第2章+微波中继通信系统

制作： 制作：计算机学院 邵黎 5
现代通信系统
第2章 微波中继通信系统 章
1、微波通信的频段 微波通信是依靠空间电磁波 空间电磁波来传递信 微波通信是依靠空间电磁波来传递信 息的一种通信方式，它是属于无线通信 息的一种通信方式，它是属于无线通信 的范畴。 的范畴。无线电磁波是以频率或波长来 分类的，波长与频率的关系如下 如下： 分类的，波长与频率的关系如下：
制作： 制作：计算机学院 邵黎
17
现代通信系统
第2章 微波中继通信系统 章
一套短波通信设备一般只能容纳几 条话路同时工作， 条话路同时工作，而一套微波中继通信 设备可以容纳几千甚至上万条话路同时 工作，并可传输电视图像等宽频带信号。 工作，并可传输电视图像等宽频带信号。
制作： 制作：计算机学院 邵黎
制作： 制作：计算机学院 邵黎
3
现代通信系统
第2章 微波中继通信系统 章
微载 微波 中继 中中
终终 终端
终端 端局
交交 交换 中心 中中
交交 交换 中心 中中
交交 交换 中心 中中
终端 端局 卫卫卫信 卫星通信
终终 终端
交交 交换 中心 中中 光光卫信 光纤通信
交交 交换 中心 中中
微波中继通信系统在整个通信网中的位置
10
制作： 制作：计算机学院 邵黎
现代通信系统
第2章 微波中继通信系统 章
2、采用中继方式的原因 、 微波传播具有视距传播特性。 （1）微波传播具有视距传播特性。 微波波长短，接近于光波， 微波波长短，接近于光波，具有与光 一样的传输特性， 一样的传输特性，因此微波在自由空间中 只能沿直线传播, 其绕射能力很弱, 只能沿直线传播, 其绕射能力很弱, 且在 传播中遇到不均匀的介质时, 传播中遇到不均匀的介质时, 将产生折射 和反射现象。 和反射现象。 微波传播有损耗， （2）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、 必要采用中继方式对信号逐段接收、放大 和发送。 和发送。
制作： 制作：计算机学院 邵黎 4
现代通信系统
第2章 微波中继通信系统 章
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。 展是分不开的。 微波中继通信是利用微波频率 微波中继通信是利用微波频率 作载波携带信息， （300MHz~300GHz)作载波携带信息， 作载波携带信息 通过无线电波空间，采用中继（接力） 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。 通信方式在地面上进行的无线电通信。
现代通信系统
第2章 微波中继通信系统 章
第2章 微波中继通信系统 章
制作： 制作：计算机学院 邵黎
现代通信系统
第2章 微波中继通信系统 章
本章内容： 本章内容： 2.1 微波中继系统的概念 2.2 微波中继通信系统的组成 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中的若干问 题 2.5 微波传播特性与微波线路设计
C λ= f
其中：λ—电磁波波长 其中： 电磁波波长(m) 电磁波波长 C—电磁波传播速度 ×105(km/s) 电磁波传播速度3× 电磁波传播速度 f —电磁波频率 电磁波频率(Hz) 电磁波频率
制作： 制作：计算机学院 邵黎 6
现代通信系统
第2章 微波中继通信系统 章
电磁波频段分类
频率范围 30—300(kHz) 300—3000(kHz) 3—30(MHz) 30—300(MHz) 波长范围 10000—1000(m) 1000—100(m) 100—10(m) 10—1(m)
现代通信系统
第2章 微波中继通信系统 章
微波频段是在较高频段， 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～ 说的微波是指频率在 ～300GHz范围的 范围的 电磁波， 电磁波，微波通信利用此频段的电磁波来 传递信息。 传递信息。 电磁波频率不同，波长不同(频率越低， 频率越低， 电磁波频率不同，波长不同 频率越低 波长越长)，其空间传播的特性也不一样， 波长越长 ，其空间传播的特性也不一样， 且用途也有不同。 且用途也有不同。
频段名称 长波 中波 短波 超短波(特高频 特高频) 超短波 特高频 微 波 分米波 厘米波 毫米波
300MHz—3(GHz) 100—10cm 3—30(GHz) 10—1cm 30—300(GHz) 1cm—1mm ＞300(GHz) ＜1mm
7
红外线(光波 红外线 光波) 光波
制作： 制作：计算机学院 邵黎
制作： 制作：计算机学院 邵黎
22
现代通信系统
第2章 微波中继通信系统 章
（6）中继传输 ） 在微波波段，电磁波按直线传播， 在微波波段，电磁波按直线传播， 要进行远距离长途通信时， 要进行远距离长途通信时，就必须采用 中继(接力 传输方式，将信号多次转发， 接力)传输方式 中继 接力 传输方式，将信号多次转发， 才能到达接收点。如一条2500 km的微波 才能到达接收点。如一条 的微波 线路，中间大约有中继站50个 线路，中间大约有中继站 个。
18
现代通信系统
第2章 微波中继通信系统 章
（2）受外界干扰的影响小 工业干扰、 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（ 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 高于 时 极小）， ），但这些干扰源严重影响短波以下 极小），但这些干扰源严重影响短波以下 频段的通信。因此， 频段的通信。因此，微波中继通信信号比 较稳定和可靠。 较稳定和可靠。
制作： 制作：计算机学院 邵黎
19
现代通信系统
第2章 微波中继通信系统 章
（3）通信灵活性较大 微波中继通信采用中继方式， 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， 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。 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， 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， 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。 面比电缆通信具有更大的灵活性。
ห้องสมุดไป่ตู้
制作： 制作：计算机学院 邵黎
8
现代通信系统
第2章 微波中继通信系统 章
• 中频 ： 用于广播 、 通信 、 导航 （ 机场着 中频： 用于广播、 通信、 导航（ 陆系统） 陆系统 ） 。 采用多元天线可实现较好的 方向性，但是天线结构庞大。 方向性，但是天线结构庞大。 • 高频 ： 用于远距离通信广播 ， 超视距天 高频： 用于远距离通信广播， 波及地波雷达，超视距地-空通信 空通信。 波及地波雷达，超视距地 空通信。 • 米波 ： 用于语音广播 ， 移动 （ 包括卫星 米波： 用于语音广播， 移动（ 移动） 通信， 接力（ 跳距） 移动 ） 通信 ， 接力 （ ~50km跳距 ） 通信 ， 跳距 通信， 航空导航信标， 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。 增益系数的天线系统。
制作： 制作：计算机学院 邵黎
14
现代通信系统
第2章 微波中继通信系统 章
微波中继通信主要用来传送长途电话信 宽频带信号（如电视信号）、 ）、数据 号、宽频带信号（如电视信号）、数据 信号、 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 交换中心之间的信号等， 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。 舶电话系统等移动通信的入网线路。
制作： 制作：计算机学院 邵黎
15
现代通信系统
第2章 微波中继通信系统 章
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， 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 由低频段向高频段的发展， 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 提高，应用领域也由长途电信、 视传输，拓展到一点多址、无线接入、 视传输，拓展到一点多址、无线接入、 无线局域网等领域， 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。 用历程，是它特点的充分体现。
制作： 制作：计算机学院 邵黎 9
现代通信系统
第2章 微波中继通信系统 章
• 分米波（特高频）：用于电视广播，飞机 分米波（特高频） 用于电视广播， 导航、着陆，警戒雷达，卫星导航， 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。 跟踪、数传及指令网，蜂窝无线电通信。 • 厘米波 （ 超高频 ） ： 用于多路语音与电 厘米波（ 超高频） 视信道，雷达，卫星遥感， 视信道，雷达，卫星遥感，固定及移动卫 星信道。 星信道。 • 毫米波 （ 极高频 ） ： 用于短路径通信 ， 毫米波（ 极高频） 用于短路径通信， 雷达，卫星遥感。 雷达，卫星遥感。
制作： 制作：计算机学院 邵黎
2
现代通信系统
第2章 微波中继通信系统 章
当今三大通信传输技术—— 当今三大通信传输技术 • 数字微波中继通信 • 卫星通信 • 光纤通信 微波中继通信作为通信网的一种传输 方式，可以同其他传输方式一起构成微波、 方式，可以同其他传输方式一起构成微波、 光纤、卫星一体的整个通信传输网。 光纤、卫星一体的整个通信传输网。
制作： 制作：计算机学院 邵黎
20
现代通信系统
第2章 微波中继通信系统 章
天线增益高、 （4）天线增益高、方向性强 中继通信可以减小对发射功率的要求 而获得满意的通信效果。另外，由于微波 而获得满意的通信效果。 另外， 具有直线传播特性，因此， 具有直线传播特性 ，因此 ，可利用微波天 线把电磁波聚集成很窄的波束，使微波天 线把电磁波聚集成很窄的波束， 线具有很强的方向性， 线具有很强的方向性， 以减少通信中的相 互干扰。 互干扰。
制作： 制作：计算机学院 邵黎
21
现代通信系统
第2章 微波中继通信系统 章
投资少、 （5）投资少、建设快 在通信容量和质量基本相同的条件下， 在通信容量和质量基本相同的条件下， 按话路公里计算， 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， 设费用不到同轴电缆通信线路的一半，而 且还可以节省大量的有色金属，另外， 且还可以节省大量的有色金属，另外，建 设时间也比后者短。 设时间也比后者短。
制作： 制作：计算机学院 邵黎
16
现代通信系统
第2章 微波中继通信系统 章
3、微波中继通信的特点 、
通信频段的频带宽， （1）通信频段的频带宽，传输信息容量较大 微波频段占用的频带约300GHz，而全 ， 微波频段占用的频带约 部长波、 部长波、中波和短波频段占有的频带总和不 多倍。 足30MHz，前者是后者的 ，前者是后者的10000多倍。占用 多倍 的频带越宽， 的频带越宽，可容纳同时工作的无线电设备 就越多，通信容量也就越大。 就越多，通信容量也就越大。
制作： 制作：计算机学院 邵黎 11
现代通信系统
第2章 微波中继通信系统 章
地球表面是个曲面， 地球表面是个曲面，且天线所架高度 有限， 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 阻挡。在一定天线高度的情况下， 服地球的凸起而实现远距离通信， 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 用中继接力的方式，两个通信点( 设立中继站，即所谓的视距通信。 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 站发射出的微波射线将远离地面而根 本不能被D站接收 站接收。 本不能被 站接收。
制作： 制作：计算机学院 邵黎
12
现代通信系统
第2章 微波中继通信系统 章
B 中继站 中继站
C 中继站 中继站
A
终端站 终端站
终端站 终端站
D
微波中继接力的方式
制作： 制作：计算机学院 邵黎 13
现代通信系统
第2章 微波中继通信系统 章
2、微波中继通信的作用 、
目前，世界上许多国家都把微波中继 目前， 通信作为其通信网的主要传输手段之一。 通信作为其通信网的主要传输手段之一。 模拟微波中继通信逐渐被数字微波中继通 信取代。 信取代。 数字微波通信是指利用微波携带数字信息， 数字微波通信是指利用微波携带数字信息， 是指利用微波携带数字信息 通过电波空间， 通过电波空间，同时传送若干相互无关信 并进行再生中继的通信方式。 息，并进行再生中继的通信方式。