[科普中国]-中继台

中继台，是在无线对讲系统中，用于增大通讯距离，扩展覆盖范围的设备。中继台又称中转台、转发台、差转台，是专用移动通信领域不可缺少的重要设备。中继台的作用就是中转和放大信号。用于增大通讯距离，扩展信号覆盖范围。

简介中继台可以方便地扩展您的双向通讯系统，让您无线电对讲机的通讯范围随着客户群的扩大而拓展。中继台帮助您扩大车载台、手持对讲机的呼叫范围和通讯能力，大幅度提高您的工作效率。随着Internet网络的普及，一种可以通过IP网络传输语音、视频等业务的VoIP技术迅速发展，一款通过网络传输语音信号的中继台应允而生，简称为IP中继台。IP中继台可以实现全球网络互联互通，极大的扩大了中继台的通讯能力。中继台 又称中转台、转发台、IP中继台，中转台/转发台，外接天线及馈线就可组成完整的中继系统，简而言之：中继台的作用就是中转和放大信号。1

常见型号海能达（hytera）RD980中继台/中转台。

摩托罗拉（MOTOROLA）中继台/中转台。

建伍（KENWOOD）中继台/中转台。

威泰克斯（VERTEX STANDARD）中继台/中转台。

艾可慕（ICOM）中继台/中转台。

拓力智慧（TORI）IP中继台。1

基本概念在无线对讲系统中，中继台对于增大通讯距离，扩展覆盖范围扮演着极其重要的角色。是专业无线通讯系统不可缺少的重要设备。

中继台由收信机和发信机等单元组成。通常工作于收发异频状态，能够将接收到的已调制的射频信号解调出音频信号传输给其它设备。同时，还能将其它设备送来的音频信号经射频调制后发射出去。上面提到的其它设备有各种系统使用的控制器，有无线接驳器等，也包括互联所需要的其它中继台。将中继台收到的信号直接通过自身的发射机转发出去，这是中继台最基本的应用。

因此，中继台必须能够全双工工作，即收发同时工作，并且发射时不能影响接收机的正常工作。由于中继台工作的基本特点，再加上多台中继台组合一起使用的特点，对中继台的技术指标相对于移动台要有更高的和更特殊的要求。

除一台中继台组成的单信道常规地面通讯系统之外，还可以利用中继台经同轴电缆，功分器，架设多幅分布天线，实现楼宇、酒店等建筑物地下和地面的覆盖通讯，此外多台中继台组成集群系统以及各种带状或星形结构的通讯网。

中继台调试集成安装的指标直接影响到系统的通讯距离和系统网络语音质量及功能。1

应用方案"某林管局日常通信指挥系统"是以各林业局为单位，系统应用于防火期日常相互通信，同时遇到森林火灾时作为应急指挥通信系统，具备通话、显示、调度、指挥、辅助决策等功能，满足应急高效指挥和科学决策需要的综合平台。

为了确保解决应急情况下系统的专用性，本方案采用海能达150M超短波RD980数字中继台作基站覆盖，考虑到模数转换的升级和用户前期投资，中继台先工作在模拟模式，后期可平滑升级到数字模式。中心与单兵的扁平化管理，解决了单呼、组呼、全呼语音，摆脱了森林区域公网不能覆盖的局限性，满足该林业局应急保障通信系统的初步建设需求。

无线电波传输损耗工程实用公式LM（dB）=88.1+20lgF-20lgh1h2+40lgd

式中：F—通讯工作频率（MHz）

h1—通讯对象A点天线高度（m）

h2—通讯对象B点天线高度（m）

d—A点和B点的通讯距离（km）

上述实用公式仅限于VHF 150MHz和UHF 400～470MHz频段，并且地形起伏高度在15m左右，通讯距离在65km范围内。

系统无线设备通讯距离的计算1、假设已知条件

（1）系统工作频率：

TX 465MHz RX 455MHz

（2）中继台参数和架设数据：

发射功率：20W （43dBm）

接收灵敏度：-116dBm

同轴电缆损耗：2dB

全向天线增益：9.8dbi

天线架设高度：30m

（3）对讲机参数

发射功率：4W（36dBm）

接收灵敏度：-116dBm

对讲机天线增益：0dBi

对讲机高度：1.5m

2、中继台与对讲机的系统增益

在本例中，所谓系统增益就是对讲机发射信号给中继台接收机允许衰减的最大值，若不考虑电缆损耗和天线增益的条件下：

系统增益（dB）=发射功率（dBm）-接收灵敏度（dBm）

若考虑电缆损耗、天线增益的条件下，本例系统增益为：

SG（dB）=Pt+PA-（RA+CL+RR）=36+0-（9.8-2-116）=144.2（dB）。

式中：Pt——对讲机发射功率

PA——对讲机天线增益

RA——中继台天线增益

CL——同轴电缆损耗

RR——中继台接收灵敏度

3、如果系统增益等于电波传输的损耗，则说明通讯距离的电波能量已达极限，若系统增益小于传输损耗则表明通讯可能建立不起来。

将系统增益代入电波传输损耗工程公式：

144.2=88.1+20lg455-20lg1.5×30+40lgd

144.2=88.1+53.2-33+401gd

35.9=40lgd

d=7.9km

4、上式仅计算了上行信号（对讲机发给中继台）可通讯的保守距离，而未计算下行信号（中继台发给对讲机）可覆盖的距离，通常由于中继台发射功率较大，其下行信号往往优于上行信号的通讯距离。由于系统通话是双向的，因此系统的保守通话距离往往以上行信号为准来计算。2

通讯干扰1、系统中的干扰有很多，有些是产品制造中不可避免的，有的是在系统集成时产生的，我们主要讨论后者，在日常通讯中经常碰到的干扰主要有两种：同频干扰和互调干扰。

2、同频干扰是指在一个系统中的工作频率受到了另一个系统相同频率的干扰。虽然两台发射机标称频率相同，但多少还是有所差异，当一台接收机同时收到两台发射机信号时，会产生两个发射频率差异的差拍干扰，如果两发射频率相差1KHz，在接收机中即可听到1KHz的差拍声，另外尽管发射频率相同，其频率的相位也不一定相同，因此会产生低频交流声的干扰。

3、互调干扰是由电路中的非线性器件产生的，在我们日常工作中产生互调的原因主要有以下两种情况：

（1）干扰信号侵入发射机的末级，从而同有用信号之间引起互调。此类干扰称为发射机互调干扰。

（2）处于互调关系中的两个或两个以上的无线电信号被接收机接收，在接收机高放级产生互调，称为接收机互调干扰。

4、为了避免互调干扰，通常有两种做法：根据互调产生的机理在发射机功放输出端口加单向隔离器，对外部进入的信号进行衰减，不让其产生和频和差频。对于接收机采用大动态范围的器件，降低减小非线性。另一种方法是使用频率时，人为避开产生互调组合的频率。前者需要增加设备投入，后者较经济，但取决于所审批频率的可能性。2

技术参数1、中继台的关键技术

中继台的技术参数除发射功率，频率稳定度，调制特性，接收机灵敏度，音频输出功率和失真，调制接收带宽等技术参数与对讲机、车载台相同或较高外，根本的区别在于全双工工作，即接收信号的同时，又要发射信号，其关键的技术参数是双工工作时的接收灵敏度，即自身的收发干扰情况如何，好的中继台发射时应不影响接收机的灵敏度。中继台若存在收发干扰，意味着接收机灵敏度的下降，在系统工作时，直接影响到对讲机和车载台的通讯距离。

2、形成中继台收发干扰的因素

（1）发射机大功率信号串入接收机前端造成接收机的阻塞，使接收灵敏度下降。

（2）发射机边带频谱中的接收机频率成分过大形成类似于同频干扰的情况，使接收机灵敏度下降。

3、解决中继台收发干扰的要点

除了中继台自身发射机和接收机有较高的技术指标外，重要在于发射机天线端口和接收机天线端口要有较高的隔离衰减。发射机和接收机天线端口之间隔离通常有2种方法：（1）双工器方式；（2）收发天线同轴垂直间隔方式。

4、使用双工器的优缺点

（1）使用双工器的优点

a.收发共用一根天线，一根电缆，架设方便；

b.通常使用陷波型双工器，体积小，重量轻，插损小，有较好的收发隔离性能，能保证良好的收发干扰指标。

（2）使用双工器的缺点

a.要求天线频带较宽，往往天线对收发频率不能兼顾；

b.陷波型双工器的阻带很窄，当设置多信道使用时，所使用的频率有所限制，必须限定在双工器的阻带宽度内。

5、使用双天线的优缺点

（1）使用双天线的优点

a.收发分别使用各自的天线，可获得较好的匹配及增益；

b.可在较宽的频率范围内，任意设置信道所用的收发频率。

（2）使用双天线的缺点

双天线要达到一定程度的收发隔离，架设时有严格的要求，往往不易满足，导致收发干扰指标恶化，严重影响通讯距离。

（3）使用双天线架设的要求

a.双天线水平架设时，两天线间的水平距离应≥390λ；

b.双天线同轴垂直架设时，两天线间的垂直距离≥9λ。

6、双天线架设后中继台收发干扰指标的测试

（1）使用对讲机测试方法

首先将对讲机发射功率设置最低档，中继台置于不转发状态：摘掉对讲机天线，短时间间断发射，让对讲机与中继台逐步拉开距离，直到中继台接收对讲信号有杂音止，此时再将中继台置于转发状态或使用中继台的话筒发射，听中继台的杂音不应有变化，若杂音加强或静噪电路关闭听不到杂音，说明存在收发干扰。

（2）使用仪器测试方法

使用RF射频信号源，输出端口接仪表自带天线或对讲机天线，将信号源输出调至中继台接收有杂音止（中继台处于不转发状态），此时启动中继台的发射，听杂音不应有明显的变化。3

发展IP中继台可实现本地对讲信号中继，通过IP网络可实现语音实时性和PTT信号无错误的传输，无论在哪个城市，还是在VHF或UHF制式下使用，IP中继台可以将系统覆盖范围扩大到全球任一位置，轻松满足不同地理空间、不同频段，网络互联共享语音，实现一键式通话，从而解决了无线电传输中受传输环境、发射功率、接收灵敏度等约束传输距离的难题，不必再担心通信距离短、覆盖范围小的问题。

IP 中继台通过IP网络不但实现了超长距离无中继网络互联的目的，通过中继台同时可以实现在高耸林立的大楼里架构分布式对讲信号覆盖系统。3

本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所