徑損失(Free Space Path Loss in dB) Fade Margin = Receive Signal Level (RSL) – Receive Sensitivity 1 Km = 0.62137 Mile, 1 m = 3.28084 feet 2018/11/18

常用公式 * 天線增益 G ： * 半功率波束角 : * dBi 及 dBd: dBi =實用天線之增益（dB）- 等方向天線之增益 * 有效等方輻射功率（Effective Isotropically Radiated Power）： 2018/11/18

RSL計算與預估 從天線接收下來微波信號位準(RSL)，可以經由下列公式來預估，如下所示：   RF接收功率, RSL(dBm) ＝ Pout – FL1 + AG1 - LP + AG2 – FL2 其中 Pout = 在發射端的RF輸出功率(in dBm) FL1 = 在發射端的傳輸線饋線損失(in dB) AG1 = 在發射端的天線增益(in dB) AG2 = 在接收端的天線增益(in dB)   FL2= 在接收端的傳輸線饋線損失(in dB) LP = 在空中傳播的路徑損失(in dB) = 96.6 + 20log10F + 20log10D where F = Frequency in GHz D = Distance of Path in mile 2018/11/18

區間可靠度預估公式 Availability (A%) Availability v.s. Outage Time = {1-2.5×a×b×f×D3 (10-F/10) (10-6) }*100 Where a : terrain factor (地形因素) 4 : for very smooth terrain over water, flat desert 1 : for normal terrain with some roughness 0.25 : for Mountains with very roughness b : climatic factor (氣候因素) 0.5 : for humid coastal areas 0.25 : for normal status 0.1 : for very dry areas D : Path length in miles, f : Frequency in GHz (as 5.8 GHz), F : Fade Margin in dB Availability v.s. Outage Time Availability % Outage Time% Per year 100 8760 Hr 50 4380 Hr 80 20 1752 Hr 90 10 876 Hr 95 5 438 Hr 98 2 175 Hr 99 1 88 Hr 99.9 0.1 8.8 Hr 99.99 0.01 53 minutes 99.999 0.001 5.3 minutes 99.9999 0.0001 32 second 2018/11/18

典型天線及饋線問題 饋線問題 : 饋線斷點 (Cable Discontinuities,特性阻抗變化)，造成發射功率部分被折返，引起功率損失或接收信號的干擾，原因可能如下: 1) 饋線固定處被綁太緊，造成電纜編織層凹陷或導波管徑變窄 (cable pinched to fasten) 2) 連接頭或轉接頭處未鎖緊或密封不良 (connector or adapter un-tightened or unsealed) 3) 因潮濕造成導體被氧化或因高溫造成絕緣介電特性改變 (Moisture or Hot) 4) 因外力或外物造成導波管破孔漏氣 連接頭/轉接頭問題 : 1) 使用品質不良接頭 (low quality connector) 2) 因潮濕造成接頭被氧化或腐蝕 (corroded connector) 3) 接頭中心點接觸不良或偏移 (center pin poor contact or center point offset) 天線問題 : 1) 運送過程所造成的損害 (Shipping damaged) 2) 強封鎖造成的損害或偏移 (Storm damaged/shift) 3) 因潮濕或高溫使天線前導管(Horn feed)介電特性改變 ，造成天線增益下降及工作頻段偏移 2018/11/18

同頻干擾示意圖 多重路徑衰落示意圖  C/I值越小越佳  DFM值較大較佳 抗同頻干擾能力：C/I (BER:10-6) Antenna Antenna 抗同頻干擾能力：C/I (BER:10-6)  C/I值越小越佳 正常訊號 (C) 正常系統 正常系統 A1 A2 Free Space ( I ) 干擾訊號 干擾系統 A1 多重路徑衰落示意圖 Antenna Antenna Antenna 正常訊號 (C) 正常系統 正常系統 A1 A2 Free Space 抗多重路徑衰落能力：Dispersive Fade Margin  DFM值較大較佳 ( R) 反射訊號 海平面 2018/11/18

同頻干擾處理步驟 持續性或非持續性同頻干擾，以持續或不定時、短時間發生Radio Unsync告警或Radio BER告警來分別。 持續性干擾確認 : 關閉對方站台之微波設備電源，若被干擾設備仍有正常RSL值時，則確定有受到干擾。 非持續性干擾確認: 在同天線分接頻譜分析儀，並設定為Max. Hold掃頻方式及大於接收頻道頻寬範圍進行長時間觀察，在發生Radio Unsync或Radio BER告警時，不關閉或關閉對方站台之微波設備電源，確認有干擾訊號存在。 不關閉對方站台之微波設備電源，比較容易觀測到大脈衝或鄰頻干擾訊號；而關閉對方站台之電源較易觀測到同頻干擾訊號。 尋找干擾源: 先關閉對站台之設備電源，再使用頻譜分析儀(設定在接收頻道頻率範圍)及連接定向天線觀察干擾訊號之頻寬及強度，分析判斷干擾訊號來自何方(方位角與仰角)。 消減干擾訊號方法: 對調微波區間兩端設備、兩端Diplexer(單一頻道可用時)或變更頻道(二個以上頻道可用時) 變更天線偏極化(垂直或水平極化)、調整天線架設高度與角度、使用較高增益之天線 適當利用建物隔離干擾訊號、拉長天線間之距離、調降干擾源之發射功率(若干擾源在同一站台時) 2018/11/18

Interference Countermeasures Short Paths Improves Fade Margin/Availability Resolve during Initial Planning; Repeaters Directional (Narrow Beam) Antennas Higher gain, Narrow beamwidth 1.2 mg at 2.4 GHz / 60 cm dish at 5.8 GHz Can solve off-azimuth problems and upgrade later Frequency Plan Selection Swap ends or move away from interference Antenna Polarization Improves isolation by up to 25 dB Less effective in near-field or long fading paths Code Selection 3 or 4 dB worst case improvement 2018/11/18

Basic Link Design Line-of-sight & Path Clearance Required! Received Signal Level, RSL (dBm) = Pout - FL1 + G1 -PL + G2 - FL2 Pout = Transmitter output power in dBm FL1 = Feeder loss of transmit side in dB G1 = Gain of transmit antenna in dB PL = Path loss in dB (see equations below) G2 = Gain of receive antenna in dB FL2 = Feeder loss of receive side in dB Path Loss, PL (dB) = 96.6 + 20 log10F + 20 log10D = 92.4 + 20 log10F + 20 log10d F = Frequency in GHz D = Distance in miles d = Distance in kilometers 2018/11/18

CASE STUDY : Point- to- Point System Calculate the free space path loss and receive level for a point- to- point system using the following: Frequency Band = S- Band Tx Power (max.) = 28 dBm Distance = 20 miles Antenna = 24 dBi Semi- Parabolic Coax Type = 1/ 2”Heliax with 3.8 dB/ 100 ft. Coax Length = 100 ft at each end Assume Line- of- Sight condition. Also calculate the Fade Margin of the system( Rx Sensitivity=-89dBm ). 2018/11/18

CASE STUDY : SOLUTION Point- to- Point System Free Space Path Loss = 96.6 +20 Log (D in miles) + 20 Log (F in GHz) = 96.6 +20 Log (20) + 20 Log (2. 4) = 96.6 + 26.02 + 7.604 = 130.22 dB Signal Level at Radio2 = Tx Power of Radio1 -Cable Loss at Site 1 + Antenna Gain for Radio1 -fspl+ Antenna Gain for Radio2 - Cable Loss at Site2 = 28 - 3. 8 + 24 -130.22 + 24 -3. 8 = -61.82 dB Fade Margin = Signal Level - Rx Sensitivity = -61.82 - (- 89) = 27.18 dB 2018/11/18

數位微波天線系統 沈永杰 0937244633 2018/11/18

目錄 天線分類 天線的輸入阻抗 匹配概念 電壓駐波比 迴波損耗 天線的極化 天線增益 天線的波束寬 天線的前後比 天線方向性 天線主要規格 2018/11/18

天線分類 用途分類 工作頻段分類 按方向性分類 按外形分類 可分為通信天線、電視天線、雷達天線等 可分為短波天線、超短波天線、微波天線等 可分為全向天線、定向天線等 按外形分類 可分為線狀天線、面狀天線等 2018/11/18

天線的輸入阻抗 天線的輸入阻抗是天線饋電端輸入電壓與輸入電流的比值 匹配指天線與饋線的連接，最佳情形是天線輸入阻抗是純電阻且等於饋線的特性阻抗 匹配的優劣一般用四個參數來衡量即反射係數，行波係數，駐波比和迴波損耗 一般射頻天線的輸入阻抗為50Ω 2018/11/18

匹配概念 什麼叫匹配？ 匹配時 饋線終端所接負載阻抗ＺL 等於饋線特性阻抗Ｚ0 時，稱為饋線終端是匹配連接的 饋線上只存在傳向終端負載的入射波，而沒有由終端負載產生的反射波 因此，當天線作為終端負載時，匹配能保證天線取得全部信號功率 2018/11/18

電壓駐波比 駐波 在不匹配的情況下, 饋線上同時存在入射波和反射波。在入射波和反射波相位相同的地方，電壓振幅相加為最大電壓振幅Ｖmax ，形成波腹；而在入射波和反射波相位相反的地方電壓振幅相減為最小電壓振幅Ｖmin ，形成波節。其他各點的振幅值則介於波腹與波節之間。這種合成波稱為駐波。 反射係數 反射波電壓和入射波電壓幅度之比，R 終端負載阻抗ＺL 和特性阻抗Ｚ0 越接近，反射係數 R 越小 電壓駐波比 波腹電壓與波節電壓幅度之比稱為駐波係數，也叫電壓駐波比，VSWR  駐波比VSWR 越接近於１，匹配也就越好。 2018/11/18

駐波比 駐波比 微波天線元件要求駐波比小於1.05~1.1 行動通信系統中，一般要求駐波比小於1.5，但實際應用中VSWR應小於1.2 它是行波係數的倒數，其值在1到無窮大之間 駐波比為1，表示完全匹配 駐波比為無窮大表示全反射，完全失配。 微波天線元件要求駐波比小於1.05~1.1 行動通信系統中，一般要求駐波比小於1.5，但實際應用中VSWR應小於1.2 2018/11/18

回波損耗 回波損耗 在行動通信系統中，一般要求回波損耗大於14dB 是反射係數絕對值的倒數，以分貝值表示。 回波損耗的值在0dB的到無窮大之間 回波損耗越大表示匹配越好。0表示全反射，無窮大表示完全匹配。 在行動通信系統中，一般要求回波損耗大於14dB 微波天線系統之回波損耗大於26 ~ 30.7 dB（VSWR 1.1~1.06） 2018/11/18

VSWR & RETURN LOSS Emax = maximum voltage on the standing wave Emin = minimum voltage on the standing wave Ei = incident voltage wave amplitude Er = reflected voltage wave amplitude     2018/11/18

天線的極化方式 天線極化 垂直極化波 水平極化波 極化比較 雙極化天線 就是指天線輻射時形成的電場強度方向 當電場強度方向垂直於地面 電場強度方向平行於地面 極化比較 信號在貼近地面時會在大地表面產生極化電流，垂直極化方式則不易產生極化電流 雙極化天線 垂直與水平極化 ±45°極化 2018/11/18

天線的極化 垂直極化 水平極化 天線向周圍空間輻射電磁波。 電磁波由電場和磁場構成。 電場的方向就是天線極化方向 2018/11/18

POLARIZATION 2018/11/18

天線增益 增益 在輸入功率相等的條件下，實際天線與理想的輻射單元在空間同一點處所產生的信號的功率密度之比 它定量地描述一個天線把輸入功率集中輻射的程度 增益與天線方向圖有密切的關係 方向圖主瓣越窄，副瓣越小，增益越高 天線增益是用來衡量天線朝一個特定方向收發信號的能力 天線增益的參數有dBd和dBi DBi是相對於點源天線的增益，在各方向的輻射是均勻的 dBd相對於對稱陣子天線的增益dBi = dBd+2.15 半波偶極天線增益為 G = 2.15 dBi GSM定向基站的天線增益為18dBi，全向的為11dBi 2018/11/18

天線增益 2018/11/18

ANTENNA GAIN 2018/11/18

Antenna gain measurement Reference antenna Po = Power delivered to the reference antenna S0 = Power received (the same in both steps) Measuring equipment Step 1: reference Actual antenna P = Power delivered to the actual antenna S = Power received (the same in both steps) Measuring equipment Step 2: substitution Antenna Gain = (P/Po) S=S0 2018/11/18

天線的波束寬 輻射圖 波瓣寬度 天線的輻射圖是度量天線各個方向收發信號能力的一個指標 通常以圖形方式表示為功率強度與夾角的關係 水平平面的半功率角（H－Plane Half Power beamwidth）指天線水平平面的波束寬度 垂直平面的半功率角（V－Plane Half Power beamwidth）指天線垂直平面的波束寬度 波瓣寬度 方向圖通常都有兩個或多個瓣，其中輻射強度最大的瓣稱為主瓣，其餘的瓣稱為副瓣或旁瓣 在主瓣最大輻射方向兩側，輻射強度降低 3 dB（功率密度降低一半）的兩點間的夾角定義為波瓣寬度（又稱 波束寬度 或 主瓣寬度 或 半功率角） 波瓣寬度越窄，方向性越好，作用距離越遠，抗干擾能力越強 2018/11/18

ANTENNA BEAM WIDTH f : 頻率 GHz D : 天線直徑 feet （度） 2018/11/18

天線的前後比 前後比(Front-Back Ratio) 方向圖中，前後瓣最大值之比稱為前後比，記為 F / B 天線對後瓣抑制的好壞 前後比越大，天線的後向輻射 （或接收）越小 F / B = 10 Log {（前向功率密度） /（ 後向功率密度）} 行動通信天線 一般 25－30dB 特殊情況 35 － 40 dB 微波天線 標準型 40 － 60 dB 高效型 60 － 78 dB 2018/11/18

天線方向性 發射天線的基本功能 把從饋線取得的能量向周圍空間輻射出去 把大部分能量朝所需的方向輻射 垂直放置的半波對稱振子具有平放的 “麵包圈” 形的立體方向圖 主平面方向圖，平面方向圖描述天線在某指定平面上的方向性。 在振子的軸線方向上輻射為零，最大輻射方向在水平面上 在水平面上各個方向上的輻射一樣大。 2018/11/18

天線方向性 天線方向性增強 若干個對稱振子組陣，能夠控制輻射，產生“扁平的麵包圈” ，把信號進一步集中到在水平面方向上 如圖是4個半波對稱振子沿垂線上下排列成一個垂直四元陣時的立體方向圖和垂直面方向圖 2018/11/18

天線主要規格 增益 Gain（dBi） 頻率範圍 Frequency Range（MHz） 極化 Dual Polarization 埠隔離度Isolation between ports（dB） 波束寬 Beam width 阻抗 Impedance（Ohm） 回波損耗 Return Loss （dB） 前後比 Front to Back Ratio（dB） 埠最大輸入功率 Max Input Power per port（W） 電性能 連接器類型 Connectors Type 額定風速度 Rated Wind Speed 200 km/hr Weight kg 2018/11/18

微波天線基本規格 機械性能 電氣性能 天線尺寸Size 工作率頻 Frequency 結構 天線增益 Gain 天線重量（kg） 波束寬 Beam Width 交叉極化鑑別度 XPD 前後比 F/B Ratio 電壓駐波比 VSWR 回流損失 Return Loss 輻射場型圖 機械性能 天線尺寸Size 結構 天線重量（kg） 抗風力（mph） 連接頭型式 2018/11/18

天線系統架構圖 1.天線本體 3.導波管 4.連接器 5.吊網 6.接地組件 7.導波管夾 8.導波管夾固定器 9.導波管支撐器 10.穿牆封閉墊 11.設備端連接器 12.壓力窗 13.充氣分配器 14.充氣機 2018/11/18

天線系統配置圖 (1).天線本體 (2).防護照 (3).天線支撐架 (4).轉接頭 (5).橢圓導波管 (6).橢圓導波管連接器 (7).接地組件 (8).導波管夾 2018/11/18

天線導波管配置圖 (5).同軸電纜 (7).接地組件 (9).穿牆墊 (10).電纜接頭 (11).避雷器 (12).跳接電纜 (13).充氣機 2018/11/18

微波天線特性 2018/11/18

微波天線種類 2018/11/18

電波極化 電波極化 電壓軸比(axial ratio)： 交叉極化鑑別度(XPD)： 圓形極化(circular polarization) 左旋極化(LHCP) 右旋極化(RHCP) 線性極化(linear polarization) 垂直極化(vertical) 水平極化(horizontal) 電壓軸比(axial ratio)： 在圓形極化波系統中用以判定天線的 極化鑑別能力 在同一參考平面上左旋極化(LHCP)與右旋極化(RHCP)波分量之比值 理想值 1:1 (0 dB) 交叉極化鑑別度(XPD)： 在線性極化波系統中用以判定天線的極化隔離能力 發射單一垂直(或水平)極化波經雙極化天線接收後呈現在兩個極化端口(V/H port)電波強度之比 典型值 1/1000 (30dB) 適當安排電波極化可以避免干擾及頻率再用 2018/11/18

凱式天線(Cassergain Antenna ) 凱式天線一般稱為二次反射天線 原理與天文望遠鏡同 副反射板的作用反射主天線的信號 適用於大型微波天線及衛星天線 2018/11/18

典型天線之輻射圖型 0°(主軸方向) 90° 50° 40° 30° 20° 10° 25 20 15 10 5 0 (dB) 2018/11/18

天線的輻射圖型 將天線對某一平面朝各方向之輻射效能繪出以表示其指向性，稱為天線之輻射圖型(Radiation Pattern)。 由天線的輻射圖型可看出；天線的輻射電場強度出現幾個最大值，構成幾個大小不同之波瓣(Lobes)。其中最大輻射之波瓣稱為主波瓣(Main Lobe)，其它較小之波瓣稱為旁波瓣(Side Lobes)。主波瓣中輻射功率最強之方向稱為主軸方向，沿主軸方向兩側功率減為一半之兩方向之夾角稱為波束寬度(Beam Width)。波束寬度愈小，愈可以有效地將電功率集中朝特定方向輻射。 一天線之功率增益愈大，即表示其指向性愈高，亦即其輻射信號能量愈集中在其最大輻射方向。 2018/11/18

天線系統VSWR測試 Return Loss = 20 log ρ ρ = 10 (RL / 20) 1,2:校準 3:測試 Return Loss = 20 log ρ ρ = 10 (RL / 20) VSWR = (1 + ρ) / (1 - ρ) 2018/11/18

反射板路徑計算例 反射板之增益G = 20 log (4πACOSα) / λ2 FSL1 = 92.45 + 20 log (11 × 20) = 139.3 dB FSL2：因(1 / k) <2.5 為近電場，可忽略 RSL = Pt + Gt + Gr + Gpr - FSL1 - FSL2 - WGL1 - WGL2 = 25 + 46.5 + 42.5 + 0 - 139.3 - 0 - 6 - 3 = - 34.3 dBm 2018/11/18

反射板路徑計算例 Gt = 7.5 + 20 log f + 20 log D = 7.5 + 20 log (2 × 10) = 33.5 dB Gr = 7.5 + 20 log (2 × 6) = 29 dB FSLt = 96.6 + 20 log f + 20 log d = 96.6 + 20 log (2 × 21) = 129 dB FSLr = 96.6 + 20 log (2 × 1) = 102.6 dB RSL = Pt + Gt + Gr - FSLt - FSLr + Gpr = 28.7 + 33.5 + 29 - 129 - 102.6 + 74.6 = - 65.2 2018/11/18

雙天線中繼之微波鏈路計算例 FSL = 64.9 + 40 log f + 20 log d1 + 20 log d2 = 64.9 + 40 log 7000 + 20 log 1 + 20 log 7 = 64.9 + 153.8 + 16.9 = 235.6 Ant Gain = 20 log (7 × 6) + 7.5 = 40 dB RSL = Pt + Gt + Gr + Gpt + Gpr - FSL = 27 + 40 × 4 - 235.6 = - 48.6 dBm FM = - 48.6 - (- 72) = 23.4 dB 2018/11/18

微波天線及鐵塔 微波通信鐵塔之抗風壓能力須符合下列要求 天線承受最大風速在200公里/時以上 於風速每秒60公尺時，其擺幅須在±0.5度以內。 天線承受最大風速在200公里/時以上 2018/11/18

小型微波天線 2018/11/18

同軸電纜與導波管 2018/11/18

同軸電纜連接器 2018/11/18

各種導波管連接器 2018/11/18

導波管充器設備 2018/11/18 Large Broadcast Programmable Automatic Membrane Dehydrators Jumbo Programmable Automatic Membrane Dehydrators Hand Pump Basic Manual Regenerative Dehydrator Small Automatic Membrane Dehydrator Advanced Manual Regenerative Dehydrators Static Desiccators Medium Automatic Membrane Dehydrator 2018/11/18

天線性能測試電波隔離室 2018/11/18

搜尋雷達天線 2018/11/18

廣播電視天線 2018/11/18

人造衛星天線 2018/11/18

人造衛星天線 2018/11/18

XPD

Case Study of VSWR