什么是微波接力通信?

[拼音]：weibo jieli tongxin

[外文]：microwave relay communication

使用波长为 1～0.01米的微波波段靠视距中继站接力传输实现微波信号的远距离无线电通信，也称微波中继通信。微波在自由空间是直线传播的，它不受大气层和电离层反射。但由于地球曲率的限制，若在地面进行微波通信就必须把天线架设到一定的高度，使发射天线与接收天线的波束中心连线不受地面的阻挡，天线能够“互视”。互视的距离受天线实际架高的限制。例如，平原地区天线架高为50～60米时，互视距离约为50公里。为使通信距离超越互视距离，人们采用类似接力赛跑的方法，在适当的互视距离上设立接力站（亦称中继站），中继站把接收到的信号放大（或再生），再转发到下一个中继站。中继站的数目依通信距离而定。用这种方式把微波信号最终传输到几百至几千公里以远的目的地。

微波接力通信的主要优点是：

（1）通信频带很宽，可传输大容量宽频带信号；

（2）设备投资和施工费用较少；

（3）工程施工和设备安装周期较短；

（4）维护简便。因此，不少国家把微波接力通信作为主要通信手段。

微波接力通信是第二次世界大战后发展起来的，开始时采用时分多路脉冲调制方式，设备容量很小（几十路）。后来采用频分多路调频方式，中、大容量的微波通信设备得到迅速发展。调频制微波通信设备除能传输几百至几千路电话外，还适用于传输电视及其伴音。50年代，微波接力通信成为电视传输系统的主要干线，并与同轴电缆通信一起组成长距离通信干线。模拟调频制微波接力通信系统已有300、600、960、 1200、1800、2700、3600、6000路等各种传输容量的系统投入使用。数字调制的微波接力通信系统在70年代逐步完善。中小容量（8兆比特/秒以下）数字微波接力通信系统通常采用数字调相制，也有采用数字调频与数字调幅制的；大容量（34兆比特／秒以上）数字微波接力通信系统对频谱利用效率要求很高，通常采用多元制调制方式，频谱利用效率可达3～5比特／赫，相当于每兆赫传输50～80路话，可与模拟调频制相比。

80年代初，微波接力通信已广泛使用分米波和厘米波，毫米波尚处于研究阶段。分米波主要用于小容量通信（几百路以下）和移动通信。厘米波中低于11吉赫的部分传输特性好，是最重要的频率资源，主要用于中、大容量长距离微波接力通信干线。高于11吉赫的电波受雨雪等沉降物的衰减严重，一般用于短距离通信线路，如城市内部通信或相邻城市间通信。

微波接力通信系统由一系列微波站组成，微波站分为终端站（亦称为端站）、用户站（见图）和中继站三种。三种站的基本单元是天线塔、天线、馈线、发射机、接收机、调制器、解调器、多路复用设备、监控设备和供电设备等。从图中可以看出，端站设备正好是用户站的一半。中继站的作用限于单纯的信号中继，所以不需要多路复用设备。

另外，模拟制调频方式也不需要调制解调器（图中用虚线标出，接收机输出信号直接接到发射机输入端，经变频和功率放大后传给下一站）；但采用数字调制方式时，通过解调可对信号进行再生，消除传输过程中的干扰和噪声的累积，有利于信号的长距离传输，因此通常设有调制解调器（图中用点划线标出，解调器输出不经多路复用设备直接接到调制器输入端，中继传输到下一站）。

合理利用频率资源是微波接力通信系统设计中的一个重要课题，对于11吉赫以下频段尤为突出。使用这个频段的除微波接力通信外，还有卫星通信、散射通信、雷达、导航、射电天文等业务，由于信道十分拥挤，需要协调和管理。在设计微波接力通信系统时，应采取各种措施尽力减少本系统与相邻系统的相互干扰。这些措施包括合理选择中继站站址和传播路由，选择旁瓣较低的天线，采用频谱利用率较高的调制体制，限制发射信号中的杂散成分以及提高接收机的选择性等。此外，在数字微波接力通信系统中，还可采用极化复用技术或利用交叉极化配置的波道内插技术，进一步提高频谱利用率。

数字微波接力通信系统对信道传输特性要求很高，除采用线性功率放大器外，还应仔细考虑天线架高等其他措施，尽量防止或减弱微波信号在传输过程中因地面反射或大气层管道效应引起的选择性衰落效应。当微波站站距超过40公里时，大容量数字微波接力通信系统通常要采取空间分集措施，有时还要对选择性衰落信道进行幅度-频率和相位-频率特性的自适应均衡。