浅谈微波通信

[摘 要]微波通信是指利用微波携带信息，通过电波空间进行传输的一种通信方式。笔者在参考大量微波通信方面相关资料的基础上，在本文中对卫星通信的概述、发展、特点及应用等方面进行了介绍和探讨。

[关键词]微波通信 发展 应用

中图分类号：TU121 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）13-0288-01

微波通信具有传输容量大、长途传输质量稳定、投资少、建设周期短、维护方便等特点，得到了广泛的应用。而建立在微波通信和数字通信基础上的数字微波通信，同时具有数字通信和微波通信的优点，更是受到各国的普遍重视。

一、微波通信的概述

微波是指频率在300MHz～300GHz范围内的电磁波，微波通信是指利用微波携带数字信息，通过电波空间进行传输若干相互无关的信息，并进行再生中继的一种通信方式。微波的传播与光波类似，具有似光性、频率高、极化性等传输特性，因此微波在自由空间中只能沿直线传播，其绕射能力很弱，且在传播中遇到不均匀的介质时，将产生折射和反射现象。电磁波在空间传播过程中因受到散射、反射、大气吸收等诸多因素的影响，其能量受到损耗，且频率越高，站距越长，微波能量损耗就越大。因此，微波通信信号每经过一定的距离传播后就要进行能量补充，这样才能将信号传向更远方。

二、微波通信的特点

微波通信在无线电通信的历史上写下了崭新的一页，成为现代化的通信手段之一。与其他通信方式相比，微波通信有其独特之处。

1、频带宽，传输容量大。微波频段频率为300MHz～300GHz，是全部长波、中波、短波及特高频频段总和的1000倍。

2、适于传送宽频带信号。与短波，甚至超短波通信设备相比，在相同的相对通频带（即绝对通频带与载频的比值）条件下，载频越高，绝对通频带越宽。例如，相对通频带为1%，当载频为5MHz时绝对通频带为50kHz；当载频为5GHz时，绝对通频带为50MHz。因此，一套短波通信设备一般只能容纳几条话路同时工作，而一套微波通信设备则可以容纳上千条甚至上万条话路同时工作，或用于传送电视、图像等宽频带信号。

3、天线增益高，方向性强。由于微波的波长短，因此很容易制成高增益的天线，天线增益可达几十分贝。另外，在微波频段的电磁波具有似光性的特性，因而可以利用微波天线把电磁波聚集成很窄的波束，制成方向性很强的高增益天线，减少通信中的相互干扰。

4、外界干扰小，通信线路可靠。天电干扰、工业噪声干扰和太阳黑子的变化对短波及频率较低的无线电波段影响较大，而微波频段频率较高，不易受上述外界干扰的影响，因此通信的稳定性和可靠性得到了保证。

5、投资少，建设快，通信灵活性大。在通信容量和通信质量基本相同的条件下，微波线路的建设费用只有同轴电缆线路的1/3～1/2，可以节省大量有色金属，而且建设微波线路所需的时间也比有线电缆线路短。由于微波通信不需要架设明线或电缆，因此它在跨越沼泽、江河、湖泊、高山等复杂地理环境方面以及抵抗水灾、台风、地震等自然灾害时具有较大的灵活性。

微波通信优点很多，但也存在暂时无法解决的缺点，随着微波通信技术的应用和发展，技术会越来越成熟，设备也会越来越完善。

三、微波通信的发展

1931年出现了最初的调幅制微波通信设备，它工作在1.667GHz。二次世界大战后，由于雷达的发展，也使微波技术和微波中继通信得到迅速的发展。1947年贝尔实验室在纽约和波士顿之间建设了世界上第一条模拟微波试验电路TD-X。该电路用真空管作信号放大，采用频率调制（FM）方式。1950年4GHz的TD-2系统首次实现承载商用电话业务。此后又发展为每个波道可通1200路电话，共有10个双向波道的TD-3系统。

1960年出现了具有8个波道，每个波道容量为2200路电话或一个彩色电视节目再加几百路电话的6GHz宽频带系统。70年代，调频制微波通信已把每个波道的电话容量扩大到2700路。随着通信领域各种通信方式的出现和数据交换对通信的要求，促进了微波通信的迅速发展。1979年，日本商用系统的波道容量达到3600个话路。到1980年，美国商用系统AR6A系统采用单边带调制技术，在6GHz频带的30MHz波道带宽内安排6000路。

我国的微波通信研究始于20世纪60年代。在1957年就开始了60路及300路模拟微波通信系统的开发研究工作。1964年开始600路微波的研究工作。1966年开发960路微波系统。1986年，完成了1800路模拟微波的开发工作（国家六五科技攻关项目）。运用这些研究成果，全国建设了2万多公里的模拟微波电路。

1979年我国建设了第一条干线PDH微波电路（京汉电路，由电力部于从国外引进）。1986年我国自行研制的4GHz 34Mbps PDH微波系统建于福建省福州与厦门之间。1987～1989年原邮电部建设了京沪6GHz 140Mbps PDH微波电路。92年我国自行研制的6GHz 140Mbps PDH微波系统（国家七五科技攻关成果）建于湖北省武昌与阳逻之间。我国第一条SDH微波电路是在95年由吉林广电厅负责引进并建造的，95-96年原邮电部开始引进并建设SDH微波电路，97年我国自行研制的6GHz SDH微波电路（国家九五科技攻关成果）在山东通过鉴定验收。

四、微波通信的应用

在光纤通信研究未取得实质性成果以前，世界各国均拟将微波通信作为通信网的主干传输手段，并大力发展微波通信。现在微波通信在通信系统中的主要应用场合如下：

1、干线光纤传输的备份及补充。如点对点的SDH微波、PDH微波等。主要用于干线光纤传输系统在遇到自然灾害时的紧急修复，以及由于种种原因不适合使用光纤的地段和场合。

2、省内电信传输支线，专用网等领域。过去通信网的微波干线发展，主要是集用于大、中城市间的建设，而省内微波支线的建设，今后有望有较大的市场潜力，特别是有线光纤传输通信由于地理环境复杂难以铺设或代价昂贵的地区，更需要发展微波通信。

3、城市内的短距离支线连接。如移动通信基站之间、基站控制器与基站之间的互连、局域网之间的无线联网等。既可以使用中小容量点对点微波，也可使用无需申请频率的微波数字扩频系统。

4、未来的宽带业务接入。随着技术的不断发展，除了在传统的传输领域外，微波技术在固定宽带接入（如本地多点分配业务LMDS）领域也越来越引起人们的重视。

参考文献

[1]崔健双，王丽娜，郑红云。《现代通信技术》。机械工业出版社，2009.

[2]索红光，王海燕，赵清杰。《现代通信技术》。国防工业出版社，2004.

[3]姚军，李白萍，李荣，刘健，毛昕蓉。《数字微波与卫星通信》。北京邮电大学出版社，2011.