设备组成

　　数字微波的收信设备和解调设备组成了收信系统，这里所讲的收信设备只包括射频和中频两部分。目前收信设备都采用外插式收信方案，如图所示。

外差式收信机方框图

　　上图是一个有空间分集接收的收信设备组成方框图，分别来自上天线和下天线的直射波和经过各种途径（多径传播）到达接收点的电波，经过两个相同的信道，带通滤波器、噪声放大器、抑镜滤波器、收信混频器、前置中放，然后进行合成，再经主中频放大器后输出中频已调信号。

一种镜像抑制滤波器

　　本方框图中画出的是最小振幅偏差合成分集接收方式。下天线的本机振荡源是由中频检出电路的控制电压对移相器进行相位控制的，以便抵消上、下天线收到多径传播的干涉波（反射波和折射波），改善带内失真，获得最好的抗多径衰落效果。

一种微波低噪声放大器

　　为了更好的改善因多径衰落造成的带内失真，在性能较好的数字微波收信机中还要加入中频自适应均衡器，使它与空间分集技术配合使用，可最大限度地减少通信中断的时间。

　　图中的低噪声放大是砷化镓场效应晶体管（FET）放大器，这种放大器的低噪声性能很好，并能使整机的噪声系数降低。

　　由于FET放大器是宽频带工作的，所以其输出信号的频率范围很宽，因此在FET放大器的前面要加带通滤波器，其输出要加装抑镜像干扰的抑镜滤波器，要求对镜象频率噪声的抑制度为13~20dB以上。

性能指标

• 工作频率

　　收信机是与发信机配合工作的，对于一个中继段而言，前一个微波站的发信频率就是本收信机同一波导的收信频率，频段的使用参见前面有关发信设备主要性能指标中的内容。

• 收信本振的频率稳定度

　　接收的微波射频的频率稳定度是由发信机决定的。但是收信机输出的中频是收信本振与收信微波射频进行混频的结果，所以若收信本振偏离标称较多，就会使混频输出的中频偏离标称值。这样，就使中频已调信号频谱的一部分不能通过中频放大器，造成频谱能量的损失，导致中频输出信噪比下降，引起信号失真，使误码率增加。

　　对收信本振频率稳定度的要求与发信设备基本一致，通常要求（1~2）×10^-5，要求较高者为（1~5）×10^-6。

　　收信本振频率常采用同一方案，是两个独立的振荡源，收信本振的输出功率往往比发信本振要小些。

• 噪声系数

　　数字微波收信机的噪声系数一般为3.5~7dB，比模拟微波收信机的噪声系数小5dB左右。噪声系数是衡量收信机热噪声性能的一项指标，它的基本定义为：

　　在环境温度为标准室温（17℃）、一个网络（或收信机）输入与输出端在匹配的条件下，噪声系数N_F等于输入端的信噪比与输出端的信噪比的比值，记作

　　　　（3-2）

　　设网络的增益系数为，输出端的噪声功率是输入端的噪声功率（被放大G倍）与网络本身产生的噪声功率两部分组成的，可写为

用上面的关系式，可把公式（3-2）改写为

　　　　（3-3）

由公式（3-3）可以看出，网络（或收信机）的噪声系数最小值为1（合0dB）。N_F= 1，说明网络本身不产生热噪声，即=0，其输出端的噪声功率仅由输出端的噪声源所决定。

　　实际的收信机不可能N_F= 1，即N_F> 1。式（3-3）说明，收信机本身产生的热噪声功率越大， 值越大。收信机本身的噪声功率要比输入端的噪声功率经放大 倍后的值还要大很多，根据噪声系数的定义，可以说 是衡量收信机热噪声性能的一项指标。

　　在工程上微波无源损耗网络（例如馈线和分路系统的波导元件）的噪声系数在数值上近似于其真相传输损耗。对图所示的收信机（是由多级网络组成的），在FET放大器增益较高时，其整机的噪声系数可近似为

（3-4）

式中为输入带通滤波器的传输损耗；
　　为FET放大器的噪声系数。

　　假设分路带通滤波器的传输损耗为1dB，FET放大器的噪声系数为1.5~2.5dB，则数字微波收信机噪声系数的理论值仅为3.5dB，考虑到使用时的实际情况，较好的数字微波收信机的噪声系数为3.5~7dB。

• 通频带

　　收信机接收的已调波是一个频带信号，即已调波频谱的主要成份要占有一定的带宽。收信机要使这个频带信号无失真地通过，就要具有足够的工作频带宽度，这就是通频带。通频带过宽，信号的主要频谱成分当然都会无失真地通过，但也会使收信机收到较多的噪声；反之，通频带过窄，噪声自然会减小下来，但却造成了有用信号频谱成分的损失，所以要合理地选择收信机的通频带和通带的幅频衰减特性等。经过分析可认为，一般数字微波收信设备的通频带可取传输码元速率为1~2倍。对于f_s = 8.448Mb/s的二相调相数字微波通信设备，可取通频带为13MHz，这个带宽等于码元速率（二相调相中与比特速率相等）的1.5倍，通频带的宽度是由中频放大器的集中滤波器予以保证的。

• 选择性

　　对某个波道的收信机而言，要求它直接受本波道的信号，对邻近波道的干扰、镜象频率干扰及本波道的收、发干扰等要有足够大的抑制能力，这就是收信机的选择性。

　　收信机的选择性是用增益-频率（G~f）特性表示的。要求在通频带内增益足够大，而且G~f特性平坦；通频带外的衰减越大越好；通带与阻带之间的过渡区越窄越好。

　　收信机的选择性是靠收信混频之前的微波滤波器和混频后中频放大器的集中滤波器来保证的。

• 收信机的最大增益

　　天线收到的微波信号经馈线和分路系统到达收信机。由于受衰落的影响，收信机的输入电平在随时变动。要维持解调机正常工作，收信机的主中放输出应达到所要求的电平，例如要求主中放在75Ω负载在输出250mV（相当于-0.8dBm）。但是收信机的输入端信号是很微弱的，假设其门限电平为-80dBm，则此时收信机输出与输入的电平差就是收信机的最大增益。对于上面给出的数据，其最大增益为79.2dB。

　　这个增益值要分配到FET低噪声放大器、前置中放和主中放各级放大器，是由它们的增益之和达到的。

• 自动增益控制范围

　　以自由空间传播条件下的收信电平为基准，当收信电平高于基准电平时，称为上衰落；低于基准电平时，称为下衰落。假定数字微波通信的上衰落为+5dB，下衰落为-40dB，其动态范围（即收信机输入电平变化范围）为45dB。当收信电平变化时，若仍要求收信机的额定输出电平不变，就应在收信机的中频放大器内设有自动增益控制（AGC）电路，使之当收信电平下降时，中放增益随之增大；收信电平增大时，中放增益随之减小。根据上面假定的数据，本例中AGC范围就应为45dB。