微波通信系统发射机技术论述

微波通信系统发射机技术论述

张洁

天津德力仪器设备有限公司天津300392

摘要：微波通信技术发展迅速，目前已经具备了卫星通信系统、地面继波中继通信系统、本地多点分配接入系统等许多种通信系统，且已经广泛应用于我国通信行业之中。而对于大多数微波通信系统来说，发射机的结构大致相同，但通常来说，发射机的设计直接关系到微波通信系统的通信质量，一旦发射机出现问题，整个通信工作都将可能被迫中断。对此，本文基于微波通信系统发射机技术进行研究，重点探索了微波通信发射机的运作原理、参数设计和性能测试，旨在进一步优化微波通信发射机的设计，保障通信工作的正常进行。

关键词：微波通信系统；发射机；技术

1微波通信系统概述

微波通信系统指的是由微波发送机、信号接收机、反馈系统、多路复用设备以及用户端服务器构成的通信系统，是一种基于特定微波频段下降电磁波作为信号传输介质的新型信号传输系统。一般来说，可根据不同的信号接收方式和传输方式，将微波通信系统细分为微波接力通信系统、卫星通信系统、微波移动通信系统等几大种类，但无论哪种微波通信系统，其具有几乎一致的应用特点：其一，微波通信系统需要借助微波站进行信号传输，且微波站之间不能有任何障碍物；其二，微波通信系统受通信频率范围影响，常用的微波频段有2GHz和4GHz；其三，微波通信系统相较于其他传统通信系统，稳定性更强，不会轻易受到天气气候或其他外界因素的影响；其四，微波通信系统通信质量相对稳定，且信号强度与微波通信的中载频率呈反比关系；其五，微波通信系统信号容错率较高，不易受到电磁干扰的影响，且具有较大的传输容量，可以在较短时间内完成信号的传输。

2数字微波通信的优点

2.1具有较好的保密性

数字微波通信对于数字信号的传递能够进行较好的加密，有利于保障数字信号的传输安全性与隐私性，并且数字微波通信还能够在除设备扰码电路外的其他电路进行加密，起到多重保护作用。另外，数字微波通信中使用的天线有较好的方向性，所以在一些偏离微波射线的方向不能够接收微波信号，减少了多方面信息窃取或破坏的可能性，达到较好的保密性能。

2.2具有较强抗干扰能力，并且不积累线路噪声

数字微波通信中的数字信号是具有再生性的，其在数字微波通信的中继站接受信号，进行信码判断信号干扰的影响程度后进行识别，并能够在清除干扰的基础上形成与发端相同的波形向下一站转发。这种信码判断、识别与清除干扰信息的方式为数字微波通信提高了抗干扰能力，还能够很好的减轻信号噪声的干扰，不会形成噪声的积累影响数字信号准确性。

2.3能够远距离传输，线路安全较易实现

数字微波通信系统中数字信号的传输以地面数字微波中继站进行高质量、远距离的信号传输，而在地球曲面上设置的中继站能够达到将电波放大转发与延伸的目的。这就给数字微波通信质量带来了较大的优势，能够在长距离的信号传输中保持较好的通信质量，也较好的解决了有线传输电路被拦截的危险。

2.4通信容量较大

数字微波通信技术在数字微波频段的设置上频带较宽，能够传输的数字信息容量较大，并且数字微波通信的频率较高，宽频带下对于微波波载比值较小，能够在同一数字微波中继中通信设备中同时完成多项话路工作，很好的适应了现代化社会对于数字信号的大量需求，也能够更加适应于传输电视图像信号等宽频带信号。同时，数字微波通信技术还能够兼容站点、机房、电源等现有设备，较好的节省了设备成本。

3微波通信系统发射机技术探析

3.1发射机运作原理

一般来说，微波通信系统中常用的发射机技术包括中频调制发射机和直接调制发射机两大类，这里我们分别对两种发射机的运作原理进行了分析。1、中频调制发射机。中频调制发射机主要由中频振荡器、中频调制器、转码器、变频器等几部分构成，是微波通信发射机中比较常用的一种发射机。首先，中频调制发射机接收信号会将信号交由微波转码器进行转码，然后借助微波调制器进行实现中频调制信号获取，最后经由微波放大器放大微波信号，将信号功率改变至可接受频段范围。一般来说，中频调制发射机能够在多频段信号传输时扩大信号传输通道的容量，使信号更加通畅的进行传输。2、直接调制发射机。直接调制发射机不需要借助转码器进行二次转码处理，当信号经终端处理后，便可进入调制器进行调制，最后同样经微波放大器放大即可。与中频调制发射机相比，直接调制发射机结构简单，通信流程较短，但由于不能对部分信号频段进行转码处理，因此通用性较差。

3.2发射机参数设计

除发射机结构外，发射机的各项参数同样会影响发射机的工作性能，优化发射机的参数设计，是确保发射机通信质量的关键所在。从发射机的实际使用情况来看，发射机的工作频率越高，频带越宽，需要的通信容量也就越大。同时，发射机的安装工艺越高，发射机的方向性也就更好，能获取的信号频段也就越多。但是需要注意的是，当发射机可以工作于多种信号频率时，发射机的使用寿命往往较低。由此，在选用发射机以及设计发射机参数时，要尽量在确保发射机通信质量的基础上拓展频带宽度，减少发射机的数量。此外，要选用更加合适的发射机材料，防止因外界因素导致的发射机损坏老化。

3.3发射机性能测试

发射机性能测试包括上变频器测试、本振测试、信号放大器测试、发射机总体测试等几项工作，主要目的在于测试发射机的各部分元件是否能够正常工作以及发射机的各项工作参数是否满足预设计要求。

4微波通信技术在移动通信中的应用

微波通信以它独特的技术优势,与移动通信网络需求的完美契合,微波通信在移动技术有着广泛的应用。微波传输产品作为2G、3G和4G移动回传重要解决方案,特别是在国外微波传输在移动网络中广泛使用。

在国内移动通信网络中,以前由于光纤资源相对丰富,2G、3G移动系统速率低,但是在4G移动系统中速率显著提升,对传输网络的带宽需求越来越高,现有的光纤传输资源越来越紧缺,光纤部署的进度和困难程度都无法满足网络建设和项目进度,移动回传网络资源面临着巨大的压力和挑战,国内运营商已经开始将微波传输解决方案正式纳入了4G网络建设规划中。另外微波通信在山区和农村地区,特别是在应急通信和热点地区通信应用的十分广泛。

在国外,由许多国家土地私有制的物权限制,劳动力短缺等因素,运营商现有光纤资源匮乏,运营商新铺设光纤面临征地困难,成本高,工期长等问题。微波通信以其无线传输,占地少或者零占地(全室外微波产品),快速部署,工期短等特点,微波传输成为很多国外移动网络回传主要解决方案。在全球范围,微波传输在移动网络中大规模的部署应用,主流通信设备供应商(例如中兴、华为、爱立信、NEC、诺基亚等)都有成熟的微波产品在全球范围内应用,具有微波通信商用网络部署和维护的经验丰富。主要设备供应商都拥有传统微波频段(6GHz～42GHz)、V-band频段(57GHz～66GHz)、E-band频段(71GHz～86GHz)不同频的微波产品,或者传统频段和E-band微波Multiband的综合应用解决方案。

微波通信在移动回传网络组网应用中,可作为末端接入,微波产品丰富的接口为移动基站提供多种接入方案。中间节点中继交换,微波产品为中间节点或者骨干网提供大宽带中继交换作用。在汇聚节点,微波产品为多方向的业务提供汇聚功能。在重要网络中,还可以作为光纤传输的备份链路,为业务提供更高级别的可靠传输。

结论

发射机技术是微波通信系统的基础，是保障通信质量的关键，而只有就发射机各项指标进行严格的把控，合理设计发射机工艺，才能从根本上提高发射机的工作质量，才能促进通信行业的发展。

[1]苏芬芳.微波通信的主要技术与应用价值探讨[J].中国新通信,2018,20(17):90.

[2]刘依卓,吴文博.浅谈数字微波通信技术的应用及未来发展趋势[J].中国无线电,2018(05):38-40.