微波通信技术

一、微波通信的发展

微波的频带很宽，数量级在10⁹~10¹²H_Z之间，比从长波到短波的频带（0~10H_Z）要拓宽一千赫，因而对信号的容量很大。由于电台的数量庞大，无线电中的短波十分拥挤，相互间的干扰较为严重，解决这一困难的唯方法是向微波段发展。目前电视广播的VHF波段的频率是30~300MH_Z，波长在1~10m之间，UHF波段是频率为300~3000MH_Z的分米波，都属于微波范围。

  最初的微波通信出现在1931年，是用18cm波（1.667kMH_Z）巴克豪森-库尔兹振荡器及调幅波。从1947年到1951年，相继出现4kMH_Z、480路电话或一个电视波道的多路微波中继通信系统，及把电话路数增到600路、中继站数增到107个、通信距离达4800km的、调频多路微波中继通信系统。1957年，出现了一种中距离、多波道，每一波道有240个电话电路容量的宽频带系统。1960年，出现了一种具有8个双向平行高频波道、每一道的容量为2200个话路或几百个话路加一路彩色电视节目的6kMH_Z频段系统。

最后，在1963年发展了超视距多路微波通信系统，它采用深度调频的发射机和对调频波加负反馈的接收机。目前，人们正探讨使用毫米波通信系统。由于这个波段具有特殊的性能，毫米波将有可能应用于长途通信和短距离或局部通信。

二、微波通信网路简介

    微波多路是电话网  微波多路电话系统包括载波终端站、微波终端站及微波中继站。载波终端站最好与微终端站设在长途电话局同一个建筑内。多话路要在载波终端站调幅与滤波，群制与滤波及超群调制与滤波，然后把它们排列开来。例如480路的情况是把这些话路排列在60kH_Z~2.5MH_Z的频带内。在微波中继站，有接转用的收发设备、分波道滤波器和四副天线。在微波终端发射机和接收机。为了能够在出故障时应急把高频工作波道转接到备用波道，把中频级的输入、输出端都连接到高频波道开关架上，然后接到频率调制器与解调器设备。通常中继站是无人值守，采用监视电路与设备的运行状况，或自动把工作波道转换至备用波道。

监视网路采用有线电路、甚高频或一微波系统。一个微波中继站所需供电功率可达20~30vW,依工作着的微波系统数量而定。最好是利用稳定的电力网供电。

 

 

 

 

 

 

图2-11 电视中继线路

电视网 电视广播电台分布在全国各地，为了在各电台之间传送电视节目，需要有电视传输网。特别是在电视广播中，因为节目的成本比较高，需要尽可能的电台共同利用同样节目来广播，以降低节目的费用。事实上地方电视广播台一般并不播送自己本地的节目，而是依靠电视网供给的。这样电视网是电视广播所不可缺少的。另外，电视网不仅用来传播广播电视信号，还可以用来传输闭路电视信号。

电视网可分为两类，即城市之间的电视网和本地的电视网。前者把各主要城市用长途微波中继线路连接起来，而这种线路一般又是用来传输多路电话的。后者把长途中继线路的终端站连接到位于同一城市或市郊的电视演播定和电视广播台。图2-11是构成这种电视网的转接方式的一个例子。用视频同轴电缆从A演播室接到无线电微波中继系统的A终端站，这是本地电视网的一个例子；用无线电微波中继系统连接A终端站和B终端站，是城市间电视网的一个例子。一般来说，城市间电视网和本地电视网是采用不同制式的。

 电视网的传播方式可分为无线电方式和电缆方式。无线电方式采用微波调频来传输电视信号，本地电视网中则用ST链路和现场摄像设备。城市间电视网一般用外差转接方式。一个大城市的本地电视网可能有许多电视台，因此宜于采用电缆输方式以解决无线电波的干扰问题为此，常用视频电缆线和视频 同轴电缆作为本地电视传输。

三、微波通信的优点

与低频无线电通信及有线载波通信相比，微波通信具有如下优点：

天线增益高 当天线面积给定时，其增益与波长平方成反比，所以微波段容易制成高增益的天线；另一方面，自由空间传播损耗与波长平方成正比，因此，对微波通信而言，当传输一路电视信号或600路电话信号时，所用发射机输出功率只需要几瓦。

天线有尖锐方向性  微波天线容易得到尖锐的方向性。如在4kMH_Z，一直径为3m的抛物面天线的前后比约为65dB,两上并排抛物面天线间边对耦合小于-80dB。因此，中继站上四个天线之间相干涉作用小。

适于宽频带传输  一路电视信号占5MH_Z的频带，600路电话约占2.5MH_Z的频带，由于微波的频率高，此带宽对微波载波的比值很小，使微波与设备的设计比较容易，而且还便于用一个宽频带微波天线传送几个平行的微波波道。

    微波传播特性稳定  微波在视距内的传播特性相当稳定。虽然衰落量随频率的增高而增加，但随着频率的增高，第一菲涅尔区将变小，故地面反射的影响减小。

  容易改进信噪比  由于天线的方向性容易做得很尖锐，而微波传播又限于视距以内，干扰较少，又可以采用调频制，因此信噪比可以提高。

  人为噪声小  在甚高频（VHF）段，城市里的人为噪声相当大。但当频率增高的后，此项噪声将减小。

    可靠性高  微波中继电路是点与点之间的连接，比起有线电路来，这种没有电缆线的微波电路结构，在抵抗水淹、台风、地震等方面有较大的可靠性。