微波通信新发展与通用发射机技术研究

(2）中频调制发射机

中频调制发射机的方框图如图2所示。信码经过码型变换后，在中频调制器中进行调制，获得中频调制信号，然后经过功率中放，把这个己调信号放大到上变频器要求的功率电平。上变频器把它变换为微波调制信号，再经微波功率放大器放大到所需的输出功率电平，最后经微波滤波器输出馈送到天线，由发射天线将信号送出。可见，中频调制发射机的构成方案与一般调频的模拟微波发射机相似，只要更换调制、解调单元，就可以利用现有的模拟微波信道传输数字信息。因此，在多波道传输时，这种方案容易实现数字模拟系统的兼容，而在不同容量的数字微波中继设备系列中，更改传输容量只需要更换中频调制单元，微波发送单元可以保持通用。因此，在研制和生产不同容量的设备系列时，这种方案有较好的通用性。

图2 中频调制发射机

2 发射机的主要性能指标

(1）工作频段

微波通信系统的频段为1～40GHz。工作频率愈高，愈容易获得较宽的通频带和较大的通信容量。同时，天线设备也具有更尖锐的方向性，而且体积重量减小，但是频率高时，雾、雨或雪的吸收显著，传播损耗、衰减和接收设备噪声也愈高。从12GHz起，必须考虑大气中水蒸气的吸收问题，吸收衰耗随频率上升而增加。当频率接近22GHz时，即水蒸气分子谐振频率时，是大气中传播损耗的峰值，衰减量很大。

(2）输出功率

微波发射机所需的发射功率和很多因素有关，例如，通话路数愈多，频带愈宽。为保持同样的通信质量，必须有更大的发信功率。另外，也和站址选择，多径衰落的影响，分集接收的采用等诸多因素有关。一般情况下，数字微波发射机输出功率有时只需几十mW到几百mW功率，只有长距离情况下才需要几W量级。

(3）频率稳定度

发射机的每个工作波道都有一个标称的射频中心工作频率。微波通信对频率稳定度的要求取决于所采用的通信制式及对通话质量的要求。对于数字微波通信系统经常采用PKS调制方式来说，发射机频率漂移将使解调过程产生相位误差，致使有效信号幅度下降、误码率增加。因此，采用数字调相的数字微波发射机比采用模拟调频的模拟微波发射机应该有更高的频率稳定度。采用PSK调制方式时，频率稳定度可以取。发射频率稳定度取决于本机振荡器的频率稳定度。近年来，由于微波介质材料性能的提高，介质稳频振荡器日益被广泛采用。此种振荡器可以直接产生微波振荡??

    (4）交调失真

发射设备处在大信号工作状态，往往工作在非线性区域，如功率放大器和上变频器等。如果存在两个正弦信号，其角频率分别为w1和w2，则由于电路的非线性作用将产生许多交叉调制分量：mw1±nw2，n=0，1，2，…。按照谐波次数(m+n)的大小，各分量分别称为(m+n)阶交调分量。在各阶交分量中2w1-w2和2w2-w1处在w1和w2附近，大多数情况下则处在通频带之内，从而成为干扰信号。一般，在微波通信系统中，更高阶的交调分量和高次谐波分量已处在频带之外，而且功率也不大，所以不构成危害。电路非线性度愈坏，交调分量愈大。由于两频率相距不远，这两个谱线的功率相差不大。双频信号输入时的三阶交调系数是发送设备非线性的一项重要指标，例如在限带情况下，PKS调制的三阶交调系数约为-20～-25dB；而对于多电平正交调幅系统，如16QAM系统，则要求在-25～-30dB以上。也就是说，对三阶交调系数的要求，取决于通信体制及误码性能恶化等因素。

(5）谐波抑制度

总体设计在规定此项指标时，除了考虑数字微波通信系统本身的各种干扰以外，还应考虑其对模拟通信系统和卫星通信系统的干扰。因此，应适当地配置工作频率和采取必要的防护措施。

(6）通频带宽度

除了滤波器以外，发信信道的各组成部件都应具有宽频带特性。通常，上变频器和微波小信号功率放大器易于实现宽带设计，而对于大功率微波放大器要求很宽的工作频带是不合适的，一般只要求能覆盖两个工作波段。这样，总体设计时，可不考虑它们对发信信道通频带的影响。