浅议微波通信中无源中继解决方案

1、浅议微波通信中无源中继解决方案摘要通过分析各方面因素对微波链路传输的影响，介绍 无源中继技术在微波传输中的应用及其具体的解决方案，最 后介绍了微波无源中继站的实际应用案例。关键词微波传输；链路系统分析；无源中继；解决方 案引言微波传输是一种灵活、适应性强的通信是手段，具有建 设快、投资小、应用灵活的特点，在移动电信运营商和各大 专网的网络建设中均有广泛应用。但是微波传输也有其自身 的缺点。由于地球表面是一个曲面，所以微波只能在视距范 围内作直线传输。如果两个微波站点之间有障碍物阻挡，则 需要在中间新增一个微波中继站。增加中继站首选是在用的 基站中是否有合适的站点作中继传输。如果没有，则需要新

2、建微波站点，这样作的成本是巨大的。需要综合考虑多方面 的因素，包括机房建设、供电系统、交通、地理环境等各方 面的因素。因此，在微波传输过程中，适当的采用无源中继技术能 有效的解决微波传输中的链路传输阻挡，降低建设成本等问 题。1微波通信原理介绍 微波是一种频率为0. 3-300ghz的电磁波，波长范围在 毫米厘米数量级，其波长比普通无线电波更短。微波传输 是一种视距范围内的接力传输，要求两个微波站点之间没有 阻挡。在微波传输的路径上，可能会受到诸如大气、海面、 地面、高大建筑物或山峰的折射和绕射等的影响，从而造成 信号的衰落和失真，甚至中断，此时就需要增加中继站以解 决链路阻挡问题。2. 无源

3、中继技术原理及应用场景无源中继站是中继站的一种，能解决链路传输阻挡问 题。无源中继站不同于一般的有源中继站，它是指不经过任 何放大直接把接收到的微波信号转发到所需方向的站。采用无源中继站将一条微波路径分成两段后，遭受到的 多径衰落的概率比长度相同的一条路径要小，且无源站不需 要维护，投资少，能在解决微波传输阻挡问题的同时有效的 降低建设成本，特别是在通信路由复杂的山区，无源中继站 更显示出了独有的优越性。在人迹罕至的山头上建有源的微波中继站成本是高昂 的，不但要解决供电、机房、设备、交通灯问题，还要考虑 日常维护、运行可靠性、耐恶劣气候、抗雷击等方面的因素, 其建设成本和运维成本都是巨大的。另

4、外一方面，在山区建 设机房还会受到地形条件的限制，能建机房的地点不一定适 合微波信号的中继传输。因此，无源中继站常用于地理环境等条件比较恶劣的山 区丘陵地带，既能解决微波中继传输问题，也不需要花费基 站建设费用。通过分析和实践，我认为，在一些不具备建设 有源中继站的条件的山区是可以合理采用无源中继方式解 决微波链路阻挡问题的。3. 无源中继技术在微波传输中几种解决方案最常见的无源中继方式有反射型、折射型和绕射型3种。 采用金属板或网，使入射电波产生反射的方式就是反射型接 力方式；采用背靠背连接天线，是电波折射的方式就是折射 型接力方式；采用屏蔽型或透过型绕射网使电波绕射的方式 就是绕射型接力方

5、式。反射型接力方式有提高增益大、改善效果好的优点，但 反射板计算繁琐，制作工艺要求髙，实施难度大。绕射型接 力方式除计算繁琐、制作工艺要求高、实施难度大外，安装 调测耗时，很难操作实施。背靠背天线无源中继方式相对而 言可操作性强，较容易实施，安装调测容易，只要安装调测 固定好，基本无需维护。本文主要介绍折射型无源中继方式 的原理及应用要求。折射型无源中继方式是采用背靠背连接天线，通过电波 折射的方式实现中继传输。3. 1无源中继链路原理及主要性能指标计算方法典型的背靠背连接天线无源中继传输方式示意图如图1所示:下面介绍背靠背天线方式无源中继站的链路传输计算 方法。各参数说明如下：dla站到c站

6、的站距d2b站到c站的站距lia站到c站的自由空间损耗l2b站到c站的自由空间损耗lcr插入损耗，即背靠背天线之间的馈线及接头损 耗(馈线长度通常按5m考虑，综合考虑馈线及接头损耗 后，lcr通常按ldb考虑)gt 发射端天线增益gr接收端天线增益glr、g2r无源中继站的天线增益pt-a站发射功率(dbm)prb站接收电平(dbm)f微波电路使用的频率(1) 自由空间损耗ll=92. 4+201gf+201gdl；l2=92. 4+201gf+201gd2；带无源中继站的自由空间总损耗：l=ll+l2+lcr-glr-g2r=185+401gf+201gdld2+lcr-glr-g2r(2)

7、 接收电平b 站的接收电平 pr=pt-ll-l2-lcr+gt+gr+glr+g2r(3) 电平衰落储备二接收电平一收信机门限电平3. 2无源中继站的站址选择采用背靠背天线方式进行无源中继传输，对无源中继站 的站址选择有一定的要求。一方面，无源中继站点应尽量靠近两个有源站的其中一 个站点，即两段电路之一要尽可能短。这样使得传输的两条 链路段站距之和最小，两段电路的自由空间损耗也就最小， 能更好的进行微波传输。根据工程经验，近端站距一般要求 小于5km,工程应用时站距常为1 2km左右，能更好的保证 链路传输质量。另一方面，两面中继天线之间的转折角应在90° - 160°之

8、间。背靠背天线无源中继站只是直接将有源微波站 的信号放大传输到另一个有源微波站，两面背靠背天线采用 的是同一频率，如果背靠背天线的转折角太小或者太大，会 使两端的有源微波站信号产生严重的干扰。同时，无源中继站的通信方向近区应开阔，以免因附近 障碍引起的发射增加两天线之间的耦合而形成干扰。4. 实际应用案例举例某电台建设微波链路进行通信传输，其中发信部和收信 部站距约为10. 83km,电路中间有阻挡，无法视通。该电台 通过采用背靠背天线无源中继站的方式解决了链路阻挡问 题，实现了整条电路的微波通信传输。发信部一一收信部使用的微波设备及电路各项参数如 下微波设备：nec pdh微波设备；设备配置

9、：传输容量为40mb,使用频率为7ghz,中心 频率为7. 275ghz：设备参数：发信功率为27dbm, h限电平为-84. 5dbm；发信部至无源中继站站距：3. 26kin；无源中继站至收信部站距：7. 57kin；天线口径：采用4面3. 2m 口径单极化高性能抛物面天 线，g=45. 3dbo计算过程如下：自由空间损耗：ll=92. 4+201g7. 275+201g3. 26=119. 96dbl2=92. 4+201g7. 275+201g7. 57=127. 29dbl=l1+l2+lcr-glr-g2r=l19. 96+127. 29+1-45. 3-45. 3=157. 6 5db接收电平：pr=pt-ll-l2-lcr+gt+gr+glr+g2r=27-119. 96-127. 29-1+45. 3