無線對講機,中繼臺通訊系統技術資料 系列之一

通訊系統的基本設備：

在無線對講機系統中，中繼臺對于增大通訊距離，擴展覆蓋范圍扮演著極其重要的角色。是無線通訊系統不可缺少的重要設備。

中繼臺由收信機和發信機等單元組成。通常工作于收發異頻狀態,能夠將接收到的已調制的射頻信號解調出音頻信號傳輸給其它設備。同時，還能將其它設備送來的音頻信號經射頻調制后發射出去。上面提到的其它設備有各種系統使用的控制器，有無線接駁器等，也包括互聯所需要的其它中繼臺。將中繼臺收到的信號直接通過自身的發射機轉發出去，這是中繼臺基本的應用。

因此，中繼臺須能夠全雙工工作，即收發同時工作，并且發射時不能影響接收機的正常工作。由于中繼臺工作的基本特點，再加上多臺中繼臺組合一起使用的特點，對中繼臺的技術指標相對于移動臺要有更高的要求。

中繼臺調試集成安裝的指標直接影響到系統的通訊距離和系統網絡語音質量及功能。

無線對講機,中繼臺通訊系統技術資料 系列之二

通訊系統中的干擾：

1.         系統中的干擾有很多，有些是產品制造中不可避免的，有的是在系統集成時產生的。    在日常通訊中經常碰到的干擾主要有兩種：同頻干擾和互調干擾。

2. 同頻干擾是指在一個系統中的工作頻率受到了另一個系統相同頻率的干擾。雖然兩臺發射機標稱頻率相同，但多少還是有所差異，當一臺接收機同時收到兩臺發射機信號時，會產生兩個發射頻率差異的差拍干擾，如果兩發射頻率相差1KHz，在接收機中即可聽到1KHz的差拍聲，另外盡管發射頻率相同，其頻率的相位也不相同，因此會產生低頻交流聲的干擾。

3. 互調干擾是由電路中的非線性器件產生的，在我們日常工作中產生互調的原因主要有以下二種情況：(1) 干擾信號侵入發射機的末級，從而同有用信號之間引起互調。此類干擾稱為發射機互調干擾。(2)處于互調關系中的兩個或兩個以上的無線電信號被接收機接收，在接收機高放級產生互調，稱為接收機互調干擾。

4. 互調干擾主要反映在多信道系統或與其它系統安裝在一起，多信道頻率相互間或其它系統頻率與多信道頻率混合而產生，產生的主要機理有兩種表現形式，如果我們用A、B、C……表示頻率的數值，則有：

          2A-B=C

          A+D-C=B或A+D-B=C

5. 為了避免互調干擾，通常有兩種做法：根據互調產生的機理在發射機功放輸出端口加單向隔離器，對外部進入的信號進行衰減，不讓其產生和頻和差頻。對于接收機采用大動態范圍的器件，降低減小非線性。另一種方法是使用頻率時，人為避開產生互調組合的頻率。前者需要增加設備投入，后者較經濟，但取決于所審批頻率的可能性。

6. 無（三階）互調干擾頻率的工程計算方法

   計算方法：

（1）             將所分配或使用的頻率從低向高排序；

（2）             按小信道間隔計算每個頻率對應的頻道數；

（3）             計算相鄰頻道數的差值；

（4）             求差值的和（按下舉例方法求和）；

（5）             檢查差值與和數中不得有相同的數出現。

無線對講機,中繼臺通訊系統技術資料 系列之三

通訊設備的收發信號分離問題：

接收信號和發射信號都是中繼臺自身需要處理的信號。其特點是接收信號是移動終端發射上來的上行信號，這個信號比較弱；發射信號是中繼臺發射出來的下行信號，這個信號是很強的。要對這兩個信號進行分離，從技術上可以采用以下方法：

一、從頻域上分離，利用收發信號的頻率不同進行分離。在轉發器系統設計時，把接收和發射的頻率分開（一般轉發器頻差的標準是：VHF為5.7MHz；UHF為10MHz；800MHz為45MHz），轉發器的接收和發射部分分別工作在各自的頻率中，這是常用的方法。本來從理論上講收發部分各自工作頻率分開是不會互相干擾的，可是發射部分產生的帶外輻射和已調制波的頻譜會落入接收頻率中形成干擾，采用窄帶FM調制的V/UHF發射機所產生的噪聲頻譜寬度達幾兆赫，噪聲電平大致比發射載波電平低75~80db，當發射機的噪聲電平與接收機的靈敏度相差不多時，這個噪聲就會干擾接收。同時，若發射的強信號進入接收部分可以使其進入飽和狀態產生抑制，影響正常接收。發射功率越大，接收的靈敏度越高，要使接收不被抑制與干擾，收發間的衰減也應越大。這個值一般應為70db以上。

通常是選用雙工器，在收發端接入陷波器吸收各自的無用信號，在接收端吸收衰減發射信號；在發射端吸收衰減干擾接收的發射噪聲信號。但這種雙工器只是對于自臺收發間的干擾有效，而且陷波器的吸收衰減量難以做得很大，因此，隔離度較低，轉發器的抗干擾性能較低。另外把陷波器和3db藕合器配合使用，也可構成雙工器，利用陷波器在其陷波頻率上形成低阻抗使該信號產生全反射，反射信號在3db藕合器中合成，向天線輸出。這種雙工器能處理很大的功率，同時其阻抗不隨頻率的變化而變化。

無線對講機,中繼臺通訊系統技術資料 系列之四

二、從空域上分離 電波在空間傳播中存在衰減的特性，在空間中形成不均勻的分布，利用這一特性若把接收天線和發射天線在空間中分離安裝，通過空間的衰減就可以降低發射信號對接收端的干擾，當發射信號被衰減到低于接收機的靈敏度時，就可認為發射信號與接收端隔離。當空間距離增加一倍，電場強度衰減-6db。實際的電波傳播并不是在自由空間中傳播，因此還會有各種附加的衰減。

垂直間隔安裝時兩天線的隔離度（db)： 39.557lgH+22.263 (VHF) 37.688lgH+43.367 (UHF) 式中H為兩天線的上下間隔距離，單位為米；水平間隔安裝時兩天線的隔離度（db)： 20lgD+12.956 (VHF) 18.844lgD+23.511 (UHF) 式中D為兩天線的水平間隔距離，單位為米。由上面的式子可見，H和D值實際上是相應于間隔的波長數。間隔的波長數越大，隔離效果也就越好；頻率越低，垂直間隔架設就越困難。此外，垂直隔離效果遠比水平隔離要好。所以，應盡可能采用垂直間隔安裝。當空間衰減不足時，可采用收發頻率分開并加入濾波器提高帶外附加衰減的方法來實現。也可利用地形地物的阻擋增加附加衰減來達到隔離的目的。如果所用的天線還有方向性的話，也會提供額外的衰減或串擾，實際應用時可揚長避短。

無線對講機,中繼臺通訊系統技術資料 系列之五

通訊系統中的天線

在安裝通訊設備時，為達到通信效果和更大的覆蓋范圍，一味地加大無線電臺功率，不僅增加了設備故障率，還將產生更大范圍的電磁輻射危害。

其實，加大功率并不是提高通信質量和覆蓋范圍的選擇。影響電臺通信效果的因素有很多，天線高度和天線增益對信號傳播的影響很大。怎樣保證信號功率有效地輸送到天線并有效輻射出去，是值得關注的問題。天線電壓駐波比（VSWR）是衡量天饋效率的重要指標。       電壓駐波比（VSWR）是常用的射頻技術參數，用來衡量電臺各部件之間匹配是否良好。

  當一個通信系統建立時，我們應當測量天線系統的駐波比是否接近1∶1， 也就是發射機與天線匹配的條件，是兩者阻抗的電阻分量相同、感抗部分互相抵消。目前無線電發射設備的電阻通常為50歐姆。天線電壓駐波比（VSWR）等于1，表明天線系統和發信機滿足匹配條件，發信機的能量可以有效地輸送到天線上。而如果電壓駐波比（VSWR）不等于1，比如說等于4，那么可能存在多種情況：天線感性失諧、天線容性失諧、天線諧振但饋電點不合適等。

值得注意的是，天線系統的VSWR等于1，并不表明其就是好天線。VSWR值為1，只能說明發射機的能量可以有效地傳輸到天線系統，但是這些能量是否能有效地輻射到空間，則要另當別論了。例如，一副按理論長度制作的偶極天線和一副長度只有1/20的縮短型天線，只要采取適當措施，它們的VSWR都可以等于1，但其發射效果卻大相徑庭。

無線對講機,中繼臺通訊系統技術資料 系列之六

影響天線效果的重要因素：諧振。

天線系統和輸出阻抗為50歐的發射機的匹配條件，是天線系統阻抗為50歐純電阻。理論上，要使天線發射的電磁場強須滿足兩個條件：一是發射頻率須和天線的固有頻率相同，二是驅動點要選在天線的適當位置。如果驅動點不恰當而天線與信號頻率諧振，發射效果會略受影響，但是如果天線與信號頻率沒有諧振，則發射效率會大打折扣。所以，在這兩個條件中，諧振是關鍵因素。

實際應用效果證明，只要天線頻率與發射頻率諧振，即可達到較為滿意的發射效果。因此在沒有條件做到VSWR為1時，改善發射效果重要的手段是使整個天線電路與工作頻率諧振。

當VSWR過高，而天線系統又沒有諧振時，阻抗存在很大電抗分量，發射機末級器件可能需要承受較大的瞬間過電壓。由于早期技術不成熟，高VSWR容易造成射頻末級功率器件的損壞，因此將VSWR控制在較低的數值是有的。現在有些設備具有比較完備的高VSWR保護，當在線測量到的VSWR過高時，會自動降低驅動功率。這使發射機末級損害的可能性降低了很多，但對其仍然不能忽視。