[科普中国]-微波信道

所谓微波是指频率大过1 GHz的电波。目前所用微波的频率范围为1～20 GHz。如果应用较小的发射功率(约1瓦)配合定向高增益微波天线，再于每隔16公里～80公里的距离设置一个中继站就可以架构起微波通信系统。

概述所谓微波是指频率大过1 GHz的电波。目前所用微波的频率范围为l～20 GHz。如果应用较小的发射功率(约1瓦)配合定向高增益微波天线，再于每隔16公里～80公里的距离设置一个中继站就可以架构起微波通信系统。微波传播主要采用自由空间传播，也就是在收发二地之间没有任何阻隔，也没有任何其它的影响(包括反射、折射、绕射、散射或吸收)下传播，这种环境在现实生活中很少会出现。自由空间传播是假设微波传输的两点之间没有物体阻挡，而且除了两点间直线上不能有阻碍物体外，直线附近的某一个范围内也必须避免物体存在才行，因为微波天线虽具有良好的方向性，但它所发射的信号路径不是一条单纯的直线，它所发射的波面是会逐渐扩大的，若这些散逸的电波遇到物体阻挡，就会变成经由反射路径达到接发点，反射路径与直线路径因为长度不等，所以到达接收点的相位自然有差，这就是“干扰”的形成，这种干扰偶尔会对传播有利，但通常它都是有害的，所以电波传播路径的直线周围必须预留相当大的空间。

微波是计算机网络中最早使用的无线信道类型。美国的ARPA网络中用于连接美国本土和夏威夷的信道即是微波信道。它既可传输模拟信号，又可传输数字信号。由于微波能穿透电离层而不反射到地面，故只能使微波沿地球表面由源目标直接发射。又因微波被地表吸收致使其传输损耗很大，故每隔几十公里便需进行中继。微波对环境干扰虽然不敏感，但却易于受障碍物的影响，故微波的收发器必须安装在建筑物的外面。虽然微波具有很强的方向性，但仍存在保密和安全性问题。1

分类微波信道又分为地面微波信道和空间微波信道。

地面微波信道地面微波信道通常称为微波。微波是一种频率很高的电磁波，其频率范围为300 MHz~300 GHz，主要使用的是2～40 GHz的频率范围。采用微波信道进行通信的特点如下：

(1)只能进行可视范围内的通信。

(2)大气对微波信号的吸收与散射影响较大。

鉴于上述特点，微波用于不适合铺设有线传输介质的情况，而且只能用于点到点的通信，速率也不高，一般为几百kb/s。微波在地面的直线传输距离与微波的收发天线的高度有关，天线越高，传输距离就越远，通常用于几千米范围内。

地面微波一般按直线传输，受各种因素的影响，微波在传输时也有不同程度的衰减和损耗，因此在远距离传输时，要在微波信道的两个端点之间建立若干个中继站。经过多个中继站的“接力”，信息就被从发送端传输到接收端。

在互连网中，微波信道有时与有线介质混用，具有频带宽、信道容量大、初建费用低、建设速度快、应用范围广的优点，但是微波传输的保密性和抗干扰性能较差。

空间微波信道空间微波信道也称为卫星信道，使用人造地球卫星作为微波中继器。商用通信卫星通常被定位在3．6万千米的同步轨道上，但也有中低轨道的小卫星通信。采用卫星信道进行通信的特点如下：

(1)适合长距离的传输。

(2)传输延时较大，一般为500 ms左右。

(3)费用较高。

每个同步卫星可覆盖地球的1/3表面。卫星通信的地面站使用小口径天线终端设备VSAT来发送和接收数据，国内很多证券公司显示的证券行情都是通过VSAT接收的卫星通信广播信息，证券的交易信息则是通过延迟小的数字数据网DDN专线或分组交换网进行转发。在VSAT中，信息处理、业务的自适应、网络的控制与检测等，都由计算机操作控制，可提供包括音频、数据、图像和电视等综合服务。

卫星信道具有通信容量大、传输距离远的优点，但是其一次性投资大，而且容易受天气影响。2

特点微波信道主要特点是：

①微波波段频率很高，其频段范围也很宽，因此其通信信道的容量很大；

②因为工业干扰和天电干扰的主要频谱成分比微波频率低得多，对微波通信的危害比对短波通信小得多，因而微波传输质量较高；

③与相同容量和长度的电缆载波通信比较，微波通信建设投资少，见效快。

④相邻站之问必须直视，不能有障碍物，有时一个天线发射出的信号也会分成几条略有差别的路径到达接收天线，因而造成失真；

⑤微波的传播有时也会受到恶劣气候的影响；

⑥与电缆通信系统比较，微波通信的隐蔽性和保密性较差；

⑦对大量中继站的使用和维护要耗费一定的人力和物力。1

本词条内容贡献者为:

李嘉骞 - 博士 - 同济大学