如何实现高效微波点对点传输视距验证

虹科卫星与无线电通信 2022-01-17 1474

描述

视距传播

在无线通信中，我们通常会提到视距传播的概念，视距传播（LOS propagation）是指在发射天线和接收天线间，电波直接从发射点传播到接收点（一般要包括地面的反射波）的一种传播方式，视距传播的距离一般为20～50km，主要用于超短波及微波通信。

按传播方式不同，视距传播可分为以下2类：

直射波传播，是由发射天线辐射的电波按直线行进，直接传到接收点；

大地反射波传播，是由发射天线发射、经地面反射到达接收点的传播方式。

而按照收、发两端所处的空间位置不同，视距传播情况大体上可分为3类：

地面上的视距传播，例如无线电中继通信、电视广播以及地面上移动通信等；

地面与空中目标，如飞机、通信卫星之间的视距传播；

空间通信系统之间的视距通信，如飞机之间、宇宙飞行器之间等。

通常来说，我们将无线通信系统的传播条件分成视距(LOS)和非视距(NLOS)两种环境，在视距条件下，无线信号无遮挡地在发送端与接收端之间进行直线传播，这要求在第一菲涅尔区内不存在对无线电波造成遮挡的物体，如果不满足这一条件，信号强度就会产生明显下降，而这种利用以视距传播的无线电波进行信息传输的通信就是视距通信。

视距验证

电波在以视距传播的方式进行传播时，会受到地面和地面物对电波的绕射、反射和散射，大气层对电波的折射、反射、吸收和散射等，如果收发天线之间存在遮挡物也会对传播的信号产生干扰。而无线电波的频率越高，波长越短，波的绕射能力就会越弱，在遇到障碍物的时候就越容易被阻隔，所以只能依靠直线传播。

在视距通信中，影响传播稳定性的因素有很多，比如在远距离通信中，在天线高度不变的情况下，当通信距离超高一定的数值时，电磁波传播将受到地球自身曲面的阻挡，为了进行远距离通信，就要采用中继的方法。其次，因为微波传播有损耗，随着通信距离的增加信号衰减，有必要采用中继方式对信号逐段接收、放大后发送给下一段，以延长通信距离。除此之外，地面障碍物如丘陵、山头、树林和高大的建筑物等也会阻挡电磁波视距传播，与自由空间传播相比，地表障碍物对微波视距传播的影响表现为引入了阻挡损耗。

而需要保证通信系统的稳定，信号不受到太大干扰，就需要对视距链路进行验证，清晰的视线对于长距离微波点对点链接性能至关重要，确保链接路径具有清晰的视线并且没有任何物体会干扰信号是非常重要的。即使远程站点看似可见，无线电视线也可能会受到所谓菲涅尔区内物体的影响。例如，如果坚硬的物体（例如山脊或建筑物）离信号路径太近，则它可能会降低无线电信号的强度，即使障碍物没有遮挡，也无法实现计划的接收信号电平直接的视线。因此，在设计链接路径时，必须计算并考虑菲涅尔区域的必要间隙，所以快速有效的验证微波链路是否有清晰的视线是必要的。