电信传输原理部分习题答案ppt课件

1、第一章第一章1.1.什么是通信、电信和电信传输？电信号有哪几类？各有什么特征？什么是通信、电信和电信传输？电信号有哪几类？各有什么特征？答：通信：人们互通信息想法、意见、消息、情报等答：通信：人们互通信息想法、意见、消息、情报等 ）的方式或过程。）的方式或过程。 电信：利用电子技术实现传送信息和交换信息的通信方式称之为电信。电信：利用电子技术实现传送信息和交换信息的通信方式称之为电信。 电信传输：含有信息的电信号的传输简称为电信传输。电信传输：含有信息的电信号的传输简称为电信传输。 电信号的分类：电信号的分类： 按照电信号传载信息的形式不同可分为：按照电信号传载信息的形式不同可分为： 模拟信号

2、模拟信号 幅度随时间连续变化的信号。幅度随时间连续变化的信号。 数字信号数字信号 时间和幅度离散的信号。时间和幅度离散的信号。6.6.叙述绝对电平和相对电平的意义以及两者之间的关系叙述绝对电平和相对电平的意义以及两者之间的关系? ?答：答： 绝对电平绝对电平 以基准参考点为固定值计算得出的电平值。以基准参考点为固定值计算得出的电平值。 相对电平相对电平 以任选一点的功率、电压和电流作为基准值，则所求以任选一点的功率、电压和电流作为基准值，则所求得的某一点电平就称为相对电平。得的某一点电平就称为相对电平。11P10lg dBm11ln N21PPPLmwPLmw121210lg dB1ln Np

3、2PPpLppLp绝对功率电平计算相对功率电平计算两者关系两者关系 两点间的相对功率电平等于该两点的绝对功率电平之差。这种关系对于两点间的相对功率电平等于该两点的绝对功率电平之差。这种关系对于电压电平和电流电平都成立。电压电平和电流电平都成立。7.已知测试点的阻抗已知测试点的阻抗RL=75,其电压为其电压为0.85V，试计算测试点上的绝对功率，试计算测试点上的绝对功率电平是多少？电平是多少？解：解：2200000()10lg10lg()( )( )20lg10lg()( )( )0.85( )600( )20lg10lg9.83()0.775( )75( )xxxpxxP mWURLP mWU

4、RU VRdBmU VRVdBmV8.设电路某点的绝对功率电平为：（设电路某点的绝对功率电平为：（10.5NP， (2)-1.5 NP， (3)-7 dBm试求该点的功率值。试求该点的功率值。解解: (1) 由由可得可得 (2) 由由可得可得 (3)由由可得可得P1ln=0.5 N21xPPLmwP1ln=-1.5 N21xPPLmw()2.72()xPe mWmW3()0.05()xPemWmW10lg dBm1xPPLmw0.710()0.2()xPmWmW第二章第二章1.集总参数与分布参数有哪些不同？集总参数与分布参数有哪些不同？ 答：一个工作在低频的传输线短线），可以认为传输线上所有的

5、电场能答：一个工作在低频的传输线短线），可以认为传输线上所有的电场能集中在一个电容器集中在一个电容器C中，磁场能集中在一个电感器中，磁场能集中在一个电感器L中，把消耗的电磁能量集中，把消耗的电磁能量集中在一个电阻元件中在一个电阻元件R和一个电导元件和一个电导元件G上，除了集总电容、电感和电阻外，其上，除了集总电容、电感和电阻外，其余连接导线都是理想连接线。常把这些独立存在的余连接导线都是理想连接线。常把这些独立存在的R,C,L,G称为集总参称为集总参数。数。 一个工作在高频的传输线长线把传输线单位长度上的电阻、电感、一个工作在高频的传输线长线把传输线单位长度上的电阻、电感、电容、电导分别称为分

6、布电阻电容、电导分别称为分布电阻R1、分布电感、分布电感L1、分布电容、分布电容C1、分布电导、分布电导G1，并统称为传输线的分布参数。并统称为传输线的分布参数。2.何为长线？何为短线？何为长线？何为短线？ 答：长线与短线是传输线的几何长度相对于工作波长段中最小的波长答：长线与短线是传输线的几何长度相对于工作波长段中最小的波长min而言的。而言的。若若Lmin/100则称为长线工作状态，主要考虑分布参数。则称为长线工作状态，主要考虑分布参数。若若Lmin/100则称为短线工作状态，主要考虑集总参数。则称为短线工作状态，主要考虑集总参数。4.4.传输线的特性阻抗和传输常数代表什么意义？传输线的特

7、性阻抗和传输常数代表什么意义？ 答：特性阻抗答：特性阻抗ZCZC反映了传输线上电压波和电流波之间的关系。反映了传输线上电压波和电流波之间的关系。传输线上特性阻抗为任一点的电压入射波和电流入射波的比值。传输线上特性阻抗为任一点的电压入射波和电流入射波的比值。 传输常数传输常数这一数值综合表征了信号的电磁波沿均匀匹配线路传输时这一数值综合表征了信号的电磁波沿均匀匹配线路传输时, ,一个单位长度回路内在幅值和相位上所发生的变化程度。一个单位长度回路内在幅值和相位上所发生的变化程度。8.8.若已知若已知f=5MHzf=5MHz，同轴电缆回路的一次参数为：电阻，同轴电缆回路的一次参数为：电阻R1=50R

8、1=50/km,/km,电感电感L1=L1=0.2mH /km0.2mH /km，电导，电导G1=15s/kmG1=15s/km，电容，电容C1=33nF/kmC1=33nF/km，试确定回路的二次参数。，试确定回路的二次参数。解：当频率解：当频率f=5MHzf=5MHz时，时， -31C-910.2 10Z=77.85( )33 10LC衰减常数衰减常数相移常数相移常数11111 8.6862.77(/)22RCLGdB KmLC6-3-911L25 100.2 1033 1080.7(rad/km)C 10.设某同轴线的外导体内直径为设某同轴线的外导体内直径为20mm，内导体外直径为，内导

9、体外直径为10mm，求其，求其特性阻抗；若在内外导体之间充特性阻抗；若在内外导体之间充为为2.2的介质，求其特性阻抗。的介质，求其特性阻抗。 解：解：606010lnln41.59( )15crbZa606010lnln28.04( )52.2crbZa第三章第三章4.若将若将3cm标准矩形波导标准矩形波导BJ-100型型(a=22. 86mm,b=10.16mm)用来传输用来传输工作波长工作波长=5cm的电磁波，试问是否可能？若用的电磁波，试问是否可能？若用BJ-85型型(a=40.4mm,b=20.2mm)用来传输波长用来传输波长 =3cm的电磁波是否可能？会不会产生什么问题？的电磁波是否

10、可能？会不会产生什么问题？解解: (1) (2) 但是题目不满足单模传输条件但是题目不满足单模传输条件 会产生色散。会产生色散。1024.572()cTEacm所以不能传输102001112228.08()4.04()24.04()23.61()cTEcTEcTEcTMacmacmbcmabcmab222 ()( )cmnab2caa7.7.有一空气填充的矩形波导工作于有一空气填充的矩形波导工作于TE10TE10模式，其工作频率为模式，其工作频率为10GHz10GHz，已测得，已测得波导波长波导波长p=4cmp=4cm。试求。试求(1)(1)截止频率截止频率f f和截止波长和截止波长c (2)

11、c (2)相速度相速度VpVp，群速度，群速度VgVg和波阻抗和波阻抗ZTE10.ZTE10.解解: (1): (1)知知 f=10GHz, p=4cm f=10GHz, p=4cm，由由 及及21 ()ppcVf83 10 (/ )cm s 893 103()10 10ccmf24.54()1 ()cpcm6.61cccfGHz(2)相速度相速度Vp，群速度，群速度Vg和波阻抗和波阻抗ZTE10解：解：980.04 10 104 10 (/ )ppvfm s281 ()2.25 10 (/ )gcdvcm sd2101201160502.4TEcZ8.有一内充空气，有一内充空气，ba6cm，

12、b4cm 6cma8cm，b4cm222 ()( )cmnab20012cTEcTEab88963 1043 103 10 52a52b1001120%80%cTEcTEfff9.设有空气填充的内直径为设有空气填充的内直径为5cm的圆形波导。求：的圆形波导。求：TE11,TM01和和TE01模式的截止波长；模式的截止波长；解：查表可知：解：查表可知： 1101013.418.525()2.626.55()1.644.1()cTEcTMcTEacmacmacm(2)当工作波长分别为当工作波长分别为7cm，6cm，3cm时，波导中可能存在哪些模式？时，波导中可能存在哪些模式？解：解：当工作波长为当

13、工作波长为7cm时时 故只存在故只存在TE11波。波。当工作波长为当工作波长为6cm时时 故存在故存在TE11和和TM01波。波。同理，当工作波长为同理，当工作波长为3cm时，存在时，存在TE11，TE21，TE01，TE31 ，TM01，TM11，TM21模式的波。模式的波。113.418.5257cTEacmcm012.626.557cTMacmcm1101213.418.52572.626.5572.065.156cTEcTMcTEacmcmacmcmacmcm(3) 为为7cm时，主模的时，主模的，Vp，Vg和和p，波阻抗。，波阻抗。解：解： =7cm时，主模为时，主模为TE11波。波

14、。113.418.525cTEacm825.26 10/1 ()pccVm s相速度：281 () =1.71 10/gcVcm s群速度：2212.265cm1 ()gc波导波长2111201660.5TEcZ221 ()51.23/crad m10.10.空气填充的圆形波导中传输主模。已知工作频率空气填充的圆形波导中传输主模。已知工作频率f=5GHzf=5GHz，0/c=0.90/c=0.9。求：。求：内直径内直径解：解： 又传输主模又传输主模TE11TE11圆波导截止波长圆波导截止波长c=3.41a=6.7cmc=3.41a=6.7cm，a=1.96cma=1.96cm即内直径即内直径d

15、=2a=3.92cmd=2a=3.92cm(2) (2) 求求，pp解：解：8093106510ccmf66.70.9ccm213.76pcm 9228225 10110.945.65/3 10crad m 12. 有一空气同轴线的截面尺寸有一空气同轴线的截面尺寸a=10mm，b=40mm。求求(1) TE11 ， TE01 ， TM01三种模式的截止波长。三种模式的截止波长。解：解：110101()15.712()612()6cTEcTEcTMbacmbacmbacm(2)当工作波长当工作波长0=10cm时，求时，求TEM模和模和TE11模的相速度。模的相速度。解：同轴线中解：同轴线中TEM

16、波的相速度与其在相应介质中的传播速度是一样的波的相速度与其在相应介质中的传播速度是一样的即即83 10/pTEMvcm s 81123.89 10/1 ()pTEccVm s13.有一同轴线内导体的半径有一同轴线内导体的半径a=0.5mm，b=1.75mm，若绝缘材料的节，若绝缘材料的节电常数为电常数为1，该同轴线的特性阻抗为多少？并计算单模工作的频率范围。，该同轴线的特性阻抗为多少？并计算单模工作的频率范围。解：解： 单模传输条件单模传输条件 所以所以60601.75lnln75.17( )10.5crbZa1130()7.065 10cTEbam 833 10042.57.065 10cc

17、HzffGHz4-5 了解截止波长的定义，当工作波长大于截止波长时，该模式不能了解截止波长的定义，当工作波长大于截止波长时，该模式不能传输传输4-11 根据公式：根据公式：4-12 均匀光纤与包层折射率：均匀光纤与包层折射率：n1=1.50，n2=1.45 033. 0) 1 (121nnn21384.011)2(2122nnnnNA 11max21(3)(1)172165LnnnscnLnnsc 第四章第四章 22222222020(r)(0)21() 0annnrN Annnra 4-14 单模传输条件 0v2.4048由 可得到a的范围由 得到 的范围：0 0.00220122anV01

18、22anV1011max22(4)(1)10 101.497Lnnncn0a0.469 m4-15 (1)2222200111221sin1 sin1cnnnnnnn22012022012000sin/arcsin(/)13.062nnnnnn称 为光纤端面的最大入射角，而为光纤对光线的最大可接收角为26.12。 (2)光纤放在空气中 4-16 （1） （2） （3包层和涂覆层去掉， ，212. 021 nNAnscLn1001max22120.3NAnn22121.118NAnn11max2(1)5Lnnscn21n 第五章第五章5-6 K为等效地球径系数， ，R为地球半径， 为折射率梯度，

19、它反映气象参数对电波传播影响的重要参数。 温带地区的K (2/3 ) K值变化的话，电波传输路线会发生相应的转变， 设计微波线路时就要做出相应的改变dhdnRRRKe11dndh 5-11自由空间损耗： 将PT=10W换成电平值： =10lg(10000mw/1mw)=40dBm2410lg10lg() 32.4520lg ()20lg()138.9TPRPdfLdBPcd kmf MHzdB()() 36.9RTTRrtPP dBmP dBmGGLLLdBm /1013101.29 10()PLRTPPW120h0.57713.5md dd20.7212cos22 1 cos20lgkkkL

20、rrLL18KM 28KM5-12解：解：122d dhRr1 H r2r5-13 （1基本传输损耗 =145dB （2接收功率： )()()(lg20)(lg2045.32 14lg10lg102dBGdBGMHzfkmdGGcdfPPLRTRTRTP10/10LPTRPP14=7.9 10W5-14 解： hc/F1=-0.5 查图 L=12dB，得到接收功率 P=-35dBm-12dB=-47dBm 6-11 邻道干扰是指相邻和相近的频道之间的干扰。 同道干扰一般是指相同频率电台之间的干扰、或相近频率信号的干扰。 两个或多个不同频率信号，同时作用在通信设备的非线性电路上时，由于非线性器件

21、的作用，会产生许多组合频率分量，其中一部分谐波或组合频率分量与所需有用频率相近，就会自然地落入接收机通带内而形成干扰，这就是互调干扰 通常将近处无用信号压制远处有用信号的现象称为远近效应，又叫近端对远端比干扰。 符号间干扰：当数据速率提高时，数据间的间隔就会减小，到一定程度符号重叠无法区分 6-12 kmDDDSI5 .4510)1 (55. 3104022DDSI故同频再用距离为故同频再用距离为45.5km 6-13 因为单位路径损耗相等，所以得： 近端远端比干扰 ：)(801 . 010lg4021dBRdd6-14 基准噪声功率： 由查表得市区人为噪声功率系数Fa=27dB，故接收机输入

22、端的平均人为噪声功率： N=Fa+N0=-162 dBw+27 dB=-135 dBW002 32 31 0 lg1 0 lg1 .3 81 02 9 01 61 01 6 2NNkT Bd B W 6-15 (1)自由空间传播损耗 由图6-19查得市区基本损耗中值：Amf,d）=27dB 由图6-20(a)可得基站天线高度增益因子： Hb(hb,d)=-12dB 由图6-20(b)可得移动台天线高度增益因子：Hm(hm,f)=0dB 把上述各项代入式(6-23)，可得传播路径损耗中值为：105.5dB 20lg45020lg1032.45 )(lg20)(lg2045.32MHzfkmdLP

23、144.5dB0-(-12)-27105.5 ),(),(),()(fhHfhHdfALdBLmmbbmPT(2)移动台天线得到的信号功率中值PP2TPTRTTRT()()( , )(,)(,)4 P -L G G -( , )(,)(,) P G G -L 10lg10 10-134.5-114.5dBw-84.5dBmPTTRmbbmmmbbmmPdBPG GAf dHhfHhfdAf dHhfHhf6-16 一般情况下可以把三阶互调干扰归纳为两种类型，即两信号三阶互调和三信号三阶互调 由此可知，它既受两信号三阶互调干扰，又受三信号三阶互调干扰。DCBACBAfffffff22150.31

24、50.3ABABCffMHzfffMHz 7-6 考虑地面地形因素 ：微波传播过程中树林、建筑、山头或地面障碍物等会阻挡一部分电磁波，增加损耗 考虑地面反射 考虑大气的影响主要是对流层的影响）7-7自由空间损耗LP为 =83.5dB自由空间下接收功率： =-50.45dBm查图5-8得 Lr=6dB，微波接收实际的接收功率： =-56.45dBmdBdBGdBGMHzfkmdLRTP1.7720404.59.7106.3345.32)()()(lg20)(lg2045.32/0()()()1 01 0 0 0111 7 7 .14 9 .1RTtrPPd B mPd B mLLLd BL gd

25、 B m )()()(0dBLdBmPdBmPrRR 7-8当反射点离A站18km时，突起高度 =42.4m 当反射点离A站 24km时， =45.2m 当K=4/3时，反射点离A 18Km时 反射点距离A24千米时同理可得Rddh221Rddh221121231.7922eed dd dhmRKR121233.922eed dd dhmRKR 7-9 参考例7-2 7-10 参考例7-3 7-11 参考例7-4 =47.3dB16()CCCdBNNN门限理论恶化量10 ()()80.47CdBdBmdBm 门限16+10lg2.25 10()51.6 10lg2 10lg2 2 20lg20lgfTAFfcCM dBPGBNLLfdN实际门限1002.25 10FNN KT BmW 8-5 (1) 热噪声：与温度有关 （2宇宙噪声：主要包括银河系辐射噪声，太阳、月球