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微波RF中继器被用来将信号从一个无线设备传送到另一个无线设备，在完成对多径衰减和通道衰减损耗进行补偿的同时，信号质量不能下降，而且不能丢失数据或业务。 微波同频中继器被电信系统运营商广泛采用，用来以低成本并且可靠地中继位于远处的、一般是山顶上的信号，以及用来旁路受阻的传播路径。要理解微波同频射频中继器的用法，就要求对一些基本工作原理和如何应用最新技术有所了解。 对于了解微波中继器的工作原理和应用而言，Peninsula Engineering Solutions公司的最近升级的射频中继器应用设计工具是非常有用的。它以最简易的形式说明，微波射频中继器只是相当简单的、线性的同频放大部件。它们能够支持许多的调制格式和各种通信容量，而且当支持标准频率设计的时候，可以利用通道滤波器来设置所需的带宽。中继器通常由太阳能或风力所发电能来供电，可以实现无质量和容量损耗的信号接收和转发。 使用微波中继器的机构包括电话公司, 无线运营商, 能源公司(水, 煤气, 电), 政府机构(包括国家的, 州的, 县的, 和地方机构的), 军事, 航空, 和国家安全机构。这类用户都期望可靠的运营；最关心的地方包括链路可靠性，中继器设备可靠性和供电设备可靠性。 通常，链路可靠性必须满足与其它微波无线中继系统相同的标准。通常是按中继段或端到端来规定可靠性指标。最常用的参考目标是AT&T Short Haul通信标准，该标准规定的指标值为99.98%或6400s/250英里。这里指的是端到端，双向，还一并考虑了链路衰减和设备年度故障率。通常分配给链路衰减的值占年度故障预算的一半，即99.99%或3200s/250英里。该指标对于每一个中继段而言，则按距离比来分配，即d/250英里。例如，对于一段30英里的链路，其双向故障率指标为384s或更少。一些机构或许会要求更苛刻的链路可靠性指标，比如在繁忙路由段，要求达到99.9999%。 所考虑的衰减机制包括由多径现象，障碍物阻挡和下雨引起的衰减。设备和电源的可靠性要求通过以下方法来解决，包括使用高可靠性的元器件和模块，以及具有冗余和保护措施的高可靠性设计。例如，Peninsula Engineering Solutions强调，在考虑的方案中包括具有保护的故障软化放大器以及双路冗余的电源设备是最基本的要求。监控报警设备能提供故障或退化情况报告，要求有足够的提前警告时间，以便采取适当的措施。 射频中继器所用的链路传输可靠性模型与最常见的陆地视距微波链路是相同的。经典模型为经过W. Rummler等人改进的Vigants-Barnett模型。在北美以外的地区也经常用国际电信联盟的ITU-R模型。在高于9GHz的频段，通常要考虑雨水衰减。Crane和ITU-R的这两个雨水模型，都可以用来估计由雨水衰减所造成的链路损耗。 对于射频中继器模型，可以使用一些假定。这包括中继段衰落相互独立，这样，对于每个中继段可以单独计算。同样，雨水也影响双工通信，并且在降雨过程中不会出现多径现象。此外，空间和频率分集技术能用来在单向或者双向上改善性能。 与标准传输工程相比，确定微波射频中继器的等效接收机门限电平具有极大的差别。因为微波射频中继器不对通信信号解调，而仅仅是放大它，所以即使是对一个指定的调制和通信容量来说，它们也没有设定一个门限电压。其实，等效接收机门限与无线端设备门限以及相关的噪声系数有关，该噪声系数指的是链路净损耗、中继器的噪声系数及其最大增益之和。该方法把级联噪声系数方程作为确定等效中继器门限或“最小接收器功率”的基础： 其中：GainR=射频中继器最大增益(dB)；NFR=射频中继器噪声指数(dB)；NFT=端设备噪声指数(dB)；NPL=在射频中继器发射机与端射频接收机间的无衰减链路损耗(dB)；Min_Rx_PwrT=无线端设备门限(dBm)；PADIn=射频中继器输入端衰减器网络的衰减量(dB)；和PADOut =射频中继器输出衰减器网络的衰减(dB)。 因此，射频中继器的平稳衰减余量(FFM，单位dB)等于额定接收信号电平(dBm)减去最小接收功率(dBm)。 线性射频中继器可与许多调制格式兼容。对于特殊中继器，其发射功率电平取决于两个参数：即频率调制或满额额定功率电平，和对端设备使用的调制所用的补偿量。表中提供了每一种调制类型的发射功率设置实例。通过查找调制格式来选择适当的发射功率电平。当选择射频中继器发射功率电平时可以不用考虑端射频的通信容量。 常见地，射频中继器发射功率额定值比相应的端设备要小。这个区别是引起接收信号电平和每个中继段上的衰减余度不对称的一个原因。因为衰减余度在每个中继段的每个方向上都是不同的，所以有必要计算每个中继段的每个方向上的可靠性。 一般的传输工程会假定每一个链路的衰减都是独立的，这在设置具有用来补偿60dB无衰减的净链路损耗和40到50dB的深度快速衰减的足够高的增益和自动增益控制(AGC)并保持全额传输功率的无线端设备时，将非常有意义。由于工作在同频，通常微波中继器具有较低的增益和AGC。典型的微波端设备具有100 到120dB的系统增益和50dB的AGC衰减范围，而微波射频中继器仅有50 到70dB的系统增益，以及20dB的AGC衰减范围。 多径衰减的典型特征为衰减程度越深，在给定深度以下的衰减持续时间越短。该时间就是众所周知的“低于电平的时间”。那些比30dB更强/更深的衰减都非常短暂，因此不太可能同时发生。在浅衰减中，小于10dB的浅衰减却总是经常出现，而一些链路始终处于浅衰减状态。当考虑浅衰减时，一般看来多级中继器都同时处于小于10dB的衰减状态。 作者：Edward R. Johnson | 
