对于严重衰落路由、由于出现深衰落的深度 深和概率大、因此利用衰落储备的办法己不足于
克服深衰落，从而使通信质量恶化。而继续增加
上的远距离通信，并且可以跨越沼泽、江河、湖
泊和高山等特殊地理环境。在遭遇地震、洪水、
战争等灾祸时，通信的建立、撤收及转移都较容 易，这些方而比电缆通信具有更大的灵活性。
（5）天线增益高、方向性强
点对点通信，采用定向天线。对定向天线， 当天线开口面积给定时，天线增益与工作波长的 平方成反比。由于微波中继通信的工作波长短。
（2）适用传输宽频带信号
相比长、中及短波通信设备，微波通信设备 工作在微波频段，在相同的相对通频带（绝对通 频带／载频）条件下，载频越高，绝对通频带越
宽。如：／＝1％，若＝40MHz，＝0.4MHz；若
＝4000MHz，＝40MHz，几千个话路同时工作， 当然也可用于传输电视图像等宽频带信号。
（3）受外界干扰的影响小
因而容易制成高增益天线，降低发信机的输出功
率。另外，微波电磁波具有直线传播特性。可以 利用微波天线把电磁波聚集成很窄的波束，使微 波天线具有很强的方向性，减少通信中的相互干 扰 。
（6）投资少、建设快
在通信容量和质量基本相同的条件下，按话 路公里计算，微波中继通信线路的建设费用不到 同轴电缆通信线路的一半，还可以节约大量有色 金属，建设时间也比后者短
工业干扰、天电干扰及太阳黑子的活动对微 波频段通信的影响小（当通信频率高于100MHz 时，这些干扰对通信的影响极小），但它们严重 影响短波以下频段的通信，因此，微波中继通信 较稳定和可靠。 微波的单色性特点使其受季节、时辰、天候 和核爆炸等的影响较小，在视距范围内传播特性 相当稳定，因此微波通信的稳定性较好。
如果收发天线高差较大，其中某一端处于大
气波导之内，而另—端处于大气波导之外。这样
一来直射波在穿过逆变层波导边界时，一部分能
量被反射而使接收场强受到很大衰减。这种衰落
属于衰减性衰落。这种衰落起伏大、持续时间短、
出现频繁。一般是衰落信号场强低于自由空间电
平的下衰落。
4. 混合型衰落 在跨越水网地区的微波路径，往往会同时出 现K型衰落和波导型衰落的所谓混合型衰落。由 于K型衰落周期长，变化慢；而波导型衰落周期 短，变化快，两者合成后其衰落深度更深，其危 害性也比单纯的某一种衰落对微波通信的传输质 量影响更大。 衰落现象会给中继通信造成危害，使通信可 靠性受到严重威胁，尤其是衰落较深时信噪比下 降，通信电路质量恶化，系统的可靠性下降。因 此，必须采用一定的抗衰落措施。
终端站 天线馈线 系统 收信 发信 天线馈线 系统 终端站 微波收 /发信设备 微波收 /发信设备
中间站 调制/解调 设备 调制/解调 设备
长途电信局 或微波站
长途电信局 或微波站
时分复用 设备
时分复用 设备
市内电话局
市内电话局
用户终端
用户终端
甲地
乙地
3.2 微波传输信道
微波传输信道是无线信道，由于微波特有的
散射通信指电波借助对流层（5km~10km）的散 射返回地面，一般通信距离一次可达到几百千米。
卫星通信指电波借助高空中的人造地球卫星的转 发返回地面实现远距离的通信，一般通信距离跨 越上万千米。
微波中继通信指电波借助地面架设的微波中继站 的转发实现远距离的通信，中继也称为接力
3.1.1 微波通信的频段及特点
对于半开路（K值变小时，余隙减小甚至出 现负值），由于电波受到地面突起物的阻挡使接 收电平减小，这时直射波受到绕射性K型衰落。
这种衰落的特点是衰落深度大，持续时间长，而
且只存在下衰落。为了防止出现绕射性K型衰落， 必须选择合适的路径和适当的天线高度，以保证
该地区出现最小K值时，路径余隙也是正值，使
。
2. K型衰落
是一种多径传播引起的干涉型衰落，它是由 于直射波和地面反射波或绕射波的相位干涉所致。 相位干涉取决于行程差，而两径的行程差又随大 气折射率的K值而变化，故得此名。对于开路线 路（即使K值极小，也不会使射束受阻的传播路 径)，直射波和反射波在接收点产生干涉，使其产 生干涉性K型衰落。对于强反射路径，其衰落深 度特别深。夏季早晨常见这种慢变化的反射干涉 性K型衰落。
1. 微波通信的频段 微波通信是依靠空间电磁波来传递信息的一 种通信方式。无线电磁波是以频率或波长来分类的， 频率越低，波长越长。微波频段的波长范围 1m~1mm，频率范围为300MHz~300GHz，可具 体分为： 分米波频段，其频率范围为300MHz~3GHz； 厘米波频段，其频率范围为3GHz~30GHz，毫米 波频段，其频率范围为30GHz~300GHz。
衰落的持续时间有长有短，持续时间短的为 几毫秒至几秒，称为快衰落；持续时间长的从几 分至几小时，称为慢衰落。当衰落发生时，接收 电平低于自由空间电平时称为下衰落；高于自由 空间电平时称为上衰落。由于信号的衰落情况是 随机的，无法预知某一信号随时间变化的具体规 律，只能掌握信号随时间变化的统计规律。因此 信号的衰落现象严重地影响了电波传播的稳定性 和系统的可靠性。 衰落对视距传播的影响主要是接收电平下降 和传输波形的失真，但在信号传输带宽较窄的条 件下，可忽略频率选择性的影响，认为带宽内的 衰落深度相同，常称为平坦衰落。
3. 数字微波通信的特点 数字微波通信是在数字通信与微波通信的基础上 发展起来的一种更为先进的通信传输手段，除拥有数 字通信的特点外，兼有微波通信的特点。抗干扰能力
强，保密性能好，可靠性高又易于集成化，便于进行
多种数字信号处理，有利于实现综合业务数字网。容 量大、上下话路方便、长途传输质量较稳定、投资较 少、建站较快等。
当频率高于l00MHz后，微波频率远高于天电
脉冲和工业干扰脉冲，而且微波天线的方向性尖
锐，又只在视距内传播，因此进入微波接收机的
干扰和噪声可得到有效的抑制，从而提高了传输
信道的信噪比，即使微波传播出现了衰落现象， 信号输出的电平也不会发生很大变化。
（4）通信灵活性较大
微波中继通信采用中继方式，可以实现地面
直射波不会受到阻挡。最小K值与站距有关，
3. 波导型衰落
在某种气象条件下，地面温度冷却后低下上面大气 层温度，产生了温度逆增现象。于是，在大气的温度逆 增层中形成了大气波导崖，通常处于一公里高度之内。 如果收发天线高度较高，正好都处于大气波导内，电被 传播产生超折射现象，这时由天线发出的射束以不同方 向传播，逆变层的底部和顶部相当于大气波导的边界。 而这些边界突变层对投射的电波会产生较强的反射。因 此接收天线可以收到直射波和由波导边界反射的多径传 播电波，这些接收场强的干涉会导致干涉性波导型衰落。 这种衰落的持续时间短，出现频繁，形成快衰落。
利用这些频率段的电磁波来传递信息，就称
之为微波通信。由于卫星通信实际上是在微波频
段采用中继（接力）方式通信，不过其中继站设
在卫星上而已，所以，为了与卫星通信区分，这 里所说的微波中继通信是限定在地面上的，习惯 上简称微波通信。
对于地面上的远距离微波通信，采用中继方式 的直接原因有两个： （1）微波传播具有视距传播特性，即电磁波 沿直线传播，而地球表面是个曲面，因此若在通 信两地直接通信，且天线架高有限，当通信距离 超过一定数值时（一般是50公里左右的视线距 离），电磁波传播将受到地面的阻挡。为了延长 通信距离，需要在通信两地之间设立若干中继站， 进行电磁波转接。 （2）微波传播有损耗，波长越短，损耗也就 越大，所以远距离通信需要不断提供能量补偿， 有必要采用中继方式对信号逐段接收、放大和发 送。
多径传播效应所引起的相位干涉现象是视距 传播深衰落的主要原因，衰落特性的分布函数服 从瑞利分布。当然实际的衰落概率还和站间距离、 工作频率及地形、气候等因素有关，需要加以修 正。 大容量数字微波信号一般是宽带信号，宽带 信号通过空间信道后，各频率分量经过不相关的 衰减，造成信号在整个频带内，不同频率的衰落 深度不同，这种衰落就是频率选择性衰落，这一 现象称为多径衰落的色散特性。
为了使通信系统在发生衰落时仍能保证通信质量，要 求正常的发信功率远大于正常接收所需要的电平值，这个 发信功率余量标为衰落储备。这样一来，正常接收电平 （自由空间衰减电平）远大于接收机所需的门限值，而使 发生衰落时的最低电平仍可高于门限值。显然，衰落储备 越大，抗深衰落的能力越强。但系统仍有低于门限的极深 衰落出现，但其概率很小。衰落储备越大，系统可靠性越 高。同时，为了接收机能应付接收电平的变化接收机中应 有一个自动增益控制(AGC)电路。这个电路能使接收正常 电平或最大电平时减小接收机的放大量，而在衰落使电平 下降时，接收机放大量恢复。通常，通信系统的AGC范围 选为40分贝左右。
雨雾的小水滴会引起由磁波散射而产生散射
损耗。在浓度（2.3g/m3 的雾，能见度30m）条
件下，频率为12GHz时，跨距50km的雾散射损耗
为6.5dB。降雨损耗随降雨强度而异。例如对于降 雨强度为5mm/h的中雨条件下，衰减系数在
12GHz频率时约为0.1dB/km，跨距为50km的总
雨量衰落达5dB。由于浓雾和降雨在某种季节和 某些地区频繁出现，因此必须注意浓雾衰落的影 响
常见的衰落特性主要有
1. 吸收衰落
大气中的氧、水气和雨对电波产生的吸收和散射 引入的损耗，因出现雨、雾的季节、时间而异，导致 接收电平的衰落起伏。 由大气吸收曲线可知氧的最大吸收峰在60GHz处 （λ=1.3cm）；水蒸气的最大吸收峰在22GHz和 166GHz处。对于12GHz以下的频率，大气吸收损耗 小于0.015dB/km。标准接力段（跨距d=50km）的吸 收衰落约为0.75dB，与自由空间传输损耗相比可以忽 略不计。
第3章 数字微波通信系统
3.1 微波通信概述 3.2 微波传输信道 3.3 数字微波通信系统
3.4 数字微波通信新技术
3.5 小结