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P34～43 1.3 微波和卫星传输系统
章节目录 2024 2023 2022 2021 2020 2019
微波信号的传播特性 1 1 2 2
数字微波系统的构成及应用 1
卫星通信系统的结构及工作
1
特点
微波
卫星
卫星
1
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P34～37 1.3.1 微波信号的传输特性
微波频率范围为300MHz～300GHz（波长范围为1mm～1m）。
划分 频率范围 用途
分米波 300MHz~3GH 通信和电视广播
厘米波 3~30GHz 雷达、卫星通信、无线电导航
毫米波 30~300GHz 卫星通信
一般来说，由于地球曲面的影响以及空间传输的损耗，每隔50km左右就需要设置中继
站。
2. 微波通信的特点（2024）
（1）载波工作频率高，信道的绝对带宽比短波要大得多，可传送较多的信息量。
（2）由于微波的波长短，所以容易制成高增益天线。
（3）天电干扰、工业干扰及太阳黑子的变化在微波波段基本不起作用。
（4）与有线通信相比，微波通信有较大的灵活性，可应用地形受限时的接入、长途中
继通信、应急通信等。
（5）微波传输主要考虑的因素包括大气效应和地面效应，它对气候变化比较敏感，容
易受天气影响。
3. 微波传播的影响因素
1）地形地物对微波传播的影响
与自由空间传播相比，地表障碍物对微波视距传播的影响表现为阻挡损耗。
2）大气对微波传播的影响
微波中继通信的电磁波传播主要在对流层中完成，对流层对微波传播的影响主要表现
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在3个方面：
氧气分子和水蒸气分子对电磁波的吸收；
雨、雾、雪等气象微粒对电磁波的吸收和散射；
对流层结构的不均匀性对电磁波的折射。
当微波中继通信系统的工作频段在10GHz以下时，前2个方面的影响不显著，只需考
虑对流层折射的影响；当工作频段在10GHz以上时，3个方面的影响都需考虑。
4. 电磁波衰落的分类
大气吸收衰落 不可避免、影响不大
雨雾散射衰落（2023-7） 不可避免，影响不大
持续时间短、电平变化小、
闪烁衰落
一般不足以造成通信中断
K型衰落 可能会造成通信中断
波导型衰落 往往会造成通信中断
5. 电磁波衰落对微波传输的影响
（1）在信号的有用频带内，信号电平各频率分量的衰落深度相同，这种衰落被称为平
衰落。
（2）信号电平各频率分量的衰落深度不同，这种衰落称为频率选择型衰落。
6. 克服电磁波衰落的一般方法（2021.23、2022-22）
1. 利用地形地物削弱反射波的影响
2. 将反射点设在反射系数较小的地面；如从水面移到森林或凹凸不平地面
3. 利用天线的方向性；有时收发天线均很高，而反射点又处于途径中间的开阔地或水面
上，可以调整其天线角度，减小反射波进入接收端的成分
4. 用无源反射板克服绕射衰落；当路由中存在较高障碍物时，使用无源反射板或背对背
天线可使电波绕过障碍物
频率分集：波道备用
空间分集：利用不同高度的两幅或多幅天线，接收同一频率的信号，
5.分集接收 以达到克服衰落的目的
分集接受不能解决所有衰落，如对雨雾吸收性衰落只有增加发射功
率，缩短站距，适当改变天线设计才能克服
P37～39 1.3.2 数字微波系统的构成及应用
1. 数字微波的概念
微波通信系统的波道配置一般由一个或一个以上的主用波道和一个备用波道组成，简
称N+1。
2. 数字微波站的分类
按工作性质不同，数字微波站分为终端站、中继站和分路站三类，其中有两个以上方
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向的上、下话路的微波站称为数字微波枢纽站。
终端站 可作为中心站或次中心站
上、下话路，具备波道倒换
分路站既要完成信号转发任务，又要分出或插入一
分路站 功能
部分话路功能，可作为中心站，也可作为受控站
不上、下话路，不具备波道
中继站 具有站间公务联络和无人值守功能
倒换功能
3. 数字微波站的构成
1）天馈线和分路系统
常用的天线类型为卡塞格林天线。
微波天线的基本参数为天线增益、半功率角、极化去耦、驻波比（口诀：半耦增驻）。
在分米波段（2GHz），用同轴电缆馈线。
在厘米波段（4GHz以上），用波导馈线。
2）微波收发信机
其主要指标有本振频率稳定度、噪声系数、收信机最大增益、自动增益控制范围
（AGC）。（口诀：本振增最大噪声）
4. IP微波传输系统
IP微波设备在移动回传网络中的应用如下：
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（1）能实现LTE站点紧急开通，实现业务的快速部署。
（2）能实现光网补网，提高现网的成环率，提升可靠性。
（3）IP微波能实现故障点业务的紧急恢复。
IP微波相比传统的SDH微波优点如下：
（1）能提供更大的带宽，可实现单载频达Gbit/s级。
（2）能提供先进的IP技术。
（3）能达到与SDH网络类似的业务运维能力，提供图形化网管、自动保护倒换以及告
警和性能的实时准确监控。
P39～43 1.3.3 卫星通信系统的结构及工作特点
1. 卫星通信的特点（2018.9）（2016.23）（2024）
1）卫星通信的优点
（1）通信距离远，且费用与通信距离无关。
（2）覆盖面积大，组网灵活，便于多址连接。
（3）通信频带宽，传输容量大。
卫星通信通常使用300MHz以上的频段，可用频带宽。目前，卫星带宽已经达到
3000Mbit/s以上。
（4）机动性好。
（5）通信线路稳定，传输质量高。
（6）可以自发自收进行监测。
2）卫星通信的缺点（口诀：凌蚀密差时延大）
（1）保密性差
卫星具有广播特性，一般容易被窃听。因此，不公开的信息应注意采取保密措施。
（2）电波的传播时延较大，存在回波干扰。
必须采取回波抵消技术。
（3）存在日凌中断和星蚀现象。
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2. 卫星通信系统的组成
卫星通信系统由空间分系统、通信地球站分系统、跟踪遥测及指令分系统和监控管理
分系统等4大部分组成。（口诀：监控地球空间遥指）
一条卫星通信线路通常由发端地球站、上行传播路径、通信卫星转发器、下行传播路
径和收端地球站组成。
1）空间分系统的组成与功能
通信卫星是靠星上通信装置中的转发器和天线来完成的。转发器越多，卫星通信容量
就越大。
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（1）通信卫星
通信卫星常用的定向天线是微波天线，按其波束覆盖区域的大小，可分为全波束天
线、区域波束天线和点波束天线。
在静止卫星上，全波束天线常用喇叭形，其波瓣宽度约为17.34°，恰好覆盖卫星对
地球的整个视区。
（2）转发器：通信卫星的核心部分。
分类 距地高度 运行周期 运动情况
静止轨道 35786km 24h 静止
中地球轨道 5000～20000km 4～12h 移动的
低地球轨道 500～1500km 2～4h 移动的
2）地球站的组成与功能
地球站构成的通信网络，可以是星形、网格形、混合形。
在星形网中，各边远站只能通过中心站进行相互通信。
在网格形网络中，各站彼此可经卫星直接沟通。
（1）天馈设备：通常由于收、发信机共用一幅天线，为了使收、发信号隔离，还需要
接入一只双工器。
（2）发射机：将已调制的中频信号经上变频器变换为射频信号，并放大到一定电平，
经馈线送至天线向卫星发射。
（3）接收机：由于接收到的信号极其微弱，必须使用噪声温度很低的放大器。
（4）信道终端设备：将用户终端送来的信息加以处理形成基带信号，对中频进行调
制，同时对接收的中频已调信号进行解调以及进行与发端相反的处理，输出基带信号送往
用户终端。
（5）跟踪设备：用来校正地球站天线的方位和仰角，以便使天线对准卫星。
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3. VSAT卫星通信网（略）
1. SDH数字微波站不具备波道倒换功能的是（ ）。【2022-6】
A. 枢纽站
B. 分路站
C. 中继站
D. 终端站
【答案】C
【解析】中继站不上、下话路，不具备波道倒换功能，具有站间公务联络和无人值守
功能。
2. 下列关于卫星通信说法正确的是（ ）。【2024-4】
A. 覆盖范围大，组网不灵活
B. 保密性好，存在回波延迟
C. 机动性好 可自发自收监测
D. 建站成本与距离有关
【答案】C
【解析】（1）通信距离远，且费用与通信距离无关。
（2）覆盖面积大，组网灵活，便于多址连接。
（3）通信频带宽，传输容量大。
（4）机动性好。
（5）通信线路稳定，传输质量高。
（6）可以自发自收进行监测。
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