
微波中继通信
微波中继通信是实现远距离通信,一般说来,通信距离往往长达数千米甚至上万米,或环绕地球曲面,由于地球曲面的影响以及空间传输的损耗,每隔50公里左右,就需要设定中继站,将电波放大转发而延伸。这种通信方式,也称为微波中继通信或称微波接力通信。
微波是一种频率极高的,波长很短的电磁波。微波的所谓“微”是指其波长比普通无线电波波长更微小。微波对应频率大约为300MHz~3000GHz,波长範围大约在1m~0.1mm之间。
基本介绍
- 中文名:微波中继通信
- 外文名:microwaveradio relay communication
微波中继传输线路
组成
由于卫星通信实际上是在微波频段採用中继(接力)方式通信,不过其中继站设在卫星上而已,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
微波通信採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採用中继方式对信号逐段接收、放大后传送给下一段。
由于微波沿直线传播,不能沿地球表面绕射。所以微波传输的特点是每隔50Km要设一个微波中继站。微波传输靠几个甚至几十个微波站进行无线电波的发射和接收,进行接力传送达到远距离通信的目的。
①终端站。处于线路两端的微波站,是系统的终端。它对一个方向收、发,採用不同的收、发频率,可以上、下话路或数据。
②中继站。线路的中间转接站,将收到的微弱微波信号放大后转发,便于在下一中继段进行传输。
③分路站。除具有对接收信号放大、转发的中继站功能外,还能将信道上传送的多路信号中的部分话路分离出来,并插入相同路数的新话路,以实现长距离传输系统的区间通信。
④枢纽站。两条以上的微波线路交叉的微波站,它可以从几个方向分出或加入话路或电视信号,实现两条链路上信号或部分信号的交换。
各种类型的微波站,由于功能不同,相应配备的设备也不同。微波站的主要设备包括发信设备、收信设备、天线馈线系统、电源设备以及保障通信线路正常运行和无人维护所需的监测控制设备等。
微波站的主要设备
微波站的设备包括天线、收发信机、调製器、多路复用设备以及电源设备、自动控制设备等。多个收发信机可以共同使用一个天线而互不干扰。
- 微波天线:微波天线都採用定向天线,增益约为40分贝。用得较多的有喇叭抛物面天线和卡塞格林双反射面天线。
- 发射机:发射机由调製器、发信本地振荡源、发信混频器和微波功率放大器等主要部件组成。
- 接收机:接收机由本地振荡源、收信混频器、中频放大器和调製器组成。收信本地振荡源的工作原理和採用的技术同发信本地振荡源类似。
微波传输的特点
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.
1通信频段的频频宽。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10000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。微波中继通信採用中继方式,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,因而容易製成高增益天线,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。
具有类似光波的特性
微波频段高端与光波频段毗邻,微波与光波是“邻居”,因而微波的一些特性与其“邻居”光波就很类似。
採用中继传输方式
由于微波波段的电磁波是在视距範围内沿直线传播的,考虑到地球表面的弯曲,传输距离一般只有40~50km。因此,在长途传输中,必须採用“接力”的中继方式,经过若干次中继转发才能将信号送到收端。
微波接力传输方式
微波接力传输系统的中继方式有两类。第一类,是将中继站收到的前一站信号,经解调后再进行调製,然后放大,转发至下一站。第二类是将中继站收到的前一站信号,不经解调、调製,直接进行变频,变换为另一微波频段,再经放大发射至下一站。