第2章 微波中继通信系统

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1、第2章微波中继通信系统3.1微波中继通信的概念3.2微波中继通信系统的构成3.3微波中间站的转接方式3.4数字微波中继通信系统设计3.5微波传播与微波线路设计3.6数字微波中继设备3.1微波中继通信的概念微波中继通信是利用微波作为载波并采用中继（接力）方式在地面上进行的无线电通信。微波频段的波长范围为lm～mm，频率范围为300MHz～300GHz，可细分为特高频（UHF）频段／分米波频段、超高频（SHF）频段／厘米波频段和极高频（EHF）频段／毫米波频段。由于卫星通信实际上是在微波频段采用中继（接力）方式通信，不过其中继站设在卫星上而

2、已，所以，为了与卫星通信区分，这里所说的微波中继通信是限定在地面上的。中继的原因微波通信采用中继方式的直接原因有两个：首先，因为微波传播具有视距传播特性，即电磁波沿直线传播，而地球表面是个曲面，因此若在通信两地直接通信，且天线架高有限，当通信距离超过一定数值时，电磁波传播将受到地面的阻挡，为了延长通信距离，需要在通信两地之间设立若干中继站，进行电磁波转接。其次，因为微波传播有损耗，在远距离通信时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。微波通信发展史世界上最早的模拟微波中继通信系统是第二次世界大战后期美国贝尔研究所建立的T

3、DX系统（4GHz频段的调频系统），1947年贝尔研究所研制了数字微波中继通信系统TD-2。我国在50年代开始进行模拟微波系统的研制，经过了20多年的历史，直到70年代初，才完成小容量、低频段的通信系统。20世纪70年代研制并使用数字微波中继通信系统并进行技术引进和开发。目前，世界上许多国家都把微波中继通信作为其通信网的主要传输手段之一。模拟微波中继通信早已发展成熟，并逐渐被数字微波中继通信取代。微波通信的特点（1）通信频段的频带宽。微波频段占用频带约300GHz，而全部长波、中波和短波频段占有的频带总和不足30MHz，前者是后者的10

4、000多倍。一套微波中继通信设备可以容纳几千甚至上万条话路同时工作，或传输电视图像信号等宽频带信号。（2）受外界干扰的影响小。工业干扰、天电干扰及太阳黑子的活动对微波频段通信的影响小(当通信频率高于100MHz时，这些干扰对通信的影响极小)，但它们严重影响短波以下频段的通信。因此，微波中继通信较稳定和可靠。（3）通信灵活性较大。微波中继通信采用中继方式，可以实现地面上的远距离通信，并且可以跨越沼泽、江河、湖泊和高山等特殊地理环境。在遭遇地震、洪水、战争等灾祸时，通信的建立、撤收及转移都较容易，这些方面比电缆通信具有更大的灵活性。（4）天

5、线增益高、方向性强。当天线面积给定时，天线增益与工作波长的平方成反比。由于微波中继通信的工作波长短，因而容易制成高增益天线，降低发信机的输出功率。另外，微波电磁波具有直线传播特性，可以利用微波天线把电磁波聚集成很窄的波束，使微波天线具有很强的方向性，减少通信中的相互干扰。（5）投资少、建设快。在通信容量和质量基本相同的条件下，按话路公里计算，微波中继通信线路的建设费用不到同轴电缆通信线路的一半，还可以节省大量有色金属，建设时间短。微波中继通信的用途微波中继通信主要用来传送长途电话信号、宽频带信号(如电视信号)、数据信号、移动通信系统基地

6、站与移动业务交换中心之间的信号等，还可用于通向孤岛等特殊地形的通信线路。微波通信系统工作过程用户终端A通过微波通信系统把信号发给用户终端B的系统工作过程：从发信终端站到收信终端站中间一般要经过若干个微波中继站，中继站中有两组中继机，从一个方向的天线收到的微波信号从某中继机的收信机转接到另一中继机的发信机，在由朝另一方向天线发送出去。3.2数字微波通信系统的组成微波通信线路由微波终端站,微波中继站和微波分路站组成。一条微波中继通信线路的其主干线可以长达几百公里甚至几千公里，支线可以有多条。系统基本设备最基本的数字微波通信系统设备由用户终端

7、、交换机、终端复用设备、微波站等组成。用户终端最靠近用户的输入/输出设备。主要通过交换机集中在微波终端站或微波分路站。交换机的作用数字微波通信系统设备中交换机的作用是实现本地用户终端之间的业务互通，如实现本地话音用户之间的通话，又可通过微波中继通信线路实现本地用户终端与远地(对端交换机所辖范围)用户终端之间的业务互通。交换机配置在微波终端站或微波分路站。终端复用设备的基本功能数字微波通信系统设备中终端复用设备的基本功能是将交换机送来的多路信号或群路信号适当变换，送到微波终端站或微波分路站的发信机；将微波终端站或微波分路站的收信机送来的多

8、路信号或群路信号适当变换后送到交换机。数字微波中继通信系统的终端复用设备是时分多路数字终端机，包括增量调制(DM)和脉冲编码调制(PCM)两种制式。增量调制数字终端机常用在军事数字微波中继通信中，脉冲编码调