微波通信系统
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５. １ 微波发展简史
• ２ 微波通信与应用 • 微波扩频通信技术的特点是利用伪随机码对输入信息进行扩展频谱编
码处 理， 然后在某个载频进行调制以便传输， 属于中程宽带通信 方式。 微波扩频通 信技术来源于军事领域， 主要开发目的是在电 子战中对抗干扰。 • 微波扩频通信具有以下特点。 • （ １） 建 设 无 线 微 波 扩 频 通 信 系 统 目 前 无 须 申 请 ， 带 宽较高， 建设周期短。 • （ ２） 一次性投资， 建设简便， 组网灵活， 易于管理， 设备可 再次利用。
• 微波 通 信 是 ２０ 世 纪 ５０ 年 代 的 产 物。 由 于 其 通 信 的 容 量 大 而 投 资 费 用 省（ 约占电缆投资的 １ ／ ５ ） 、 建 设 速 度 快、 抗 灾 能 力 强 等 优 点 而 取 得 迅 速 的 发 展（ 图 ５－ １） 。
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５. １ 微波发展简史
航 空 三 类 移 动 通信。
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５. ３ 微波系统特征
• １ 传播特点 • 微波通信中电波所涉及的介质有地球表面、 地球大气 （ 对流层、
电离层和 地磁场等） 及星际空间等。 按介质分布对传播的作用， 可分为连续的 （ 均匀的 或不均匀的） 介质体 （ 如对流层、 电离 层等） 、 离散的散射体 （ 如雨滴、 冰雷、 飞机及其他飞行物 等） 。 微波通信中的电波传播， 可分为视距传播及超视距传播 两 大类。
• １ 无线电波的传播特性 • 无线电波从发射天线到 接 收 天 线 具 有 多 种 传 输 方 式。 主 要
有 自 由 空 间 波、对流层反射波、 电离层波和地波。 • （ １） 表面波传播： 是指 电 波 沿 着 地 球 表 面 到 达 接 收 点
的 传 播 方 式， 如 图５ － ２ 中 １ 所示。 • （ ２） 天波传播： 是指自发射天线发出的电磁波， 在高空被电离
第 ５ 章 微波通信系统
• ５. １ • ５ .２ • ５. ３ • ５ .４ • ５. ５ • ５. ６ • ５ .７
微波发展简史 微波系统分类 微波系统特征 微波频带的划分 微波系统的架构 微波系统的通信方式 微波系统的主要技术
５. １ 微波发展简史
• 微波的发展是与无线通信的发展分不开的。 １９０１ 年马克尼使用 ８００ｋＨｚ 中 波信号进行了从英国到北美纽芬兰的世界上第一次 横跨大西洋的无线电波的通 信试验， 开创了人类无线通信的新纪元。 无线通信初期， 人们使用长波及中波 进行通信。 ２０ 世纪 ２０ 年代初人们发现了短波通信， 直到 ２０ 世纪 ６０ 年代卫星通 信的 兴起， 短波通信一直是国际远距离通信的主要手段， 并且对目前的 应急和 军事通信仍然很重要。
• １ 微波中继通信 • 利用微波视 距 传 播 以 接 力 站 的 方 式 进 行 微 波 通 信， 称 为
微 波 中 继 通 信。 • ２ 对流层散射通信 • 对流层散射通信是指作用实现的超视距无线通信。 • ３ 卫星通信 • 卫星通信是指地球站之间利用人造地球卫星上的转发器转发信号的无
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５. ３ 微波系统特征
• ２ 微波系统主要特点 • 微波通信具有良好的抗灾性能， 对水灾、 风灾及地震等自然灾害，
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， 使之不因高楼的阻隔 而影响 通信。
线电 通信， 为地—空视距多址通信系统， 卫星中继站受能源和散 热条件的限制， 故 地—空设备偏重配置。
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５ .２ 微波系统分类
• ４ 空间通信 • 空间通信是利用微波在星体 （ 包括人造卫星、 宇宙飞船等航天器）
之间进 行的通信。 • ５ 微波移动通信 • 通信双方或一方 处 于 运 动 中 的 微 波 通 信， 分 陆 上、 海 上 及
窃听。 • （ ８） 多址复用， 可以采用码分复用实现多址通信。
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５. １ 微波发展简史
• 除了通信方面， 微 波 在 其 他 方 面 也 大 显 身 手。 首 推 雷 达， 现 代 雷 达 大 多数是微波雷达， 利用微波工 作 的 雷 达 可 以 使 用 尺寸较小的天线， 以很窄的波束宽度以获得关于被测 目标性质的更多信息。 还有无线电辐射计、 微波炉等。
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５. ３ 微波系统特征
• ３ 微波系统特征 • １） 穿透性 • ２） 选择性加热 • ３） 热惯性小
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５ .４ 微波频带的划分
层反射回来 到达接收点的传播方式。 如图 ５ － ２ 中 ２ 所示。 • （ ３） 散射传播： 是指利用大 气 层 对 流 层 和 电 离 层 的 不 均
匀 性 来 散 射 电 波， 使电波到达视线以外的地方， 如图 ５ － ２ 中 ３ 所示。 • （ ４） 外层空间传播： 是指无线电在对流层、 电离层以外的外层 空间中的传 播方式， 如图 ５ － ２ 中 ４ 所示。
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５. １ 微波发展简史
• （ ３） 相连单位距离不能太远， 并且两点直线范围内不能有阻挡 物。
• （ ４） 抗噪声和干扰能力强， 具有极强的抗窄带瞄准式干扰能力， 适应军事 电子对抗。
• （ ５） 能与传统的调制方式共用频段。 • （ ６） 信息传输可靠性高。 • （ ７） 保密性强， 伪随机噪声使得信号不易被发现而有利于防止
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５. １ 微波发展简史
• ３ 我国的微波发展趋势 • 目前数字微波通信技术的主要发展方向有以下几个。 • １） 提高 ＱＡＭ 调制级数及严格限带 • ２） 网格编码调制及维特比检测技术 • ３） 自适应时域均衡技术 • ４） 多载波并联传输 • ５） 其他技术
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５ .２ 微波系统分类
５. １ 微波发展简史
• ２ 微波通信与应用 • 微波扩频通信技术的特点是利用伪随机码对输入信息进行扩展频谱编
码处 理， 然后在某个载频进行调制以便传输， 属于中程宽带通信 方式。 微波扩频通 信技术来源于军事领域， 主要开发目的是在电 子战中对抗干扰。 • 微波扩频通信具有以下特点。 • （ １） 建 设 无 线 微 波 扩 频 通 信 系 统 目 前 无 须 申 请 ， 带 宽较高， 建设周期短。 • （ ２） 一次性投资， 建设简便， 组网灵活， 易于管理， 设备可 再次利用。
• 微波 通 信 是 ２０ 世 纪 ５０ 年 代 的 产 物。 由 于 其 通 信 的 容 量 大 而 投 资 费 用 省（ 约占电缆投资的 １ ／ ５ ） 、 建 设 速 度 快、 抗 灾 能 力 强 等 优 点 而 取 得 迅 速 的 发 展（ 图 ５－ １） 。
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５. １ 微波发展简史
航 空 三 类 移 动 通信。
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５. ３ 微波系统特征
• １ 传播特点 • 微波通信中电波所涉及的介质有地球表面、 地球大气 （ 对流层、
电离层和 地磁场等） 及星际空间等。 按介质分布对传播的作用， 可分为连续的 （ 均匀的 或不均匀的） 介质体 （ 如对流层、 电离 层等） 、 离散的散射体 （ 如雨滴、 冰雷、 飞机及其他飞行物 等） 。 微波通信中的电波传播， 可分为视距传播及超视距传播 两 大类。
• １ 无线电波的传播特性 • 无线电波从发射天线到 接 收 天 线 具 有 多 种 传 输 方 式。 主 要
有 自 由 空 间 波、对流层反射波、 电离层波和地波。 • （ １） 表面波传播： 是指 电 波 沿 着 地 球 表 面 到 达 接 收 点
的 传 播 方 式， 如 图５ － ２ 中 １ 所示。 • （ ２） 天波传播： 是指自发射天线发出的电磁波， 在高空被电离
第 ５ 章 微波通信系统
• ５. １ • ５ .２ • ５. ３ • ５ .４ • ５. ５ • ５. ６ • ５ .７
微波发展简史 微波系统分类 微波系统特征 微波频带的划分 微波系统的架构 微波系统的通信方式 微波系统的主要技术
５. １ 微波发展简史
• 微波的发展是与无线通信的发展分不开的。 １９０１ 年马克尼使用 ８００ｋＨｚ 中 波信号进行了从英国到北美纽芬兰的世界上第一次 横跨大西洋的无线电波的通 信试验， 开创了人类无线通信的新纪元。 无线通信初期， 人们使用长波及中波 进行通信。 ２０ 世纪 ２０ 年代初人们发现了短波通信， 直到 ２０ 世纪 ６０ 年代卫星通 信的 兴起， 短波通信一直是国际远距离通信的主要手段， 并且对目前的 应急和 军事通信仍然很重要。
• １ 微波中继通信 • 利用微波视 距 传 播 以 接 力 站 的 方 式 进 行 微 波 通 信， 称 为
微 波 中 继 通 信。 • ２ 对流层散射通信 • 对流层散射通信是指作用实现的超视距无线通信。 • ３ 卫星通信 • 卫星通信是指地球站之间利用人造地球卫星上的转发器转发信号的无
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５. ３ 微波系统特征
• ２ 微波系统主要特点 • 微波通信具有良好的抗灾性能， 对水灾、 风灾及地震等自然灾害，
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， 使之不因高楼的阻隔 而影响 通信。
线电 通信， 为地—空视距多址通信系统， 卫星中继站受能源和散 热条件的限制， 故 地—空设备偏重配置。
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５ .２ 微波系统分类
• ４ 空间通信 • 空间通信是利用微波在星体 （ 包括人造卫星、 宇宙飞船等航天器）
之间进 行的通信。 • ５ 微波移动通信 • 通信双方或一方 处 于 运 动 中 的 微 波 通 信， 分 陆 上、 海 上 及
窃听。 • （ ８） 多址复用， 可以采用码分复用实现多址通信。
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５. １ 微波发展简史
• 除了通信方面， 微 波 在 其 他 方 面 也 大 显 身 手。 首 推 雷 达， 现 代 雷 达 大 多数是微波雷达， 利用微波工 作 的 雷 达 可 以 使 用 尺寸较小的天线， 以很窄的波束宽度以获得关于被测 目标性质的更多信息。 还有无线电辐射计、 微波炉等。
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５. ３ 微波系统特征
• ３ 微波系统特征 • １） 穿透性 • ２） 选择性加热 • ３） 热惯性小
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５ .４ 微波频带的划分
层反射回来 到达接收点的传播方式。 如图 ５ － ２ 中 ２ 所示。 • （ ３） 散射传播： 是指利用大 气 层 对 流 层 和 电 离 层 的 不 均
匀 性 来 散 射 电 波， 使电波到达视线以外的地方， 如图 ５ － ２ 中 ３ 所示。 • （ ４） 外层空间传播： 是指无线电在对流层、 电离层以外的外层 空间中的传 播方式， 如图 ５ － ２ 中 ４ 所示。
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５. １ 微波发展简史
• （ ３） 相连单位距离不能太远， 并且两点直线范围内不能有阻挡 物。
• （ ４） 抗噪声和干扰能力强， 具有极强的抗窄带瞄准式干扰能力， 适应军事 电子对抗。
• （ ５） 能与传统的调制方式共用频段。 • （ ６） 信息传输可靠性高。 • （ ７） 保密性强， 伪随机噪声使得信号不易被发现而有利于防止
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５. １ 微波发展简史
• ３ 我国的微波发展趋势 • 目前数字微波通信技术的主要发展方向有以下几个。 • １） 提高 ＱＡＭ 调制级数及严格限带 • ２） 网格编码调制及维特比检测技术 • ３） 自适应时域均衡技术 • ４） 多载波并联传输 • ５） 其他技术
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５ .２ 微波系统分类