一、中繼臺概述
中繼臺的基本概念
在無線對講系統(tǒng)通信中，中繼臺對于增大通信距離，擴展覆蓋范圍扮演著極其重要的角色。是專業(yè)無線對講系統(tǒng)通信不可缺少的重要設備。
中繼臺由收信機和發(fā)信機等單元組成。通常工作于收發(fā)異頻狀態(tài)，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(jīng)射頻調制后發(fā)射出去。上面提到的其它設備有各種系統(tǒng)使用的控制器，有無線接駁器等，也包括互聯(lián)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(fā)射機轉發(fā)出去，這是中繼臺最基本的應用。
因此，中繼臺必須能夠全雙工工作，即收發(fā)同時工作，并且發(fā)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，再加上多臺中繼合組合起使用的特點，對中繼臺的技術指標相對于移動臺要有更高的和更特殊的要求。
除一臺中繼臺組成的單信道常規(guī)地面無線對講系統(tǒng)通信之外，還可以利用中繼臺經(jīng)同軸電纜，功分器，架設多幅分布天線，實現(xiàn)樓宇、酒店等建筑物地下和地面的覆蓋通信，此外多臺中繼臺組成集群無線對講系統(tǒng)以及各種帶狀或星形結構的通信網(wǎng)。
中繼臺調試集成安裝的指標直接影響到無線對講系統(tǒng)的通信距離和無線對講系統(tǒng)網(wǎng)絡語音質量及功能。
二、中繼臺通信距離的工程計算
1.無線電波傳輸損耗工程實用公式
LM(dB)=88.1+201gF-20lgh1h2+40lgd式中: F——通信工作頻率(MHz)
h1——通信對象 A點天線高度(m)
h2——通信對象 B點天線高度(m)
d——A點和B點的通信距離(m)
上述實用公式僅限于VHF150MHz和UHF400~470MHz段，并且地形起伏高度在15m左右，通信距離在65km范圍內。
2.系統(tǒng)無線設備通信距離的計算（以下舉例說明）
(1) 假設已知條件
a.系統(tǒng)工作頻率:TX 465MHz RX4 55MHz
b.中繼臺參數(shù)和架設數(shù)據(jù):
發(fā)射功率:20W(43dBm)
接收靈敏度:-116dBm
同軸電纜損耗:2dB(1/2'饋管40m長、5dB/100m)
全向天線增益:9.8dbi
天線架設高度:30m
c.對講機參數(shù)：
發(fā)射力率:4W(36dBm)
接收靈敏度:-116dBm
對講機天線增益:0dBi
對講機高度:1.5m
(2) 中維臺與無線對講機的系統(tǒng)增益
在本例中，所謂無線對講系統(tǒng)增益就是無線對講機發(fā)射信號給中繼臺接收機允許衰堿的最大值，若不考慮電纜損耗和天線增益的條件下:
無線對講系統(tǒng)增益(dB)=發(fā)射功率(dBm)-接收靈敏度(dBm)
若考慮電纜損耗、天線增益的條件下，本例無線對講系統(tǒng)增益為:
SG(dB)=Pt+PA-(RA+CL+RR)=36+0-(9.8-2-116)=144.2(dB)式中:
Pt——無線對講機發(fā)射功率
PA——無線對講機天線增益
RA——中繼臺天線增益
CL——同軸電纜損耗
RR——中繼臺接收靈敏度
(3)如果無線對講系統(tǒng)增益等于電波傳輸?shù)膿p耗，則說明通信距離的電波能量已達極限，若無線對講系統(tǒng)增益小于傳輸損耗則表明通信可能建立不起來。
將無線對講系統(tǒng)增益代入電波傳輸損耗工程公式:
144.2=88.1+201g455-201g1.5×30+401gd
144.2=88.1+53.2-33+401gd
35.9=401gd
d=7.9km
(4)上式僅計算了上行信號(無線對講機發(fā)給中繼臺)可通信的保守距離，而未計算下行信號(中繼臺發(fā)給對講機)可覆蓋的距離，通常由于中繼臺發(fā)射功率較大，其下行信號往社優(yōu)于上行信號的通信距離。
由于無線對講系統(tǒng)通話是雙向的，因此無線對講系統(tǒng)的保守通話距離往往以上行信號為準來計算。
三、無線對講系統(tǒng)通信中的干擾
1.無線對講系統(tǒng)中的干擾有很多，有些是產(chǎn)品制造中不可避免的，有的是在無線對講系統(tǒng)集成時產(chǎn)生的，我們主要討論后者，在日常通信中經(jīng)常碰到的干擾主要有兩種: 同頻干擾和互頻干擾。
2.同頻干擾是指在一個無線對講系統(tǒng)中的工作頻率受到了另一個無線對講系統(tǒng)相同頻率的干擾。雖然兩臺發(fā)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(fā)射機信號時，會產(chǎn)生兩個發(fā)射頻率差異的差拍干擾，如果兩發(fā)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(fā)射頻率相同，其頻率的相位也不一定相同，因此會產(chǎn)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(chǎn)生的，在我們日常工作中產(chǎn)生互調的原因主要有以下兩種情況:
(1)干擾信號侵入發(fā)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(fā)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(chǎn)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無線對講系統(tǒng)或與其它無線對講系統(tǒng)安裝在一起，多信道頻率相互間或其它無線對講系統(tǒng)頻率與多信道頻率混合而產(chǎn)生，產(chǎn)生的主要機理有兩種表現(xiàn)形式，如果我們]用A.B.C.....表示頻率的數(shù)值，則有:
2A-B=C A+D-C=B 或 A+D-B=C
舉例說明: 某一無線對講系統(tǒng)有4個信道的發(fā)射頻率分別為:
1CH 160MHz 2CH 161MHz 3CH 162MHz 4CH 163MHz
如果不采取互調抑制措施，就會產(chǎn)生:2×160MHz-161MHz=162MHz，即1CH的二次諧波進入2CH功放末級產(chǎn)生差頻形成一個假的162MHz就會對3CH所接收的設備造成干擾。
另外還會產(chǎn)生: 160MHz+163MHz-162MHz=161MHz，即1CH和4CH的和拍與3CH的差拍產(chǎn)生一個假的161MHz就會對2CH所接收真的161MHz頻率產(chǎn)生干擾。
5.為了避免互調干擾，通常有兩種做法: 根據(jù)互調產(chǎn)生的機理在發(fā)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(chǎn)生和頻和差頻。
對于接收機采用大動態(tài)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(chǎn)生互調組合的頻率。前者需要增加設備投入，后者較經(jīng)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:
(1)將所分配或使用的頻率從低向高排療；
(2)按最小信道間隔計算每個頻率對應的頻道數(shù)；
(3) 計算相鄰頻道數(shù)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(shù)中不再有相同的數(shù)出現(xiàn)。
舉例說明: 現(xiàn)有一組頻率156.275MHz 156.150MHz 156.200MHz 156.125MHz計算是否存在互調組合。
有相同的數(shù)字3.表明這一種頻率存在互調，只有將156.275MHz頻率向上調換成156.300MHz或其它的頻率才可避開互調組合。上面的數(shù)字是被調換后的計算結果。
四、中繼臺的關鍵技術參數(shù)與天饋系統(tǒng)
1.中微臺的關鍵技術
中繼臺的技術參數(shù)除發(fā)射功率。頻率穩(wěn)定度，調制特性，接收機靈敏度，音頻輸出功率和失真，調制接收帶寬等技術參數(shù)與無線對講機、車載臺相同或較高外，根本的區(qū)別在于全雙工工作，即接收信號的同時，又要發(fā)射信號，其關鍵的技術參數(shù)是雙工工作時的接收靈敏度，即自身的收發(fā)干擾情況如何，好的中繼臺發(fā)射時應不影響接收機的靈敏度。中繼臺若存在收發(fā)干擾，意味著接收機靈敏度的下降，在無線對講系統(tǒng)工作時，直接影響到無線對講機和車載臺的通信距離。
2.形成中繼臺收發(fā)干擾的因素
(1) 發(fā)射機大功率信號串入接收機前端造成接收機的阻塞，使接收靈敏度下降。(2) 發(fā)射機邊帶頻譜中的接收機頻率成分過大形成類似于同頻干擾的情況，使接收機靈敏度下降。
3.解決中繼臺收發(fā)干擾的要點
除了中繼臺自身發(fā)射機和接收機有較高的技術指標外，重要在于發(fā)射機天線端口和接收機天線端口要有較高的隔離衰減。目前發(fā)射機和接收機天線端口之間隔離通常有2種方法:
(1) 雙工器方式；
(2) 收發(fā)天線同軸垂直間隔方式。
4.使用雙工器的優(yōu)缺點
(1) 使用雙工器的優(yōu)點
a.收發(fā)共用一根天線，一根電纜，架設方便；
b.通常使用陷波型雙工器，體積小，重量輕，插損小，有較好的收發(fā)隔離性能，能保證良好的收發(fā)干擾指標。
(2) 使用雙工器的缺點
a.要求天線頻帶較寬，往往天線對收發(fā)頻率不能兼顧；
b.陷波型雙工器的阻帶很窄，當設置多信道使用時，所使用的頻率有所限制，必須限定在雙工器的阻帶寬度內。
5.使用雙天線的優(yōu)缺點
(1) 使用雙天線的優(yōu)點
a.收發(fā)分別使用各自的天線，可獲得較好的匹配及增益；
b.可在較寬的頻率范圍內，任意設置信道所用的收發(fā)頻率。
(2) 使用雙天線的缺點
雙天線要達到一定程度的收發(fā)隔離，架設時有嚴格的要求，往往不易滿足，導致收發(fā)干擾指標惡化，嚴重影響通訊距離。
(3) 使用雙天線架設的要求
a.雙天線水平架設時，兩天線間的水平距離應≥390λ；
b.雙天線同軸垂直架設時，兩天線間的垂直距離≥9λ。
6.雙天線架設后中繼臺收發(fā)干擾指標的測試
(1)使用無線對講機測試方法
首先將無線對講機發(fā)射功率設置最低檔，中繼臺置于不轉發(fā)狀態(tài)：摘掉無線對講機天線，短時間間斷發(fā)射，讓無線對講機與中繼臺逐步拉開距離，直到中繼臺接收無線對講機信號有雜音止，此時再將中繼臺置于轉發(fā)狀態(tài)或使用中繼臺的話筒發(fā)射，聽中繼臺的雜音不應有變化，若雜音加強或靜噪電路關閉聽不到雜音，說明存在收發(fā)干擾。
(2)使用儀器測試方法
使用RF射頻信號源，輸出端口接儀表自帶天線或無線對講機天線，將信號源輸出調至中繼臺接收有雜音止（中繼臺處于不轉發(fā)狀態(tài)），此時啟動中繼臺的發(fā)射，聽雜音不應有明顯的變化。
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