现代通信技术 ch32 微波通信

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1、3.2微波通信3.2.1概述3.2.2微波通信的特点3.2.3数字微波通信系统的组成3.2.4微波中继通信的波道及其频率配置3.2.5微波传输信道3.2.6SDH数字微波系统3.2.7SDH数字微波系统中的编码调制技术3.2.8SDH微波系统的主要设备(1)微波通信的定义微波通信是指用微波频率作载波携带信息,通过无线电波空间进行中继(接力)通信的方式(2)微波通信的工作频段微波频率指300MHz~300GHz，波长为1m-1mm范围的电磁波。波段详细划分见讲义的1.1.7或3.1节3.2.1概述用于传输频分多路-调频制（FDM-FM）基带信号的系统叫作模拟微波通信系统；用于

2、传输数字基带信号的系统叫作数字微波通信系统微波的发展是与无线通信发展是分不开的。(3)微波通信的发展历史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；无线通信初期，人们使用长波及中波来通信；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，它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。由于电磁波各波段的传播特性各异，因此，可以用于不同的通信系统。中波主要沿地面传播，绕射能力强，适用于广播和海上通信。而短波具有较强的电离层反射能力，适用于环球通信。超短波和微波的

3、绕射能力较差，可作为视距或超视距中继通信。微波通信由于其通信的容量大而投资费用省(约占电缆投资的五分之一)，建设速度快，抗灾能力强等优点而取得迅速的发展。20世纪40-50年代产生了传输频带较宽，性能较稳定的微波通信，成为长距离大容量地面干线无线传输的主要手段。模拟调频传输容量高达2700路，也可同时传输高质量的彩色电视，而后逐步进入中容量乃至大容量数字微波传输。80年代中期以来，随着频率选择性色散衰落对数字微波传输中断影响的发现以及一系列自适应衰落对抗技术与多状态调制与检测技术的发展，使数字微波传输产生了一个革命性的变化。特别是80年代至90年代发展起来的一整套高速多状态

4、的自适应编码调制解调技术与信号处理及信号检测技术的迅速发展，对现今的卫星通信，移动通信，全数字HDTV传输，通用高速有线/无线的接入，乃至高质量的磁性记录等诸多领域的信号设计和信号的处理应用起到了至关重要的作用。微波微波是一个非常特殊的电磁波段，尽管它介于低频无线电波和红外辐射之间，但却不能仅依靠将低频无线电波和高频红外辐射加以推广的办法导出微波的产生、传输和应用的原理。微波波段之所以要从射频频谱中分离出来单独进行研究，是由于微波波段有着不同于其他波段的重要特点。3.2.2微波通信的特点(1)似光性和似声性波段的波长和无线电设备的线长度及地球上的一般物体(如飞机、舰船、导弹

5、等)的尺寸相当或小的多，当辐射在这些物体上时，将产生显著的反射、折射，这和光的反射、折射一样。同时微波的传播特性也和儿何光学相似，能够像光线一样直线的传播和容易集中，即具有似光性。这样利用微波就可以获得方向性极好、体积小的天线设备，用于接受地面上或宇宙空间中各种物体发射或者反射回来的微弱信号，从而确定改变物体的方向与距离，这就是雷达及导航技术的基础。微波波段的波长与无线电波设备尺寸相当的特点，使得微波又表现出与声波相似的特征，即具有似声性。例如：微波波导类似于声学中的传声筒；喇叭天线和缝隙天线类似于声学中的喇叭、萧和笛。谐振腔类似于声学中的共鸣箱。(2)分析方法的独特性由于

6、微波的频率很高，波长很短，使得在低频电路中被忽略了的一些现象和效应(例如:趋肤效应、辐射效应、度越效应、相位滞后现象等)在微波波段则不可以忽略。低频电路常用的集总参数元件电阻、电感、电容已不适用，电压、电流在微波波段甚至失去了唯一性意义。因此用它们已无法对微波传输系统进行完全描述，而要求建立一套新的能够描述这些现象的理论分析方法—基于电磁场理论的场与波传输的分析方法，用新的装置(例如传输线、波导、谐振腔等)代替电容、电感、电阻。(3)穿透性和非电离性微波是射频波谱中除光波外唯一能穿透电离层的电磁波，因而成为人类与外层空间通信的重要手段。能穿透云雾、雨、植被、积雪和地表层，具

7、有全天候和全天时工作的能力，成为遥感技术的重要波段；微波能穿透生物体，成为医学热透疗法的重要手段；毫米波还能穿透离子体，是远程导弹末端制导和航天器重返大气层时实现通讯的重要手段。微波的量子能量不够大，因而不会改变物质分子的内部结构或破坏分子的化学键，所以微波和物体的作用是非电离的。由物理学可知，分子、原子和原子核在外加电磁场的周期作用下所呈现的许多共振现象都发生在微波范围，因此微波为探索物质的内部结构和其基本特性提供了有效地研究手段。５０公里图　　微波中继通信线路1.通信容量大2.方向性强即抗干扰强3.可以减少地理