电信传输原理第6章 微波与卫星传输系统

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微波通信采用中继、接力方式的直接原因有两个: ➢ 首先，因为微波传播具有视距直线传播特性，而地球是一
个两级稍扁，赤道略鼓的椭球体，地表面是个椭球面，通 信距离大于视距（50Km左右）时，电磁波传播将受到地面 的阻挡，就很可能无法接收到对方发来的微波信号。
➢ 其次，微波信号在空间传播时，能量会不断损耗，这就要 求点对点的传输距离不能太远。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。
6.2.2 微波通信系统
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。
6.2.3 微波通信系统的组成
数字微波通信系统由两个终端站和若干个中间站（中继 站、分路站、枢纽站）构成。如图6-4所示，发端站和收端 站统称为终端站。
当一个站上有多个波道工作时，为了提高频带利用率，对一 个波道而言，宜采用二频制，即两个方向的发信使用一个射频 频率，两个方向的收信使用另外一个射频频率。
微波终端站：终端站是指处于微波传输线路终端的站。它只有 一个传输方向，是信道的始点和终点，两端的各路信号从终端 站出、入信道。 微波中继站：微波中继站是微波传输线路的中间转接站。其作 用是接收相邻甲站发来的微弱微波信号，进行再生、功率放大 后，再转发给下一个相邻乙站，以确保传输信号的质量。 微波分路站：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，以实现 长距离传输系统的区间通信。 微波分路站：位于干线上的、两条以上的微波线路交叉的微波 站，实现两条链路上信号或部分信号的交换。
图6-2 利用微波接力实现远距离通信
Ø 接力通信方式适用于中等距离或远距离通信，如果通信距 离极远，需要架设很多接力站，不仅代价昂贵，维护困难 ，而且，经过多次转接，通信质量也要受到影响；在某些 场合下，即使通信距离不远，例如:在海洋上建站,就是难 以实现的。
Ø 1957年发射第一颗人造卫星，人们用地球同步通信卫星作 中继站，可以转发的微波信号跨越大陆和海洋达到地球上 的很大范围，用3颗同步卫星就可以覆盖全球。
➢ 多波道同时工作时，相邻波道频率之间必须有足够的间隔， 以免互相发生干扰。
➢ 整个频谱安排应非常紧凑，使给定的通信频段能得到经济的 使用。
➢ 因微波天线及天线塔的建设费用高，多波道系统要设法共用 天线，频率配置应有利于天线共用。
➢ 对外差式收信机，不允许任何波道的发射频率等于其它波道 的镜像频率，否则形成镜像干扰。
Ø 微波与卫星通信的工作频率都在微波频段，它们具有共同 的特点，但各自又具有自身的特点，且组成单独的通信系 统。
内容提要
微波与卫星通信概述
微波通信系统
微波传播 微波传输线路噪声 微波传输线路参数计算 微波通信线路设计 卫星通信的概念及特点 卫星通信系统 卫星通信传输线路特性 卫星通信系统应用
图6-4 数字微波通信系统
发端：从发端送来的数字信号，经过数字基带信号处理(数字多 路复用或数字压缩处理) 变为群路信号后，由微波发射机先对 群路信号进行调制、中频放大(70MHz或140MHz)再送入发送设 备，然后通过上变频成为微波信号。
中间站：发射天线向微波中间站(微波中继站)发送，微波中间 站收到信号后经再处理，使数字信号再生后又恢复为微波信号 向下一站再发送。
第6章 微波与卫星传输系统
内容提要
微波与卫星通信概述
微波通信系统 微波传播 微波传输线路噪声 微波传输线路参数计算 微波通信线路设计 卫星通信的概念及特点 卫星通信系统 卫星通信传输线路特性 卫星通信系统应用
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6.1 微波与卫星通信概述
Ø 微波是指频率为300MHz~300GHz的电磁波，是无 线电波中一个有限频带的简称。微波的波长在 0.1mm—1m之间，是分米波、厘米波、毫米波的 统称。
收端：传送到收端站，收端站把微波信号经过混频、中频解调 恢复出数字基带信号，再分路还原为原始的数字信号。
6.2.4 微波中继传输线路
微波中继传输线路由终端站、中继站、分路站、枢纽 站及各站间的电波传播空间所构成。如图6-5所示。在长 途微波接力信道上，通信距离依接力方式延伸。
图6-5 微波中继传输站
微波通信具有如下特点: ➢ 频带宽，传输信息容量大：微波频段占用频带约300GHz，是
中波和短波频段总和的10000多倍。 ➢ 工作的微波频段(GHz级别)频率高，不易受天电干扰和工业噪
声干扰，及太阳黑子变化影响，通信可靠性高。微波在微波 通信以及在卫星通信中首先采用，而且使用范围一般为C波段。 (4/6GHz)频段。 ➢ 天线增益高、方向性强。
6.2.5 微波通信的频率配置
在微波站，每一套微波收发信机都工作在自己的微波频 率上，各自组成一条独立的中继信道，我们称每一条独 立的传输信道为一个射频波道，一条微波线路有多个波 道。 为了减少波道间或其它路由间的干扰，提高微波射频频 带的利用率，对射频频率的选择和分配都应符合以下基 本原则： Ø 一个中间站，一个波道的收信和发信频率不应相同，而 且要有足够大的间隔，以避免发射信号被本站接收
Ø 微波波长很短，具有似光性，因此微波具有直线 传播的特性。
Ø 微波一般都使用视距通信方式，即只有在微波发 射台的电磁波直线传播所能到达（视线所及）的 区域内设立接收站，才能接收到信号的通信方式 。
视距通信方式，受地形和天线高度的限制，两站之间的通信距 离仅为50公里左右。如果通信的距离需要加长，达到数百、数 千及至上万公里时，在两个远距离通信站之间，每隔五十公里 左右就必须再架设一个接力中继站，这些站把接收到的微波信 号经一定处理后再转发到下一个站，接力式地把微波信号传输 到终端站。
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6.2 微波通信系统
6.2.1 微波通信概念及特点
微波通信是指以微波频率作为载波携带信息，通 过无线电波进行空间传输的一种通信方式。
当两点之间的通信距离50Km左右时，在通信两地 之间设立一个中继站，将前一站发来的信号进行 再生、放大处理，转发到下一个站，这样，逐站 把信号传递直至终端站，从而构成一条微波中继 通信线路。