神奇的微波通信

随着社会生产和生活的需要，世界上的无线电台越来越多，整个世界的空间充满了各种不同频率的电磁波。

30 年代人们开拓出了超短波，实现了电视广播；40 年代，人们又发现了波长更短的微波并不断地对它进行研究和开发。

微波是电磁波大家族中最小的一个成员。它跑得又快又远，“脾气”与光波差不多。别看她身高（波长）通常只有几厘米或几毫米，但其本领比长波、短波要大得多。

微波有着自己独特的传播方式，她既有别于长波，也与短波不同。长波“脚踏实地”，是沿地球表面传播的，因而被称为地波。如果要在地面上赛跑，她跑的距离最远，可以得冠军；如果要跨越地面的障碍物，她只要迈开“长腿”，就能轻而易举地翻过高山峻岭，而其她姐妹就只好甘拜下风了。短波是凌空飞行的，因而被称为天波，借助于高空中电离层的反射，她可以传播更远的距离。微波就不同了，她是沿直线在空间传播的，因此被称为空间波（又称直射波）。她跑得又快又远，而且十分灵活，可是如果把它射向电离层，她不是像短波那样被电离层反射，而是能穿越电离层而去；她也没有长波那样的统射本领，高山大物就可阻挡住她前进的道路。即使没有什么大障碍物，由于地球的表面是球面，所以当微波在空间传播的距离较远时， 也往往被地面所形成的圆弧所阻隔，就如同被一座拱形大桥挡着一般。鉴于上述这些原因，微波在地球上传播的距离，就一般收发天线的高度来说，只能保证 50 千米左右。要让微波跑得更远些，自然可以用加高天线的办法，但

这毕竟要受到一定的限制。尽管世界上最高的电视发射天线已高达 600 多

米，而其传播距离也只有 150 多千米。

微波有着其姐妹们无法比拟的优点，可又碰到了不少麻烦，有没有办法克服这些弱点呢？

科学家们开动了脑筋，首先加强微波的功率。为了达到这一目的，科学家进行了一系列探索。他们从平时使用的手电筒上得到启示。手电筒的小灯泡光本来向四面八方散射的，但由于采用了“铜碗”这个抛物面反射镜反射， 它就变成了沿一定方向前进的平行射线，而且由于集中了光束，功率加强， 射程就远了。科学家们用此法进行微波传送果然效果好了，但是如何绕过障碍物呢？科学家从运动会上的接力赛跑中受到启发。在 50 年代，创造出了一

种微波接力通信，即微波中继通信的方式，就是每隔 50 千米左右，建立一个微波接力站，即中继站，让它自动地把前一站发来的微波信号接收下来并加以放大，再转发到下一站去，就好像接力赛跑一样，一站接一站地把信号转送到远方。

在一条微波通信干线上，除了中间要设立许多接力站外，两端还必须设立终端站。终端站除像接力站那样具备收发微波信号的设备外，还设有各种转换和控制设备，以把电视台、电信局送来的电报、电话、电视、传真等各种信号变换为微波信号发送出去，或是把收到的微波信号变换为电报、电话、电视、传真等信号，送到电视台、电信局，再转发到各个用户，从而达到通信的目的。

但是，在微波通信方面一次真正的突破是在 1957 年。为什么这样说呢？ 前面讲过，微波通信的中继站和终端站，就像接力赛跑中的接力站。每一个中继站自动地把前一站发来的信号接收下来，加以放大，然后再转发到下一

站去，如果通信线路很长很长，就要建造许许多多的中继站，要化费多大的人力物力啊。此外，微波是直射的，凡是处以地平线以下或是中间障碍物较大的地方，还是无法进行通信。上述两个微波通信中的难题，困绕着科学家。到了 1957 年，前苏联成功地发射了第一颗人造卫星，才完全解决了微波通信中的这两大难题，从而打开了电信事业的新天地。

卫星上设置了自动微波接收装置。上面装有微波收发机，既可接收地面发去的信号，又可把这些信号放大处理后，再转发到另一个地面站，以实现两地间的通信。请注意，一颗卫星如果使相距一万多千米的两个地方实现通信，改为架设地面中继站的话，至少需要 200 个中继站。不仅如此，在这个卫星所覆盖的地区之内，任何两点，不管是远隔重洋，还是横阻着高山大川， 或是深藏于地平线下，都可以通过卫星实现通信。这样一来过去的难题都迎刃而解了。又因为微波在穿透地球大气层时不会受到大气的影响，所以利用卫星进行微波通信是不会失真的。再一个突出优点是通信容量大，一个通信卫星可提供成千上万路电话和许多路电视。卫星的出现，不能不说是微波通信上的一个重大突破。