第二章 微波中继通信系统
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第2章2微波中继通信系统
4、天线的输入阻抗
• 天线的输入阻抗为输入端电压与输 入端电流之比。
• 为使天线能获得最大的功率，应使 天线输入阻抗与馈线特性阻抗匹配。
5、工作频带
• 天线的各种电性能参数不超过允许 范围时，所对应的工作频率宽度即 为天线工作频带。
• 对频分双工的收发共用天线，必须 考虑天线的工作频带宽度。
6、天线极化方式
• 分为线极化天线、圆极化天线和椭 圆极化天线；
• 基站多采用线极化方式，又分为垂 直极化和水平极化方式；
微波天线的主要电气参数
• 天线增益（dBi） 在输入功率相等的条件下，实际天线与理想
的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率 密度之比。它定量地描述一个天线把输入功率集 中辐射的程度。增益显然与天线方向图有密切的 关系，方向图主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。
• 机械下倾：小于10度
• 电调下倾：角度可调，后瓣同时下 倾
2、天线效率
• 天线效率定义为：天线辐射功率Pr 与天线输入功率Pin之比；
• 天线辐射功率与所消耗的功率Ps之 和为输入功率。
3、天线的增益
• 天线增益系数是方向系数与天线效 率的乘积，方向图主瓣越窄，副瓣 越小，增益就越高。
• 在同等条件下，天线增益越高，电 波传播的距离越远，示天线的辐射或接收强 度随空间方向的对应关系
全向天线
• 全向天线由 于其无方向 性，所以常 用在一点对 多点通信的 中心台。
定向天线
定向天线具有 最大辐射或接 收方向，因此 能量集中，增 益相对较高， 适合于远距离 点对点通信。
波瓣宽度
天线方向图的最大辐射功率所在的 波瓣称为主瓣，其余为副瓣 主瓣最大辐射方向两侧，辐射强度 降低3 dB的两点间的夹角定义为波 瓣宽度
教案 第二章 微波通信系统 20100307
SCPC 的优点在于多个地面站可以共用一个转发器。注意图 2.5 中下行信号是如何时移并到达 3 个地面站的，这些地面站所接收
的数据时段可以是图 2.3 中 1#—3#中的任何一个。
CDMA 或扩谱在军用通信中占有重要位置，因它不容易被敌方干扰。干扰信号是用来增加误码率或降低信噪比。CDMA 因
为要用许多码来发送一个字符从而需要较大的带宽，然后采用最小影响相干检测技术从与所需信号不相干的干扰信号中重建信 号。相干非相干识别十分有效，可以使所需的多个不同码信号的传输使用相同的频带而很少相互干扰。
Preceived = Eb Rb
7
2.4 卫星通信传输技术
在传输多路信号的卫星通信和其它系统中，需要采用多路通信技术。这些技术主要有，
FDMA 频分多路 SCPC 每信道独立载频 TDMA 时分多路 CDMA 码分多路或扩频
在图 2.3 中对多路通信技术进行了总结。 在 FDMA 和 SCPC 技术中，使用固定的频率信道来区分信号，这在大多数商业卫星通信中采用，如图 2.4 所示。新型系统 采用 TDMA 来区分信道码，如图 2.3b 所示，各数据时段所含的信息紧接在接入码后边。图 2.5 为这种卫星通信系统。TDMA 对
图 2.4 频分多路接入（FDMA）技术
10
移动通信中的多路技术
2.5 通信系统中的微波设备 2.5.1 地面系统
地面系统是最大的微波用户，图 2.6 是典型的地面接力通信系统。从发射机振荡器开始（典型值为 2GHz） ，信号经典型的 C 类双极晶体管放大，经变容管倍频器倍频，滤波后经由天线发射。在接收机中，信号首先通过滤波器、隔离器，再经混频器和 中频放大器将微波信号移至易于滤波和解调的频率和电平。在这其中使用固态 Gunn 振荡器提供用于下变频的本地振荡。
现代通信系统课件-第二章
第 18 页
第二章 微波中继通信系统设计
4－干扰与噪声：
发信设备钟的噪声可包括相位噪声和交调干扰噪声 相位噪声产生于本机振荡器，它体现了振荡器瞬时频率稳定度的质量（表示微波振荡 器输出信号的频谱纯度）；交调干扰产生于本机振荡（倍频链式的振荡源－－现在很 少采用）、上变频器（属于非线性多频工作状态，有较大的交调干扰）和末级功放， 此外，还有微波部件之间的回波反射也产生干扰噪声。 直接中继和中频转接的中继方式中，各中继站的噪声可能造成叠加积累，因此必须对 各站的噪声功率加以限制 5－微波发射频谱框架： 12G以下的通信频段拥挤，特别是数字微波通信技术的广泛应用，使得频率资源显得 更为紧张。提高频谱利用率和避免邻近波道干扰是需要解决的重要问题。因此应该对 数字微波通信机的发送信号频谱加以限制，使他不占用过宽的频带，不至于对临近波 道产生过大干扰。对发送信号频谱的限制范围叫发送频谱框架。 FCC（美国联邦通信委员会）规定的发送频谱框架标准[可查相关文献]，eg：11GHz 可用带宽为40MHz的发送频谱框架。发送谱框架由基带滤波器或带通（中频或微波） 成型滤波器的滤波特性来保证。
与卫星、光纤一起被称为现代通信传输的三大支柱
第4页
第二章 微波中继通信系统设计
§2.2 数字微波通信系统的构成
§2.2.1 微波通信网组成
主干线 支 线
微波终端站
微波分路站
微波中继站
第5页
第二章 微波中继通信系统设计
数字微波中继通信系统连接方框图 见P9
数字微波中继网的组成：
用户终端 直接为用户所使用的终端设备：电话机，计算机，调度电话机 交换机
第 10 页
第二章 微波中继通信系统设计
微波通信.ppt
的场强增强,偶数区产生的场强是使接收点的场强减弱。
几个基本概念
费涅耳半径
费涅耳半径 The Fresnel Radius:
我们把费涅区上的任意一点到R-T连线的距离称为费涅耳区半径， 用F 表示。 当这一点为第一费涅耳区上的点时，此半径称为第一费涅耳区半 径。 第二...第N 个费涅耳区半径表达式：Fn= (n)1/2 x F1 上式中：F1为第一费涅耳半径。
Line of sight
1st zone +
2nd -zone 3rd zone
+
The signal power is distributed in the space surrounding the direct line of sight
几个基本概念
费涅耳区定义(The Fresnel Zone Definition) 非涅耳区的能量分布:
费涅耳区定义(The Fresnel Zone Definition)
费涅耳区 The Fresnel Zone:
➢ 如果前述定义的一系列费涅耳椭球面，与我们从T或R点出发认定的某一波前面相交 割，在交割的界面上我们就可以得到一系列的圆和环，中心是一个圆，称为第一费 涅耳区。
➢ 其外的圆环（外圆减内圆得到的圆环）称为第二个费涅耳区，再往外的圆环称为第 三费涅耳区、第四费涅耳区...... 第N费涅耳区。
A0 = 自由空间损耗(Free Space Loss) M = 衰落储备(Fading Margin)
PRX G
M
Distance
微波通信的基本原理
• 几个基本概念 • 自由空间的电波传播 • 各种衰落及抗衰落技术 • 微波通信对设计的要求 • 干扰信号
各种衰落及抗衰落技术
几个基本概念
费涅耳半径
费涅耳半径 The Fresnel Radius:
我们把费涅区上的任意一点到R-T连线的距离称为费涅耳区半径， 用F 表示。 当这一点为第一费涅耳区上的点时，此半径称为第一费涅耳区半 径。 第二...第N 个费涅耳区半径表达式：Fn= (n)1/2 x F1 上式中：F1为第一费涅耳半径。
Line of sight
1st zone +
2nd -zone 3rd zone
+
The signal power is distributed in the space surrounding the direct line of sight
几个基本概念
费涅耳区定义(The Fresnel Zone Definition) 非涅耳区的能量分布:
费涅耳区定义(The Fresnel Zone Definition)
费涅耳区 The Fresnel Zone:
➢ 如果前述定义的一系列费涅耳椭球面，与我们从T或R点出发认定的某一波前面相交 割，在交割的界面上我们就可以得到一系列的圆和环，中心是一个圆，称为第一费 涅耳区。
➢ 其外的圆环（外圆减内圆得到的圆环）称为第二个费涅耳区，再往外的圆环称为第 三费涅耳区、第四费涅耳区...... 第N费涅耳区。
A0 = 自由空间损耗(Free Space Loss) M = 衰落储备(Fading Margin)
PRX G
M
Distance
微波通信的基本原理
• 几个基本概念 • 自由空间的电波传播 • 各种衰落及抗衰落技术 • 微波通信对设计的要求 • 干扰信号
各种衰落及抗衰落技术
微波中继通讯
从总体上看，吸收损耗随频率的增加而加大； 在 l0GHz以下，链路附加损耗较小且平坦； 频率超过12GHz后，损耗上升很快。
微波通信的基本概念
衰落及抗衰落技术
雨雾衰减：
由于雨、雾、雪能对电波能量 的吸收，微小水滴产生导电电 流和定向辐射能量的散射。这 种作用对5CM（即6GHZ）以下 的微波才有明显作用，长于此 波长的可不考虑。 一般情况10GHz 以下频段，雨 雾衰落还不太严重，通常在两 站间的这种衰落仅有几个dB。 但10GHZ以上频段，中继段间 的距离将受到降雨衰耗的限制， 不能过长。
微波通信的基本概念
微波通信的常用频段
微波既是一个很高的频率，同时也是一个很宽的频段，在微 波通信中所使用的频率范围一般在1GHz～40GHz? 3GHz～ 30GHz? 7GHz ～ 38GHz?，具体来讲，主要有以下几个频段：
L波段 1.0——2.0GHz S波段 2.0——4.0GHz C波段 4.0——8.0GHz x波段 8.0——12.4GHz Ku波段12.4——18GHz K波段 18——26.5GHz
微波通信的基本概念
衰落及抗衰落技术
雨衰与频率的关系---随着频率的增高而加大。
• 通常在10GHz以上频段，雨衰影响不容忽视。 雨衰的大小:雨量、电波传 播时穿过雨区的有效距离。
在暴雨时，由于雨滴不再是 球形，将对电波的极化也将 产生影响
例：浓雾情况，波长大于 4cm(f<7.5GHz)，跨距50Km 的散射衰减为3.3dB。
微波通信的基本概念
微波通信的起源和发展
微波技术是第二次世界大战期间围绕 着雷达的需要发展起来的，由于具有 通信容量大而投资费用省、建设速度 快、安装方便和相对成本低、抗灾能 力强等优点而得到迅速的发展。20世 纪40年代到50年代产生了传输频带较 宽，性能较稳定的模拟微波通信，成 为长距离大容量地面干线无线传输的 目前，单波道传输速率可达300Mbit/s以上， 主要手段，其传输容量高达2700路， 为了进一步提高数字微波系统的频谱利用率， 而后逐步进入中容量乃至大容量数字 使用了交叉极化传输、无损伤切换、分集接 微波传输。80年代中期以来，随着同 收、高速多状态的自适应编码调制解调等技 步数字序列（SDH）在传输系统中的推 术，这些新技术的使用将进一步推动数字微 广使用，数字微波通信进入了重要的 波通信系统的发展。因此，数字微波通信和 发展时期。 光纤通信、卫星通信一起被称为现代通信传 输的三大支柱。
第二章微波中继通信系统
2.3பைடு நூலகம்微波中间站的转接方式
微波中继通信系统中间站的转接方式一般是按照 收发信机转接信号时的接口频带划分的，分为3种：基 带转接方式、中频转接方式和微波转接方式。
1.基带转接方式
中继站把来自某一通信方向的载频为f1的接收信号 经对应中继机(微波收发信机)的天线馈电系统、微波低 噪声放大器后，与该中继机的接收机本振信号混频， 混频输出信号经中放后送到解调器解调输出基带信号， 再转接到该中继站的另一中继机调制其发信机的中频 或直接对微波振荡器进行调制。已调信号经过变频输 出载频为f2的微波信号，该信号经微波功放、天线馈电 系统后向中继站的另一个通信方向发送出去。
3.微波转接方式
微波转接与中频转接类似，但其转接接口是微波 接口，且为了使同中继站的转发信号不干扰接收信号， 转信载频f2，相对于收信载频f1；需要移频，即移频振 荡器的频率等于f2与f1之差。另外，为了克服传播衰落 引起的电平波动，还需在微波放大时采取自动增益控制 措施。微波转接电路技术实现起来比中频转接困难，但 微波转接方案简单，设备体积小、功耗低，对于不需要 上、下话路的中继站可采用这种转接方式。
而再生转接，由于解调信号在转接之前进行了再 生，因而消除了噪声积累。再生转接方式是目前数字 微波中继通信系统最常用的一种中间站转接方式。
基带转接方式可以直接上、下话路，是微波分路 站必须采用的转接方式。采用这种转接方式的中继站 的设备与终端站可以通用。
2.中频转接方式
中间站把来自某一通信方向的载频为f1的接收信号 经对应中继机(微波收发信机)的天线馈电系统、微波低 噪声放大器后，与该中继机接收机本振信号混频，混频 输出信号经中放后转接到该中继站的另一中继机的发信 机功率中放，将信号放大到上变频器所需的功率电平， 然后与发信机本振信号进行上变频，输出载频为f2的微 波信号。该信号经微波功放、天线馈电系统后，向中继 站的另一通信方向发送出去。
现代通信系统 第2章 微波中继通信系统
11
现代通信系统
第2章 微波中继通信系统
地球表面是个曲面，且天线所架高度 有限，发信端发出的电磁波会受到地面的 阻挡。在一定天线高度的情况下，为了克 服地球的凸起而实现远距离通信，必须采 用中继接力的方式，两个通信点(信号转节 点)间设立中继站，即所谓的视距通信。否 则A站发射出的微波射线将远离地面而根 本不能被D站接收。
38
现代通信系统
第2章 微波中继通信系统
39
现代通信系统
第2章 微波中继通信系统
40
现代通信系统
第2章 微波中继通信系统
微波站的主要设备包括发信设备、收 信设备、天馈系统、电源设备以及保障 通信线路正常运行和无人维护所需要的 监测控制设备等。
41
现代通信系统
第2章 微波中继通信系统
发信设备的组成
交换 交换 中心 中心
端局 端局
终端 终端
交换 交换 中心 中心 光纤通信 光纤通信
交换 交换 中心 中心
卫星通信 卫星通信
微波中继通信系统在整个通信网中的位置
4
现代通信系统
第2章 微波中继通信系统
2.1 微波中继通信的概念
微波通信的发展与无线通信的发展是 分不开的。 微波中继通信是利用微波频率 （300MHz~300GHz)作载波携带信息， 通过无线电波空间，采用中继（接力） 通信方式在地面上进行的无线电通信。
20
现代通信系统
第2章 微波中继通信系统
（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、撤收及转移都比较容易，这些方 面比电缆通信具有更大的灵活性。
现代通信系统
第2章 微波中继通信系统
地球表面是个曲面，且天线所架高度 有限，发信端发出的电磁波会受到地面的 阻挡。在一定天线高度的情况下，为了克 服地球的凸起而实现远距离通信，必须采 用中继接力的方式，两个通信点(信号转节 点)间设立中继站，即所谓的视距通信。否 则A站发射出的微波射线将远离地面而根 本不能被D站接收。
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现代通信系统
第2章 微波中继通信系统
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现代通信系统
第2章 微波中继通信系统
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现代通信系统
第2章 微波中继通信系统
微波站的主要设备包括发信设备、收 信设备、天馈系统、电源设备以及保障 通信线路正常运行和无人维护所需要的 监测控制设备等。
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现代通信系统
第2章 微波中继通信系统
发信设备的组成
交换 交换 中心 中心
端局 端局
终端 终端
交换 交换 中心 中心 光纤通信 光纤通信
交换 交换 中心 中心
卫星通信 卫星通信
微波中继通信系统在整个通信网中的位置
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第2章 微波中继通信系统
2.1 微波中继通信的概念
微波通信的发展与无线通信的发展是 分不开的。 微波中继通信是利用微波频率 （300MHz~300GHz)作载波携带信息， 通过无线电波空间，采用中继（接力） 通信方式在地面上进行的无线电通信。
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现代通信系统
第2章 微波中继通信系统
（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、撤收及转移都比较容易，这些方 面比电缆通信具有更大的灵活性。
简述微波中继通信系统的组成及其特点
简述微波中继通信系统的组成及其特点
微波中继通信系统是一种基于微波技术的通信系统，用于将信号在两个不直接相连的地点之间进行传输。
它由以下几个组成部分构成：
1. 发射站：发射站负责将信号转换为微波信号，并通过天线发射到空中。
2. 中继站：中继站是系统中的关键部分，有多个中继站串联在一起。
它接收来自发射站的微波信号，并进行解码和放大，然后再通过天线将信号转发给下一个中继站。
3. 接收站：接收站负责接收来自中继站的微波信号，并将其转换为原始信号。
微波中继通信系统具有以下特点：
1. 高频带宽：微波信号的频率非常高，通常在1GHz至
300GHz之间。
这使得微波中继通信系统能够传输大量的数据，适用于高速数据传输的应用。
2. 高可靠性：微波中继通信系统采用多个中继站串联的方式进行信号传输，即使在某个中继站发生故障时，系统仍然可以通过其他中继站进行信号传输，从而保证了通信的可靠性。
3. 长距离传输：微波信号在空气中的传输损耗较小，无需铺设传输线路，因此适合用于长距离的通信传输。
4. 抗干扰能力强：微波信号的传播受到天气和外界干扰的影响较小，具有较好的抗干扰能力。
5. 信号传输速度快：微波中继通信系统具有较高的传输速度，适用于需要实时通信的应用，如电话、视频会议等。
总之，微波中继通信系统通过利用高频的微波信号进行信号传输，具有高可靠性、高带宽、长距离传输和快速通信的特点，适用于各种需要远距离、高速、实时通信的应用领域。
微波通信系统概述
微波中间站的转接方式
(1)基带转接方式 (2)中频转接方式 (3)微波转接方式
基带转接方式
基带转接方式可以直接上、下话路，是微波分 路站和枢纽站必须采用的转接方式。采用这种 转接方式的中间站的设备与终端站可以通用。
中频转接方式
中频转接 不需调制、解调器，简化了设备，且没有调 制和解调引入的失真和噪声；其发本振和收本振采用 移频振荡方案，降低了对本振稳定度的要求。但中频 转接不能上、下话路，不能消除噪声积累。对于不需 要上、下话路的中继站，可以采用中频转接方式，如 模拟微波中继通信系统就常用这种方式。
四频制单波道频率配置
采用四频制方案时，没有反向干扰问题，但仍 然存在越站同频干扰问题，且其占用频带比二 频制方案宽一倍。
(1)通信频段的频带宽，通信容量大 (2)受外界干扰的影响小 (3)通信灵活性较大 (4)天线增益高、方向性强 (5)投资少、建设快
微波中继通信的分集接收
分集方式
(1)频率分集 (2)空间分集 (3)混合分集
合成方式
(1)最佳选择式合并 (2)等增益合并 (3)最大比值合并
微波线路的干扰
系统内部干扰
通信装备与应用
通信教研室
微波通信系统概述
通信系统模型
噪声源
信源
发送 设备
信道
接收 设备
信宿
通信系统按传输媒质分类
有线通信
无线通信
明电光波
线缆缆导 通通通通 信信信信
微短移卫散
波波动星射 通通通通通 信信信信信
微波中继通信的定义
微波：指波长范围为1m~1mm，频率范 围为300MHz~300GHz的电磁波，可细 分为特高频(UHF)/分米波频段、超高频 (SHF)/厘米波频段和极高频(EHF)/毫米 波频段。
第2微波章中继通信系统
2.3.1 复用技术
(1)FDM
0.3~3.4KHz 1 LPF 0.3~3.4KHz 2 LPF 0.3~3.4KHz 3 LPF 0.3~3.4KHz 12 LPF … 副载波发生器 64KHz MOD 68KHz MOD 72KHz MOD 108KHz MOD … 导频
BPF BPF BPF … BPF 60~108KHz
2.2.2 发信设备
微波调制发射机
微波 振荡器 微波 调制器 微波 滤波器 微波 功放
信码 码型 变换
信码经码型变换后直接对微波载频进行调制 发射机结构简单， 发射机结构简单，但通用性差 发射频率较高时， 发射频率较高时，设备制作难度大
2.2.2 发信设备 中频调制发射机
中 频 振 荡 器 信码 中 频 调 制 器 码型 变换 中 频 功 放 上 变 频 器 微 波 功 放 微 波 滤 波 器
1
λ
2
第二章 数字微波中继通信系统
2.1 数字微波通信概念 2.2 数字微波通信系统的组成 2.3 复用和复接技术 2.4 微波通信的调制技术
2.2 数字微波通信系统的组成
微波线路 发信设备 收信设备 中继方式
2.2.1 微波线路
终端站 中继站 分路站 枢纽站
处于线路两端的微波站 线路的中间转接站 能上/ 能上/下部分话路的中继站 两条以上微波线路交叉的站
D C A E
中继站
B
微波的视距传播示意图
2.1.3 天线高度与可视距离的关系
d1 =
d2 =
(R + h1 )
A
− R2
h1
d1
d2
B
h2
2
(R + h2 )2 − R 2
第二章微波中继通信系统
第二章 微波中继通信系统
第二章微波中继通信系统
2.2 数字微波中继通信系统设计
❖ 2.2.1 假设参考电路与传输质量标准 ❖ 2.2.2 射频波道配置 ❖ 2.2.3 中频频率选择 ❖ 2.2.4 调制方式选择 ❖ 2.2.5 性能估算
2.2.1 假设参考电路与传输质量标准
第二章微波中继通信系统
2.2.2 射频波道的频率配置
为了增加传输容量，使一条微波通信线路的可用带宽得到充分利 用, 将微波线路的可用带宽划分成若干频率小段, 并在每一个频率小 段上设置一套微波收发信机, 构成一条微波通信的传输通道。这样， 一条微波线路上就有多套微波收发信机工作。
在每个通信方向上使用多套微波收发信机同时工作时，同一方向 的每套收发信机应该使用不同的微波收发频率。
时工作时，其频率配置称为多波道频率配置。
配置方案：6条波道、12个微波频率
一般有两种排列方式： （1）交错制方案； （2）分割制方案.
第二章微波中继通信系统
29
波道频率配置-多波道频率配置
交错制方案：系统中6个波道收发频率相间排列方案。 若每个波道采用二频制，则其中收信频率为f1~ f6，发信频率为 f ’1~f ’6。 下一中间站则相反，即收发频率逐站更换一次。这种方案 的收发频率间距较小（40MHz）, 导致收发往往要分开使用天线, 因 此要用多副天线, 这种方案目前一般不采用。
在微波通信系统中，频率再用就是在相同和相近的波道频率位 置，借助不同的极化方式来增加射频波道数量。波道频率利用有两种 方案：同波道型方案和插入波道型方案，前者主用和再用射频频率完 全重合，但极化方向不同；后者的主用和再用频率相互错开，且极化 方向不同。采用何种方案取决于接收端天线的交叉极化鉴别率XPD
第二章微波中继通信系统
2.2 数字微波中继通信系统设计
❖ 2.2.1 假设参考电路与传输质量标准 ❖ 2.2.2 射频波道配置 ❖ 2.2.3 中频频率选择 ❖ 2.2.4 调制方式选择 ❖ 2.2.5 性能估算
2.2.1 假设参考电路与传输质量标准
第二章微波中继通信系统
2.2.2 射频波道的频率配置
为了增加传输容量，使一条微波通信线路的可用带宽得到充分利 用, 将微波线路的可用带宽划分成若干频率小段, 并在每一个频率小 段上设置一套微波收发信机, 构成一条微波通信的传输通道。这样， 一条微波线路上就有多套微波收发信机工作。
在每个通信方向上使用多套微波收发信机同时工作时，同一方向 的每套收发信机应该使用不同的微波收发频率。
时工作时，其频率配置称为多波道频率配置。
配置方案：6条波道、12个微波频率
一般有两种排列方式： （1）交错制方案； （2）分割制方案.
第二章微波中继通信系统
29
波道频率配置-多波道频率配置
交错制方案：系统中6个波道收发频率相间排列方案。 若每个波道采用二频制，则其中收信频率为f1~ f6，发信频率为 f ’1~f ’6。 下一中间站则相反，即收发频率逐站更换一次。这种方案 的收发频率间距较小（40MHz）, 导致收发往往要分开使用天线, 因 此要用多副天线, 这种方案目前一般不采用。
在微波通信系统中，频率再用就是在相同和相近的波道频率位 置，借助不同的极化方式来增加射频波道数量。波道频率利用有两种 方案：同波道型方案和插入波道型方案，前者主用和再用射频频率完 全重合，但极化方向不同；后者的主用和再用频率相互错开，且极化 方向不同。采用何种方案取决于接收端天线的交叉极化鉴别率XPD
现代通信系统第2章微波中继通信系统
现代通信系统 第2章 微波中继通信系统
➢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以及内河船 舶电话系统等移动通信的入网线路。
15
现代通信系统 第2章 微波中继通信系统
微波通信自第二次世界大战后期开始应 用，历经由模拟到数字，使用频段由低频 段向高频段的发展，其频谱利用率也不断 由于技术的进步而得到不断的提高，应用 领域也由长途电信、彩色电视传输，拓展 到一点多址、无线接入、无线局域网等领 域，微波通信的发展应用历程，是它特点 的充分体现。
微 分米波(特高频) 厘米波(超高频)
波 毫米波(极高频)
300MHz—3(GHz) 3—30(GHz) 30—300(GHz)
100—10cm 10—1cm 1cm—1mm
红外线(光波)
＞300(GHz)
＜1mm
9
现代通信系统 第2章 微波中继通信系统
• 分米波（特高频）：用于电视广播，飞机 导航、着陆，警戒雷达，卫星导航，卫星 跟踪、数传及指令网，蜂窝无线电通信。
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现代通信系统 第2章 微波中继通信系统
• 米波：用于语音广播，移动（包括卫星移 动）通信，接力（~50km跳距）通信，航 空导航信标，以及容易实现具有较高增益 系数的天线系统。 微波频段是在较高频段，通常人们所 说的微波是指频率在0.3～300GHz范围的 电磁波，微波通信利用此频段的电磁波来 传递信息。
微波中继站和分路站统称微波中间 站。任务是完成微波信号的转发和分路。
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现代通信系统 第2章 微波中继通信系统
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现代通信系统 第2章 微波中继通信系统
无线通信与网络复习
无线通信与网络复习（1）选择与填空第一章无线通信一、填空题1.无线电通信是指利用（电磁波）的辐射和传播，经过空间传送信息的通信方式。
2.中波通信白天主要靠地波传播，夜晚也可由（电离层）反射的天波传播。
3.微波通信可用于高达（2700）路甚至更多的大容量干线通信。
二、单项选择题1.超短波通信只能靠直线方式传输，传输距离约（A）km。
A、50B、100C、150D、2002.中波通信多用于（C）。
A、海上B、水下C、广播D、地下3.（C）设备较简单，机动性大，因此也适用于应急通信和抗灾通信。
A、长波通信B、中波通信C、短波通信D、微波通信4.超短波通信的工作频带较宽，可以传送（B）路以下的话路或数据信号。
A、20B、30C、40D、505.（D）适合于电视广播和移动通信。
A、长波B、中波C、短波D、超短波6.（D）利用对流层大气的不均匀性对微波的散射作用，可以进行散射通信，每个接力段可长达数百公里。
A、长波通信B、中波通信C、短波通信D、微波通信三、多项选择题1.无线通信系统的发射机由（ABCD）和功率放大器等组成。
A、振荡器B、放大器C、调制器D、变频器2.无线通信系统的接收机主要由前置放大器、（ABCD）和低频基带放大器等组成。
A、变频器B、本地振荡器C、中频放大器D、解调器3.无线电通信系统包括（ABCD）。
A、发射机B、发射天线C、接收天线D、接收机第二章微波通信一、填空题1.微波接力通信是利用微波（视距传播）以接力站的接力方式实现的远距离微波通信，也称微波中继通信。
2.数字微波同步技术主要包括位同步、时隙同步及（帧同步）。
3.有源微波接力站是指具有补偿接收信号的传输损耗和失真，并完成频率转换和（路由改向）功能的接力站。
4.有源微波接力站有基带、（中频）和射频三种转接方式。
5.无源微波接力站是指用金属反射板、绕射栅网或以两个背对背微波天线直接联结的方式，来改变（波束传播）方向的接力站。
6.微波站是指地面微波接力系统中的（终端站）或接力站。
第二章微波中继通信系统
特定方向电波功率的能力。根据天线理论，天线的有
效面积为
A 2 4
若接收机与发射机的距离为d，接收天线的有效面积为
A，发射天线的增益为Gt，接收天线的增益为Gr，则接收 到的信号载波功率为
P rP r'G rA4 P tG dt2G r4 2(4 d 2)2G tG rP t
43
2.1.2.2 自由空间传播损耗
第二章 微波中继通信系统
一、基本概念 （三）微波中继通信的特点 4.天线增益高、方向性强 由于微波频率高，工作波长短，所以其天线尺寸，容 易制成高增益的面式天线，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和被截获的概率。
20
第二章 微波中继通信系统
微波站
✓ 数字微波终端站 ✓ 数字微波中继站 ✓ 数字微波分路站 ✓ 数字微波枢纽站
21
第二章 微波中继通信系统
数字微波终端站
✓ 数字微波终端站指的是位于线路两端或分支 线路终点的微波站，它对一个方向收、发， 且收发射频不同。微波终端站设备中包括发 信端和收信端两大部分。
• 1.再生转接方式
• 而再生转接，由于解调信号在转接之前进行了再生， 因而消除了噪声积累。再生转接方式是目前数字微波 中继通信系统最常用的一种中间站转接方式。
•
• 基带转接方式可以直接上、下话路，是微波分路站必 须采用的转接方式。采用这种转接方式的中继站的设 备与终端站可以通用。
• 2.中频转接方式
站的另一通信方向发送出去。
第二章 微波中继通信系统
• 2中频转接中继方式
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• 2.中频转接方式
效面积为
A 2 4
若接收机与发射机的距离为d，接收天线的有效面积为
A，发射天线的增益为Gt，接收天线的增益为Gr，则接收 到的信号载波功率为
P rP r'G rA4 P tG dt2G r4 2(4 d 2)2G tG rP t
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2.1.2.2 自由空间传播损耗
第二章 微波中继通信系统
一、基本概念 （三）微波中继通信的特点 4.天线增益高、方向性强 由于微波频率高，工作波长短，所以其天线尺寸，容 易制成高增益的面式天线，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和被截获的概率。
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第二章 微波中继通信系统
微波站
✓ 数字微波终端站 ✓ 数字微波中继站 ✓ 数字微波分路站 ✓ 数字微波枢纽站
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第二章 微波中继通信系统
数字微波终端站
✓ 数字微波终端站指的是位于线路两端或分支 线路终点的微波站，它对一个方向收、发， 且收发射频不同。微波终端站设备中包括发 信端和收信端两大部分。
• 1.再生转接方式
• 而再生转接，由于解调信号在转接之前进行了再生， 因而消除了噪声积累。再生转接方式是目前数字微波 中继通信系统最常用的一种中间站转接方式。
•
• 基带转接方式可以直接上、下话路，是微波分路站必 须采用的转接方式。采用这种转接方式的中继站的设 备与终端站可以通用。
• 2.中频转接方式
站的另一通信方向发送出去。
第二章 微波中继通信系统
• 2中频转接中继方式
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• 2.中频转接方式
微波通信系统概述PPT课件
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。
精选
短波微天波波传传播播示示意意图图
F2层 F1层 E层 D层
发
225~450km 170~220km 100~1中继通信示意图
(1)微波传播具有视距传播特性 (2)微波传播具有损耗
背比；为防止越站干扰，在微波线路设计和站址选择
时应妥善安排。
精选
四频制单波道频率配置
采用四频制方案时，没有反向干扰问题，但仍 然存在越站同频干扰问题，且其占用频带比二 频制方案宽一倍。
精选
微波线路的干扰
系统内部干扰
越站干扰 旁瓣干扰
系统外部干扰
精选
越站干扰示意图
干扰信号应比有用信号低60dB以上 解决方法：使线路走向错开一定角度(不小于 15˚) ，即用“之”字形路由，使天线主瓣射线 与AD连线夹角大于天线主瓣宽度，避免电磁波 传播方向(主瓣)与相邻各精选站的线路走向一致。
旁瓣干扰示意图
解决方法：在进行微波线路路由和站址选择时，应尽 量避开各种外部干扰源。此外，设计新线路时，有时 会遇到与现有通信线路相互连接和配合使用的问题， 若处理不当，也会造成同频或邻频干扰。
精选
微波线路设计中的路由和站址选择
明确已知条件
(1)线路或被连接的终端的位置，沿线城市或单位
(2)沿线附近原有通信线路站址及频段、天线方向 图等。它们涉及到线路之间或站间相互干扰问题。
微波转接方式
微波转接实现起来比中频转接困难，但微波转接方案 简单，设备体积小、功耗低，对于不需要上、下话路 的中继站可采用这种转接方式。
精选
微波射频波道的频率配置
目的：为了增加微波中继通信系统的传输容 量，在一条微波通信线路上允许多套微波收 发信机同时工作，避免相互干扰
精选
短波微天波波传传播播示示意意图图
F2层 F1层 E层 D层
发
225~450km 170~220km 100~1中继通信示意图
(1)微波传播具有视距传播特性 (2)微波传播具有损耗
背比；为防止越站干扰，在微波线路设计和站址选择
时应妥善安排。
精选
四频制单波道频率配置
采用四频制方案时，没有反向干扰问题，但仍 然存在越站同频干扰问题，且其占用频带比二 频制方案宽一倍。
精选
微波线路的干扰
系统内部干扰
越站干扰 旁瓣干扰
系统外部干扰
精选
越站干扰示意图
干扰信号应比有用信号低60dB以上 解决方法：使线路走向错开一定角度(不小于 15˚) ，即用“之”字形路由，使天线主瓣射线 与AD连线夹角大于天线主瓣宽度，避免电磁波 传播方向(主瓣)与相邻各精选站的线路走向一致。
旁瓣干扰示意图
解决方法：在进行微波线路路由和站址选择时，应尽 量避开各种外部干扰源。此外，设计新线路时，有时 会遇到与现有通信线路相互连接和配合使用的问题， 若处理不当，也会造成同频或邻频干扰。
精选
微波线路设计中的路由和站址选择
明确已知条件
(1)线路或被连接的终端的位置，沿线城市或单位
(2)沿线附近原有通信线路站址及频段、天线方向 图等。它们涉及到线路之间或站间相互干扰问题。
微波转接方式
微波转接实现起来比中频转接困难，但微波转接方案 简单，设备体积小、功耗低，对于不需要上、下话路 的中继站可采用这种转接方式。
精选
微波射频波道的频率配置
目的：为了增加微波中继通信系统的传输容 量，在一条微波通信线路上允许多套微波收 发信机同时工作，避免相互干扰
无线通信技术基础_02无线通信系统
无线通信技术基础
第2章、无线通信系统
内容介绍
无线通信是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换 的一种通信方式。近年来，在信息通信技术领域中发展最快、应用最广的就 是无线通信技术。无 线通信的应用已深入到人们生活和工作的各个方面，移动通信系统、无 线局域网、蓝牙、卫星通信系统、微波通信系统、数字广播和电视等都是最 热门的无线通信技术应用。 无线通信系统是以无线通信技术为核心组成的通信设施，无线通信系统 具有和有线通信系统不同的特点，可以为人类提供更加灵活的、无处不在的 通信服务。
需要双工器来完成收信和发信的隔离。收信与发信也可以使用相同的频率，
在不同的时间发送信号，称为时分双工（TDD），这时通信双方的设备需 要射频开关来完成收信和发信的隔离。典型应用：蜂窝移动通信系统。
送话器
A T f1 双工器或 射频开关 R f2（f1） 双工器或 射频开关 f1 f2（f1）
B T
送话器
信源
发信机
天馈
天馈
收信机
信宿
第2.3节、无线通信系统的组成
发信机：发信机的主要作用是将需要传送的信源信号发送出去。 首先，用信源信号对高频载波（正弦波）进行调制形成调制载波。 然后，调制载波经过中频放大、变频和滤波后成为射频载波。 最后，将射频载波送到功率放大器经过放大后再送至天线发射出去。
收发信机B 发信机
天馈
天馈
收信机
收信机
第2.4节、无线通信系统的数字化
早期的无线通信系统基本都是采用模拟调频技术。模拟无线通信系统的 产生是由它的时代背景决定的，20世纪70 ~ 80年代，采用模拟无线通 信技术是一个必然的选择。模拟蜂窝移动通信系统发展迅速，获得了很 大成功，但是由于受到模拟技术的限制，暴露出了很多问题。 频率利用率较低。 提供的业务种类有限，特别是不能提供高速数据业务。 保密性差，易被窃听。 移动设备成本高，体积大。 网络管理与控制存在很多问题。 这些问题很难在模拟技术的框架内得到解决，必须突破模拟技术束缚。 随着数字通信技术的日趋成熟，为蜂窝系统从模拟系统发展到数字系统奠 定了基础。
第2章、无线通信系统
内容介绍
无线通信是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换 的一种通信方式。近年来，在信息通信技术领域中发展最快、应用最广的就 是无线通信技术。无 线通信的应用已深入到人们生活和工作的各个方面，移动通信系统、无 线局域网、蓝牙、卫星通信系统、微波通信系统、数字广播和电视等都是最 热门的无线通信技术应用。 无线通信系统是以无线通信技术为核心组成的通信设施，无线通信系统 具有和有线通信系统不同的特点，可以为人类提供更加灵活的、无处不在的 通信服务。
需要双工器来完成收信和发信的隔离。收信与发信也可以使用相同的频率，
在不同的时间发送信号，称为时分双工（TDD），这时通信双方的设备需 要射频开关来完成收信和发信的隔离。典型应用：蜂窝移动通信系统。
送话器
A T f1 双工器或 射频开关 R f2（f1） 双工器或 射频开关 f1 f2（f1）
B T
送话器
信源
发信机
天馈
天馈
收信机
信宿
第2.3节、无线通信系统的组成
发信机：发信机的主要作用是将需要传送的信源信号发送出去。 首先，用信源信号对高频载波（正弦波）进行调制形成调制载波。 然后，调制载波经过中频放大、变频和滤波后成为射频载波。 最后，将射频载波送到功率放大器经过放大后再送至天线发射出去。
收发信机B 发信机
天馈
天馈
收信机
收信机
第2.4节、无线通信系统的数字化
早期的无线通信系统基本都是采用模拟调频技术。模拟无线通信系统的 产生是由它的时代背景决定的，20世纪70 ~ 80年代，采用模拟无线通 信技术是一个必然的选择。模拟蜂窝移动通信系统发展迅速，获得了很 大成功，但是由于受到模拟技术的限制，暴露出了很多问题。 频率利用率较低。 提供的业务种类有限，特别是不能提供高速数据业务。 保密性差，易被窃听。 移动设备成本高，体积大。 网络管理与控制存在很多问题。 这些问题很难在模拟技术的框架内得到解决，必须突破模拟技术束缚。 随着数字通信技术的日趋成熟，为蜂窝系统从模拟系统发展到数字系统奠 定了基础。
电磁场与微波技术教学资料微波中继通信
03
微波中继通信系统
微波中继通信原理
微波中继通信原理
微波中继通信是利用微波作为载波，通过地面中继站进行 信号传输的一种通信方式。它通过将信号从一个中继站传 送到另一个中继站，实现远距离通信。
微波频段选择
微波频段通常在300MHz至300GHz之间，具有较高的频 率和较短的波长。选择适当的微波频段对于通信系统的性 能至关重要。
的数据传输服务。
广播电视传输
微波中继通信用于广播电视节 目的传输和分配，保障信号的 覆盖和质量。
军事通信
由于微波中继通信具有较好的 抗干扰和保密性能，因此在军 事通信领域也有广泛应用。
航空航天领域
在航空航天领域，微波中继通 信用于卫星通信和航空交通管 制，提供可靠和实时的信息传
输服务。
02
电磁场与微波技术基础
实现更高频谱效率和更低时延的无线通信。
空间互联网
02
通过卫星和无人机等平台部署微波中继通信设备，构建空间互
联网，提供全球覆盖、高速接入的通信服务。
量子通信技术
03
结合量子密钥分发和微波中继通信技术，实现高安全性的量子
通信网络，保障信息安全和隐私保护。
06
教学资料总结与建议
重点回顾
电磁场与微波技术的基本概念
04
微波中继通信的关键技术
信号传输技术
信号调制技术
调制是将低频信号转换为高频信号的过程，以便更好地传输。常见的调制方式包括调频 （FM）、调相（PM）和调相调频（PM/FM）。
多路复用技术
多路复用技术能够将多个低频信号合并为一个高频信号进行传输，从而提高传输效率。常见 的多路复用技术包括频分复用（FDM）和时分复用（TDM）。
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道的频率配置、中频的选择等。
2.4.1 假设参考电路与传输质量标准
一、 假设参考电路 为了考察实际数字微波中继通信线路的传输质量，可 以事先假定数字微波中继通信线路并规定其传输质量，作 为实际线路的参考，称为假设参考电路。国际无线电委员 会按传输容量、传输距离和传输质量等不同，规定了高级、 中级和用户级三类假设参考电路。
或频带传输。数字复用设备与微波信道设备之间的信号传
输、再生转接中间站收发信机转接信号的传输都是基带传 输，主要通过基带接口完成，相应的信号是基带信号，是
数码序列。
1. 传输容量 按照CCITT规定，数字微波中继通信系统的传输容
量是以PCM数字复用设备的基带信号容量即电话路数来
划分的，分为PCM30/32路系列和PCM24路系列,我国采 用前者。
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，脉冲编码调制终端机常用在民用 数字微波中继通信中。终端复用设备配置在微波终端 站或微波分路站。
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。
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
可以采用中频转接方式，如模拟微波中继通信系统的中
继站就常用这种方式。
3.微波转接方式
微波转接与中频转接类似，但其转接接口是微波 接口，且为了使同中继站的转发信号不干扰接收信号， 转信载频f2，相对于收信载频f1；需要移频，即移频振 荡器的频率等于f2与f1之差。另外，为了克服传播衰落 引起的电平波动，还需在微波放大时采取自动增益控制 措施。微波转接电路技术实现起来比中频转接困难，但 微波转接方案简单，设备体积小、功耗低，对于不需要 上、下话路的中继站可采用这种转接方式。
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。
2.2 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、交
换机、终端复用设备、微波站等组成。
微波站的基本功能
数字微波通信系统设备中微波站的基本功能是传 输来自终端复用设备的群路信号。按其与终端复用设 备连接关系又把微波站分为终端站、分路站和中继站。 当两条以上的微波中继通信线路在某一微波站交汇时， 该微波站称为分路站，它具有通信枢纽功能。
2.3 微波中间站的转接方式
微波中继通信系统中间站的转接方式一般是按照 收发信机转接信号时的接口频带划分的，分为3种：基 带转接方式、中频转接方式和微波转接方式。
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
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
Байду номын сангаас
大战后期美国贝尔研究所建立的TDX系统（4GHz频段
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。
3. 用户级假设参考电路
用户假设参考电路的长度为50km，主要用于本地数
字交换局与64Kb/s用户之间的微波通信。
二、传输质量标准
数字微波中继通信系统中，误码性能决定传输质量 的主要标准。国际无线电咨询委员会规定了三类假设参 考电路64Kb/s数字信号输出端的误码性能。
1. 高级假设参考电路的误码性能 1）在一年中的任何月份，一分钟统计时间内，BER大于1 × 10-6时间率不超过0.4％，该统计时间称恶化分，该误码指 标称低误码指标，主要设备性能不完善和干扰造成的。 2）在一年中的任何月份，一秒钟统计时间内，BER大于1 × 10-3时间率不超过0.054％，该统计时间称为严重误码秒， 该误码指标称高误码指标，这时的误码主要是传输衰落引 起的。 3）在一年中的任何月份，误码秒累计时间不能超过0.32％， 这时的误码主要是设备性能不完善造成的。
2. 中级假设参考电路 1） 传输容量二次群以上； 2） 基本长度为1220km； 3） 由4类质量不同的假设参考数字微波段组成，第一类
和第二类长度为280km，第三类和第四类长度为50km，四
类假设参考数字微波段可以根据具体情况组合，并且总长 度不限于基本长度1220km； 4） 包含一次64Kb/s的数字信号转接，其它为群转接； 5） 适用于国内微波支路通信。
3. 用户级假设参考电路的误码性能
1）在一年中的任何月份，一分钟统计时间内，BER大于1 × 10-6时间率不超过0.75%。 2）在一年中的任何月份，一秒钟统计时间内，BER大于1 × 10-3时间率不超过0.0075％。
3）在一年中的任何月份，误码秒累计时间不能超过0.6％。
2.4.2 传输容量与基带接口 数字微波中继通信中，微波线路中的传输是调制传输
1. 高级假设参考电路
1） 传输容量二次群以上；
2） 总长度为2500km； 3） 均匀包含9个数字微波段，每个传输方向上都包含符 合标准的标准系列数字复用设备，每组数字复用设备都包 含一套并路设备和一套分路设备； 4） 包含两次64Kb/s的数字信号转接，其它为群转接； 5） 适用于国际和国内的远距离微波干线通信。
1.基带转接方式
中继站把来自某一通信方向的载频为f1的接收信号 经对应中继机(微波收发信机)的天线馈电系统、微波低 噪声放大器后，与该中继机的接收机本振信号混频， 混频输出信号经中放后送到解调器解调输出基带信号， 再转接到该中继站的另一中继机调制其发信机的中频 或直接对微波振荡器进行调制。已调信号经过变频输 出载频为f2的微波信号，该信号经微波功放、天线馈电 系统后向中继站的另一个通信方向发送出去。
如果作为高级链路的长度介于280km～2500之间，误 码性能应在个时间率的基础上乘以L/2500。
2. 中级假设参考电路的误码性能
1）在一年中的任何月份，一分钟统计时间内，BER大于1
× 10-6时间率不超过1.5%。 2）在一年中的任何月份，一秒钟统计时间内，BER大于1 × 10-3时间率不超过0.04％。 3）在一年中的任何月份，误码秒累计时间不能超过1.2％。
第二章 微波中继通信系统
2.1 微波中继通信的概念
2.2 微波中继通信系统的构成
2.3 微波中间站的转接方式
2.4 数字微波中继通信系统设计
2.5 微波传播与微波线路设计
2.6 数字微波中继设备
2.1 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。
因为信号从某一中继机的收信机转接到另一中继
机的发信机时，接口频带为基带，所以称作基带转接。
模拟微波中继通信系统的基带转接又称为群频转接， 数字微波中继通信系统的基带转接又称为再生转接。
对群频转接而言，群路信号在调制、解调过程中产生
失真，随着中间站数目的增加，调制、解调的次数增 加，失真和噪声积累不断加剧，使系统的信噪比恶化， 影响通信质量。
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。
经对应中继机(微波收发信机)的天线馈电系统、微波低 噪声放大器后，与该中继机接收机本振信号混频，混频
输出信号经中放后转接到该中继站的另一中继机的发信
机功率中放，将信号放大到上变频器所需的功率电平， 然后与发信机本振信号进行上变频，输出载频为f2的微 波信号。该信号经微波功放、天线馈电系统后，向中继 站的另一通信方向发送出去。
2.4 数字微波通信系统设计
数字微波中继通信系统的设计在国际无线电咨询委 员会和国际电话电报咨询委员会中有相应的标准。数字 微波中继通信系统的设计包括通信设备的研制与生产的 总体设计和通信线路建设与使用的线路工程设计。 这里主要介绍几个问题：假设参考电路与传输质量
2.4.1 假设参考电路与传输质量标准
一、 假设参考电路 为了考察实际数字微波中继通信线路的传输质量，可 以事先假定数字微波中继通信线路并规定其传输质量，作 为实际线路的参考，称为假设参考电路。国际无线电委员 会按传输容量、传输距离和传输质量等不同，规定了高级、 中级和用户级三类假设参考电路。
或频带传输。数字复用设备与微波信道设备之间的信号传
输、再生转接中间站收发信机转接信号的传输都是基带传 输，主要通过基带接口完成，相应的信号是基带信号，是
数码序列。
1. 传输容量 按照CCITT规定，数字微波中继通信系统的传输容
量是以PCM数字复用设备的基带信号容量即电话路数来
划分的，分为PCM30/32路系列和PCM24路系列,我国采 用前者。
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，脉冲编码调制终端机常用在民用 数字微波中继通信中。终端复用设备配置在微波终端 站或微波分路站。
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。
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
可以采用中频转接方式，如模拟微波中继通信系统的中
继站就常用这种方式。
3.微波转接方式
微波转接与中频转接类似，但其转接接口是微波 接口，且为了使同中继站的转发信号不干扰接收信号， 转信载频f2，相对于收信载频f1；需要移频，即移频振 荡器的频率等于f2与f1之差。另外，为了克服传播衰落 引起的电平波动，还需在微波放大时采取自动增益控制 措施。微波转接电路技术实现起来比中频转接困难，但 微波转接方案简单，设备体积小、功耗低，对于不需要 上、下话路的中继站可采用这种转接方式。
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。
2.2 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、交
换机、终端复用设备、微波站等组成。
微波站的基本功能
数字微波通信系统设备中微波站的基本功能是传 输来自终端复用设备的群路信号。按其与终端复用设 备连接关系又把微波站分为终端站、分路站和中继站。 当两条以上的微波中继通信线路在某一微波站交汇时， 该微波站称为分路站，它具有通信枢纽功能。
2.3 微波中间站的转接方式
微波中继通信系统中间站的转接方式一般是按照 收发信机转接信号时的接口频带划分的，分为3种：基 带转接方式、中频转接方式和微波转接方式。
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
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
Байду номын сангаас
大战后期美国贝尔研究所建立的TDX系统（4GHz频段
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。
3. 用户级假设参考电路
用户假设参考电路的长度为50km，主要用于本地数
字交换局与64Kb/s用户之间的微波通信。
二、传输质量标准
数字微波中继通信系统中，误码性能决定传输质量 的主要标准。国际无线电咨询委员会规定了三类假设参 考电路64Kb/s数字信号输出端的误码性能。
1. 高级假设参考电路的误码性能 1）在一年中的任何月份，一分钟统计时间内，BER大于1 × 10-6时间率不超过0.4％，该统计时间称恶化分，该误码指 标称低误码指标，主要设备性能不完善和干扰造成的。 2）在一年中的任何月份，一秒钟统计时间内，BER大于1 × 10-3时间率不超过0.054％，该统计时间称为严重误码秒， 该误码指标称高误码指标，这时的误码主要是传输衰落引 起的。 3）在一年中的任何月份，误码秒累计时间不能超过0.32％， 这时的误码主要是设备性能不完善造成的。
2. 中级假设参考电路 1） 传输容量二次群以上； 2） 基本长度为1220km； 3） 由4类质量不同的假设参考数字微波段组成，第一类
和第二类长度为280km，第三类和第四类长度为50km，四
类假设参考数字微波段可以根据具体情况组合，并且总长 度不限于基本长度1220km； 4） 包含一次64Kb/s的数字信号转接，其它为群转接； 5） 适用于国内微波支路通信。
3. 用户级假设参考电路的误码性能
1）在一年中的任何月份，一分钟统计时间内，BER大于1 × 10-6时间率不超过0.75%。 2）在一年中的任何月份，一秒钟统计时间内，BER大于1 × 10-3时间率不超过0.0075％。
3）在一年中的任何月份，误码秒累计时间不能超过0.6％。
2.4.2 传输容量与基带接口 数字微波中继通信中，微波线路中的传输是调制传输
1. 高级假设参考电路
1） 传输容量二次群以上；
2） 总长度为2500km； 3） 均匀包含9个数字微波段，每个传输方向上都包含符 合标准的标准系列数字复用设备，每组数字复用设备都包 含一套并路设备和一套分路设备； 4） 包含两次64Kb/s的数字信号转接，其它为群转接； 5） 适用于国际和国内的远距离微波干线通信。
1.基带转接方式
中继站把来自某一通信方向的载频为f1的接收信号 经对应中继机(微波收发信机)的天线馈电系统、微波低 噪声放大器后，与该中继机的接收机本振信号混频， 混频输出信号经中放后送到解调器解调输出基带信号， 再转接到该中继站的另一中继机调制其发信机的中频 或直接对微波振荡器进行调制。已调信号经过变频输 出载频为f2的微波信号，该信号经微波功放、天线馈电 系统后向中继站的另一个通信方向发送出去。
如果作为高级链路的长度介于280km～2500之间，误 码性能应在个时间率的基础上乘以L/2500。
2. 中级假设参考电路的误码性能
1）在一年中的任何月份，一分钟统计时间内，BER大于1
× 10-6时间率不超过1.5%。 2）在一年中的任何月份，一秒钟统计时间内，BER大于1 × 10-3时间率不超过0.04％。 3）在一年中的任何月份，误码秒累计时间不能超过1.2％。
第二章 微波中继通信系统
2.1 微波中继通信的概念
2.2 微波中继通信系统的构成
2.3 微波中间站的转接方式
2.4 数字微波中继通信系统设计
2.5 微波传播与微波线路设计
2.6 数字微波中继设备
2.1 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。
因为信号从某一中继机的收信机转接到另一中继
机的发信机时，接口频带为基带，所以称作基带转接。
模拟微波中继通信系统的基带转接又称为群频转接， 数字微波中继通信系统的基带转接又称为再生转接。
对群频转接而言，群路信号在调制、解调过程中产生
失真，随着中间站数目的增加，调制、解调的次数增 加，失真和噪声积累不断加剧，使系统的信噪比恶化， 影响通信质量。
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。
经对应中继机(微波收发信机)的天线馈电系统、微波低 噪声放大器后，与该中继机接收机本振信号混频，混频
输出信号经中放后转接到该中继站的另一中继机的发信
机功率中放，将信号放大到上变频器所需的功率电平， 然后与发信机本振信号进行上变频，输出载频为f2的微 波信号。该信号经微波功放、天线馈电系统后，向中继 站的另一通信方向发送出去。
2.4 数字微波通信系统设计
数字微波中继通信系统的设计在国际无线电咨询委 员会和国际电话电报咨询委员会中有相应的标准。数字 微波中继通信系统的设计包括通信设备的研制与生产的 总体设计和通信线路建设与使用的线路工程设计。 这里主要介绍几个问题：假设参考电路与传输质量