华为微波通信基本原理(笔记)
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。
学习笔记-微波通信基础知识汇编
CH3NCHA0个人学习资料微波通信基础知识[学习笔记]编辑整理：Ch3nCha02017/07/17原始资料均来源于网络，本人整理编辑以供自己学习，不做任何商业用途。
版权归属原作者。
目录1微波通信概述 (4)1.1数字微波的基本概念 (4)1.2微波的发展历程 (5)1.3数字微波通信的特点 (5)1.4数字微波通信面临的挑战及机遇 (6)1.4.1数字微波通信方式的最大的挑战是光纤通信 (6)1.4.2数字微波的发展机遇 (7)1.5微波频段选择和射频波道配置 (7)1.6数字微波通信系统模型 (9)2数字微波设备简介 (10)2.1数字微波设备分类 (10)2.2微波天馈线和分路系统 (12)2.2.1微波天线 (12)2.2.2微波天线的分类 (13)2.2.3馈线系统 (13)2.2.4分路系统 (14)2.3室外单元（ODU） (14)2.4室内单元（IDU） (15)2.5分体式微波的安装和调整 (15)3微波的组网和应用 (17)3.1微波的常见组网方式及站型 (17)3.1.1微波的常见组网方式 (17)3.1.2微波站型 (18)3.2中继站 (18)3.2.1无源中继站 (19)3.2.2有源中继站 (20)3.3数字微波的应用 (20)4微波的传播理论 (21)4.1几种大气和地面效应造成的衰落 (21)4.1.1衰落的种类 (21)4.1.2衰落规律（10GHz以下频段微波） (22)5数字微波的衰落对抗技术 (23)5.1微波设备的保护模式 (23)5.1.1无误码切换模块（HSM） (23)5.1.2热备份（Hot Standby，HSB） (23)5.1.3数字微波设备保护方式的分类 (24)5.2干扰及抗干扰的主要方法 (26)5.2.1干扰源 (26)5.2.2通信系统抗干扰的基本途径 (27)6微波勘查设计流程 (28)6.1获取客户需求 (28)6.2获取设备信息 (28)6.3获取勘查工具 (29)6.4获取组网信息 (30)6.5微波线路现场勘查 (30)6.6微波站点现场勘查 (30)7微波应用案例 (32)数字微波通信原理1 微波通信概述1.1 数字微波的基本概念微波是指频率在300MHz－300GHz范围内的电磁波，是全部电磁波频谱的一个有限频段。
《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
汇报人：PPT
单击此处添加标题
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
添加标题
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添加标题
添加标题
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
微波通信基本原理ppt课件
几个基本概念 费涅耳半径(The Fresnel Radius)
T
F1
R
d1 P
d2
d
图1
第一费涅耳区半径
F1=（λd1d2/d）1/2 F2=（2λd1d2/d）1/2
= (2)1/2 F1
...... Fn=（nλd1d2/d）1/2
= (n)1/2 F1
微波通信的基本原理
• 几个基本概念 • 自由空间的电波传播 • 各种衰落及抗衰落技术 • 微波通信对设计的要求 • 干扰信号
几个基本概念
费涅耳区定义(The Fresnel Zone Definition)
费涅耳区 The Fresnel Zone:
➢ 如果前述定义的一系列费涅耳椭球面，与我们从T或R点出发认定的某一波前面相交 割，在交割的界面上我们就可以得到一系列的圆和环，中心是一个圆，称为第一费 涅耳区。
➢ 其外的圆环（外圆减内圆得到的圆环）称为第二个费涅耳区，再往外的圆环称为第 三费涅耳区、第四费涅耳区...... 第N费涅耳区。
线传播。
即：R e =KR
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。
自由空间的电波传播
• 自由空间的定义 • 自由空间损耗的定义 • 自由空间损耗的计算
自由空间的电波传播
自由空间的定义
自由空间 Free Space:
又称为理想介质空间，它相当于真空状态的理想空间。 在这个空间中充满均匀的、理想的介质，它的导电率σ=0，介电常数ε=ε0=109/36π F/m(法拉/米)，导磁系数μ=μ0=4π×10-7 H/m （亨/米）。
几个基本概念
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》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
“微波”指通信频率是微波频段，又包括分米波、厘米波和毫米波。微波频段宽度是长波、中波、短波及特 高频几个频段总和的l000倍。微波频率不受天电干扰和工业干扰及太阳黑子变化的影响，通信的可靠性较高。还 因微波频率高，所以其天线尺寸较小，往往做成面式天线，其天线增益较高、方向性很强。
通信双方或一方处于运动中的微波通信，分陆上、海上及航空三类移动通信。陆上移动通信多使用150，450 或900MHz的频段，并正向更高频段发展。海上、航空及陆上移动通信均可使用卫星通信。海事卫星可提供此种移 动通信业务。低地球轨道（LEO）的轻卫星将广泛用于移动通信业务。
抗衰落技术
0 1
吸收衰落
4
空间通信
5
微波移动通信
利用微波视距传播以接力站的接力方式离微波通信，也称微波中继通信。微波接力系统由两端的终端站及中 间的若干接力站组成，为地面视距点对点通信。各站收发设备均衡配置，站距约50km，天线直径1.5～4m，半功 率角3～5°，发射机功率1～10W，接收机噪声系数3～10dB（相当噪声温度290～261K），必要时二重分集接收。 模拟调频微波容量可达1800～2700路，数字多进制正交调幅微波容量可达144Mbit/s。设备投资和施工费用较少， 维护方便；工程施工与设备安装周期较短，利用车载式微波站，可迅速抢修沟通电路。
微波中继站随着我国通信技术现代化建设的发展，通信技术中的数字化以及信息化建设越来越广泛，数字微 波通信技术的研究也取得了新的成就。在现代通信技术中，微波通信占有非常重要的作用。近年来，微波通信在 许多领域都得到了广泛的应用，如移动通信、卫星通信等。微波的频率非常高，凡是处于300MHz至3000GHz频段 内的通信，都可称之为微波通信。
微波通信原理--1
微波 设备
电话 / 数据 图像等信息
A站（端）
2021/3/11
微波 设备
微波 设备
B站（中继）
中继传输
微波 设备
电话 / 数据 图像等信息 C站（端）
12
终端站 分路站 中继站 枢纽站
2021/3/11
无源 有源
€背靠背天线
•反射板
ž再生中继基带转接.swf
•中频中继中频转接.swf •射频中继微波转接.swf
E X P
微波设备
抛物面天线
D 100 m
充气机
波导 铁塔
2021/3/11
22
椭圆波导
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
2021/3/11
长度: 120 m
损耗:通用标准波导
A.dB/米r
F Ghz 100
23
波导密封单元
输入 过滤
密封切换 2021/3/11
压缩
5
1.2.2 微波波段的划分
波段名称 波长范围
频率范围
波段名称
分米波
1 m～ 10 cm 0.3G～3G Hz 特高频（UHF）
厘米波 毫米波
10 cm～ 1 cm 3G～30G Hz 超高频（SHF） 1 cm～ 1 mm 30G～300G Hz 极高频（EHF）
2021/3/11
6
1.2.3 微波使用频率：300M Hz to 300G Hz
波长 ：1m~1mm
频段：UHF: 0.3-1.12G X：8.2-12.4G
L: 1.12-1.7G
KU：12.4-18G
LS：1.7-2.6 G
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。
微波原理与技术总结
一：微波技术知识要点综述：主要介绍了微波的波段、特点及其应用，在科技迅猛发展的今天，我们要关注最新发展动态，真正做到学以致用，拓展自己的知识面，为后续课程打好基础。
核心是在对导行波的分类的基础上推导了导行系统传播满足的微波的波段分类、特点与应用（TE 、TM 、TEM ）和基本求解方法，给出了导行系统、导行波、导波场满足的方程；本征值---纵向场法、非本征值---标量位函数法（TEM ）。
1．微波的定义— 把波长从1米到1毫米范围内的电磁波称为微波。
在整个电磁波谱中，微波处于普通无线电波与红外线之间，是频率最高的无线电波，一般情况下，微波又可划分为分米波、厘米波和毫米波三个波段。
2．微波具有如下四个主要特点：1) 似光性、2) 频率高、3) 能穿透电离层、4) 量子特性。
3．微波技术的主要应用：1) 在雷达上的应用、2) 在通讯方面的应用、3) 在科学研究方面的应用、4) 在生物医学方面的应用、5) 微波能的应用。
4．微波技术是研究微波信号的产生、传输、变换、发射、接收和测量的一门学科，它的基本理论是经典的电磁场理论，研究电磁波沿传输线的传播特性有两种分析方法。
一种是“场”的分析方法，即从麦克斯韦方程出发，在特定边界条件下解电磁波动方程，求得场量的时空变化规律，分析电磁波沿线的各种传输特性；另一种是“路”的分析方法，即将传输线作为分布参数电路处理，用克希霍夫定律建立传输线方程，求得线上电压和电流的时空变化规律，分析电压和电流的各种传输特性。
二：传输线理论知识要点：本章主要研究了均匀传输线的一般理论传输线的计算方法等问题。
传输线理论本质上属于以为分布参数电路理论。
传输线即可以作为传输媒介，也可以用来制作各种类型的器件，如谐振电路、滤波器、阻抗匹配电路、脉冲形成网络等等，求解本章问题可以采用前半部分的理论推导方式，也可采用本章后半部分介绍的圆图方法，简便的得出问题的答案。
关键概念：传输线、基本方程、传波常数、分布参数阻抗、反射系数、驻波系数、无耗工作状态（特例）、有耗工作状态、电压驻波比、史密斯圆图（工具）、阻抗匹配1. 传输线可用来传输电磁信号能量和构成各种微波元器件。
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。
微波知识点总结
微波知识点总结微波是一种电磁辐射波，其频率范围通常被定义为30GHz到300GHz之间。
微波技术在通信、雷达、天文学、材料处理和烹饪等领域有着广泛的应用。
本文将介绍微波的基本原理、特性、应用和安全注意事项。
一、微波的基本原理微波是一种电磁波，其频率高于无线电波和低于红外线波段。
微波的波长通常在1mm到1m之间，因此它们的波长比可见光长得多，而比无线电波短得多。
微波的产生主要有两种方式，一种是通过天线接收自然界中产生的微波，另一种是通过电子设备产生微波。
在接收自然界中产生的微波时，需要用到微波接收天线和微波接收机。
而在电子设备中产生微波时，则需要用到微波发射器。
微波的传播主要有两种方式，即自由空间传播和波导传播。
自由空间传播是微波通过空间传播，而波导传播则是微波通过波导进行传播。
自由空间传播适用于空间通信和雷达系统，而波导传播适用于微波通信和微波设备中的微波传输。
二、微波的特性1. 与电磁波的相互作用微波的传播特性主要受其频率和波长的影响。
由于微波的波长较短，它们可以更好地适应高频信号的传输，因此在通信和雷达系统中有着重要的应用。
2. 高频率微波的频率通常在30GHz到300GHz之间，因此它们具有较高的穿透能力和分辨率，可以用于无线通信、雷达探测和医学诊断等领域。
3. 衰减特性微波在大气中的传播会受到吸收、散射和折射等因素的影响，因此它们的传播距离比较有限。
此外，微波在大气中的传播过程中还会受到气候条件和大气层的影响，因此在无线通信和雷达系统中需要对其进行信号处理和校正。
4. 穿透性微波在一些特定的材料中具有较强的穿透能力，如玻璃、陶瓷和塑料等材料，因此它们可以被用于材料处理和医学成像中。
5. 辐射微波可以被用于辐射加热和干燥，其能量可以迅速转化为热能，因此在食品加热和化工生产中有着广泛的应用。
三、微波的应用1. 通信微波通信是一种通过微波进行传输的无线通信技术，其传输距离较远且传输速度快，因此在移动通信和卫星通信中有着广泛的应用。
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。
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
智慧HW数字微波通信原理
Page 37
数字微波系统的抗衰落技术
除了以上介绍的抗衰落技术之外，还介绍两个常用的技巧。 方法一：利用某些地形、地物阻挡反射波。
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数字微波系统的抗衰落技术
方法二：高低天线法。
Page 39
数字微波设备的保护方式
功分合路器
通过在两个ODU和天线之间接一个 功分合路器，就可以用一副天线实现1 ＋1HSB保护，同时可以使用FD技术。
2 8 34 Mbit/
s
3.3
11 GHz
长距离干线网
34 140 155 Mbit/
s
区域和本地网，边际网
2
8
34
140
155
Mbit/
GHz
s
1
2
3 45
8 10
20
30 40 50
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微波频段选择和射频波道配置
• 在每个频段中定义了多种子频率范围，多种收发间隔和波道间隔。
保护 间隔
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微波通信与光纤通信特点的比较
微波通信
跨越空间能力强，占地少， 不受土地私有化 限制。
投资少，周期短，维护方便
具有很强的抗自然灾害能力， 易于快速恢复 频率资源有限，需要申请频率 执照
传输质量受气候和地形的影响大
传输容量有限
光纤通信
需要铺设光缆，占用土地。
基础建设投资多，建设周期较长
需要室外光缆维护，易受自然 灾害影响。 不受频率限制，不需要申请许可。
Page 6
数字微波通信的概念
• 数字微波通信是指利用微波(射频)携带数字信息，通过在大气中传 输的一种通信方式。
• 通常把频率为300MHz－300GHz的射频信号称为微波 信号。
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费涅耳区定义(The Fresnel Zone Definition)
费涅耳区 The Fresnel Zone:
➢ 如果前述定义的一系列费涅耳椭球面，与我们从T或R点出发认定的某一波前面相交 割，在交割的界面上我们就可以得到一系列的圆和环，中心是一个圆，称为第一费 涅耳区。
➢ 其外的圆环（外圆减内圆得到的圆环）称为第二个费涅耳区，再往外的圆环称为第 三费涅耳区、第四费涅耳区...... 第N费涅耳区。
Radio beam One multiplex per radio channel Applications: Civiliars and military telecommunication networks
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
微波通信的基本介绍 射频传输的两种基本形式
广播
点－点视距微波
Broadcasting
Maximum coverage One programme per radio channel Applications: Radio (LW, MW, SW, FM); TV etc ...
Microwave links
微波通信原理
第一章 微波通信的基式 第四章 微波频率规划 第五章 微波中继站
微波通信的基本原理
• 几个基本概念 • 自由空间的电波传播 • 各种衰落及抗衰落技术 • 微波通信对设计的要求 • 干扰信号
几个基本概念
• 电波的干涉及极化 • 矩形波导的场结构 • 惠更斯—费涅耳原理 • 费涅耳椭球面 • 费涅耳区定义 • 费涅耳半径
几个基本概念 费涅耳椭球面
第一费涅耳椭球面: d
d1
d2
d1 + d2 - d = /2
几个基本概念
费涅耳区定义(The Fresnel Zone Definition)
T
d1
FN
s1
s2 s3
sn
无限大平面
d2 o
F1
sn s2 s3
R s1
F2 F3
任意无限大平面
费涅尔区的划分示意图
几个基本概念
微波通信原理
工程规划设计部
微波通信原理
第一章 微波通信的基本介绍 第二章 微波通信的基本原理 第三章 微波调制方式 第四章 微波频率规划 第五章 微波中继站
微波通信的基本介绍
微波的定义
微波Microwave:
微波是一种电磁波，微波射频为300MHz～300GHz，是全部电磁波频谱的一个 有限频段。 微波一般称为厘米波。 根据微波传播的特点，可视其为平面波。 平面波沿传播方向是没有电场和磁场纵向分量的，所以称为横电磁波，记为 TEM波（Transverse Electric and Magnetic Field）。有时我们把这种电磁波简 称为电波。
几个基本概念
惠更斯—费涅耳原理
互易定理的概念:
指出，在线性和各向同性的媒质中，任何无线电路上，当发射天 线互换时，不会影响电路的传输特性，或者发射机移到接收点， 而接收机同时移到发射点时，则接收性能，不变。 根据这个原理，对流层是电波的主要传输媒质空间，它就是具有 线性和各向同性的媒质，因此在其中就可以减化工程计算。
几个基本概念 费涅耳半径(The Fresnel Radius)
T
F1
R
d1
P
d
图1
d2 第一费涅耳区半径
F1=（λd1d2/d）1/2 F2=（2λd1d2/d）1/2
= (2)1/2 F1
...... Fn=（nλd1d2/d）1/2
= (n)1/2 F1
微波通信的基本原理
• 几个基本概念 • 自由空间的电波传播 • 各种衰落及抗衰落技术 • 微波通信对设计的要求 • 干扰信号
D 或 f 增加一倍，损耗将增加6 dB
自由空间的电波传播
自由空间传输损耗(Free Space Basic Transmission Loss )
GTX
Power Level
G P PTX
A0
接收门限(Receiver Threshold)
GRX
P = 发射功率(TX Power)
G = 天线增益(Antenna Gain)
➢ 但10GHZ以上频段，中继段间的距离将受到降雨衰耗的限制，不能 过长。
➢ 在微波规划时，可用下图的曲线来计算。
各种衰落及抗衰落技术
雨雾衰减 Attenuation due to Rain and Fog
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，15GHZ 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
• 相邻费涅耳区在收信点处产生的场强的相位相反； • 若以第一费涅耳区为参考,则奇数区产生的场强是使接收点
的场强增强,偶数区产生的场强是使接收点的场强减弱。
几个基本概念
费涅耳半径
费涅耳半径 The Fresnel Radius:
我们把费涅区上的任意一点到R-T连线的距离称为费涅耳区半径， 用F 表示。 当这一点为第一费涅耳区上的点时，此半径称为第一费涅耳区半 径。 第二...第N 个费涅耳区半径表达式：Fn= (n)1/2 x F1 上式中：F1为第一费涅耳半径。
➢上衰落：高于自由空间电平值的叫上衰落
➢下衰落：低于自由空间的电平值的叫下衰落
多径衰落Multipath fading和闪烁衰落(按衰落发生的物理成因划分):
➢闪烁衰落：主要是因为大气局部微小扰动引起电波射束散射所造成，各散射
波的振幅小，相位着大气变化而随机变化。结果它们在接收点的合成振幅变
化很小，对主波影响不大，因此，这种衰落对视距微波接力电路的稳定性影
线传播。
即：Re =KR
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。
各种衰落及抗衰落技术
衰落的种类
衰落
快衰落Rapid fading和慢衰落Slow fading(按持续时间划分):
➢慢衰落：持续时间长的叫慢衰落，其持续时间一般长达数分种到几小时。
➢快衰落：持续时间短的叫快衰落，一般发生在几秒到几分钟之间。
上衰落Up fading和下衰落Down fading(按接收点场强的高低划分):
响不大。
➢多径衰落：主要是由于多径传播造成的，它是视距传播信道深衰落的主要原
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。
衰落
各种衰落及抗衰落技术
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
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
工业和天电干扰，太阳黑子对微波通信影响较小
A0 = 自由空间损耗(Free Space Loss) M = 衰落储备(Fading Margin)
PRX G
M
Distance
微波通信的基本原理
• 几个基本概念 • 自由空间的电波传播 • 各种衰落及抗衰落技术 • 微波通信对设计的要求 • 干扰信号
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
• 气象条件变化通常比较是缓慢的，因此受其影响产生的衰 落是慢衰落。
各种衰落及抗衰落技术
对流层对微波传播的影响
大气折射（ refraction in the atmosphere ）:
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 Re 的地球上空沿直
自由空间的电波传播
• 自由空间的定义 • 自由空间损耗的定义 • 自由空间损耗的计算
自由空间的电波传播
自由空间的定义
自由空间 Free Space:
又称为理想介质空间，它相当于真空状态的理想空间。 在这个空间中充满均匀的、理想的介质，它的导电率σ=0，介电常数ε=ε0=109/36π F/m(法拉/米)，导磁系数μ=μ0=4π×10-7 H/m （亨/米）。
➢ 这些圆和环我们可以把它们近似地看成，都为在垂直于地面且垂直与T与R间射线的 平面区域图形。
Line of sight
1st zone
The signal power is distributed in the space surrounding the direct line of sight
The First Fresnel Zone
几个基本概念
费涅耳区定义(The Fresnel Zone Definition) 非涅耳区的能量分布:
• 经有关研究知道：在电波的传播空间中，在接收点的合成 场强，当费涅耳区号趋近于无限多时，就接近于自由空间 场强；