《電信傳輸原理及應(yīng)用》習(xí)題答案

1、.電信傳輸習(xí)題第1章 電信傳輸?shù)母靖拍钜?、?shí)踐活動(dòng)1實(shí)地參觀當(dāng)?shù)氐闹袊?guó)電信市話傳輸機(jī)房，建立對(duì)傳輸系統(tǒng)整體、直觀的印象，詢問(wèn)有關(guān)技術(shù)人員進(jìn)一步了解市話對(duì)稱(chēng)電纜、同軸電纜、光纖的使用狀況。2了解身邊無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，特別要留心一下學(xué)校周邊的各種基站、衛(wèi)星地面站、微波中繼及天線。3實(shí)地參觀學(xué)校的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室，向教師咨詢傳輸線路和傳輸設(shè)備種類(lèi)及用途。二、思考與練習(xí)1.什么是通信、電信和電信傳輸？電信號(hào)有哪些種類(lèi)？各有什么特征？2.完整的電信傳輸系統(tǒng)的是如何組成的？3.電信傳輸有些什么特點(diǎn)？4.常用傳輸介質(zhì)的構(gòu)造及用途是什么？5、以功率電平為例，請(qǐng)簡(jiǎn)述正電平、負(fù)電平和零電平的意義。6、試簡(jiǎn)述絕對(duì)電平和相對(duì)

2、電平的意義以及兩者之間的關(guān)系。7測(cè)試點(diǎn)的阻抗RL=75,其電壓為0.85V，試計(jì)算測(cè)試點(diǎn)上的絕對(duì)功率電平是多少？8設(shè)電路某點(diǎn)的絕對(duì)功率電平為10.5NP， (2)-1.5 NP， (3)-7 dBm試求該點(diǎn)的功率值。9測(cè)試點(diǎn)功率為0.2w，線路始端功率為10mw，求測(cè)試點(diǎn)的相對(duì)功率電平值。10測(cè)試點(diǎn)電壓為0.7V，線路始端電壓為0.2V，求測(cè)試點(diǎn)的相對(duì)電壓電平值。第2章 金屬傳輸線理論一、實(shí)踐活動(dòng)實(shí)地參觀當(dāng)?shù)氐闹袊?guó)電信市話傳輸機(jī)房，詢問(wèn)有關(guān)技術(shù)人員進(jìn)一步了解市話對(duì)稱(chēng)電纜、同軸電纜使用狀況。二、思考與練習(xí)1.集總參數(shù)與分布參數(shù)有哪些異同？2.何為長(zhǎng)線？何為短線？3.闡述金屬傳輸線出現(xiàn)R、L、C和

3、G的原因及它們的物理意義4.傳輸線的特性阻抗和傳輸常數(shù)代表什么意義？5.當(dāng)ZC=ZL時(shí)，傳輸線處于什么工作狀態(tài)？傳輸線具有什么特點(diǎn)？6.當(dāng)ZCZL時(shí)，傳輸線處于什么工作狀態(tài)？傳輸線具有什么特點(diǎn)？7.通信回路的串音損耗與串音防衛(wèi)度的物理意義是什么？8.假設(shè)f=5MHz，同軸電纜回路的一次參數(shù)：電阻 ，電感 ，電導(dǎo) ，電容 。試求該同軸電纜的二次參數(shù)。 9設(shè)某平行雙導(dǎo)線的直徑為2mm，間距為8mm，周?chē)橘|(zhì)為空氣，求其特性阻抗。 10設(shè)某同軸線的外導(dǎo)體內(nèi)直徑為20mm，內(nèi)導(dǎo)體外直徑為10mm，求其特性阻抗；假設(shè)在內(nèi)外導(dǎo)體之間填充為2.20的介質(zhì)，求其特性阻抗。第3章 波導(dǎo)傳輸線理論一、實(shí)踐活動(dòng)實(shí)地

4、參觀當(dāng)?shù)氐闹袊?guó)電信微波發(fā)射站，直觀觀測(cè)波導(dǎo)、同軸線幾何尺寸與傳輸信號(hào)頻率的關(guān)系，與單模傳輸?shù)年P(guān)系。二、思考與練習(xí)1波導(dǎo)為什么不能傳輸TEM波？2波導(dǎo)波長(zhǎng)與工作波長(zhǎng)有何區(qū)別？3一空氣填充的矩形波導(dǎo)，其截面尺寸a = 8cm, b = 4cm，試畫(huà)出截止波c長(zhǎng)的分布圖，并說(shuō)明工作頻率f1=3GHz和f2=5GHz的電磁波在該波導(dǎo)中可以傳輸哪些模式。4假設(shè)將3cm標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)BJ-100型a = 22.86mm , b10.16mm用來(lái)傳輸工作波長(zhǎng)0= 5cm的電磁波，試問(wèn)是否可能？假設(shè)用BJ-58型a =40.4mm, b = 20.2mm用來(lái)傳輸波長(zhǎng)0= 3cm的電磁波是否可能？會(huì)不會(huì)產(chǎn)生什么問(wèn)

5、題？5設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)BJ-32型，a=72.12rnm, b34.04mm (1)當(dāng)工作波長(zhǎng)=6cm時(shí)，該波導(dǎo)中可能傳輸哪些模式？ (2)設(shè)0=10cm并工作于TE10模式，求相位常數(shù)、波導(dǎo)波長(zhǎng)p、相速度Vp、群速度Vg、和波阻抗ZTE106在BJ-100型的矩形波導(dǎo)中傳輸頻率f =10GHz的TE10模式的電磁波。 (1求C、p、和ZTE10(2)假設(shè)波導(dǎo)寬邊a增大一倍，上述各量如何變化？(3)假設(shè)波導(dǎo)窄邊尺寸b增大一倍，上述各量又將如何變化？(4)假設(shè)波導(dǎo)截面尺寸不變，但工作頻率變?yōu)?5GHz，上述各量又將如何變化？7有一空氣填充的矩形波導(dǎo)工作于TE10模式，其工作頻率為10GHz，已測(cè)

6、得波導(dǎo)波長(zhǎng)p 4cm，試求：(1)截止頻率f,和截止波長(zhǎng)C；(2相速度Vp、群速度Vg和波阻抗ZTE10；8有一內(nèi)充空氣，b<a<2b的矩形波導(dǎo)，以主模工作在3GHz。假設(shè)要求工作頻率至少高于主模截止頻率的20和至少低于次一高階模式截止頻率的20%，試設(shè)計(jì)該波導(dǎo)的截面尺寸a和b 。9設(shè)有空氣填充的內(nèi)直徑為5cm的圓形波導(dǎo)，試求：(1) TE11, TMo1和TE01,模式的截止波長(zhǎng)；(2)當(dāng)工作波長(zhǎng)分別為7cm, 6cm和3cm時(shí)，波導(dǎo)中可能存在哪些模式？(3) 0為7cm時(shí)主模的、Vp、Vg、p 和波阻抗。10空氣填充的圓形波導(dǎo)中傳輸主模，工作頻率f = 5GHz, o /c=

7、0.9，試求：(1)該波導(dǎo)的內(nèi)直徑；2和p11設(shè)計(jì)一圓波導(dǎo)，工作波長(zhǎng)=7 cm，只容許TE11波傳輸。12有一空氣同軸線的截面尺寸a =10mm, b = 40mm 。(1)計(jì)算TE11, TE01和TM01三種模式的截止波長(zhǎng)；(2)當(dāng)工作波長(zhǎng)0=10cm時(shí)，求TEM模和TE11模的相速度。13有一同軸線內(nèi)導(dǎo)體的半徑a=0.5mm，b=1.75mm，假設(shè)絕緣材料的介電常數(shù)為1。該同軸線的特性阻抗為多少？并計(jì)算單模工作的工作頻率范圍。第4章 介質(zhì)光波導(dǎo)傳輸理論一、實(shí)踐活動(dòng)實(shí)地參觀當(dāng)?shù)氐闹袊?guó)電信市話光纖傳輸機(jī)房，詢問(wèn)有關(guān)技術(shù)人員進(jìn)一步了解通信傳輸網(wǎng)對(duì)光纖應(yīng)用狀況以及光纖傳輸特性現(xiàn)狀。二、思考與練習(xí)

8、1什么是光纖的數(shù)值孔徑？2階躍型光纖場(chǎng)方程的推導(dǎo)思路是什么？3用射線理論描述階躍型光纖的導(dǎo)光原理是什么？畫(huà)出示意圖4寫(xiě)出導(dǎo)波的徑向歸一化相位常數(shù)、徑向衰減常數(shù)、歸一化頻率的表達(dá)式。并簡(jiǎn)述其物理意義。5判斷某種模式能否在光纖中傳輸?shù)臈l件是什么？6階躍型光纖的單模傳輸條件是什么？7什么是單模光纖的截止波長(zhǎng)？寫(xiě)出表達(dá)式。8光纖產(chǎn)生的原因及其危害是什么？9光纖損耗和色散產(chǎn)生的原因及其危害是什么？為什么說(shuō)光纖的損耗和色散會(huì)限制系統(tǒng)的光纖傳輸距離？10光纖中都有哪幾種色散？解釋其含義。11.漸變型光纖纖芯的折射率分布為求: 光纖的本地?cái)?shù)值孔徑NA(r)。12均勻光纖芯與包層的折射率分別為：nl150，n2

9、145，試計(jì)算：1光纖芯與包層的相對(duì)折射率差？2光纖的數(shù)值孔徑NA？3在1km長(zhǎng)的光纖上，由子午線的光程差所引起的最大時(shí)延差max ？4假設(shè)在1km長(zhǎng)的光纖上,將max減小為10ns/km, n2應(yīng)選什么值.13. 階躍光纖纖芯的折射率nl1.465，相對(duì)折射率差 = 0.01，纖芯半徑a25m 試求:LPOl、LPO2、LP11和LP12模的截止波長(zhǎng)各為多少？14.階躍光纖，假設(shè)nl1.50, 0=l.3m，試計(jì)算1假設(shè)= 025，為了保證單模傳輸，其纖芯半徑a應(yīng)取多大？2假設(shè)取a=5m ，為保證單模傳輸，應(yīng)取多大？15.階躍折射率光纖中nl1.52，n21.491光纖浸在水中n01.33，

10、求光從水中入射到光纖輸入端面的最大接收角；2光纖放置在空氣中，求數(shù)值孔徑。 16.一階躍折射率光纖，纖芯半徑a=25m，折射率nl1.50，相對(duì)折射率差=1，長(zhǎng)度 L=2km。求：1光纖的數(shù)值孔徑；2子午光纖的最大時(shí)延差；3假設(shè)將光纖的包層和涂數(shù)層去掉，求裸光纖的NA和最大時(shí)延差。第5章 無(wú)線通信傳輸理論一、實(shí)踐活動(dòng) 去當(dāng)?shù)氐闹袊?guó)電信和播送電視臺(tái)實(shí)地參觀無(wú)線傳輸系統(tǒng)，了解無(wú)線系統(tǒng)有那些設(shè)備？了解有哪些業(yè)務(wù)？比較有線傳輸系統(tǒng)的區(qū)別。二、思考與復(fù)習(xí)題1、簡(jiǎn)述無(wú)線電波的傳播方式及其特點(diǎn)。2、簡(jiǎn)述無(wú)線電波的傳播特性。3、介紹傳輸媒質(zhì)對(duì)電波傳播的影響。4、解釋自由空間和自由空間損耗的概念5、惠更斯一費(fèi)涅

11、耳原理的根本思想是什么？解釋費(fèi)涅耳區(qū)的概念。6、 K值是怎樣定義的？溫帶地區(qū)K值變化范圍為多大？K值的變化意味著什么？7、大氣和地面造成了幾種衰落型式？衰落產(chǎn)生的原因以及抗衰落所采用的技術(shù)。8、微波和衛(wèi)星通信中將采用哪些抗衰落技術(shù)？9、無(wú)線如衛(wèi)星、移動(dòng)通信通信為什么要采用多址技術(shù)？常見(jiàn)的多址技術(shù)有哪幾種？10、簡(jiǎn)述碼分多址的工作原理。11.發(fā)信功率PT =10W，工作頻率f = 4. 2GHz，兩微波站相距50km, GT =1000倍，GR =38dB , 收、發(fā)天線的饋線損耗Lr= Lt =3dB, 求：在自由空間傳播條件下接收機(jī)的輸入功率電平和輸入功率。12、兩微波站相距46km，反射點(diǎn)

12、離發(fā)端18km，且天線高度恰好滿足自由空間的余隙h0，通信頻率為6GHz，地面反射因子0.7。求：天線的自由空間的余隙h0和衰落因子Lk13、某微波傳輸信道，發(fā)射天線的增益為32dB，接收天線的的增益為20dB，收發(fā)距離為24500 km，載波中心頻率為6.904GHz，求：該信道的根本傳輸損耗為多少"假設(shè)發(fā)射功率為25w,接收機(jī)的接收到的功率為多少"14.在自由空間傳輸條件下接收機(jī)的收信功率P=-35dBm，在傳輸途中有如圖5-7所示的刃形障礙物，且hc= -0.5F1 (F1是第1費(fèi)涅耳區(qū)半徑) ，求此時(shí)收信功率電平。第6章 移動(dòng)通信傳輸信道的特性一、實(shí)踐活動(dòng)了解身邊的

13、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)1、為了建立對(duì)移動(dòng)通信系統(tǒng)整體、直觀的印象，實(shí)地參觀中國(guó)移動(dòng)的GSM系統(tǒng)、中國(guó)聯(lián)通的CDMA系統(tǒng)，了解基站有哪些設(shè)備？了解有哪些交換設(shè)備？了解有哪些業(yè)務(wù)？2、去手機(jī)生產(chǎn)廠家實(shí)地參觀，了解手機(jī)的生產(chǎn)工藝流程，了解手機(jī)的外形、功能、業(yè)務(wù)輻射及構(gòu)造原理。3、特別留心一下學(xué)校周邊的各種基站及天線，詢問(wèn)有關(guān)技術(shù)人員和教師，它們都有哪些設(shè)備，各自有什么作用。4、網(wǎng)搜索有關(guān)2.5G和3G的開(kāi)展。請(qǐng)?jiān)L問(wèn)：華為 : /. huawei. . 、中興 : /. zte. . , 或以2.5G, 3G為關(guān)鍵詞到百度上搜索一下，重點(diǎn)關(guān)心內(nèi)容為：國(guó)內(nèi)外有關(guān)2.5G, 3G的技術(shù)開(kāi)展與市場(chǎng)；為什么要建立2.5

14、G;2.5G和2G的差異；3G會(huì)給我們帶來(lái)什么；未來(lái)3G標(biāo)準(zhǔn)融合的可能性；中國(guó)目前3G的開(kāi)展。二、思考與復(fù)習(xí)題1、何謂移動(dòng)通信？2、移動(dòng)通信的信道有哪些特點(diǎn)？3、移動(dòng)通信的工作方式有哪幾種？每種有何特點(diǎn)？4、GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)由幾局部組成？每局部的作用是什么？5、指出移動(dòng)通信的傳輸特點(diǎn)。6、闡述頻分雙工FDD和時(shí)分雙工TDD的區(qū)別和各自特點(diǎn)。7、表達(dá)典型移動(dòng)通信系統(tǒng)的主要工作頻段。8、介紹產(chǎn)生陰影效應(yīng)與多徑效應(yīng)的原因。9、給出按照多徑信道特征參數(shù)的信道分類(lèi)。10、簡(jiǎn)述噪聲的分類(lèi)和特性11、解釋鄰道干擾、同道干擾、互調(diào)干擾、遠(yuǎn)近效應(yīng)和符號(hào)間干擾。12、基站天線有效高度為50m，移動(dòng)臺(tái)天線高度為2

15、m，由r0=10km和要求的有用信號(hào)和干擾信號(hào)的比S/I =22 dB，試求同道再用距離D.13、當(dāng)一個(gè)基站同時(shí)接收兩個(gè)移動(dòng)臺(tái)發(fā)來(lái)的信號(hào)，一個(gè)移動(dòng)臺(tái)離基站為0.1km，另一個(gè)離基站為10km ，單位路徑損耗相等，試求其近端 遠(yuǎn)端比干擾.14、市區(qū)移動(dòng)臺(tái)的工作頻率為350MHz，其接收機(jī)帶寬為16kHz，試求接收機(jī)輸入端的人為噪聲功率為多少dBw"15、某一移動(dòng)信道，工作頻段為450 MHz，基站天線高度為50 m，天線增益為10 dB，移動(dòng)臺(tái)天線高度為3m，天線增益為0 dB；在市區(qū)工作，傳播路徑為中等起伏地，通信距離為10km。試求：(1)傳播路徑損耗中值； (2)假設(shè)基站發(fā)射機(jī)送

16、至天線的信號(hào)功率為20 W，求移動(dòng)臺(tái)天線得到的信號(hào)功率中值16、干擾的頻率fA=150.2MHz 、fB=150.1MHz、fC =150.0MHz。問(wèn)當(dāng)某用戶移動(dòng)臺(tái)的接收頻率為150.3MHz時(shí)，能否產(chǎn)生三階互調(diào)干擾"17、基站天線有效高度為50m，移動(dòng)臺(tái)天線高度為2m，由r0=10km和要求的有用信號(hào)和干擾信號(hào)的比S/I =22 dB，試求同道再用距離D第7章 微波通信傳輸信道的特征一、實(shí)踐活動(dòng)實(shí)地參觀當(dāng)?shù)氐闹袊?guó)電信長(zhǎng)途微波傳輸機(jī)房，詢問(wèn)有關(guān)技術(shù)人員進(jìn)一步了解微波中繼通信總體設(shè)計(jì)情況。二、思考與練習(xí)1、簡(jiǎn)述微波中繼傳輸應(yīng)用情況2、簡(jiǎn)述余隙的概念以及在工程中的選擇條件。3、簡(jiǎn)述微波

17、通信常用頻率。4、簡(jiǎn)述微波常用天線的種類(lèi)及其特點(diǎn)。5、數(shù)字微波的線路噪聲分為哪幾種？各包括哪幾種？6、微波天線高度的選取應(yīng)考慮哪些因素？hc =0. 577.F17、.微波發(fā)信功率4W，工作頻率4000MHZ，微波兩站相距50km，發(fā)射天線的增益為30dB，接收天線的的增益為25dB，收發(fā)兩端饋線系統(tǒng)損耗Lr=2 dB, Lt=1 dB，傳輸路徑上障礙物的尖峰好落hc=0，求：實(shí)際微波接收機(jī)能接收的功率PR8、假設(shè)兩相鄰微波站A、B相距48km，反射點(diǎn)距A站18km和24km，求此兩種情況下的地面突起高度h1和h2各是多少？假設(shè)又考慮大氣折射時(shí)的K值為4/3，再求上述兩種情況下的等效地面突起高

18、度he1和he2各是多少m？9、設(shè)微波中繼通信采用f10GHz，站距為50km，路徑為光滑球形地面，收發(fā)天線最小高度，如圖7-12所示。求1不計(jì)大氣折射K=1，保證自由空間余隙h0時(shí)，等高收發(fā)天線的最小高度；2在k4/3時(shí)，收發(fā)天線最小高度。10、某數(shù)字微波通信系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)如下： 理論載噪比20dB，固定惡化=4 dB，在室溫下290K，接收機(jī)的噪聲系數(shù)2.1，接收機(jī)的等效帶寬=26.8MHz，試計(jì)算出該系統(tǒng)的門(mén)限載波信號(hào)功率電平值11、一個(gè)6GHz的SDH 155Mbit/s系統(tǒng)的傳輸信道參數(shù)如下： 發(fā)射機(jī)的發(fā)射電平等于42dBm，收、發(fā)端天線增益各為43dB，單端饋線損耗Lf2.5dB，

19、附加損耗Lc=2.5dB，信道的頻帶寬度為25.833MHz，實(shí)際門(mén)限載噪比C/N25.1dB，噪聲系數(shù)2dB，收發(fā)兩端之間的距離60km。試計(jì)算出系統(tǒng)的平衰落儲(chǔ)藏是多少？第8章 衛(wèi)星通信傳輸線路的特征一、實(shí)踐活動(dòng) 調(diào)研衛(wèi)星通信應(yīng)用市場(chǎng)，了解衛(wèi)星通信有那些業(yè)務(wù)？比較與其他通信的區(qū)別。二、思考與習(xí)題1、簡(jiǎn)要表達(dá)衛(wèi)星通信的主要優(yōu)缺點(diǎn)；與光纖通信相比，你認(rèn)為衛(wèi)星通信系統(tǒng)適合什么樣的應(yīng)用領(lǐng)域。2、衛(wèi)星通信系統(tǒng)由哪幾局部組成" 它們各自的作用如何" 衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的主要功能是什么"3、衛(wèi)星通信使用哪些工作頻段" 原因是什么" 目前使用較多的衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)主要有

20、哪些"4、通信衛(wèi)星有哪些運(yùn)行軌道" 影響靜止衛(wèi)星軌道的有哪些因素" 5、有哪幾種干擾在衛(wèi)星通信中必須考慮" 它們的產(chǎn)生原因是什么？6、在接收機(jī)前端濾波器輸出端，測(cè)試得到的噪聲功率為0.03pW，而濾波器等效噪聲帶寬為10MHz，試確定等效噪聲溫度。 7、試解釋衛(wèi)星接收系統(tǒng)G/T值的含義。某地球站使用5m的天線，工作頻率為12Hz，天線噪聲溫度為100 K，接收機(jī)前端噪聲溫度為120 K，試計(jì)算G/T值(天線與接收機(jī)之間的饋線損耗忽略)。8、C頻段(6.1GHz)地球站發(fā)射天線增益為54dB，發(fā)射機(jī)輸出功率為l00W。衛(wèi)星與地球站相距37500km，衛(wèi)星與

21、地球站收發(fā)饋線損耗均為L(zhǎng)r=1 dB、饋線損耗Lt=2 dB，LR=0.8 dB、La=1.1dB衛(wèi)星接收天線增益為398倍，轉(zhuǎn)發(fā)器噪聲溫度為500K，衛(wèi)星接收機(jī)帶寬為36MHz。試計(jì)算以下數(shù)值：求衛(wèi)星輸入噪聲功率電平dBW和衛(wèi)星輸入載噪比C/N。9、個(gè)12GHz的下行衛(wèi)星系統(tǒng)參數(shù)如下：衛(wèi)星輸出功率為10W，饋線損耗1dB，天線增益為35.2dB；衛(wèi)星到地球站距離d40000km，大氣層附加損耗為0.3dB。接收地球站天線增益為51.2dB，饋線損耗0.5dB，G/T26.2(dB/K)。求下行線路的C/ND。10、在IS-IV號(hào)衛(wèi)星通信系統(tǒng)，其衛(wèi)星有效全向輻射功率EIRP S =34.2dB

22、w，接收天線增益GRS=20.7dB。又知道某地球站發(fā)射天線增益GTE60.1 dB，發(fā)送饋線損耗LtE0.4 dB，發(fā)射機(jī)輸出功率PTE=3.9kW，地球站接收天線增益GRE=60.0dB,接收饋線損耗LrE=0.1 dB。試計(jì)算衛(wèi)星接收機(jī)輸入端的載波接收功率CS和地球站接收機(jī)輸入端的載波接收功率CE。11、條件如圖8-17所示，設(shè)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器工作在單載波狀態(tài)，衛(wèi)星和地球站的饋線損耗Lr=1 dB、饋線損耗Lt=2 dB，LR=0.2 dB、La=1 dB，分別求出衛(wèi)星線路的上行C/TU和下行C/TD的值。"電信傳輸原理及應(yīng)用"課后習(xí)題答案2009-9-29. v.目錄第一

23、章電信傳輸?shù)母靖拍?第二章金屬傳輸線理論4第三章波導(dǎo)傳輸線理論7第四章介質(zhì)光波傳輸理論13第五章無(wú)線通信傳輸理論19第六章移動(dòng)通信傳輸信道的特性24第七章微波通信傳輸信道的特征28第八章衛(wèi)星通信傳輸線路的特征32. v.第一章電信傳輸?shù)母靖拍?、 什么是通信、電信和電信傳輸？電信號(hào)有哪些種類(lèi)？各有什么特征？答：從廣義上說(shuō)，無(wú)論采用何種方法，使用何種傳輸媒質(zhì)只要將信息從一地傳送到另一地，均可稱(chēng)為通信。電信號(hào)按照不同的角度可有不同的分類(lèi)，按照電信號(hào)傳載信息的形式的不同，可分為：模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)兩種類(lèi)型。模擬信號(hào)，是指模擬、仿照原有消息變化的電信號(hào)，這種信號(hào)的幅度變化是時(shí)間的連續(xù)函數(shù)；數(shù)字信號(hào)

24、在時(shí)間上和幅度上的取值都是離散的。數(shù)字信號(hào)在傳輸上有很多優(yōu)點(diǎn)，最主要的是它的抗干擾性強(qiáng)。由于它是以1、0兩種狀態(tài)傳輸?shù)?，在接收端只要正確地判斷是“1”或者是“0”，就等于完全取消了干擾。2、 完整的電信傳輸系統(tǒng)是如何組成的？答：一個(gè)完整的電信傳輸系統(tǒng)除了必須具備傳輸信道局部外，還需要有用戶終端設(shè)備、交換機(jī)、多路復(fù)用設(shè)備和傳輸終端設(shè)備收發(fā)信機(jī)等。3、 電信傳輸有些什么特點(diǎn)？答：一是傳輸信號(hào)的多頻率；二是電信傳輸?shù)墓β试谟芯€傳輸?shù)墓β时容^小，它一般只有毫瓦量級(jí)；三是電信傳輸?shù)男?，由于電信傳輸是弱電傳輸，其傳輸效率非常重要；四是電信傳輸離不開(kāi)信號(hào)的變換。4、 常用傳輸介質(zhì)的構(gòu)造及用途是什么？答：電

25、信號(hào)的傳輸實(shí)質(zhì)是電磁波的傳播，傳播方式分有線傳播和無(wú)線傳播兩種，因此其傳輸介質(zhì)也按此分類(lèi)方式分為有線傳輸介質(zhì)和無(wú)線傳輸介質(zhì)?，F(xiàn)有的傳輸線有架空明線、對(duì)稱(chēng)電纜、同軸電纜、金屬波導(dǎo)管和光纖等；無(wú)線電傳播的傳輸介質(zhì)是對(duì)流層、平流層或電離層，傳播方式有直射波，反射波，地波，散射波等。用途：（1） 架空明線：架空明線是利用金屬裸導(dǎo)線捆扎在固定的線擔(dān)上的隔電子上，是架設(shè)在電線桿上的一種通信線路，現(xiàn)今多用于專(zhuān)網(wǎng)通信，如利用高壓輸電線實(shí)現(xiàn)載波通信；利用鐵路電氣汽車(chē)輸電線實(shí)現(xiàn)載波通信等；（2） 對(duì)稱(chēng)電纜：市話對(duì)稱(chēng)電纜是由假設(shè)干條扭絞成對(duì)或組的導(dǎo)電芯線加絕緣層組合而成的纜芯，外面包裹有保護(hù)層的一個(gè)整體。主要作為傳

26、統(tǒng)的話音通信介質(zhì)，是當(dāng)前電信接入網(wǎng)的主體；（3） 同軸電纜：同軸電纜又稱(chēng)為同軸線對(duì)，屬于不對(duì)稱(chēng)的構(gòu)造。它是由內(nèi)、外導(dǎo)體和內(nèi)、外導(dǎo)體之間的絕緣介質(zhì)和外護(hù)層四局部組成，同軸電纜主要用在端局間的中繼線、交換機(jī)與傳輸設(shè)備間中繼連接線、移動(dòng)通信的基站發(fā)信機(jī)與天線間的饋線以及有線電視系統(tǒng)中用戶接入線等；（4） 金屬波導(dǎo)：金屬波導(dǎo)是用金屬制成的中空的柱狀單導(dǎo)體，金屬波導(dǎo)常用于微波或衛(wèi)星的收、發(fā)信機(jī)與天線間饋線使用；（5） 光纖：光纜是由光纖、加強(qiáng)件和外戶層構(gòu)成。光纖是由纖芯、包層和涂敷層組成，光纖作為傳輸介質(zhì)主要優(yōu)點(diǎn)是傳輸頻帶寬、通信容量大、傳輸損耗小、抗電磁場(chǎng)干擾能力強(qiáng)、線徑細(xì)、重量輕、資源豐富等。為各種

27、通信系統(tǒng)廣泛使用，光纖目前是最理想的傳輸線。（6） 無(wú)線信道：主要靠電磁波在大氣層的傳播來(lái)傳遞信息。5、 以功率電平為例，請(qǐng)簡(jiǎn)述正電平、負(fù)電平和零電平的意義。答：由定義知，當(dāng)時(shí)，電平為零，其含義是該點(diǎn)的功率等于基準(zhǔn)功率。當(dāng)時(shí), 電平是負(fù)值,其含義是該點(diǎn)的功率小于基準(zhǔn)功率。當(dāng)時(shí), 電平是正值，其含義是該點(diǎn)的功率大于基準(zhǔn)功率。對(duì)于絕對(duì)功率電平來(lái)說(shuō)，因?yàn)榛鶞?zhǔn)功率是lmw，所以當(dāng)時(shí)，電平是正值，當(dāng)時(shí)。電平是零值，當(dāng)時(shí)，電平是負(fù)值。6、 試簡(jiǎn)述絕對(duì)電平和相對(duì)電平的意義以及兩者之間的關(guān)系。答：所謂某點(diǎn)的電平，是指電信系統(tǒng)中某一信號(hào)的實(shí)測(cè)功率或電壓、電流值與某參考點(diǎn)的信號(hào)功率或電壓、電流之比的對(duì)數(shù)值，某參考

28、點(diǎn)的信號(hào)功率或電壓、電流又稱(chēng)為基準(zhǔn)功率或基準(zhǔn)電壓、基準(zhǔn)電流。需指出的是：基準(zhǔn)功率是根本不變的，而基準(zhǔn)電壓或基準(zhǔn)電流那么是根據(jù)在某一阻抗上所獲得的基準(zhǔn)功率來(lái)確定的。當(dāng)阻抗變化時(shí)，基準(zhǔn)電壓或基準(zhǔn)電流也要隨之而變化。求相對(duì)向平時(shí)所取的基準(zhǔn)是不固定的，被測(cè)量值和基準(zhǔn)是相對(duì)的，而絕對(duì)電平的基準(zhǔn)是固定的。在通信中，絕對(duì)電平的基準(zhǔn)參考點(diǎn)的阻抗，功率是時(shí)，就可分別計(jì)算出絕對(duì)電壓電平的基準(zhǔn)電壓和絕對(duì)電流電平的基準(zhǔn)電流。7、 測(cè)試點(diǎn)的阻抗，其電壓為0.85V，試計(jì)算測(cè)試點(diǎn)上的絕對(duì)功率電平是多少？解：直接帶公式計(jì)算有：8、設(shè)電路某點(diǎn)的絕對(duì)功率電平為：10.5Np 2-1.5Np 3-7dBm試求該點(diǎn)的功率值。解：1

29、將0.5Np帶入公式，計(jì)算得到2.72mW。2帶入上式得到e(-3)mW；3將-7dBm帶入，計(jì)算得到0.1995mW。9、測(cè)試點(diǎn)功率為0.2W，線路始端功率為10mW，求測(cè)試點(diǎn)的相對(duì)功率電平值。解：直接帶入公式得到：。10、測(cè)試點(diǎn)電壓為0.7V，線路始端電壓為0.2V，求測(cè)試點(diǎn)的相對(duì)電壓電平值。解：帶公式有：第二章 金屬傳輸線理論1、集總參數(shù)與分布參數(shù)有哪些異同？答：在低頻傳輸時(shí)，常把傳輸線當(dāng)“短線，可以認(rèn)為傳輸線上所有的電場(chǎng)能都全部集中在了一個(gè)電容器C中，磁場(chǎng)能都全部集中在了一個(gè)電感器L中，把消耗的電磁能量集中在一個(gè)電阻元件R和一個(gè)電導(dǎo)元件G上，而連接元件的導(dǎo)線傳輸線那么認(rèn)為理想導(dǎo)線。常把

30、這些獨(dú)立存在的R、C、L、G稱(chēng)為集總參數(shù)；隨著傳輸信號(hào)頻率升高，此時(shí)傳輸線已工作在“長(zhǎng)線狀態(tài)，當(dāng)信號(hào)通過(guò)“長(zhǎng)線傳輸線所需要的傳輸時(shí)間與信號(hào)變化的一個(gè)周期所需要的時(shí)間接近時(shí)，即使在穩(wěn)態(tài)工作情況下，傳輸線上電壓、電流不僅隨時(shí)間變化而且還隨傳輸線的長(zhǎng)度變化有關(guān)。因此沿傳輸線上的電壓、電流表達(dá)式要用偏微分方程來(lái)表示；其次，傳輸線間的電阻、電感、電容以及電導(dǎo)不僅互不可分，而且沿線隨機(jī)分布。常把傳輸線單位長(zhǎng)度上的電阻R1、電感L1、電容C1、電導(dǎo)G1，統(tǒng)稱(chēng)為傳輸線的分布參數(shù)。2、何為長(zhǎng)線？何為短線？答：當(dāng)傳輸線的幾何長(zhǎng)度L比其上所傳輸?shù)碾姶挪ǖ淖钚〔ㄩL(zhǎng)min還長(zhǎng)，即時(shí)，傳輸線稱(chēng)為長(zhǎng)線，反之那么為短線3、闡

31、述金屬傳輸線出現(xiàn)R、L、C和G的原因及它們的物理意義。答：是因?yàn)槔眠@些電路參數(shù)和相應(yīng)的VAR關(guān)系，通過(guò)基爾霍夫定律對(duì)傳輸線上的信號(hào)進(jìn)展研究，可較為準(zhǔn)確的列出傳輸線上任意一點(diǎn)的V和I的表達(dá)式。物理意義：R取決于導(dǎo)線的材料和傳輸信號(hào)的頻率；L是由于變化的電流流經(jīng)導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部及其周?chē)霈F(xiàn)變化的磁通而產(chǎn)生的，導(dǎo)線的磁通量與產(chǎn)生磁通的電流之比稱(chēng)為電感頻率越高導(dǎo)線的電感越小；互相絕緣的平行雙導(dǎo)線可以認(rèn)為是電容器的兩個(gè)極板，從而產(chǎn)生電容C，線路的直徑越大，雙導(dǎo)線間距越近，線路越長(zhǎng)時(shí)電容量越大；G反映了雙導(dǎo)線之間的絕緣情況，電導(dǎo)值越大導(dǎo)線之間絕緣越差，漏電越嚴(yán)重。4、傳輸線的特性阻抗和傳輸常數(shù)代表什么意

32、義？答：傳輸線的特性阻抗是線上任意一點(diǎn)的電壓入射波和電流入射波的比值，或電壓反射波同電流反射波比值的負(fù)值。傳輸常數(shù)代表了信號(hào)的電磁波沿均勻匹配線路傳輸時(shí)，一個(gè)單位長(zhǎng)度回路內(nèi)在幅值和相位上所發(fā)生的變化的程度。5、當(dāng)ZC=ZL時(shí)，傳輸線處于什么工作狀態(tài)？傳輸線具有什么特點(diǎn)？答：傳輸線處于行波工作狀態(tài)，特點(diǎn)如下：1、傳輸線上只存在入射波而無(wú)反射波，電壓波或電流波處于純行波狀態(tài)；2、電壓波和電流波同相，其值之比為傳輸線的特性阻抗；3、有傳輸線任意截面處向終端負(fù)載方向看進(jìn)去的輸入阻抗；4、因沒(méi)有發(fā)射，始端向終端方向傳輸?shù)墓β?，全部被?fù)載吸收，傳輸效率高。6、當(dāng)ZCZL時(shí)，傳輸線處于什么工作狀態(tài)？傳輸線具

33、有什么特點(diǎn)？答：此時(shí)傳輸線上既有行波，又有駐波，構(gòu)成行駐混合波狀態(tài)。7、通信回路的串音損耗與串音防衛(wèi)度的物理意義是什么？答：串音損耗是表征主串回路對(duì)被串回路影響大小的量，其值越大，那么串音功率越小，對(duì)相鄰回路的串音干擾越小；反之，串音干擾越大。串音防衛(wèi)度說(shuō)明被串回路本身對(duì)外來(lái)干擾的防衛(wèi)程度，串音防衛(wèi)度越大，那么防衛(wèi)能力越強(qiáng)。8、假設(shè)f=5MHz，同軸電纜回路的一次參數(shù)：電阻，電感，電導(dǎo)，電容。試求該同軸電纜的二次參數(shù)。解：特性阻抗衰減常數(shù)和相移常數(shù)為：或者不乘以8.686可得：0.321714Np/km9、設(shè)某平行雙導(dǎo)線的直徑為2mm，間距為8mm，周?chē)橘|(zhì)為空氣，求其特性阻抗。解：首先求，1

34、0、設(shè)某同軸線的外導(dǎo)體內(nèi)直徑為20mm，內(nèi)導(dǎo)體外直徑為10mm，求其特性阻抗；假設(shè)在內(nèi)外導(dǎo)體之間填充為2.20的介質(zhì)，求其特性阻抗。解：當(dāng)填充介質(zhì)后，。第三章波導(dǎo)傳輸線理論1、 波導(dǎo)為什么不能傳輸TEM波？答：因?yàn)榧僭O(shè)金屬波導(dǎo)中存在TEM波，那么磁力線應(yīng)在橫截面上，而磁力線應(yīng)是閉合的，根據(jù)右手螺旋規(guī)那么，必有電場(chǎng)的縱向分量，即位移電流支持磁場(chǎng)，假設(shè)沿此閉合磁力回線對(duì)H做線積分，積分后應(yīng)等于軸向電流即。2、 波導(dǎo)波長(zhǎng)與工作波長(zhǎng)有何區(qū)別？答：波導(dǎo)中某波型沿波導(dǎo)軸向相鄰兩個(gè)點(diǎn)相位面變化2(一個(gè)周期T) 之間距離稱(chēng)為該波型的波導(dǎo)波長(zhǎng)，以P表示。而工作波長(zhǎng)是由不同的信號(hào)波所特有的，與自身性質(zhì)有關(guān)。3、

35、一空氣填充的矩形波導(dǎo)，其截面尺寸a = 8cm, b = 4cm，試畫(huà)出截止波c長(zhǎng)的分布圖，并說(shuō)明工作頻率f1=3GHz和f2=5GHz的電磁波在該波導(dǎo)中可以傳輸哪些模式。解：根據(jù)公式可以得到，cm。圖略。由得，而各模式的截止波長(zhǎng)為，可見(jiàn)，該波導(dǎo)在工作頻率為3GHz時(shí)，只能傳輸波。4、 假設(shè)將3cm標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)BJ-100型a = 22.86mm , b10.16mm用來(lái)傳輸工作波長(zhǎng)0= 5cm的電磁波，試問(wèn)是否可能？假設(shè)用BJ-58型a =40.4mm, b = 20.2mm用來(lái)傳輸波長(zhǎng)0= 3cm的電磁波是否可能？會(huì)不會(huì)產(chǎn)生什么問(wèn)題？解：1首先考慮TE 10波，因此，不能用來(lái)傳輸波長(zhǎng)5cm

36、的電磁波。2同上，因此可以傳輸。5、 設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)BJ-32型，a=72.12rnm, b34.04mm (1)當(dāng)工作波長(zhǎng)=6cm時(shí)，該波導(dǎo)中可能傳輸哪些模式？(2)設(shè)0=10cm并工作于TE10模式，求相位常數(shù)、波導(dǎo)波長(zhǎng)p、相速度Vp、群速度Vg、和波阻抗ZTE10解：1可以傳輸；可以傳輸 可以傳輸m=1,n=1：，可以傳輸TE11和TM11波；m=1,n=2：，不能傳輸；m=2,n=1：，不能傳輸。因此，只能傳輸TE10、 TE11和TM11、。TE202，其中，帶入公式解得，。6、在BJ-100型的矩形波導(dǎo)中傳輸頻率f =10GHz的TE10模式的電磁波。(1求C、p、和ZTE10(

37、2)假設(shè)波導(dǎo)寬邊a增大一倍，上述各量如何變化？(3)假設(shè)波導(dǎo)窄邊尺寸b增大一倍，上述各量又將如何變化？(4)假設(shè)波導(dǎo)截面尺寸不變，但工作頻率變?yōu)?5GHz，上述各量又將如何變化？解：1，234方法同上。7、有一空氣填充的矩形波導(dǎo)工作于TE10模式，其工作頻率為10GHz，已測(cè)得波導(dǎo)波長(zhǎng)p 4cm，試求： (1)截止頻率f,和截止波長(zhǎng)C； (2相速度Vp、群速度Vg和波阻抗ZTE10；解：1由公式得到，那么；2，。8、有一內(nèi)充空氣，b<a<2b的矩形波導(dǎo)，以保證單模傳輸為前提，且工作頻率在3GHz。假設(shè)要求工作頻率至少高于主模截止頻率的20和至少低于次一高階模式截止頻率的20%，試設(shè)

38、計(jì)該波導(dǎo)的截面尺寸a和b。注：由題意知，主模為T(mén)E10波，但次主模為可能為T(mén)E01波，也可能是TE20波。因?yàn)槎呓刂共ㄩL(zhǎng)為，TE20：，TE01：2b。TE10：2a 0.8fc2> f>1.2fc1fc1=c/2a; fc2=c/2b0.8*c/2b > f>1.2*c/2a or 0.8*c/ > f>1.2*c/2aSo : a>6cm，b<4cm9、設(shè)有空氣填充的內(nèi)直徑為5cm的圓形波導(dǎo)，試求： (1) TE11, TMo1和TE01,模式的截止波長(zhǎng)； (2)當(dāng)工作波長(zhǎng)分別為7cm, 6cm和3cm時(shí)，波導(dǎo)中可能存在哪些模式？ (3)

39、0為7cm時(shí)主模的、Vp、Vg、p 和波阻抗。解：1直接查表有；2當(dāng)工作波長(zhǎng)為7cm時(shí)，故可以存在。，故不可以存在。，不可以存在。綜上，在工作波長(zhǎng)為7cm時(shí)，波導(dǎo)中只能存在TE11波。同理可知，在工作波長(zhǎng)為6cm時(shí)，可以存在的模式為T(mén)E11波和TM01波；在工作波長(zhǎng)為3cm時(shí)，可以存在的模式為T(mén)E11、TE21、TE01、TE31、TM01、TM11以及TM21。30為7cm時(shí)主模為T(mén)E11波，且有，；。10、空氣填充的圓形波導(dǎo)中傳輸主模，工作頻率f = 5GHz, o /c= 0.9，試求： (1)該波導(dǎo)的內(nèi)直徑；2和p解：1f = 5GHz, o /c= 0.9知，因?yàn)槭莻鬏斨髂＃敲礊門(mén)

40、E11波，有6.67cm=3.41a得到a=1.96cm，那么內(nèi)直徑為2a=3.92cm。2；11、設(shè)計(jì)一圓波導(dǎo)，工作波長(zhǎng)=7 cm，只容許TE11波傳輸。解：在波導(dǎo)中單模傳輸?shù)臈l件是：2.623.41。得到2.053cm<a<2.672。即只要滿足圓波導(dǎo)的a在上述范圍內(nèi)，即可保證為單模傳輸，也即只容許TE11波傳輸。12、有一空氣同軸線的截面尺寸a =10mm, b = 40mm。(1)計(jì)算TE11, TE01和TM01三種模式的截止波長(zhǎng)； (2)當(dāng)工作波長(zhǎng)0=10cm時(shí)，求TEM模和TE11模的相速度。解：1，；2同軸線中相速度等于相應(yīng)介質(zhì)中波的傳播速度。所以有在TEM模中的截

41、止波長(zhǎng)為 所以 同軸線中相速度等于相應(yīng)介質(zhì)中波的傳播速度對(duì)于TE1113、有一同軸線內(nèi)導(dǎo)體的半徑a=0.5mm，b=1.75mm，假設(shè)絕緣材料的介電常數(shù)為1。該同軸線的特性阻抗為多少？并計(jì)算單模工作的工作頻率范圍。解：?jiǎn)文鬏斢衏/f(b+)，代入數(shù)據(jù)得f<4.244GHz。第四章介質(zhì)光波傳輸理論1什么是光纖的數(shù)值孔徑？答：光纖產(chǎn)生全反射時(shí)光纖端面最大入射角的正弦值稱(chēng)為光纖的數(shù)值孔徑。2階躍型光纖場(chǎng)方程的推導(dǎo)思路是什么？答：請(qǐng)參考教科書(shū)。3用射線理論描述階躍型光纖的導(dǎo)光原理是什么？畫(huà)出示意圖答：纖芯半徑為a，折射率n1，包層折射率為n2并且有n1n2。當(dāng)光線以fi角從空氣n0=1入射到光

42、纖端面時(shí)，將有一局部光進(jìn)入光纖，此時(shí)sinfi=。由于纖芯折射率n1n0空氣，那么qzfi，光線繼續(xù)傳播以qz=90°-qi角射到纖芯和包層的界面處。如果qi小于纖芯包層界面的臨界角qc=arcsinn2/n1，那么一局部光線折射進(jìn)包層最終被溢出而損耗掉，另一局部反射進(jìn)入纖芯。但如此幾經(jīng)反射、折射后，很快就被損耗掉了。如果fi減小到f0如光線，那么qz也減小到，即=90°-qc，而qi增大。如果qi增大到略大于臨界角qc時(shí)，那么此光線將會(huì)在纖芯和包層界面發(fā)生全反射，能量全部反射回纖芯。當(dāng)它繼續(xù)再傳播再次遇到芯包界面時(shí)，再次發(fā)生全反射。如此反復(fù)，光線就能從一端沿著折線傳到另一

43、端。光纖中的子午線傳播4寫(xiě)出導(dǎo)波的徑向歸一化相位常數(shù)、徑向衰減常數(shù)、歸一化頻率的表達(dá)式。并簡(jiǎn)述其物理意義。答：為了使分析具有一般性，引入光纖幾個(gè)重要的無(wú)量綱參數(shù)。在纖芯和包層中，令：和。式中，U叫作導(dǎo)波徑向歸一化相位常數(shù)；W叫作導(dǎo)波徑向歸一化衰減常數(shù)。它們分別表示在光纖的纖芯和包層中導(dǎo)波場(chǎng)沿徑向r的分布情況。光纖的歸一化頻率，在光纖中，以徑向歸一化衰減常數(shù)w來(lái)衡量莫一模式是否截止。W=0是導(dǎo)波截止的臨界狀態(tài)，對(duì)應(yīng)的歸一化徑向常數(shù)uc和歸一化頻率vc的關(guān)系：vc=uc=mm-1,n, mm-1,n是m-1階Bessel函數(shù)的第n個(gè)根。5判斷某種模式能否在光纖中傳輸?shù)臈l件是什么？答：假設(shè)V>

44、Vc時(shí)，該模式在傳輸中不會(huì)截止；假設(shè)VVc時(shí)，此模式截止。6階躍型光纖的單模傳輸條件是什么？答：通常把只能傳輸一種模式的光纖稱(chēng)為單模光纖，單模光纖只傳輸一種模式即基模LP01或HE11，所以它不存在模式色散且?guī)挊O寬，一般都在幾十GHz·km以上，可實(shí)用于長(zhǎng)距離大容量的通信。要保證單模傳輸，需要二階模截止即讓光纖的歸一化頻率V小于二階模LP11歸一化截止頻率，從而可得：0VVc(LP01)=2.4048這一重要關(guān)系稱(chēng)為“單模傳輸條件。7什么是單模光纖的截止波長(zhǎng)？寫(xiě)出表達(dá)式。答：通常把只能傳輸一種模式的光纖稱(chēng)為單模光纖，單模光纖只傳輸一種模式即基模LP01或HE11。對(duì)某一光纖，每個(gè)模

45、式，都對(duì)應(yīng)有一個(gè)截止波長(zhǎng)lc，當(dāng)工作波長(zhǎng)llc時(shí)，該模式可以傳輸；當(dāng)llc時(shí)，該模式就截止了。對(duì)于單模光纖，其截止波長(zhǎng)為lc=2pn1(2D)1/2a/Vc。8光纖產(chǎn)生的原因及其危害是什么？9光纖損耗和色散產(chǎn)生的原因及其危害是什么？為什么說(shuō)光纖的損耗和色散會(huì)限制系統(tǒng)的光纖傳輸距離？答：造成光纖損耗的原因很多，主要有吸收損耗、散射損耗和附加損耗。吸收損耗是光波通過(guò)光纖材料時(shí)，一局部光能被消耗吸收轉(zhuǎn)換成其他形式的能量而形成；散射損耗是由于材料的不均勻使光散射將光能輻射出光纖外導(dǎo)致的損耗；附加損耗屬于來(lái)自外部的損耗或稱(chēng)應(yīng)用損耗，如在成纜、施工安裝和使用運(yùn)行中使光纖扭曲、側(cè)壓等造成光纖宏彎和微彎所形成

46、的損耗等。光纖的損耗將導(dǎo)致傳輸信號(hào)的衰減，光纖損耗是決定光纖通信系統(tǒng)中繼距離的主要因素之一。光纖的損耗將導(dǎo)致傳輸信號(hào)的衰減，所以把光纖的損耗又稱(chēng)衰減。當(dāng)光信號(hào)在光纖中傳輸時(shí)，隨著距離增長(zhǎng)光的強(qiáng)度隨之減弱，其規(guī)律為：；在光纖中，信號(hào)的不同模式或不同頻率在傳輸時(shí)具有不同的群速度，因而信號(hào)到達(dá)終端時(shí)會(huì)出現(xiàn)傳輸時(shí)延差，從而引起信號(hào)畸變，這種現(xiàn)象統(tǒng)稱(chēng)為色散。對(duì)于數(shù)字信號(hào)，經(jīng)光纖傳播一段距離后，色散會(huì)引起光脈沖展寬，嚴(yán)重時(shí)，前后脈沖將互相重疊，形成碼間干擾，導(dǎo)致誤碼率增加。因此，色散決定了光纖的傳輸帶寬，限制了系統(tǒng)的傳輸速率或中繼距離。10光纖中都有哪幾種色散？解釋其含義。答：根據(jù)色散產(chǎn)生的原因，光纖的色

47、散主要分為：模式色散、材料色散、波導(dǎo)色散和偏振模色散。下面分別給予介紹。模式色散一般存在于多模光纖中。因?yàn)?，在多模光纖中同時(shí)存在多個(gè)模式，不同模式沿光纖軸向傳播的群速度是不同，它們到達(dá)終端時(shí)，必定會(huì)有先有后，出現(xiàn)時(shí)延差，形成模式色散，從而引起脈沖寬度展寬；由于光纖材料的折射率隨光波長(zhǎng)的變化而變化，使得光信號(hào)各頻率的群速度不同，引起傳輸時(shí)延差的現(xiàn)象，稱(chēng)為材料色散。這種色散取決于光纖材料折射率的波長(zhǎng)特性和光源的線譜寬度；波導(dǎo)色散是針對(duì)光纖中某個(gè)導(dǎo)模而言的，在不同的波長(zhǎng)下，其相位常數(shù)b不同，從而群速度不同，引起色散。波導(dǎo)色散還與光纖的構(gòu)造參數(shù)、纖芯與包層的相對(duì)折射率差等多方面的原因有關(guān)，故也稱(chēng)為構(gòu)造

48、色散；對(duì)于理想單模光纖，由于只傳輸一種模式基模LP01或HE11模，故不存在模式色散，但存在偏振模色散。偏振模色散是單模光纖特有的一種色散，偏振模色散的產(chǎn)生是由于單模光纖中實(shí)際上傳輸?shù)氖莾蓚€(gè)相互正交的偏振模，它們的電場(chǎng)各沿x，y方向偏振，分別記作LPx01和LPy01，其相位常數(shù)bx，by不同bxby，相應(yīng)的群速度不同，從而引起偏振色散。11.漸變型光纖纖芯的折射率分布為求: 光纖的本地?cái)?shù)值孔徑NA(r)。解：，12均勻光纖芯與包層的折射率分別為：nl150，n2145，試計(jì)算：1光纖芯與包層的相對(duì)折射率差？2光纖的數(shù)值孔徑NA？3在1km長(zhǎng)的光纖上，由子午線的光程差所引起的最大時(shí)延差max？

49、4假設(shè)在1km長(zhǎng)的光纖上,將max減小為10ns/km, n2應(yīng)選什么值.解：1；2；3由n1sinq1=n2sinq2可求出sinq1為1.45/1.5，那么列出方程并解得此時(shí)所走的光程為1.034483km，max=1.034483-1/c=1.1494e-7s/m。更正：那么 = 1000*1.5/(3.0*108) * (1.5/1.45 - 1) =172.35ns4由題可以先求出光走的光程L=1003m。sinq1=1/1.003= n2/1.5，帶入數(shù)據(jù)得到，n2=1.4955。更正：由公式可得，代入數(shù)據(jù)可得:1.49713. 階躍光纖纖芯的折射率nl1.465，相對(duì)折射率差 =

50、 0.01，纖芯半徑a25m 試求:LPOl、LPO2、LP11和LP12模的截止波長(zhǎng)各為多少？解：查表可以得到對(duì)應(yīng)的Vc值分別為：0，3.8317，2.4048，5.5201，分別帶入公式lc=2pn1(2D)1/2a/Vc，得到以下各值：無(wú)截止波長(zhǎng)；9.624m(8.493m)；13.533m；5.896m。14. 階躍光纖，假設(shè)nl1.50, 0=l.3m，試計(jì)算1假設(shè)= 025，為了保證單模傳輸，其纖芯半徑a應(yīng)取多大？2假設(shè)取a=5m ，為保證單模傳輸，應(yīng)取多大？解：1單模傳輸?shù)臈l件，將數(shù)據(jù)帶入解出0<a<0.469m。2，帶入數(shù)據(jù)得到，0<<2.2e-3。15

51、. 階躍折射率光纖中nl1.52，n21.491光纖浸在水中n01.33，求光從水中入射到光纖輸入端面的最大接收角；2光纖放置在空氣中，求數(shù)值孔徑。解：1至少保證光在光纖中傳播時(shí)發(fā)生全反射，那么根據(jù)n1sinq1=n2sinq2有sinq1=1.49/1.52，那么當(dāng)光從水中進(jìn)入光纖后的折射角的，根據(jù)公式n1sinq=n2sin有1.33* sinq=1.52*，帶入數(shù)據(jù)解得q=0.227rad，那么最大接收角為0.456rad。 16.一階躍折射率光纖，纖芯半徑a=25m，折射率nl1.50，相對(duì)折射率差=1，長(zhǎng)度 L=2km。求：1光纖的數(shù)值孔徑；2子午光纖的最大時(shí)延差；3假設(shè)將光纖的包層

52、和涂數(shù)層去掉，求裸光纖的NA和最大時(shí)延差。解：12因?yàn)?，求得，所以有max=3n2=1.0，。時(shí)延差略。第五章無(wú)線通信傳輸理論1、簡(jiǎn)述無(wú)線電波的傳播方式及其特點(diǎn)。答：無(wú)線電波的傳播方式主要有地面波傳播、天波傳播、散射傳播和視距傳播。地面波傳播是指無(wú)線電波沿著地球外表的傳播，簡(jiǎn)稱(chēng)地波。其特點(diǎn)是信號(hào)比較穩(wěn)定，但電波頻率愈高，地面波隨距離的增加衰減愈快。因此，這種傳播方式主要適用于長(zhǎng)波和中波波段。天波傳播是指電波由高空電離層反射回來(lái)面到達(dá)地面接收點(diǎn)的這種傳播方式。長(zhǎng)、中、短波都可以利用天波進(jìn)展遠(yuǎn)距離通信。散射傳播是利用對(duì)流層或電離層中介質(zhì)的不均勻性或流星通過(guò)大氣時(shí)的電離余跡對(duì)電磁波的散射作用來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)

53、距離傳播的。這種傳播方式主要用于超短波和微波遠(yuǎn)距離通信。視距直射傳播是指在發(fā)射天線和接收天線間能相互“看見(jiàn)的距離內(nèi)，電波直接從發(fā)射端傳播到接收端(有時(shí)包括有地面反射波)的一種傳播方式，又稱(chēng)為直接波傳播。微波波段的無(wú)線電波就是以視距傳播方式來(lái)進(jìn)展傳播。視距傳播的應(yīng)用可分為三類(lèi)情況。第一類(lèi)是指地面上的視距傳播，如移動(dòng)通信和微波接力電路等；第二類(lèi)是指地面上與空中目標(biāo)之間的視距傳播，如與飛機(jī)、通信衛(wèi)星等)；第三類(lèi)是指空間通信系統(tǒng)之間的視距傳播，如飛機(jī)之間、宇宙飛行器之間等。2、簡(jiǎn)述無(wú)線電波傳播特性。答：電源波的波長(zhǎng)不同，其傳播方式和特點(diǎn)也不同。但電磁波在傳播過(guò)程中有以下共同特性。電磁波在均勻媒質(zhì)中沿直

54、線傳播。在均勻媒質(zhì)中，電磁波各射線的傳播速度一樣，傳播中各射線相互平行，電磁場(chǎng)方向不變所以傳播方向不變，即按原先的方向直線向前傳播。能量的擴(kuò)散與吸收。當(dāng)電磁波離開(kāi)天線后，便向四面八方擴(kuò)散，隨著傳播距離增加，電磁波能量分布在越來(lái)越大的面積上，由于天線輻射的總能量定，所以離開(kāi)天線的距離越遠(yuǎn)，空間的電磁場(chǎng)就越來(lái)越弱。反射與折射。當(dāng)電波由種媒質(zhì)傳播到另一種媒質(zhì)時(shí)，在兩種媒質(zhì)的交界面上，傳播方向會(huì)發(fā)生改變，產(chǎn)生反射和折射現(xiàn)象。電波的反射和折射同樣遵守光學(xué)的反射和折射定律。電波的干預(yù)。由同一電波源所產(chǎn)生的電磁波，經(jīng)過(guò)不同的路徑到達(dá)某接收點(diǎn)時(shí)，該接收點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)由不同路徑的電波合成，這種現(xiàn)象叫做波的干預(yù)，也稱(chēng)為

55、多經(jīng)效應(yīng)。合成電場(chǎng)強(qiáng)度與各射線電場(chǎng)的相位有關(guān)，當(dāng)它們同相位時(shí)，合成場(chǎng)強(qiáng)最大；反相時(shí)，合成場(chǎng)強(qiáng)最小。所以當(dāng)接收點(diǎn)不同相位時(shí)，合成場(chǎng)強(qiáng)也是變化的。繞射現(xiàn)象。電波在傳播過(guò)程中有一定的繞道障礙物的能力。這種現(xiàn)象稱(chēng)為繞射。由于電波具有一定的繞射能力，所以能繞過(guò)上下不平的地面或有一定高度的障礙物，然后到達(dá)接收點(diǎn)。因而有時(shí)在障礙物后面也能收到無(wú)線電信號(hào)。電波的繞射能力與波長(zhǎng)和障礙物幾何尺寸有關(guān)，當(dāng)障礙物的大小確定后，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，繞射能力越強(qiáng)，波長(zhǎng)越短，繞射能力越弱。3、介紹傳輸介質(zhì)對(duì)電波傳播的影響。答：不同路由的中繼段，當(dāng)?shù)孛娴牡匦尾煌瑫r(shí)，對(duì)電波傳播的影響也不同。主要分以下幾點(diǎn)討論。地面對(duì)無(wú)線電波傳播的影響主要有反射、繞射和地面散射。地面可以把天線發(fā)出的一局部號(hào)能量反射到接收天線光滑地面或水面反射的能量更大些，與主波直射波信號(hào)產(chǎn)生干預(yù)，并與主波信號(hào)在收信點(diǎn)進(jìn)展矢量相加，其結(jié)果是收信電平與自由空間傳播條件下的收信電平相比，也許增加，也許減小。大氣對(duì)無(wú)線電波傳播的影響在空