微波通信原理--1
微波通信技术的原理及其应用
微波通信技术的原理及其应用微波通信技术，顾名思义，是指通过微波信号进行通信的技术。
微波信号具有高频率、大带宽、高速度的特点，因此被广泛应用于通信领域。
本文将具体介绍微波通信技术的原理及其应用。
一、微波通信技术的原理微波通信技术的原理是基于微波信号的传输和接收。
微波信号是一种高频率、大带宽的电磁波信号，其频率在300MHz-300GHz之间。
不同频率的微波信号有不同的特点，如高频率的微波信号具有更高的速度和更大的带宽，能够传输更多的数据信息。
在微波通信中，需要使用微波天线进行信号的发射和接收。
微波天线分为发射天线和接收天线两种，发射天线将电能转化为电磁波信号，而接收天线则将电磁波信号转化为电能信号。
微波信号的传输主要通过微波传输线进行。
微波传输线分为两种，一种是同轴电缆，另一种是微带传输线。
同轴电缆是由内部导体、绝缘层和外部导体三部分组成，能够有效地抑制电磁辐射和干扰。
微带传输线则是一种新型的微波传输线，其基本结构由介质基板、金属层和地面层组成，具有结构简单、体积小和易于集成的优点。
二、微波通信技术的应用微波通信技术具有广泛的应用，主要包括无线通信、卫星通信、雷达测速、微波光纤通信等领域。
1、无线通信无线通信是指无需线缆连接的通信方式，主要包括移动通信和无线局域网。
移动通信是指通过移动电话、无线上网卡等设备进行通信，其中使用的微波信号主要有GSM、CDMA等。
无线局域网则是指由多个设备组成的局域网，通信通过无线路由器进行。
2、卫星通信卫星通信是指使用人造卫星进行通信，其优点是远距离通信可靠性高、抗干扰能力强及覆盖面广，可以覆盖全球各地。
微波通信技术是卫星通信技术中最基本和重要的组成部分，主要用于卫星与地面站之间的通信。
3、雷达测速雷达测速是指通过雷达测量物体的速度，常用于机场、公路、铁路等场所。
微波通信技术在雷达测速中扮演着重要角色，在物体反射回雷达波后进行信息传输和处理。
4、微波光纤通信微波光纤通信是指通过光纤传输微波信号进行通信。
微波通信基本原理
微波通信的基本介绍
微波信号的频率范围
LF MF HF VHF UHF SHF EHF 红外 可见 线光
Microwave
10Km 1Km 100m 10m 1m 10cm 1cm 1mm f 30KHz 300KHz 3MHz 30MHz 300MHz 3GHz 30GHz 300GHz
微波通信基本原理
各种衰落及抗衰落技术
• 衰落 • 大气吸收衰减 • 雨雾衰减 • 对流层对微波传播的影响 • 地面反射对微波传播的影响 • 数字微波的抗衰落技术
微波通信基本原理
各种衰落及抗衰落技术
衰落
衰落的定义:
➢ 微波传播必须采用直射波，接收点的场强是直射空间波与地面反射波 的迭加。
➢ 传播介质是地面上的低空大气层和路由上的地面、地物。 ➢ 当时间（季节、昼夜等）和气象（雨、雾、雪待）条件发生变化时，
响不大。
➢落的主要原
因。所谓多径传播，就是电波离开发射天线后，通过两条以上的不同路径到
达接收天线的传播现象。
微波通信基本原理
各种衰落及抗衰落技术 衰落
衰落现象规律:
➢波长短，距离长，衰落严重 ➢跨水面，平原，衰落严重 ➢夏秋季衰落频繁 ➢昼夜交替时，午夜容易出现深衰落 ➢雨过天晴及雾散容易出现快衰落
Microwave links Radio beam One multiplex per radio channel Applications: Civiliars and military telecommunication networks
微波通信基本原理
微波通信的基本介绍 微波通信
✓通常把频率300MHz－300GHz的射频无线信号称为微波信号 ✓利用微波作为载体的通信称为微波通信 ✓基带传输信号为数字信号的微波通信是数字微波通信 ✓一般基带信号处理在中频完成，再通过频率变换到微波频段 ✓也可以在微波频段直接调制，但调制限于PSK ✓微波通信的理论基础是电磁场理论
《微波通信原理》课件
高频段：微波通信向更高频段发展，如毫米波、太赫兹等
大容量：微波通信向大容量、高速率方向发展，如5G、6G等
技术挑战：高频段与大容量发展面临的技术挑战，如信号衰减、干扰等问题
应用前景：高频段与大容量发展在物联网、自动驾驶等领域的应用前景
卫星通信与地面微波通信的融合是未来发展趋势
地面微波通信具有建设成本低、传输距离短等优点
5G技术的普及将推动微波通信的发展
Байду номын сангаас
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天线是微波通信系统的重要组成部分
天线的性能指标包括增益、方向性、极化方式等
天线的种类包括定向天线、全向天线、阵列天线等
天线的作用是将微波信号转换为电磁波，或将电磁波转换为微波信号
电缆：微波在电缆中传播，速度较慢，但稳定性高
空气：微波在空气中传播，不受地形和建筑物的影响
真空：微波在真空中传播，速度最快，但需要特殊设备
天线选择：根据通信距离、环境等因素选择合适的天线
天线安装：正确安装天线，保证通信质量
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电磁屏蔽：如何通过电磁屏蔽技术降低电磁辐射对环境的影响
电磁辐射：微波通信产生的电磁辐射对环境和生物的影响
电磁兼容：微波通信设备与其他电子设备之间的电磁兼容问题
电磁污染：微波通信产生的电磁污染及其对环境的影响
光纤：微波在光纤中传播，速度最快，但需要特殊设备
调制：将信息信号转换为适合传输的电信号
解调：将接收到的电信号还原为信息信号
调制方式：幅度调制、频率调制、相位调制等
解调方式：幅度解调、频率解调、相位解调等
应用：无线通信、卫星通信、广播电视等
微波通信技术的原理与应用
微波通信技术的原理与应用微波是一种电磁波，其波长在毫米至厘米级别。
微波通信技术是一种非常先进的通信技术，随着科技的不断发展，它已经广泛应用于卫星通信、雷达、手机通讯和无线局域网等方面。
一、微波通信技术的原理微波通信技术的基础是电磁波的传输原理，微波信号在空气中速度很快，且能够以直线传输。
微波信号需要通过天线进行传输和接收。
天线是发射和接收微波信号的关键部件，其结构包括导电材料和导体支架。
天线可以强化微波信号的幅度，并将信号转换为电信号，在电路中进行处理。
微波通信系统中还需要使用放大器、传输线和滤波器等设备，来保证信号的强度和质量。
放大器可以将微波信号的幅度增大，使信号能够在较远的距离内传输。
传输线可以将信号从一个位置传输到另一个位置，而滤波器可以使信号只留下所需的频率，抑制干扰信号。
二、微波通信技术的应用1. 卫星通讯在卫星通讯中，需要使用微波信号进行数据传输。
卫星接受地面信号，将其转换为微波信号，通过微波设备传输，最后再转换为地面信号。
微波通信技术在卫星通信中具有高效、快速、可靠等优点。
2. 手机通讯移动电话的通讯也是使用微波通信技术。
手机使用微波信号进行接收和发送信息，通过手机塔将信号传输到对方手机。
微波通信技术使移动电话通讯变得更加方便和快速。
3. 无线局域网无线局域网（WLAN）是指在有限的地域内使用无线网络技术传输数据的网络系统，它的数据传输也是使用微波通信技术。
在WLAN中，无线基站利用微波信号将数据传输到无线适配器，然后再通过适配器传输到计算机或其他设备。
4. 雷达雷达是一种采用微波技术探测目标位置的装备。
雷达发射微波信号，当信号遇到障碍，会被反射回来，接收器对返回的微波信号进行处理后，就能够计算出目标物体的位置和距离。
5. 机场安全现代机场都配备有雷达和微波探测器。
雷达用于监控进出机场的航班，微波探测器用于探测机场周围的障碍物。
机场安全性得到了很大的提高。
三、微波通信技术的优势和不足微波通信技术具有信号传输速度快、抗干扰能力强、可靠性高，且可以在较长距离内传输信号。
微波通信原理
微波通信原理
微波通信是一种利用微波作为传输介质进行通信的技术。
微波通信具有传输速
度快、传输容量大、抗干扰能力强等优点，因此在现代通信领域得到了广泛的应用。
本文将介绍微波通信的基本原理及其在通信领域中的应用。
首先，微波通信的基本原理是利用微波的特性进行信息传输。
微波是一种波长
较短、频率较高的电磁波，其波长通常在1毫米到1米之间。
由于微波具有较高的频率，因此可以携带更多的信息，并且能够实现更高的传输速度。
此外，微波在大气中的传播损耗较小，因此适合用于远距离通信。
微波通信系统通常由发射设备、接收设备和传输介质三部分组成。
发射设备负
责产生并发射微波信号，接收设备则负责接收并解码微波信号，传输介质则承担了传输微波信号的任务。
在微波通信系统中，常用的传输介质包括空气、光纤、卫星等，不同的传输介质具有不同的特点和适用范围。
在实际应用中，微波通信被广泛应用于无线通信、卫星通信、雷达系统等领域。
在无线通信领域，微波通信可以实现移动电话、无线局域网等系统的通信功能；在卫星通信领域，微波通信可以实现卫星与地面站之间的通信链接；在雷达系统中，微波通信可以实现目标探测和跟踪等功能。
总的来说，微波通信作为一种重要的通信技术，具有传输速度快、传输容量大、抗干扰能力强等优点，因此在现代通信领域得到了广泛的应用。
随着通信技术的不断发展，微波通信技术也在不断创新和完善，将为人们的生活带来更多的便利和可能性。
微波通信系统的原理
微波通信系统的原理
微波通信系统是一种利用微波频段进行通信的无线通信系统。
其原理是利用发射端将信息信号转换成微波信号，通过空气传输到接收端后再将微波信号转换为信息信号。
微波通信系统主要由三个部分组成：发射端、传输介质和接收端。
发射端：发射端主要由调制器、放大器、天线和发射机构等组成。
调制器将信息信号转换为高频电压变化，放大器将电压变化放大到一定程度，天线将电压变化转换为电磁波并向空间辐射，发射机构则控制整个系统的启动和停止以及输出功率的大小。
传输介质：传输介质指微波在空气中的传输。
由于微波具有高频率、短波长和直线传播等特点，因此在空气中的衰减非常小，可以实现远距离通信。
接收端：接收端主要由天线、放大器、检测器和解调器等组成。
天线接收到经过空气传输的微波信号，并将其转换为电压变化；放大器对电压变化进行放大；检测器检测出电压变化的大小和频率，并将其转换为信息信号；解调器将调制信号还原为原始信息信号。
微波通信系统具有传输速度快、传输距离远、抗干扰能力强等优点，广泛应用于卫星通信、雷达测量、无线电视等领域。
微波通信原理
三 微波传播
• 无线电波的传播特性
三 微波传播
b) 天波传播，就是自发射天线发出的电磁 天波传播， 波，在高空被电离层反射回来到达接收 点的传播方式。如上图中2所示 所示。 点的传播方式。如上图中 所示。 c) 散射传播，就是利用大气层对流层和电 散射传播， 离层的不均匀性来散射电波， 离层的不均匀性来散射电波，使电波到 达视线以外的地方。如上图中4所示 达视线以外的地方。如上图中 所示
三 微波传播
• 复杂地形单障碍物
Hc
h2 h1
Hs Hb
d1 d
d2
三 微波传播
6) 相对余隙 Hc/ F1（余隙 c与第一费涅耳区比 相对余隙P= 余隙H 与第一费涅耳区比 曲线（ 衰落因子曲线）。 值）及P/V曲线（相对余隙 衰落因子曲线）。 曲线 相对余隙—衰落因子曲线 表示平坦地形， 表示刃形障碍） （µ=0表示平坦地形， µ=∞表示刃形障碍） 表示平坦地形 表示刃形障碍
二 数字小微波设备
1. 终端站设备组成 终端站设备实现基带信号到微波的相互 转换，通常由复用设备、解复用设备、 转换，通常由复用设备、解复用设备、 调制解调器、收发信机、 调制解调器、收发信机、天线等组成信 号通道。 号通道。
二 数字小微波设备
• 终端站设备
复用设备 调制器 发信机 环形器 解复用设备 解调器 收信机
三 微波传播
此等效地球半径为 Re=KR=R/(1+R/2×dn/dh) × 其中 Re—等效地球半径 等效地球半径 R—实际地球半径 实际地球半径 dn/dh—折射率随高度的变化率 折射率随高度的变化率 K—等效地球半径因子 等效地球半径因子
三 微波传播
• 等效地球半径因子
K=-1 K=∞ K=1 K=0.5 K=0.33
《微波通信原理》课件
个人移动通信的发展
总结词
随着个人移动设备的普及，微波通信在 个人移动通信领域的应用越来越广泛， 为人们提供了更加便捷的通信方式。
VS
详细描述
个人移动通信是微波通信的重要应用领域 之一。通过微波通信技术，人们可以使用 智能手机、平板电脑等移动设备随时随地 进行语音、视频通话和数据传输，极大地 丰富了人们的通信方式和生活方式。
ERA
微波通信定义
微波通信是一种利用微波频段的电磁 波进行信息传输的通信方式。
它利用频率在0.3GHz至300GHz之间 的电磁波，通过定向天线将信号传输 到远方，实现信息的传递。
微波通信特点
传输容量大
微波频段具有丰富的频谱资源 ，可以实现高速、大容量的信
息传输。
传输质量稳定
微波信号在自由空间中传播时 受气象和地形影响较小，传输 质量较为稳定。
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW ERA
《微波通信原理》PPT课件
• 微波通信概述 • 微波通信系统组成 • 微波传播特性 • 数字微波通信原理 • 模拟微波通信原理 • 微波通信的发展趋势与展望
目录
CONTENTS
01
微波通信概述
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
大气中的水蒸气、氧气和气溶胶等成分对微波信号产生吸收和 散射，导致信号衰减。
02
不同的大气条件（如湿度、温度和气压）对微波衰减有显著影
响。
大气衰减随频率增加而增大，因此高频率微波在传播过程中损
03
耗较大。
反射、折射与散射
1
微波遇到障碍物时，会部分地被反射、折射和散 射。
2
障碍物的电导率和介电常数对反射、折射和散射 有重要影响。
微波通信技术的应用
微波通信技术的应用随着信息化和物联网技术的不断发展，微波通信技术逐渐在各个领域得到广泛应用。
微波通信技术的应用范围十分广泛，比如无线电通信、雷达、无线电导航、微波加热、微波医学和微波辐射等领域。
本文将从微波通信技术的基本原理、应用范围和局限性等几个方面来详细介绍微波通信技术的应用。
一、微波通信技术的基本原理微波通信技术，顾名思义，使用的是微波信号进行通信。
微波是一种高频电波，具有较高的频率和较短的波长，波长一般在1毫米至1米之间。
由于微波具有较高的频率特性，因此可以在无线电信号传输中实现较高的传输速率和数据容量。
微波通信技术既可以使用天线进行点对点通信，也可以使用微波信号塔实现广播式通信。
微波通信技术的应用领域十分广泛。
在电信领域，微波通信技术可以作为无线电传输的手段，实现高速数据传输和宽带接入。
微波通信技术在卫星通信、无线网路、移动通信和视频监控等领域的应用也越来越广泛。
二、微波通信技术的应用范围1. 电信领域在电信领域，微波通信技术被广泛应用。
微波通信技术可以实现高速数据传输和宽带接入，被广泛用于点对点通信和无线宽带接入。
在电信运营商的无线网路建设中，微波通信技术可以实现网络与网络之间的互联，保证用户在不同地区间的信息传输和稳定连通。
2. 卫星通信领域卫星通信是目前微波通讯技术的重要应用之一。
卫星通信可以实现地球各个角落之间的通信。
微波通信技术可以使用卫星作为中转站，实现卫星之间的通信，可以既保证信息传输的高速和准确性，也可以找到卫星进行相应的测控工作和参与天文实验。
3. 医疗领域微波通讯技术在医疗领域中的应用，主要涉及到微波诊断和微波治疗。
微波医学领域是通过微波特性的变化来对人体器官提供诊断和治疗。
例如，脑部血管病变的诊断，使用微波诊断仪将微波信号从头部穿过大脑，通过微波反射和吸收的特性，进行脑血管病变的诊断和管理。
4. 交通领域在交通管理领域，微波通信技术可以用于交通信号设备的管理和数据传输。
微波通信的原理
微波通信的原理
微波通信是一种利用微波进行信息传输的通信方式。
微波通信具有传输速度快、传输距离远、抗干扰能力强等优点，因此在现代通信领域得到了广泛的应用。
微波通信的原理主要包括微波的产生、调制、传输和接收等几个方面。
首先，微波的产生是微波通信的基础。
微波是一种电磁波，其频率一般在3GHz至300GHz之间。
产生微波的常用方法包括振荡器产生、频率合成器产生和放大器产生等。
其中，振荡器产生是最常用的方法，通过振荡器产生的微波具有稳定的频率和幅度，适合用于通信传输。
其次，微波通信需要对信息进行调制。
调制是指将要传输的信息信号转换成适合在微波载波上传输的调制信号。
常见的调制方式包括幅度调制、频率调制和相位调制等。
通过调制，可以使信息信号与微波载波结合起来，形成适合传输的调制信号。
然后，经过调制的微波信号需要进行传输。
微波通信的传输一般采用天线进行，通过天线将微波信号发送出去。
在传输过程中，需要考虑到传输路径的障碍物、衰减等因素，以保证微波信号能够稳定地传输到目标地点。
最后，接收端需要对接收到的微波信号进行解调和解码。
解调是将接收到的调制信号转换成原始的信息信号，解码是将数字信号转换成模拟信号或者数字数据。
通过解调和解码，可以获取到原始的信息信号，完成整个通信过程。
除了以上几个基本原理外，微波通信还涉及到天线设计、频谱管理、功率控制等方面的技术。
通过不断地技术创新和发展，微波通信在移动通信、卫星通信、雷达监测等领域得到了广泛的应用，并在信息社会的建设中发挥着重要作用。
微波通信系统的原理
微波通信系统的原理微波通信系统是一种高频率的无线通信系统，其工作原理是利用微波信号在空气中传输信息。
微波通信系统的主要组成部分包括发射器、接收器、天线和传输介质等。
发射器是微波通信系统的核心部分，其主要功能是将电信号转换为微波信号并将其发送到空气中。
发射器中的电路包括振荡器、放大器、调制器和滤波器等。
振荡器产生微波信号的频率，放大器将信号放大到足够的功率，调制器将电信号转换为微波信号的调制形式，滤波器则用于滤除不需要的频率成分。
接收器是微波通信系统的另一个重要组成部分，其主要功能是接收从空气中传输过来的微波信号并将其转换为电信号。
接收器中的电路包括天线、放大器、检波器和滤波器等。
天线接收微波信号并将其转换为电信号，放大器将电信号放大到足够的强度，检波器将微波信号的调制形式转换为电信号的调制形式，滤波器则用于滤除不需要的频率成分。
天线是微波通信系统中最重要的组成部分之一，其主要功能是将电信号转换为微波信号或将微波信号转换为电信号。
天线的种类有很多，包括单极天线、双极天线、方向天线和圆极天线等。
不同种类的天线适用于不同的应用场合。
传输介质是微波通信系统中的另一个重要组成部分，其主要功能是传输微波信号。
传输介质包括空气、电缆和光纤等。
空气是微波通信系统中最常用的传输介质，其传输速度快、成本低，但受到天气和地形等因素的影响较大。
电缆和光纤的传输速度较快，但成本较高。
微波通信系统是一种高频率的无线通信系统，其工作原理是利用微波信号在空气中传输信息。
微波通信系统的主要组成部分包括发射器、接收器、天线和传输介质等。
不同的组成部分在微波通信系统中发挥着不同的作用，共同构成了一个完整的微波通信系统。
微波通信原理
微波通信原理
微波通信原理是一种无线通信技术，利用微波电磁波进行信息传输。
微波通信所使用的频率范围一般在300 MHz至300
GHz之间，对应的波长范围为1毫米至1米。
微波具有短波长、高频率和高传输速率的特点，因此在现代通信中被广泛应用。
微波通信的原理是利用发送端产生的微波信号，通过天线进行发射，经过传播媒介（如空气或纤维光缆）传输到接收端的天线。
接收端的天线将接收到的微波信号转换成电信号，并经过解调、放大等过程，最终恢复出原始的信息。
微波通信的传输距离一般较短，通常在几公里到数十公里之间，但由于其高频率和高传输速率，适用于高速数据传输和通信需求紧迫的场景。
微波通信的技术基础是电磁波的传播和传输理论。
微波信号是一种高频的电磁波，其传播具有直视传播和反射传播两种方式。
在直视传播中，微波信号沿直线传播，传输距离较远时需要使用天线进行定向传输。
在反射传播中，微波信号遇到障碍物后会发生反射，通过多次反射可以实现绕射传播，从而扩大通信范围。
微波通信的应用广泛，包括移动通信、卫星通信、无线局域网等。
在移动通信领域，微波通信被用于基站之间的跳频传输，实现了大范围的无线覆盖。
在卫星通信中，微波信号被用于卫星与地面站之间的通信，实现了远距离的数据传输和广播。
在无线局域网中，微波通信被用于无线路由器和终端设备之间的通信，实现了无线上网和数据传输。
总之，微波通信是一种利用微波电磁波进行信息传输的无线通信技术，具有高频率和高传输速率的特点，广泛应用于移动通信、卫星通信和无线局域网等领域。
微波通信系统的原理
微波通信系统的原理一、概述微波通信系统是一种利用微波频段进行通信的系统，其基本原理是利用微波的传播特性和调制调制技术，在空间中传输信息。
本文将深入探讨微波通信系统的原理，包括微波的产生和调制、微波的传播和接收等方面。
二、微波的产生和调制微波的产生通常采用微波发生器，常见的有klystron管、磁控管和固态器件等。
这些器件通过运动电子束或激励固态器件的电压变化，产生微波信号。
微波信号通常需要进行调制，以便携带和传输信息。
常用的调制方式有振幅调制(AM)、频率调制(FM)和相位调制(PM)等。
三、微波的传播微波的传播方式主要有自由空间传播、大气传播和导波传播三种。
其中，自由空间传播是指在真空或纯大气中以直线传播的方式。
大气传播则是指微波在大气中的传播，包括大气吸收、散射、折射和多径传播等。
导波传播是指微波在导波结构中传播，如波导和微带线等。
1. 自由空间传播自由空间传播是微波通信系统中最常见的传播方式，也是信号传输的基础。
微波在自由空间中的传输损耗取决于传播距离和频率，一般遵循自由空间路径损耗公式，即传输损耗与传播距离的平方成反比。
2. 大气传播微波在大气中的传播会受到各种因素的影响，包括大气吸收、散射、折射和多径效应等。
其中，大气吸收是影响微波传播最重要的因素之一，其主要取决于传播频率和大气的湿度、温度等参数。
3. 导波传播波导是一种能够将电磁能量传输到空间中的导波结构，它可以传输微波信号，并在传输过程中减小损耗。
微带线也是一种常见的导波结构，它利用介质板作为传输介质，并通过微带线上的导电线路进行传输。
四、微波的接收和解调微波接收器的主要任务是将接收到的微波信号转换成电信号，并对信号进行解调和处理。
微波接收器通常由天线、低噪声放大器、混频器和解调器等组成。
1. 天线天线是微波通信系统中负责接收和发送信号的关键组件，它用于将微波信号转换成电信号或将电信号转换成微波信号。
常见的天线类型包括方向性天线、扇形天线和全向天线等。
微波通信技术的原理和应用
微波通信技术的原理和应用随着信息技术的不断发展，现代社会对于通信方式的要求也越来越高。
而微波通信技术，作为一种快速且高效的通信方式，在许多领域被广泛应用。
那么，微波通信技术的原理和应用是什么呢？一、微波通信技术的原理微波通信技术（Microwave Communication Technology），是指利用微波频段进行通信的技术。
微波波段的频率范围为300MHz~300GHz，波长为1mm~1m，由于波长短，因此信号的传输速度很快。
微波通信技术的原理是基于波传输的理论。
当发射端产生的电波遇到空间中的物体时，其中的微小的颗粒反射一部分电磁波，这些微小的颗粒就是微波通信中的“反射体”。
接收端接收到反射体反射回来的电波，就可以了解到这个物体的信息。
为了保证微波通信的稳定可靠性，微波通信的信号在传播过程中需要进行调制及解调。
所谓调制，就是在发送端利用某种方法将原信号转化为适合微波传输的信号；解调则是在接收端将微波传输过来的信号还原为原始信号。
二、微波通信技术的应用1、卫星通讯微波通信技术在卫星通讯方面应用广泛。
利用卫星的广域覆盖优势，微波通信能实现远远跨越洋面的通讯，例如，国际长途电话和国际卫星电视。
2、移动通讯在现代移动通讯系统中，微波通信技术也起着关键作用。
例如，手机信号的传输就利用了微波通信技术。
此外，微波通信技术也被用于航空和海上移动通讯。
3、雷达探测雷达探测是利用微波信号进行目标探测距离、速度等信息的技术。
飞机、船只、汽车等很多运输工具中都应用了雷达探测技术。
同时，雷达探测也被广泛应用于军事防卫等领域。
4、天文望远镜微波通信技术在天文学中也有重要的应用。
天文望远镜通过接收的微波信号来研究宇宙学传输的信息。
例如，来自遥远星系的信号就需要借助微波信号进行传输。
总的来说，微波通信技术的应用领域十分广泛，笔者在这里列出的只是其中一些典型应用领域。
随着技术的发展，微波通信技术在更多领域中的应用也将不断拓展。
微波通信原理的详细介绍
微波通信原理的详细介绍我国微波通信广泛应用L、S、C、X诸频段，K频段的应用尚在开发之中。
由于微波的频率极高，波长又很短，共在空中的传播特性与光波相近，也就是直线前进，遇到阻挡就被反射或被阻断，因此微波通信的主要方式是视距通信，超过视距以后需要中继转发。
一般说来，由于地球曲面的影响以及空间传输的损耗，每隔50公里左右，就需要设置中继站，将电波放大转发而延伸。
这种通信方式，也称为微波中继通信或称微波接力通信长距离微波通信干线可以经过几十次中继而传至数千公里仍可保持很高的通信质量。
微波站的设备包括天线、收发信机、调制器、多路复用设备以及电源设备、自动控制设备等。
为了把电波聚集起来成为波束，送至远方，一般都采用抛物面天线，其聚焦作用可大大增加传送距离。
多个收发信机可以共同使用一个天线而互不干扰，我国现用微波系统在同一频段同一方向可以有六收六发同时工作，也可有八收八发同时工作以增加微波电路的总体容量。
多路复用设备有模拟和数字之分。
模拟微波系统每个收发信机可以工作于60路、960路、1800路或2700路通信，可用于不同容量等级的微波电路。
数字微波系统应用数字复用设备以30路电话按时分复用原理组成一次群，进而可组成二次群120路、三次群480路、四次群1920路，并经过数字调制器调制于发射机上，在接收端经数字解调器还原成多路电话。
最新的微波通信设备，其数字系列标准与光纤通信的同步数字系列(SDH)完全一致，称为SDH微波。
这种新的微波设备在一条电路上八个束波可以同时传送三万多路数字电话电路(2.4Gbit/s)。
微波通信由于其频带宽、容量大、可以用于各种电信业务传送，如电话、电报、数据、传真以及采色电视等均可通过微波电路传输。
微波通信具有良好的抗灾性能，对水灾、风灾以及地震等自然灾害，微波通信一般都不受影响。
但微波经空中传送，易受干扰，在同一微波电路上不能使用相同频率于同一方向，因此微波电路必须在无线电管理部门的严格管理之下进行建设。
NEC 微波通信原理
I
4QAM H π/2 Q
Q
I
星座图
尼奎斯特带宽 =
Bite Rate N
4 QAM
16 QAM
64 QAM
128 QAM
QAM 星座图
在选择数字微波中继通信系统的调制方式时，考虑的主要 因素有频谱利用率、抗干扰能力、对传输失真的适应能力、 抗衰落能力、勤务信号的传输方式、设备的复杂程度。
对于小容量系统（传输速率小于10Mb/s），以选择4PSK ／4DPSK为主，也可选择2PSK／2DPSK或2FSK；
波段名称
超低频（ULF） 低频（LF） 中频（MF） 高频（HF） 甚高频（VHF）
1.2.2 微波波段的划分
波段名称
分米波 厘米波 毫米波
波长范围
1 m～ 10 cm 10 cm～ 1 cm 1 cm～ 1 mm
频率范围
0.3G～3G Hz 3G～30G Hz 30G～300G Hz
波段名称
特高频（UHF） 超高频（SHF） 极高频（EHF）
1.4.1 不同的传输方法
同轴电缆
微波
MUX
MUX
卫星
光缆
微波设备 电话/数据图像等信息 A站
微波设备 电话/数据/图像等信息 B站
数字微波点对点传输模型
微波 设备
电话 / 数据
图像等信息
微波 设备
微波 设备
微波 设备
电话 / 数据
图像等信息
A站（端）
B站（中继）
C站（端）
中继传输
终端站 无源 分路站
抛物面天线
高性能天线: 减小背面辐射 和 副辨辐射 > 15 dB) 风力改善: 0.6M : 230 km (64m/s) 1.8M : 190 km (53m/s)
《微波通信基本原理》课件
微波通信技术应用
移动通信中的应用
微波通信在移动通信基站中用于 信号的传输和覆盖。
卫星通信中的应用
微波通信在卫星通信系统中作为 卫星与地面站之间的主要通信手 段。
地面通信和雷达中的应用
微波通信在地面通信网络和雷达 系统中起到关键作用。
3 在现代通信中的地位
微波通信在无线通信、卫星通信和雷达等领域中扮演着重要的角色。
微波通信基础知识
1 微波的概念和特点
微波是在频率范围为
2 微波的频段和波长
微波频段包括Ku波段、
3 微波在不同介质中的
传播特性
1GHz至300GHz的电磁波，
Ka波段等，其波长一般在
微波在空气、水、固体等
具有短波长和高频率的特
《微波通信基本原理》 PPT课件
微波通信是现代通信中关键的技术之一。本课件将深入介绍微波通信的基本 原理，包括概述、基础知识、系统组成、技术应用和安全等方面，旨在帮助 读者全面了解和掌握微波通信的重要性波频段进行信息传输的通信技术。
2 优点与缺点
微波通信具有高传输速度、大带宽和阻抗匹配等优点，但对地形和天气等条件敏感。
1mm至1m之间。
介质中的传播速度和衰减
点。
特性有所不同。
微波通信系统组成
基本组成部分
微波通信系统由发射端和接收 端组成，包括调制器、天线和 传输线等。
微波天线的设计原理 和分类
微波天线的设计要考虑增益、 方向性和频率等因素，常见的 天线类型有方向天线、喇叭天 线等。
微波传输线路与波导 的概念和特点
微波通信安全
1 安全隐患和威胁
微波通信面临着信息窃取、干扰和破坏等安全隐患和威胁。
微波通信原理
四 数字微波技术
• 双向波道常用的二频制方案分配频率。 将收信频率低于发信频率的微波站称为 低站，将收信频率高于发信频率的微波 站称为高站。微波中继线路上，高站和 低站是间隔排列的。为防止越站干扰， 各站最后成“之”字形排列。
d1 、 d2 以km为单位， Hb 以m为单位
5) 复杂地形单障碍物时的余隙Hc计算 Hc=(h1d2+ h2d1 )/d - Hs – Hb
式中Hs障碍物高度， h1 、 h2为天线海拔高度， 均以m 为单位。
三 微波传播
• 复杂地形单障碍物
ห้องสมุดไป่ตู้
Hc
h2
h1
Hs
Hb
d1
d2
d
三 微波传播
6) 相对余隙P= Hc/ F1（余隙Hc与第一费涅耳区比 值）及P/V曲线（相对余隙—衰落因子曲线）。 （μ=0表示平坦地形， μ=∞表示刃形障碍）
基群 30
2048
=32×64
二次群 120
8448
=4 ×2048+256
三次群 480
34368 =4 ×8448+576
四次群 1920
139264 =4 ×34368+1792
四 数字微波技术
2. 调制方式
1) 采用何种调制方式主要考虑一下因素： 频谱利用率，抗干扰能力，对传输失真 的适应能力及抗多径衰落能力，所采用 频段设备的复杂性程度及成本与可是现 行等。
三 微波传播
• 费涅耳区
三 微波传播
• 由图可见r1+r2-d就是反射波和直射波的行程差 Δr=nλ/2。显然当Δr是半波长的奇数倍时， 反射波和直射波在R点的作用是相同的且是最 强的，此时的场强得到加强；而Δr为半波长 的偶数倍长时，反射波在R点的作用是相互抵 消的，此时R点的场强最弱。我们就把这些n相 同的点组成的面称为费涅耳区。费涅尔区的概 念对于信号的接收，检测，判断有重要的意义
《微波通信基本原理》课件
具有较大的传输容量。
微波通信的应用场景
卫星通信
利用卫星作为中继站，实现全球范围内的信 息传输。
电视广播
利用微波传输电视信号和广播节目。
移动通信
如4G/5G网络中的微波传输，实现高速数据 传输和语音通话。
军事通信
由于微波通信具有较强的抗干扰能力和保密 性，在军事领域有广泛应用。
高度智能化的通信服务。
频谱扩展
6G将进一步扩展频谱，包括更高 频率的毫米波和太赫兹频段，以满 足高速数据传输和低延迟通信的需 求。
融合通信
6G将促进不同通信技术的融合，包 括无线、有线、卫星和物联网等多 种通信方式，实现更加高效和灵活 的通信服务。
量子通信技术
1 2
量子密钥分发
量子通信利用量子力学的特性，实现更加安全和 可靠的密钥分发，为加密通信提供更强的安全保 障。
02
微波通信系统组成
发射机
信号调制
将信息信号转换为适合传输的微波信号，通常采 用数字或模拟调制方式。
功率放大
将调制后的微波信号放大至足够的功率水平，以 便能够有效地传输。
频率合成
产生所需的微波频率，确保信号的稳定性和准确 性。
信道
01
02
03
大气传播
微波信号通过大气进行传 播，受到气象条件和大气 衰减的影响。
融合发展
微波通信将与卫星通信、有线通信和物联网等多种技术融 合发展，形成更加高效和智能的通信系统。
环保与可持续发展
随着技术的发展，如何实现微波通信的环保和可持续发展 也成为了一个重要的挑战，包括减少能耗、降低污染和提 高资源利用率等方面的考虑。
THANKS
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分体式微波设备系统结构
避雷器
ODU
ODU的接地线应接到铁塔的角钢上， 其接地电阻小于10欧姆 接地装置
地线的接地电阻应小于10欧姆
铁塔的接地电阻应小于10欧姆 接地电阻小 于10欧姆 同轴电缆
IDU
地气
IDU的接地
拉线塔
抛物面天线
增益：
Ga=20lgDa+20lgf+20.4+10lgηA Ga为天线增益(dB)； Da为天线口径(m)； f为工作频率(GHz)； ηA为天线效率，可取50%～70%。 实例: D＝0.6M F=13GHz G=35dBi (VHP2-130,35.5dBi)
1.2.1 普通无线电波波段的划分
波段名称
超长波 长波 中波 短波 超短波
波长范围
105～ 104 m 104～ 103 m 103～ 102 m 102～ 10 m 10 ～ 1 m
频率范围
3k～30k Hz 30k～300k Hz 300k～3M Hz 3M～30M Hz 30M～300M Hz
高频段可以做 用户级传输
越高频段雨衰 越厉害！！
衰落的一般特性
1、波长越短、距离越长，衰落越严重 2、夜间比白天严重，夏季比冬季严重 3、晴天，宁静天气比阴天、风雨天气时严重 4、水上电路比陆上电路严重 5、平地电路比山区电路严重
工作频段用途 频率 用途
7Ｇ
８Ｇ 13G １５Ｇ １８Ｇ ２３Ｇ ２６Ｇ ２８Ｇ
衰落类型
1.多径衰落 2. K型衰落 3.波导型衰落 4.雨衰
• 多径衰落 由 • 于折射波，反射波，散射波等多途径传播引起的衰落。多径衰落周期较短 一般为几秒。多径衰落又叫频率选择性衰落。合成波的电平比正常传输低称 为下衰落，比正常传输高称为上衰落。
•大气不均匀 •水面 •光滑地面 是主要原因
近端距离要小于5KM
背靠背无源
d 1（km）
面积A
全程自由空间损耗为：
d 2（km）
2
L s 142.1 20 log d 1 d 2 20 log a
其中 a 为反射板有效面积 m 2
a A co s
反射板无源
无源中继站（实物照片）
反射板式无源中继站 Plane reflectors
频段 天线口径 典型性能
增益
1.5 衰落
微波传播必须采用直射波，接收点的场强是直射空间波与地面反 射波的叠加。传播媒介质是地面上的低空大气层和路由上的地面 、地物。当时间(季节、昼夜等)和气象(雨、雾、雪等)条件发生 变化时，大气的温度、湿度、压力和地面反射点的位置、反射系 数等也将发生变化。这必然引起接收点场强的高低起伏变化。这 种现象，叫做电波传播的衰落现象。显然衰落现象具有很大的随 机性。 传输媒质,大气,链路,时间, 高度,气候等。
低噪放
分路 系统
UHF/SHF
收信：收信设备组成.swf
BB BB : 基带信号 IF : 中频 UHF : 特高频 (300 - 3000 MHz) SHF : 超高频 (3000 – 30,000 MHz)
微波电路方框图
M U X
环 形 器
M U X
终端站
中继站
终端站
数字微波常用调制技术
移相键控（ＰＳＫ） （Phase Shift Keying ） 正交调幅（ＱＡＭ） （Quadature Amplitude Modulation）
波段名称
超低频（ULF） 低频（LF） 中频（MF） 高频（HF） 甚高频（VHF）
1.2.2 微波波段的划分
波段名称
分米波 厘米波 毫米波
波长范围
1 m～ 10 cm 10 cm～ 1 cm 1 cm～ 1 mm
频率范围
0.3G～3G Hz 3G～30G Hz 30G～300G Hz
波段名称
特高频（UHF） 超高频（SHF） 极高频（EHF）
使用范围: 室外安装 (波导密封)
塑料封装
半刚性铜带椭圆波导
长度: 120 m
损耗:通用标准波导
A.dB/米r F Ghz 100
波导密封单元
压缩 输入 过滤
阀 到波导
干燥济 0-250mbar 压力表 马达
告警 (T.S)
密封切换
压力启动 最大密封压力 告警压力
: 50 mbars : 75 mbars : 40 mbars
1.4.1 不同的传输方法
同轴电缆
微波
MUX
MUX
卫星
光缆
微波设备 电话/数据图像等信息 A站
微波设备 电话/数据/图像等信息 B站
数字微波点对点传输模型
微波 设备
电话 / 数据
图像等信息
微波 设备
微波 设备
微波 设备
电话 / 数据
图像等信息
A站（端）
B站（中继）
C站（端）
中继传输
终端站 无源 分路站
自由空间
设备连接
天线抱杆
0.6m 天线
室外单元(ODU) 中频电缆(同轴型)
室内单元(IDU)
天线和馈线（波导）
防雷器 禁航灯 无源反射板
抛物面天线 D 100 m 机房
主电源: ~
波导
发电机或 太阳能
A U X E X P T T x x R R x x
充气机
蓄电池
动力房
微波设备
铁塔
椭圆波导
对于中容量系统（传输速率大于10Mb/s且小于 100Mb/s ），以选择4PSK／4DPSK为主，也可选择 8PSK或2PSK／2DPSK； 对于大容量系统（传输速率大于100Mb/s） ，可以选择 16QAM为主，也可选择8PSK。
3. 微波通信系统数字传输系列
准同步数字体系(PDH) (Plesiochronous Digital Hierarchy) 数字传输技术的应用是从市话中继传输开始的，为适应点 对点的传输，PDH技术出现了。随着高速光纤通信系统在电 信网中的应用，更多的电路被集中到少数的传输系统上，暴 露出 PDH技术的不足：逐级复用造成上下电路复杂而不灵活； 预留开销很小，不利于网络运行、管理和维护；北美制式和 欧洲制式两大系列难以兼容互通；点对点传输基础上的复用 结构缺乏灵活性，使传输设备利用率低，也不利于向同步网 过渡等。
长距离干线
长距离干线 中，短距离 中，短距离 中，短距离 中，短距离 短距离，城区 短距离，城区
３８Ｇ
短距离，城区
对抗衰落措施
A. 不带分集 • 减小地面反射波电平 • 增大地面反射倾角 • 多种均衡措施 （时域均衡和频域均衡） B. 分集技术
H
• FD频率分极.swf
• SD空间分极.swf
10.2/F1/2 < H < 37/F1/2
I
4QAM H π/2 Q
Q
I
星座图
尼奎斯特带宽 =
Bite Rate N
4 QAM
16 QAM
64 QAM
128 QAM
QAM 星座图
在选择数字微波中继通信系统的调制方式时，考虑的主要 因素有频谱利用率、抗干扰能力、对传输失真的适应能力、 抗衰落能力、勤务信号的传输方式、设备的复杂程度。
对于小容量系统（传输速率小于10Mb/s），以选择4PSK ／4DPSK为主，也可选择2PSK／2DPSK或2FSK；
2PSK 数字解调 (BPSK)
环型调制器
d1
载波信号
d3 d4 d2
已调信号
基带信号 Q
载波信号
已调信号 基带信号
星座图
I
4 PSK 调制器方框图
I OSC S/P H π/2 Q
4PSK
Q
I 星座图
4 QAM – 调制器方框图
提高频谱利用率－多状态调制（4 n QAM）
AM OSC S/P AM
极化r. H 极化. V
Gain = 10 log 0.55
(
2R
)
2
3 dB 58 /R (均匀反射) 极化去耦 H/V, XPD 30 dB
天线
顶视图
防护罩
加固杆
固定杆
可调节杆
天线辐射图－方向性图
天线方向性图
天线的极化
线极化：水平极化和垂直极化 （以电场方向为参考）
天线参数
2. 普通无线电波会被高空的电离层所吸收或被反射回来，而微波则 能够穿过电离层至外层空间。电视广播、卫星通信、宇宙航行， 射电天文学，以及受控热核反应中的等离子体的参数测量等，都 是利用了微波的这一特性才得以实现的； 3. 微波的频率很高，因此可利用的频带较宽、信息容量大，从而使 微波通信得到了广泛的应用和发展。
抛物面天线
高性能天线: 减小背面辐射 和 副辨辐射 > 15 dB) 风力改善: 0.6M : 230 km (64m/s) 1.8M : 190 km (53m/s)
抛物面天线
抛物面 反射器
+
Hale Waihona Puke 边围 + 屏蔽器高性能天线
(减小背面辐射 和副辨辐射 > 15 dB)
天线屏蔽 器
R 站点和通信 方位角
所以设计时就要考虑当地地 形与气候
雨 € 衰
在 € 10GHZ频段以下，雨雾损耗并不显得特别严重，对一个中继段可能 会引入几个分贝。 在 € 10GHZ以上频段，中继间隔主要受降雨损耗的限制，如对13GHZ以 上 € 频段，100mm/小时的降雨会引起5dB/km的损耗，所以在13GHZ， 1 €5GHZ频段，一般最大中继距离在10km左右。 在 € 20GHZ以上频段，由于降雨损耗影响，中继间距只能有几公里。