第2章微波中继通信系统
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通信系统概论
第2章 微波中继通信系统 Microwave relay communication
systems
School of Information Science and Engineering
Shandong University Shandong, China
现代通信的主要手段
Coaxial cable Radio link
超高频 SHF 3-30GHz 厘米波 10cm-1cm 空间波
大容量微波中继通信（3600-4200MHz）； 大容量微波中继通信（5850-8500MHz）；
数字通信；卫星通信；国际海事卫星通 信（1500-1600MHz）
极高频 EHF
30300GHz
毫米波
10mm-1mm 空间波
在入大气层时的通信；波导通信
• 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。
10 超高频(SHF)
11 极高频(EHF)
ห้องสมุดไป่ตู้12
至高频
300~3000M 3~30G
30~300G 300~3000G
分米波 微 厘米波 波 毫米波
丝米波
10~1 dm 10~1 cm 10~1 mm 1000~100um(亚毫米波)
甚低频 VLF
3-30KHz 超长波
1KKm-100Km
空间波为主
• 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。
微波中继通信：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， 就需要设置中继站，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。
微波一般称为厘米波！
无线电通信频率划分
段 频段名称 号
频段范围
1
极低频
3~30HZ
2
超低频
30~300HZ
3
特低频
300~3000HZ
4 甚低频(VLF)
3~30K
5 低频(LF)
30~300K
6 中频(MF) 300~3000K
7 高频(HF)
3~30M
8 甚高频(VHF) 30~300M
波段名称
• 光纤，微波，卫星骨干网三大传输手段。
微波通信的概念 微波通信是利用微波作为载波来携带信息，并 通过自由空间电波传送信息。 微波的频率范围？300MHz~300GHz 微波的传输特性？视距传输特性（直线传播）
用微波作为载体传送数字信息的一种通信手段。
(300MHz—300GHz)
微波
超长波 长 中 短 米 分米 厘米 毫米 亚毫米 光通信 0.000003 0.03 0.3 3 30 300 3103 3104 3105 3106 (MHz)
中继方式
➢ 微波线路 ➢ 发信设备 ➢ 收信设备 ➢ 中继方式
➢ 微波中继通信
微波中继通信常用于电缆无法铺设或极难铺设 的地方,而且相对而言，线路铺设简单, 建设周期 短,投资少。
➢ 微波似光性，电波近似直线传播 ➢ 微波的传输损耗大,波长越短，损耗越大。
D
C
E
中继站
A 微波的视距传播示意图 B
极长波 超长波 特长波
甚长波 长波 中波 短波
超短波
在自由空间的波长范围
100000~10000 km 10000~1000 km 1000~100 km
100~10 km(万米波) 10000~1000 m(千米波)
1000~100 m(百米波) 100~10 m(十米波) 10~1 m(米波)
9 特高频(UHF)
海岸潜艇通信；远距离通信；超远距离 导航
低频 LF
30300KHz
长波
10Km-1Km
地波为主
越洋通信；中距离通信；地下岩层通信； 远距离导航
中频 MF 0.3-3MHz 中波
1Km-100m
地波与天波
船用通信；业余无线电通信；移动通信； 中距离导航
高频 HF
3-30MHz 短波
100m-10m 天波与地波 远距离短波通信；国际定点通信
甚高频 VHF
30300MHz
米波
10m-1m
空间波
电离层散射（30-60MHz）；流星余迹通 信；人造电离层通信（30-144MHz）；对 空间飞行体通信；移动通信
特高频 UHF 0.3-3GHz 分米波 1m-0.1m
空间波
小容量微波中继通信；（352-420MHz）； 对流层散射通信（700-10000MHz）；中 容量微波通信（1700-2400MHz）
MUX
MUX
Satellite
Fibre-optics cable
2.1 概述
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。
Microwave relay transmission is the
transmission of information or energy by electromagnetic waves whose wavelengths are measured in small numbers of centimeters; these are called microwaves.
微波通信
✓通常把频率300MHz－300GHz的射频无线信号称为微波信号 ✓利用微波作为载体的通信称为微波通信 ✓基带传输信号为数字信号的微波通信是数字微波通信 ✓一般基带信号处理在中频完成，再通过频率变换到微波频段 ✓也可以在微波频段直接调制，但调制限于PSK ✓微波通信的理论基础是电磁场理论
2.2 概念
一、基本概念 问：为什么利用微波进行远距离传输必须采用 中间站转发的方式？ 1、微波工作频率高，波长短，能穿透电离层， 不能利用天波进行远距离传播。
问：为什么利用微波进行远距离传输必须采用 中间站转发的方式？
2、由于地球表面为球面，再加上地物地貌的影 响使得视距传播距离受限。
措施？ 增加天线高度，增大发射功率？
第2章 微波中继通信系统 Microwave relay communication
systems
School of Information Science and Engineering
Shandong University Shandong, China
现代通信的主要手段
Coaxial cable Radio link
超高频 SHF 3-30GHz 厘米波 10cm-1cm 空间波
大容量微波中继通信（3600-4200MHz）； 大容量微波中继通信（5850-8500MHz）；
数字通信；卫星通信；国际海事卫星通 信（1500-1600MHz）
极高频 EHF
30300GHz
毫米波
10mm-1mm 空间波
在入大气层时的通信；波导通信
• 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。
10 超高频(SHF)
11 极高频(EHF)
ห้องสมุดไป่ตู้12
至高频
300~3000M 3~30G
30~300G 300~3000G
分米波 微 厘米波 波 毫米波
丝米波
10~1 dm 10~1 cm 10~1 mm 1000~100um(亚毫米波)
甚低频 VLF
3-30KHz 超长波
1KKm-100Km
空间波为主
• 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。
微波中继通信：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， 就需要设置中继站，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。
微波一般称为厘米波！
无线电通信频率划分
段 频段名称 号
频段范围
1
极低频
3~30HZ
2
超低频
30~300HZ
3
特低频
300~3000HZ
4 甚低频(VLF)
3~30K
5 低频(LF)
30~300K
6 中频(MF) 300~3000K
7 高频(HF)
3~30M
8 甚高频(VHF) 30~300M
波段名称
• 光纤，微波，卫星骨干网三大传输手段。
微波通信的概念 微波通信是利用微波作为载波来携带信息，并 通过自由空间电波传送信息。 微波的频率范围？300MHz~300GHz 微波的传输特性？视距传输特性（直线传播）
用微波作为载体传送数字信息的一种通信手段。
(300MHz—300GHz)
微波
超长波 长 中 短 米 分米 厘米 毫米 亚毫米 光通信 0.000003 0.03 0.3 3 30 300 3103 3104 3105 3106 (MHz)
中继方式
➢ 微波线路 ➢ 发信设备 ➢ 收信设备 ➢ 中继方式
➢ 微波中继通信
微波中继通信常用于电缆无法铺设或极难铺设 的地方,而且相对而言，线路铺设简单, 建设周期 短,投资少。
➢ 微波似光性，电波近似直线传播 ➢ 微波的传输损耗大,波长越短，损耗越大。
D
C
E
中继站
A 微波的视距传播示意图 B
极长波 超长波 特长波
甚长波 长波 中波 短波
超短波
在自由空间的波长范围
100000~10000 km 10000~1000 km 1000~100 km
100~10 km(万米波) 10000~1000 m(千米波)
1000~100 m(百米波) 100~10 m(十米波) 10~1 m(米波)
9 特高频(UHF)
海岸潜艇通信；远距离通信；超远距离 导航
低频 LF
30300KHz
长波
10Km-1Km
地波为主
越洋通信；中距离通信；地下岩层通信； 远距离导航
中频 MF 0.3-3MHz 中波
1Km-100m
地波与天波
船用通信；业余无线电通信；移动通信； 中距离导航
高频 HF
3-30MHz 短波
100m-10m 天波与地波 远距离短波通信；国际定点通信
甚高频 VHF
30300MHz
米波
10m-1m
空间波
电离层散射（30-60MHz）；流星余迹通 信；人造电离层通信（30-144MHz）；对 空间飞行体通信；移动通信
特高频 UHF 0.3-3GHz 分米波 1m-0.1m
空间波
小容量微波中继通信；（352-420MHz）； 对流层散射通信（700-10000MHz）；中 容量微波通信（1700-2400MHz）
MUX
MUX
Satellite
Fibre-optics cable
2.1 概述
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。
Microwave relay transmission is the
transmission of information or energy by electromagnetic waves whose wavelengths are measured in small numbers of centimeters; these are called microwaves.
微波通信
✓通常把频率300MHz－300GHz的射频无线信号称为微波信号 ✓利用微波作为载体的通信称为微波通信 ✓基带传输信号为数字信号的微波通信是数字微波通信 ✓一般基带信号处理在中频完成，再通过频率变换到微波频段 ✓也可以在微波频段直接调制，但调制限于PSK ✓微波通信的理论基础是电磁场理论
2.2 概念
一、基本概念 问：为什么利用微波进行远距离传输必须采用 中间站转发的方式？ 1、微波工作频率高，波长短，能穿透电离层， 不能利用天波进行远距离传播。
问：为什么利用微波进行远距离传输必须采用 中间站转发的方式？
2、由于地球表面为球面，再加上地物地貌的影 响使得视距传播距离受限。
措施？ 增加天线高度，增大发射功率？