基本介紹
- 中文名：數字微波
- 外文名：digital microwave
- 專業：通信技術
概述,傳播特性,中繼通信,數字微波在整個通信網中的位置,數字微波線路,中繼方式,微波站系統結構,數字微波的波道及其射頻頻率配置,波道的設定,射頻波道配置,射頻波道的頻率再用,監控與勤務信號,
概述
傳播特性
（1）似光性
在電磁波譜中，微波以上的電磁波為光波，而光時直線傳播的，因此微波也就具有類似光波的直線傳播特性。
（2）極化特性
電磁波在傳播過程中，電場和磁場在同一地點隨時間t的變化存在某種規律，這種規律稱之為極化特性，並規定電場矢量E的方向為極化方向。當電場矢量E的端點隨時間t的變化軌跡在一條直線上時，稱這種極化為線極化；若變化軌跡為圓和橢圓時，則分別稱為圓極化和橢圓極化。
中繼通信
由於微波具有同光一樣的傳播特性，因此微波在自由空間中只能沿直線傳播，其繞射能力很弱，且在傳播中遇到不均勻的介質時，將產生折射和反射現象。正因為如此，在一定天線高度的情況下，為了克服地球的凸起而實現遠距離通信就必須採用中繼接力的方式。微波採用中繼方式的另一種原因是，電磁波在空間傳播過程中，要受到散射、反射、大氣吸收等諸多因素的影響，而使能量受到損耗，且頻率越高，站距越長，微波能量損耗越大。因此微波每經過一定距離的傳播後就要進行能量補充，這樣才能將信號傳向遠方。
數字微波在整個通信網中的位置
數字微波作為通信網的一種傳輸方式，可以同其他傳輸方式一起構成整個通信傳輸網。為了在一條微波線路上同時傳輸多路信號，必須採用合適的復用技術。模擬微波系統常採用頻分復用技術，但由於模擬信號傳輸在遠距離傳輸中噪聲是積累的，因此信號質量並不好，數位技術的出現逐漸代替了模擬信號作為傳輸的信號方式。數字微波系統通常採用時分復接技術作為復用技術，在數字微波系統中的復接等級按照PDH定義的等級進行逐級復分接。
數字微波線路
一條數字微波通信線路由兩端的終端站，若干中繼站和電波的傳播空間構成。其中，中繼站根據對信號的處理方式的不同又分成中間站和再生中繼站。再生中繼站又包括上下話路和不上下話路兩種結構。此外，在兩條及兩條以上微波線路交叉點上的微波站又稱為樞紐站。
中繼方式
微波中繼站的中繼方式可以分成直接中繼（射頻轉接）、外差中繼（中頻轉接）、基帶中繼（再生中繼）三種中繼方式。不同中繼方式的微波系統構成不同。
（1）直接中繼方式
直接中繼方式僅僅是將收到的射頻信號直接移到其他射頻上，無須經過微波——中頻——微波的上下變頻過程，因而信號傳輸失真小。這種方式的設備量小、電源功耗低，適用於不須上下話路的無人值守中繼站。
（2）外差中繼方式
外差中繼方式是將射頻信號進行中頻解調，在中頻進行放大，然後經過上變頻調製到微波頻率，傳送到下一站。
（3）基帶中繼方式
基帶中繼方式是三種中繼方式中最複雜的，它不僅需要上下變頻，還需要調製解調電路，因此基帶中繼可以上下話路，同時由於數位訊號的再生消除了積累的噪聲，傳輸質量得到保證。因此基帶中繼是數字微波中繼通信的主要中繼方式。
一般在一條微波中繼線上，可以結合使用三種中繼方式。
微波站系統結構
微波站是數字微波線路的組成部分，數字微波線路的端站和樞紐站一般具有中頻的數字解調調製設備。典型數字微波端站由微波天線、射頻收發模組、基帶收發部分、傳輸接口等部分組成。
（1）雙工器
微波通信站都有接收和發射兩套系統。雙工器的作用是將傳送和接收的信號分開，即從天線接收到的信號經過雙工器後進入接收設備而不通向傳送設備，傳送信號經過雙工器後直接經過天線發射出去而不通向接收設備。
（2）波道濾波器
波道是指無線通信設備的不同射頻通道。在微波通信中，經常將一段微波頻段分成若干波道，每個微波中繼站使用若干波道。
波道濾波器的作用是分隔各個波道的信號，避免造成波道間干擾。
（3）微波收信器
微波收信器多採用超外差式接收機結構。通過本振與接收的微波信號進行混頻，得到固定中頻信號，然後對中頻進行放大和濾波，供解調用。
（4）微波發信器
（5）調製與解調設備
調製是將數字基帶信號調製到中頻信號；解調是將中頻信號解調為數字基帶信號。
（6）無損傷切換
在數字微波系統中，為了提高系統的可靠性，對抗信道衰落，改善系統誤碼性能，大多採用波道備份方式。無損傷切換是保證主用設備與備用設備切換的關鍵。
數字微波的波道及其射頻頻率配置
在微波通信中，一般情況，一條微波線路提供的可用頻寬都非常寬。而一般收發機的通頻帶較之小很多。因此如何充分利用微波通信的可用頻寬是一個十分重要的問題。
波道的設定
為了使一條微波通信線路的可用頻寬得到充分利用，人們將微波線路的可用頻寬劃分成若干頻率小段，並在每個頻率小段上設定一套微波收發信機，構成一條微波通信的傳輸通道。
射頻波道配置
由於一條微波線路上允許有多套微波收發信機同時工作，這就必須對各波道的微波頻率進行分配。分配應做到：在給定的可用頻率範圍內儘可能多安排波道數量；儘可能減少各波道間的干擾，以提高通信質量；儘可能地有利於通信設備的標準化、系列化。
射頻波道的頻率再用
由微波的極化特性可知，利用兩個相互正交的極化方式，可以減少它們之間的干擾，由此我們可以對射頻波道進行頻率再用。頻率再用是指在相同和相近的波道頻率位置，藉助不同的極化方式來增加射頻波道安排數量的一種方式，其包括兩種可行方案：同波道型頻率再用；插入波道型頻率再用。
監控與勤務信號
微波通信系統還應包括一些用於保證通信系統正常運行和為運行人員提供維護手段的輔助設備，如監控系統、勤務聯絡系統等。
