微波通信基础..
微波通信原理--1
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。
微波通信概述
压。 a e=4a/3称为标准等效地球半径。 在赤道，标准等效地球半径a e=（4/3～3/2）a；
微波知识简介
全室外型微波是所有单元都在室外，其优点是易于安装、节省机房 空间，但是设备在室外，容易损坏。
微波知识简介
分体式微波由天线、室外单元（ODU）和室内单元（IDU）组成， 天线和ODU之间一般用波导管连接，IDU和ODU之间通过中频电 缆连接。中频电缆用于IDU和ODU之间的中频业务信号和 IDU/ODU通讯控制信号的传输，并向ODU供电。容量相对较小， 安装维护方便，便于快速建网，是目前应用最广泛的微波设备。在 后续章节，如无特殊说明，都是指分体式微波的。
图中球面上的点P到(T,R)点距离之和满足：TP+PR=TR + n /2（n
=1,2,3,…)，则由P点构成的轨迹就是菲涅尔区。
T
O
F1
P
d1
d2
R
我们把菲涅尔区上一点P到TR的连线的
垂直距离PO称为菲涅尔半径。第一菲
涅尔半径用F1(n＝1)表示。
自由空间的电波传播
微波知识简介
第一菲涅尔区半径计算公式： F1 17.32
频
率
平
选
衰
择
落
性
衰
落
自由空间传播损耗
GTX
Power Level
PTX A0
接收门限(Receiver Threshold)
微波知识简介
微波通信简介
微波通信简介微波通信是一个系统工程，安装、维护、调测涉及的知识面宽，需要扎实的基础知识和丰富的实际经验，在较短的时间内掌握有一定困难。
一、微波通信的基本概念:微波通信是现代化重要通信手段之一，与其他通信方式相比它具有以下优点:建设周期短;投资底;抗自然灾害性能强;不容易遭受人为性的破坏。
对信息传输可靠性比较高，跨越山河比较方便，它的传输方式具有独道的特点。
缺点: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。
此外由于微波直线传播的特性，在电波波束方向上，不能有高楼阻挡，因此城市规划部门要考虑城市空间微波通道的规划，使之不受高楼的阻隔而影响通信。
因此，世界许多国家尤其是比较发达的国家作为一种重要的通信手段予以大力的发展形成很大的通信网，在世界通信事业的发展中起过非常重要的作用。
1、微波通信的基本概念通常人们把通信使用什么频率，称为什么通信。
如把30,300千赫称长波用于通信,称长波通信，(电台)把300,3000千赫称为中波,用于广播，称中波广播，把3,30兆赫称短波用于通信称短波通信。
在电信领域通常把3000M,30000M频段的通信，称微波通信。
———————————————————————————————————————————————从另一个概念讲，电磁波有长波中波短波,而波长在1米至0.1毫米之间的电磁波,称为微波。
使用微波进行的通信被称为微波通信。
微波通信具有可用频带宽、通信容量大、传输损伤小、抗干扰能力强等特点,可用于点对点、一点对多点或广播等通信方式。
名词解释:频率 :在单位时间内物体完成全振动的次数叫频率，用f表示单位: HZ KHZ MHZ GHZ 1GHZ=1000MHZ1MHZ=1000KHZ波长波速波长,波速/频率频率,波速/波长电磁波的波速由介质决定的，真空中等于光速，空气中略低于光速，而波速=波长*频率，即波长越长频率越低，波长越短频率越高。
微波基础原理
一个月的可用性建议值
可用性是链路可用时间与总时间的比值。
可用性 99.9% 99.99% 99.999% 99.9999%
不可用性 0.1% 0.01%
0.001% 0.0001%
每年不可用时间 9h 1h
5min 30s
秘密▲
频率规划配置
频率申请 频率选择
频率申请
ITU-R 建议的微波频率带宽:
TN 4
4 x 480 channels 1920 channels
传输速率级别
2/34 Mbit/s PDH
ADM 155 Mbit/s Tx/Rx
155 CMI
4 34,268 Mbit/s 3
2 1
TN4 140 Mbit/s
CMI
Tx/Rx
4 8,448 Mbit/s 3
2 1
TN3
34 Mbit/s HDB3
3
频率选择性衰落与平衰落
秘密▲
秘密▲
选择性衰落
起因：
多径传播
折射
反射
A 1,T 1
A 2,T 2
A1
A2
发射器
A max
F=
1
A min For A1 = A2
A1 -A2 A1+A 2
A max dB = + 6 A min dB = -
8
Frequency Radio channel
接收器
频率选择
1
信号频率越低，传播越远。
2
低频率容易对周围区域产生干扰。
3
更高的频率能获得更高的天线增益。
4
更高的频率，有更小的菲涅耳区。
更高的频带，有更宽的带宽，可用
微波技术基础答案
微波技术基础答案
微波技术是一种利用微波频段（300 MHz至300 GHz）的电
磁波进行通信、雷达、无线电传输和加热等应用的技术。
以下是微波技术的基础知识：
1. 微波的特点：微波具有高频率、短波长、能够穿透大气、易于聚焦和定向传播的特点。
2. 微波的发生和传输：微波可以通过射频发生器产生，通
过导波管、同轴电缆、微带线、光纤等传输介质进行传输。
3. 微波的传播特性：微波的传播受到衰减、反射、折射和
散射等影响。
在自由空间中，微波的传播速度接近光速。
4. 微波天线：微波通信中常用的天线类型包括方向性天线（如喇叭天线、微带天线）、全向天线（如偶极子天线、
螺旋天线）和阵列天线等。
5. 微波通信：微波通信是利用微波进行无线传输的技术，
常用于卫星通信、移动通信和无线局域网等领域。
6. 微波雷达：微波雷达利用微波的反射特性来检测和跟踪
目标，广泛应用于航空、海洋、气象和交通等领域。
7. 微波加热：微波加热利用微波的能量来加热物体，常用
于食品加热、材料处理和医疗领域。
8. 微波器件：微波技术中常用的器件包括微波源（如
Klystron、Magnetron、Gunn Diode）、微波放大器、微波滤波器、微波开关和微波混频器等。
9. 微波安全：由于微波的高频率和能量较高，对人体和环境有一定的辐射危害。
因此，在微波技术应用中需要注意微波辐射的安全性。
10. 微波技术的发展：随着无线通信和雷达技术的快速发展，微波技术在通信、雷达、医疗、材料科学等领域得到广泛应用，并不断推动着技术的进步和创新。
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。
微波技术基础
微波技术基础第一篇：微波技术基础微波技术是指在微波频段内进行无线电波传输和工作的技术。
微波频段的频率范围为300MHz至300GHz，是一种高频电磁波。
微波技术应用广泛，包括通信、雷达、医疗成像、无线电视、卫星通信等方面。
本篇文章主要介绍微波技术的基础知识。
1、微波的特点微波的特点是波长短、频率高、传输能力强、穿透力强、反射和绕射能力弱。
由于微波波长短，具有高频率和短时间间隔，相应的能量高，因此可以携带大量信息。
微波具有很强的穿透力，可以穿透一些物质。
但它对金属等导电材料的反射和绕射能力非常弱。
2、微波的应用微波技术应用广泛，包括通信、雷达、医疗成像、无线电视、卫星通信等方面。
其中，通信是微波技术应用最广的领域。
无线电视也用到了微波技术，它具有大带宽和高清晰度等优点。
雷达是一种利用微波波段特殊频率特性进行目标侦察和跟踪的技术。
医疗成像是微波技术的另一个应用领域，例如计算机断层扫描，实现肿瘤发现和诊断。
3、微波的发射方式微波发射方式包括波束走向和波束展宽两类。
波束走向是指将微波束对准目标以达到传送信息的目的。
波束展宽是指通过微波辐射，以实现信息的传输。
微波发射方式的选择应根据不同的应用场景来确定，例如在通信中应选择波束走向，而在雷达中应选择波束展宽。
4、微波的传输损耗微波在传输过程中会发生一定的损耗。
导致这种损耗的原因主要包括传输路径的衰减、反射和绕射效应、电磁波散射等。
传输路径的衰减是微波传输损耗最主要的原因。
它可以通过加强发射功率、缩短传输距离、采用大口径天线等措施来降低影响。
5、微波天线天线是微波技术的重要组成部分，它能将高频率的电磁波转换成物理信号，实现信息的传输。
微波天线种类繁多，包括Horn天线、微带天线、反射天线、缝隙天线等。
微波天线的使用应根据具体应用需求来选择。
例如，在雷达中，反射天线和缝隙天线可以实现高精度的指向和定位，而微带天线则可以被制成很小的尺寸，方便安装和使用。
6、微波放大器微波放大器的作用是放大微波信号，以便在传输中降低信号衰减。
《微波技术基础》题集
《微波技术基础》题集一、选择题（每题2分，共20分）1.微波是指频率为（）的电磁波。
A. 300MHz-300GHzB. 300Hz-300MHzC. 300GHz-300THzD. 300kHz-300MHz2.微波在真空中的传播速度与（）相同。
A. 光速B. 声速C. 电场传播速度D. 磁场传播速度3.微波的主要特性不包括（）。
A. 直线传播B. 穿透性强C. 反射性D. 绕射能力强4.微波传输线主要包括（）。
A. 同轴电缆和光纤B. 双绞线和同轴电缆C. 光纤和波导D. 双绞线和波导5.在微波通信中，常用的天线类型是（）。
A. 偶极子天线B. 抛物面天线C. 环形天线D. 螺旋天线6.微波谐振腔的主要作用是（）。
A. 储存微波能量B. 放大微波信号C. 转换微波频率D. 衰减微波信号7.微波加热的原理是（）。
A. 微波与物体内部的分子振动相互作用B. 微波使物体表面温度升高C. 微波直接转化为热能D. 微波引起物体内部化学反应8.微波在介质中的传播速度与介质的（）有关。
A. 密度B. 介电常数C. 磁导率D. 温度9.微波通信中，为了减少信号的衰减，通常采取的措施是（）。
A. 增加信号频率B. 减小信号功率C. 使用中继站D. 改用光纤通信10.微波测量中，常用的仪器是（）。
A. 示波器B. 微波功率计C. 万用表D. 频谱分析仪（部分功能重叠，但更专用于频率分析）二、填空题（每题2分，共20分）1.微波的频率范围是_________至_________。
2.微波在真空中的传播速度约为_________m/s。
3.微波的_________特性使其在雷达和通信系统中得到广泛应用。
4.微波传输线中，_________具有宽频带、低损耗的特点。
5.微波天线的作用是将微波能量转换为_________或相反。
6.微波加热过程中，物体吸收微波能并将其转化为_________。
7.微波在介质中的衰减主要取决于介质的_________和频率。
《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。
微波技术基础
微波技术基础微波技术是现代通信和雷达系统中不可或缺的技术之一。
它广泛应用于无线通信、卫星通信、雷达探测等领域。
掌握微波技术的基础知识对于从事相关领域的技术人员来说至关重要。
本文将介绍微波技术的基础知识，帮助读者更好地理解和应用微波技术。
一、微波技术的定义和特点微波技术是指利用微波（300MHz-300GHz）进行信息传输和探测的技术。
微波技术具有以下特点：1. 高频特性：微波技术的工作频率较高，能够提供较大的带宽，实现高速数据传输。
2. 穿透力强：微波具有很强的穿透力，可以穿透大气层，适用于远距离通信和雷达探测。
3. 直线性好：微波的传播路径近似直线，适合于直线传播的应用场景。
4. 天线尺寸小：与低频通信相比，微波通信所需的天线尺寸较小，便于集成和应用。
二、微波技术的关键组件微波技术的关键组件包括：1. 微波振荡器：微波振荡器是微波技术中的核心部件，它能够产生稳定的微波信号。
2. 微波放大器：微波放大器用于放大微波信号，提高信号的传输功率。
3. 微波混频器：微波混频器用于实现微波信号与其他信号（如射频信号）的混合，实现信号的调制和解调。
4. 微波天线：微波天线用于发射和接收微波信号，是微波通信和雷达探测的关键组件。
三、微波技术在通信领域的应用微波技术在通信领域的应用广泛，包括：1. 无线通信：微波技术是无线通信技术的重要组成部分，如4G、5G等通信标准都采用了微波技术。
2. 卫星通信：微波技术是卫星通信的关键技术，可以实现全球范围内的通信覆盖。
3. 深空通信：微波技术是实现深空通信（如火星探测、月球探测等）的重要手段。
四、微波技术在雷达探测领域的应用微波技术在雷达探测领域也有广泛应用，包括：1. 雷达探测：微波技术可以用于雷达系统的发射和接收部分，实现目标的探测和跟踪。
2. 气象雷达：微波技术是气象雷达的关键技术，用于气象观测和天气预报。
3. 航空雷达：微波技术在航空雷达中也有广泛应用，如空中交通管制、飞行器探测等。
最全的微波通信基本知识microwave
近年来我国开发成功点对多点微波通信系统，其中心站采用全向天线向四周发射，在周围50公里以内，可以有多个点放置用户站，从用户站再分出多路电话分别接至各用户使用。其总体容量有100线、500线和1000线等不同的容量的设备，每个用户站可以分配十几或数十个电话用户，在必要时还可通过中继站延伸至数百公里外的用户使用。这种点对多点微波通信系统对于城市郊区、县城至农村村镇或沿海岛屿的用户、对分散的居民点也十分合用，较为经济。 微波通信还有“对流层散射通信”、“流星余迹通信”等，是利用高层大气的不均匀性或流星的余迹对电波的散射作用而达到超过视距的通信，这些系统，在我国应用较少。
编辑本段概况
利用微波进行通信具有容量大、质量好并可传至很远的距离，因此是国家通信网的一种重要通信手段，也普遍适用于各种专用通信网。 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。此外由于微波直线传播的特性，在电波波束方向上，不能有高楼阻挡，因此城市规划部门要考虑城市空间微波通道的规划，使之不受高楼的阻隔而影响通信。 近年来我国开发成功点对多点微波通信系统，其中心站采用全向天线向四周发射，在周围50公里以内，可以有多个点放置用户站，从用户站再分出多路电话分别接至各用户使用。其总体容量有100线、500线和1000线等不同的容量的设备，每个用户站可以分配十几或数十个电话用户，在必要时还可通过中继站延伸至数百公里外的用户使用。这种点对多点微波通信系统对于城市郊区、县城至农村村镇或沿海岛屿的用户、对分散的居民点也十分合用，较为经济。 微波通信还有“对流层散射通信”、“流星余迹通信”等，是利用高层大气的不均匀性或流星的余迹对电波的散射作用而达到超过视距的通信，这些系统，在我国应用较少。
微波工程基础第1章
波动方程的形式
波动方程的一般形式为▽²E + ₀²c²²E
= 0，其中E是电场强度，₀是真空中的
电常数，c是光速。
02
03
波动方程的解
对于特定的边界条件和初始条件，可
以通过求解波动方程得到电磁波的传
播特性。
微波的导波系统
导波系统的定义
导波系统是指能够引导电
磁波在其中传播的系统，
微波新器件的研发
总结词
详细描述
新型微纳加工技术的发展，新型微波器件如
的应用领域，提升微波系统的性能。
平面天线、集成电路、微波传感器等不断涌
现。这些新器件具有体积小、重量轻、功耗
低等优点，可广泛应用于通信、雷达、导航
、电子战等领域，提升系统的整体性能。
微波系统的集成化与小型化
微波工程基础第1章
目录
• 引言
• 微波基础知识
• 微波器件与电路
• 微波系统与应用
• 微波工程展望
01
引言
微波的定义与特性
微波是指频率在300MHz到300GHz
之间的电磁波，具有波长短、频率高
的特点。
微波具有穿透性、反射性、吸收性和
散射性等特性，这些特性使得微波在
通信、雷达、加热等领域具有广泛的
微波的传输线理论
传输线的定义
传输线是指用来传输电磁波的媒介，如同轴线、波导
等。
传输线的分类
根据结构和工作原理，传输线可分为均匀传输线和非
均匀传输线。
传输线的等效电路
传输线可以用等效电路来表示，其中电导和电感代表
能量损失，电容和电感代表波动效应。
微波的波动方程
波动方程的定义
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。
微波通信的基本概念
微波通信的基本概念
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《微波通信的基本概念》
一、什么是微波通信
微波通信是一种高频无线电波，它的范围从百兆赫到数千兆赫，因此又称为“超高频无线电波”，它是指在这段频率范围内以无线电波的形式传送信息的通信技术。
微波通信的主要作用就是以无线信号的形式，将电信系统中的信息传送到客户的终端设备上，以便提供便利的电信服务。
二、微波通信的优点
1、快速传输：微波通信是一种高频信号，其传输速度更快，能够满足高速信息传输的需求。
2、无线通信：微波可以实现无线连接，无需物理设备连接，能够节省连接成本，提高数据传输的灵活性。
3、广泛应用：微波通信技术可以广泛应用在电信、广播、电视等领域。
三、微波通信的缺点
1、受地球形状的限制：由于微波的传播路径依赖于地球的形状，在对地面的一端类似于抛物线的形式，因此，使用微波通信的系统往往需要非常高的天线，增加了成本。
2、干扰现象：微波的信号会受到地球表面上的遮挡物的影响，使得信号可能会被干扰，影响传输效果。
3、高费用：微波通信技术相对其他传输技术来说，成本较高，需要购买昂贵的设备。
微波技术总结知识点
微波技术总结知识点微波技术的基本原理微波是电磁波的一种，波长短于毫米级的电磁波称为微波。
微波技术利用微波进行通信和处理信号，主要包括微波通信技术、微波信号处理技术以及微波器件技术。
微波通信技术是指利用微波进行通信的技术，通常采用微波天线和微波谐振器等设备来传送和接收信号。
微波通信技术在军事和民用领域都有着广泛的应用，可以实现远距离、高速率和大容量的数据传输。
微波信号处理技术是指利用微波对信号进行处理的技术，包括微波滤波器、微波放大器、微波混频器等器件。
这些器件可以对信号进行放大、滤波、混频等操作，以满足不同的通信需求。
微波器件技术是指用于处理微波信号的器件技术，主要包括微波天线、微波电路、微波集成电路等。
这些器件可以完成微波信号的发送、接收和处理，是微波技术的重要组成部分。
微波技术的应用领域微波技术已经广泛应用于通信、雷达、医疗、无线电视、卫星通信等领域，使得这些领域的设备更加高效、精密和方便。
下面将分别介绍微波技术在这些领域的应用。
在通信领域，微波技术主要应用于微波通信系统、微波网络和微波设备中。
微波通信系统利用微波进行信号传输，可以实现高速率和大容量的数据传输，适用于长距离通信。
微波网络是指采用微波进行连接的通信网络，可以覆盖大范围的区域，适用于城市和农村的通信需求。
微波设备包括微波发射器、微波接收器和微波天线等设备，可以实现对微波信号的发送、接收和处理。
在雷达领域，微波技术主要应用于雷达系统、雷达信号处理和雷达器件中。
雷达系统利用微波进行目标检测和跟踪，可以实现对目标的远程监测和控制。
雷达信号处理是指对雷达信号进行处理和分析，以获得目标的位置、速度等信息，是雷达系统中的重要环节。
雷达器件包括雷达天线、雷达电路和雷达传感器等器件，可以实现对雷达信号的发送、接收和处理。
在医疗领域，微波技术主要应用于医疗设备、医疗通信和医疗图像处理中。
医疗设备利用微波进行医疗诊断和治疗，可以实现对人体的无损检测和治疗。
第5章 微波通信
3、天线的增益高，方向性强 由于微波的波长很短，因此很容易制成高增益天线。 另外，微波频段的电磁波具有近似光波的特性，因而可以 利用微波天线把电磁波聚集成很窄的波束，制成方向性很 强的天线。 4、外界干扰小，通信线路稳定 天电干扰、工业噪声和太阳黑子的变化对短波和频率 较低的无线电波影响较大，而微波频段频率较高，不易受 以上外界干扰的影响，通信的稳定性和可靠性得到了保证 。而且，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。
三、数字微波通信系统的应用 1、干线光纤传输的备份及补充 点对点的SDH微波、PDH微波主要用于干线光纤传输系 统在遇到自然灾害时的紧急修复，以及由于种种原因不适 合使用光纤的地段和场合。例如，在1976年的唐山大地 震中，在京津之间的同轴电缆全部断裂的情况下，六个微 波通道全部安然无恙；九十年代的长江中下游的特大洪灾 中，微波通信又一次显示了它的巨大威力。 2、农村、海岛等边远地区和专用通信网中为用户提供基本 业务的场合这些场合可以使用微波点对点、点对多点系统 ，微波频段的无线用户环路也属于这一类。
四、天线的极化 所谓天线的极化，就是指天线辐射时形成的电场强度方向 。当电场强度方向垂直于地面时，此电波就称为垂直极化 波：当电场强度方向平行于地面时，此电波就称为水平极 化波。由于电波的特性，决定了水平极化传播的信号在贴 近地面时会在大地表面产生极化电流，极化电流因受大地 阻抗影响产生热能而使电场信号迅速衰减，而垂直极化方 式则不易产生极化电流，从而避免了能量的大幅衰减，保 证了信号的有效传播
三、微波通信的常用频段 微波既是一个很高的频率，同时也是一个很宽的频段，在 微波通信中所使用的频率范围一般在1GHz～40GHz，如 表5.2所示
微波基础知识..
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微波通信系统框图
信 源
信 源 编 码
发信 基带 处理
调 制
上 变 频
功 率 放 大
滤 波
天 馈 系 统 传输媒介
同步系统
收 信
信 源 解 码
收信 基带 处理
解 调
下 变 频
低 噪 声 放 大
滤 波
天 馈 系 统
第一章、微波基础知识
微波无线通信系统组成 1. 收发信机
2. 调制解调单元
3. 天馈系统 4. 各种不同的配置（1+0/N+1,同频/异频）
第一章、微波基础知识
传输速率及容量：
Line Rate (Mb/s)
2.048 8.192 16.384 34.368 51.84 155.52 622.08 2488.32 Sub-STM-1 STM-1 STM-4 STM-16
0.8 f I 10Fd / 10 f *d f
式中：Δf/f-两个频率之差与中心频率的比值。 公式中其它参数的取值范围如下： 2GHz≤f≤11GHz; 30km≤d≤70km; Δf/f≤5 ％. 超出这个范围将导致误差。该公式仅仅对于I≥5有效。
第一章、微波基础知识
副瓣
半功率角
侧视图
第一章、微波基础知识
Байду номын сангаас
微波传播自由空间损耗
可见频率提高一倍或距离增加一倍，自由 空间损耗都将增加6dB
第一章、微波基础知识
第一章、微波基础知识
如收发两点T、R相距d,另一动点P，并PT＋PR=d+nλ/2(λ为工作 波长)，此动点在平面上轨迹为一椭圆。它以TR为轴旋转就构成 一椭球，这椭球的内部空间称为第n菲涅尔区（Fn）。P点（椭 球上的动点）至TR垂直线段PO为路径TR上O点的第一菲涅尔半 径。当d及λ一定时，在同一路径TR不同点上，Fn的大小是不同 的，以路径中点的Fn最大。当n＝1时为第一菲涅尔区和第一菲 涅尔半径F1
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2018/9/2
均衡
频域均衡：
信号频谱
多径衰落
斜率均衡 均衡后频谱
频域均衡只能均衡信号的幅频特性，不能均衡相位频谱特性，但是电路简单
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均衡
时域均衡： 时域均衡直接抵消码间干扰
T
…..
T
…..
T
Cn
C0
Cn
均衡后
均衡前
2Ts Ts
f1' f2' f3' f4' f5' f6'
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射频波道频率配置 微波中继系统频率配置
•二频制和四频制
在整个微波线路上的双向波道，采用四个频率，叫四频制 如采用两个频率，叫二频制。随着频率资源的日趋紧张， 越来越顷向于采用二频制。但在二频制中，要解决越站 干扰问题。要求天线的前后比好65-70dB以上。另外在线 路设计上，要采用之字形排列。
AGC 电压检测点 VAGC
副瓣位置
角度
主瓣位置
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天线调整
天线的调整过程中 常常会出现如右图 的两种错误情况， 即把天线对到副瓣 上，使得收信电平 达不到设计指标
错误
错误
正确
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抛物面天线
€ 天线增益 G= =20logf(GHZ)+20logD(m)+20.4+10log dB 其中f为频率，D为天线口径， 为天线效率，一般为50-60，
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柰奎斯特准则
第一准则：抽样点无失真，或无码间干扰
h(t0 nTs )
h0 ,
0,
n=0
n0
h(t )
全响应信号
Ts
第二准则：转换点无失真准则，或过零点无抖动
Ts
h(t )
部分响应信号
Ts T ) h(t0 s ) 2 2 T h(t0 iTs s ) 0,i 0,1 2 h(t0
LDF5P-50A (7/8”) 6.46 dB/100m
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收信电平
设备入口的收信电平为
P r P 0 G T GR Lk1 Lk 2 Ls
其中 P0 为发端设备的出口发信功率，GT ,GR 为发，收端
Lk 1, Lk 2为两端馈线损耗， Ls 为自由空间损耗 天线增益，
收
f1 f2 f3 f4 f5 f6
发
f1' f2' f3' f4' f5' f6'
在高段和低段分别划 出N个等间隔波道，如 低段为发，则高段为 收，反之也然。 这种排列叫集体排列 好处是1、3、5波道 可共用一副天线。 2、4、6波道共用另一 副天线。
XS YS ZS
发
收
f1 f2 f3 f4 f5 f6
€ 天线半功率角
0.7 70
0
D
其中是波长，D是天线口径
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抛物面天线
主瓣和副瓣
对于均匀激励的天线，主副瓣电平差为 17.6dB ， 但是如果采用非均匀激励，其副瓣电平可以很底 。但实际上天线的口径遮挡，加工精度及照射器 的非理想性都会提高副瓣电平的幅度，但在一般 情况下，主副瓣电平差总在10dB以上。
其中 a 为反射板有效面积 m
2
d 2（km）
a A cos
2
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通讯系统
Tel-Link Tel-Link Tel-Link Tel-Link BTS BTS BTS BSC BTS Tel-Link Tel-Link
Tel-Link
MSC MSC
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Ts
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2Ts
ห้องสมุดไป่ตู้
Ts
Ts
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时域均衡
传统:
为克服延时线问题,常采用判决反馈均衡器,特点是
体积大,级数不可能做得太多
现在:
采用高速A/D器,及FPGA电路,电路体积小,可以做 很多级.如北京立康普的TEL-LINK155采用11级的全数字 横向均衡器
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调制
16QAM的信号星座点 Q
判决线
I
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调制
MQAM的信号星座点
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调制
恒包络调制
s(t ) cos(t p(t ) 0 )
当
1 p(t ) n
t
a g (t kT )
k k
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2018/9/2
自由空间损耗
Ls (dB) 925 . 20log f (GHZ) 20logd(KM)
其中f为工作频率，d为站间距.如工作频率提高一倍 或传输距离提高一倍，自由空间传输损耗都将增加 6dB
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大口径天线的调整
2018/9/2
衰落及其原因
波导型衰落 € € 无风的气候，在平原和水网地区，容易形成接近地面的 在 波导层，使波束发生汇聚或发散而导致衰减性衰落。这种 衰落的时间较长，有时可达几十分钟
所以设计时就要考虑当地地 形与气候
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微波站分类
终端站 无源 中继站 ž 再生中继 有源 枢纽站 • 中频中继 • 射频中继
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雨雾衰耗
€ 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 在 会引入几个分贝。
€ 10GHZ以上频段，中继间隔主要受降雨损耗的限制，如对13GHZ 在 频段，100mm/小时的降雨会引起5dB/km的损耗，所以在13GHZ， 15GHZ频段，一般最大中继距离在10km左右
即：R =KR
e
e
R为实际地球半径。
K值的实际测量平均值为4/3左右。但实际地段的K值 和该地段的气象有关，可以在较大范围内变化，影响 视距传播。
哇！微波是 弯着走的
Re
R
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衰落及其原因
• 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
€ 背靠背天线
• 反射板
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背靠背无源
这种情况往往用大 口径天线，天线调 整要借助于仪表。
费时较长
近端距离要小于5KM
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反射板无源
d1（km）
面积A
全程自由空间损耗为：
Ls 1421 . 20logd1d2 20loga
余隙可得大于一阶 费涅尔半径
其中K为大气折射因子
hc
h2
h1
路径余隙的计算公 式如下：
d1
hs hb
d
d2
h1d2 h2 d1 d1d2 hc 0.0785 hs d K
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大气折射
因为大气折射的影响，波在传播过程中，实际上是弯 曲的。大气折射的最后效果可看成电磁波在一个等效 半径为 R 的地球上空沿直线传播。
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分集接收
对分集接收到的两路或几路信号 的处理有以下几种办法：
A。切换式接收 一般切换在基带上进行，先对收到的两路信号进 行时序调整（DADE），然后选择好的一路输出。 北京立康普的PDH微波1+1设备都是采用这一方法 B。合成式接收 就是把收到的几路信号合成一路后输出，一般采用 中频合成的办法。具体合成办法有：最大功率合成， 最大信噪比同相合成，最小色散合成。其中最小色 散合成对抗频率选择性衰落性能最佳
其中
a g(t kT)cost b g(t kT)sint
k k k
ak ,bk 1
g(t)为升余弦脉冲 时,上述信号即成为16QAM调制
当 ak ,bk 1,3
如果把正交通道的信号延时半个码元的时间,那上述 的调制方式又分别成为OQPSK,或SQAM
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t ( j) r ( j) 常数
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二径传输模型
Rummler的二径传输模型
H ( j ) 1 be j
6.3ns
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分集接收
天线间距 100 到
水面
200
当其中一面天线发生多径干扰时,另一面天线不会发生 多径干扰.要求天线间的相关系数小,而塔又不可能造得 很高,所以一般情况下,相关系数取0.5到0.6之间
微波通讯基础
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抛物面天线
副瓣
半功率角
侧视图
主瓣
副瓣 主瓣
俯视图
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天线调整
在天线俯仰或水平调整过程中，会出 现如右下图的电压波形。一旦发现这 种情况，其电压最大点位置，即为俯 仰或水平方向的主瓣位置，该方向无 需再作大范围调整，只需把天线微调 到电压最大点位置及可。 天线的俯仰及水平的调整方法是一样 的。 当天线对得不太准时，有可能在一个 方向上只能测到一个很小的电压，这 种时候需要两端配合，进行粗调，把 两端天线大致对准。