电信传输原理第6章微波与卫星传输系统

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1、第6章微波与卫星传输系统内容提要2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6.1微波与卫星通信概述微波是指频率为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。微波波长很短，具有似光性，因此微波具有直线传播的特性。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

2、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。图6-2利用微波接力实现远距离通信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。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

3、，用3颗同步卫星就可以覆盖全球。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6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。

4、6.2微波通信系统微波通信采用中继、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。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

5、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。6.2.2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。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

6、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。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。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。6.2.4微波中继传输线路图6-5微波中继传输站微波终端站：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

7、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。在微波站，