微波通信范文

微波通信篇1

中图分类号：P624.8 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）10-0230-01

1 发展历史

1915年，德国科学家K.W.Wagn-er开创了一种以“瓦格纳滤波器”闻名于世的滤波 器设计方法，与此同时，在美国，G.A.Canbell则发明了另一种以图像参数法而知名的设计方法。1917年，两国的科学家分别发明了LC滤波器，次年美国第一个多路复用系统面世。从此许多科研人员开始积极地和系统地对采用集总元件电感和电容的滤波器设计理论的研究。 随着滤波器设计理论的深入研究、材料领域的不断进步及工作频率的日益升高，滤波器设计由原先的集总参数元件滤波器逐渐扩展到分布参数元件滤波器。1939 年， P.D.Rich-temeyer报道了介电滤波器，由于当时材料的温度稳定性不高使用该种滤波器 不足以实际应用。20世纪70年代以来，随着陶瓷材料的发展，介电滤波器的应用得到了迅速发展。近年来，小型化的趋势促进了各种类型微带滤波器的发展。20世纪80年代，出现了高临界温度超导材料，被认为极有可能用于设计出极低损耗和极小尺寸的新颖微波滤波器。目前，高温超导滤波器已逐步使用在军事和商业领域。

2 设计技术及应用

2.1 螺旋滤波器的应用

螺旋滤波器是介于LC滤波器和交指梳线滤波器之间的一种滤波器品种，在VHF 和U HF 频段，可实现Q值为100以上。它是利用螺旋谐振器的慢波原理，大大缩小了谐振器的体积。螺旋滤波器广泛应用于通信系统的收发组件中。一个典型的应用于450MHz无线接人系统中的双工器特性为： 收发间隔为5MHz，信道带宽为2MHz，插人损耗为2.5dB，收发隔离50dB。

2.2 波导滤波器

波导滤波器是一种无源滤波器，其应用非常广泛，在大功率和高频段的天馈系统尤为突出。波导滤波器是一种选频电路，适用于高功率的系统中，且滤波器的性能良好，易于与波导天线的馈电装置连接。波导滤波器的主要功能是插入损耗以及带内波纹很小的前提下，提供足够的阻带选择性与带外抑制。它的适用范围大概在8～100GHz。波导带通滤波器还应用于很多的微波多工器上，但是它有个最大的缺点是在同频率滤波器中，波导滤波器尺寸明显较大，随着微波技术的发展，天线系统的复杂，对波导滤波器的需求也越来越大，对其性能和尺寸提出了更好的要求，需要研究人员不断的改进与完善。

2.3 同轴腔滤波器的应用

同轴谐振器腔体滤波器近年来在无线系统中发展迅速，主要应用于800M和1800M 及第三代移动通信系统。它是采用工作波长为λ/4 的正方形或圆柱形同轴谐振腔，可实现Q 值在S波段达500以上。同轴腔滤波器的设计有两大难点： 使用对称和不对称椭圆函数滤波器，这类函数响应的综合过程非常复杂。为满足高端6GHz 以上60dB谐波抑制要求，还须设计一种糖葫芦式低通滤波器， 并使其一端与滤波器匹配集成。一个PCS 接收滤波器（图1） 的典型特性为：频率范围： 1850～1910 MHz，带宽： 60 MHz，中心频率插损： 0.7 dB，通带驻波： 小于1.2，近带隔离： 在DC～1830MHz和1930MHz～2500MHz处，大于80 dB，近带隔离： 在2.5 ～6 G ，大于60 dB，体积： 250 x250 x40，工作温度： -0～+ 50 ℃。

目前正在研发的3GHz双工器组件，其双工器采用8节不对称椭圆函数同轴滤波器，收发通道间隔190 MHz，通带带宽60 MHz，互隔离为50 dB。为了满足2.2 GHz～12.7 GHz范围内50dB的隔离，在两个通道输出端分别增加一个低通滤波器。另外该双工器模块的ANT口还增加了一个双向耦合器 以提供电流、功率、驻波告警功能。

2.4 交指滤波器和梳状滤波器的应用

交指滤波器和梳状滤波器广泛应用450 M 、800 M系统及1800 M 无线通信系统，可实现Q值在S波段达2000以上，工作波长可做到1/8λ，特点是成本不高，公差要求低， 易于制造。另外，收发信机机架内的滤波器，通常强调其尺寸小型化，结构紧凑，互连方便，也使用交指滤波器和梳状滤波器。以下是应用于S 波段点对点微波电视传输系统的一个8，通道梳状多工器（图2） 的典型特性：频率范围： 2000 +8*30MHz，带宽： 25MHz，中心频率插损： 2.2dB，通带驻波： 小于1.2，相互隔离： 大于45dB，体积：250 x250 x 40，工作温度： -20～+ 65 ℃。

2.5 腔体滤波器

腔体滤波器在通信系统中的应用与波导滤波器同样广泛，它的特点在于插入损耗低，一般在1dB以内，阻带的抑制性高、调谐方便，同时承受功率也比较大。其中同轴腔具有电磁屏蔽特性和高Q 值、低损耗等特性。与波导滤波器相比它的优势在于尺寸较小，重量相对较轻，但是在10GHz以上使用时，由于物理尺寸微小，制作精度要求很高，比较难以达到。同轴腔形式的带通滤波器一般分为标准同轴腔、方腔同轴等。螺旋谐振腔体是新出现的腔体结构，它可以提供高Q 的谐振回路，解决甚高频高质量的窄带滤波技术难题。它的内腔多是采用圆形结构的。由于螺旋谐振腔的理论还不是十分成熟，因此所设计出的器件指标上存在10% 左右的误差在所难免。

2.6 介质谐振器滤波器

七十年代初，高性能（高介电常数、低温度系数、低损耗）的介质陶瓷材料问世以来，陶瓷介质谐振器滤波器的研究经久不衰，几次达到了研究和应用高峰。它的优点是显然易见的： 使用介质谐振滤波器可以比波导空腔减少50 % 的重量和80 % 的体积。设计关键： 首先应对介质谐振器频率进行了精确计算，然后研究介质支撑材料及温度补偿。我们开发的软件能精确计算截止波导TE01（单模滤波器和HE11双模波导滤波器。“ 北斗” 导航卫星系统L波段预选滤波器正是采用TE11介质谐振器加载截止波导形式，它要求介质圆盘应紧紧牢靠的固定在圆柱腔的中间，要经得住发射环境的考验； 同时，应具有与空腔结构一样的可靠性系数。其陶瓷材料的介电常数为85，温度系数为-2ppm/℃，无载Q值达到4500，设计带宽为28MHz，中心频率插损为0.5dB。体积已由金属腔的970cm？己减小到110cm？， 星载陶瓷介质谐振器滤波器的首次使用， 其意义十分重大。

3 微波滤波器的发展趋势

随着微波技术与通信技术的不断发展，滤波器的小型化和高性能化已经成为一种必然的趋势，其他各种新型滤波器也开始应用于各种通信系统中，如套磁介质滤波器、SIR 滤波器、SAW 滤波器、微波有源滤波器、LTCC 滤波器等。

4 结束语

微波滤波器在通信、信号处理、雷达等各种电路系统中具有广泛用途。随着移动通信、电子对抗和导航技术的飞速发展，对新的微波元器件的需求和现有器件性能的改善提出了更高的要求。发达国家都在利用新材料和新技术来提高器件性能和集成度，同时，尽可能地降低成本，减小器件尺寸和降低功耗。与国外相比，我国的微波滤波器的发展还有一定的差距，所以我们应掌握微波滤波器的发展方向，努力赶上世界先进水平。

参考文献

[1]徐鸿飞，朱成钰，刘坚，等.同轴腔带通滤波器的一种设计方法[J].微波学报，2004，29（2）：55-58，2004.

[2]赵娜.微波带通滤波器的研究[D].西安：西安电子科技大学，2007.

微波通信篇2

关键词：数字微波通信技术；发展；应用

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2014）-12-00-01

微波属于通信的一种传输方式，对于数字微波通信技术来说，便是以微波为途径，然后完成对数字信息的传输。同时，通过对电波空间的利用，可以对各类不具关联性的信息实现传送。发展至今，数字微波通信技术成为了一项应用广泛的技术。该技术具备多方面的作用，比如完成电话信号、数据信号及图像信号的传输等。鉴于此，本课题对“数字微波通信技术的发展及应用”进行分析与探究具有较为深远的意义。

一、数字微波通信技术的发展

微波通信技术问世已半个多世纪，它是在微波频段通过地面视距进行信息传播的一种无线通信手段。最初的微波通信系统都是模拟制式的，它与当时的同轴电缆载波传输系统同为通信网长途传输干线的重要传输手段，随着技术的不断发展，除了在传统的传输领域外，数字微波技术在固定宽带接入领域也越来越引起人们的重视。工作在28GHz频段的LMDS已在发达国家大量应用，预示数字微波技术仍将拥有良好的市场前景。

二、数字微波通信技术的特点分析

数字微波通信技术具备多方面的特点，具体表现如下：

1、抗干扰。数字微波通信技术具备强烈的抗干扰能力，不会有线路噪声累积。数字信号所具备的再生功能，可以使数字微波当中继通信的线路噪声避免逐站累积。如果由于干扰让数字信号发生误码，则在以后传输中要想使误码问题得到有效解决，则非常困难。因此，误码便会呈现逐站积累的趋势。2、保密性。数字信号极易进行加密，数字微波通信设备有扰码电路的应用，同时可以结合具体情况完成加密电路的设置。并且，基于数字微波通信当中，所应用的天线具备非常强烈的方向性。因此在与数字微波射线方向发生偏离的情况下，是无法获取微波信号的。3、节能降耗。由于数字微波通信设备不会占用很多空间，因此具备节能降耗的特点。4、易构建数字通信网。基于数字微波通信技术系统当中，能够进行数字信息的传递；并且，还能够通过对计算机的应用，对不同种类的信息进行控制及传递。

三、数字微波通信技术的发展分析

（一）数字微波通信技术的发展现状

初始阶段，微波通信系统均为模拟制式，与同轴电缆载波传输系统具有相似性，均为通信网长途传输干线的主要传输模式。大致上分析，在我国，城市之间电视节目的传输便是借助微波传输的。到了20世纪80年代末，在传输系统过程中，同步数字系列的应用越来越广泛，同时数字微波通信系统的容量也越来越大。随着科学技术的突飞猛进，在固定宽带接入领域当中，数字微波通信技术得到了广泛的应用。由此表明，数字微波通信技术具备优良的发展前景。

（二）数字微波通信技术的发展方向

由于数字微波通信技术本身具备的不同特点，其发展方向也呈现了多样化的特点，具体表现如下：

1、实现QAM调制级数的提高。对于目前的数字微波通信技术来说，要想使其频谱利用率得到有效提高，一般需要利用多电平QAM，即为正交幅度调制。现状下，主要使用的为512QAM，未来可能会使用1024QAM或2048QAM。以此作为基础，在信道滤波器的设计方面也有了更高的要求，要求其余弦滚降系数可以维持在一定的程度。2、网格编码调制技术与维特比检测技术的应用。要想使系统误码率实现有效降低，便需要使用具有复杂特点的纠错编码技术。但是，利用该技术会降低频带的利用效率。因此，网格编码调制技术便在其中起到了实质性的处理作用。在使用网格编码调制技术的基础上，还需要使用维特比算法完成解码。就目前而言，在高速数字信号传输过程中，使用该类解码算法具有一定的难度。3、自适应时域均衡技术的应用。要想使码间干扰率得到有效降低，便需要使用自适应时域均衡技术，该技术具备高性能及全数字化等多方面的优势。同时，使用该技术还能够使正交干扰与多径衰落等问题在一定程度上实现有效避免。4、多载波并联传输技术的应用。要想使发信码元的速率实现有效降低，同时使传播色散造成的影响实现有效避免，应用多载波并联传输技术便有着实质性的作用。同时，该技术还可以使瞬断率实现有效降低，一般降低至改变前的1/10。另外，随着数字微波通信技术的发展，发信功放非线性预校正等也能够得到极为广泛的应用。

四、数字微波通信技术的应用探究

数字微波通信具备多方面的特征，包括组网便利、建设周期短及耗费成本较低等。现状下，数字微波通信技术应用广泛，并且具备多方面的作用，具体表现如下：

1、可当作干线光纤传输的备份及补充。一般情况下，当干线光纤传输系统遭遇自然灾害时，点对点的SDH微波及PDH微波可以完成及时有效的修复。2、能够为用户提供基本的业务信息。在农村、海岛一些偏远地区中，数字微波通信技术能够得到有效应用，进一步为用户提供基本的业务信息。3、可在城市内的短距离支线连接中应用。包括了通信节点间的连接、基站控制器和基站间的联通等。4、能够实现宽带无线接入。宽带无线接入技术作为一种优良的通信技术，具备快捷且方便的特点，在高速数据业务竞争中，该技术也具备一定的应用价值。比如LMDS技术，即为本地多点分配业务技术，该技术具备快速启动的优势，只需耗费较低的建设费用，便能够在很短的时间内使组网实现有效完成。

五、结语

通过本课题的探究，认识到在数字微波通信技术突飞猛进的发展势态之下，不但能够应用在传统的传输领域当中，而且还能够应用在固定宽带接入领域中，并起到极为有效的应用效果，比如能够当作干线光纤传输的备份及补充、能够实现宽带无线接入等。相信充分利用数字微波通信技术，将能够为人们带来极大的便利，进一步为数字微波通信技术的完善推波助澜。

参考文献：

[1]郑联.数字微波通信技术在电视直播中的使用地位分析[J].中国高新技术企业，2013，04：60-62.

[2]宝玉英.刍议数字微波通信技术在电视直播中的运用[J].电子技术与软件工程，2013，13：22-23.

[3]刘忠华.谈数字微波通信技术在广播传输中的应用[J].科技创新与应用，2012，07：23-25.

微波通信篇3

关键词：电力系统；微波通信；质量指标；故障处理；安全管理

中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1009-0118（2012）-03-0-01

一、电路管理体制

微波通信电路是电力系统专用通信网的组成部分，各级通信管理部门必须执行局部服从整体、区段服从全程、支线服从主干、下级服从上级的原则，努力做好本单位所辖电路、设备的运行维护和管理工作，确保电路畅通。

二、技术管理

（一）电路管理。1、微波电路的启用、停运和检修，应得到相关通信调度部门同意后，再由部、网、省微波通信管理部门统一安排；2、在微波主干电路上开放区域性电路时，有关微波通信管理部门应对其可行性报告进行审核，待批复后方可开展工作。

（二）数字微波电路的质量指标。1、终端话路在零相对电平点，容许噪声功率应不大于－50dBm，即100 00pW；2、群频频率特性，不均匀度在公务（及控制）带内120路应小于dB，300路设备应小于dB；在基带内120路设备应小于.5dB，300路设备应小于dB；3、在主用波道丧失而备用波道正常时，波道应自动倒换，倒换时间小于2ms；当噪声功率升高到规定值且保持时间在10ms以上时，波道应自动倒换，倒换时间小于15ms。

（三）设备管理。1、微波设备因使用时间长或其他原因，经维修后达不到应有的质量标准时，可列入计划进行大修，以恢复和提高设备性能。大修尚不能恢复应有性能时，可向所属单位的通信管理部门提出更换设备的申请；2、微波设备的停用、报废、调拨和转让，需经所属单位的通信管理部门进行调查并提出报告，报相关主管部门批准；3、代维设备管理。在机房和供电系统条件允许下，外单位用户要求将自用设备装设在微波站者，必须与微波站所属通信主管部门洽谈。

（四）质量管理。1、建立质量管理责任制、定期进行质量分析和检查、开展质量的评比竞赛是质量管理的基本环节，各微波站要根据有关规定认真执行；2、质量管理的重点应放在设备的日常维护、检修上，要及时解决影响通信质量的问题，确保电路、设备的技术性能符合标准要求。

（五）频率管理。1、新建微波电路频率应及时将批复件副本报当地建设部门备案，以保护微波信号空中传播走廊；2、微波电路的频率、方位和使用范围一经批准不得私自变更。如需变更，必须重新向无线电管理委员会提出申请，待批准后方可实施。

三、电路和设备的维护及检修

（一）维护和检修计划。1、微波电路的维护应以预防为主，按计划检查测试，根据运行状况进行检修，把技术维护管理的重点放在日常维护工作中去；2、微波电路的年度维护、检修计划由其主管的相应的总站、中心站负责编制，并在核批后开始实施。检修时间应安排在夜间；3、微波站应根据本规程制定的测试项目、范围、电路维护、检修计划及本站具体运行情况，编制月维护计划表。

（二）电路和设备的测试项目。1、设备日（周）检测项目。主要对微波信道设备、复接设备（或终端设备）、电源设备等各项面板表头指示以及话路（音终盘）盘性能进行抽测；2、设备月（季）检测项目。主要对微波信道机、分路机、终端机（或群路设备）的主要功率、电平、频率指标、电源设备、蓄电池容量、比重等各项指标进行测试，对话路（音终盘）盘性能进行抽测；3、设备年检项目。数字微波电路和模拟微波电路的年检一般每两年进行一次，特殊情况年检时间可提前或推迟进行，推迟时间不得超过半年。

（三）故障处理。1、电路发生故障时，值班员应按下列原则进行处理：一是运行电路发生中断后，应立即投入备用电路（或抢、倒通）再进行故障电路的检修、分析；二是在抢通电路的过程中所采取的临时性措施（如中转、短接等），应在故障消除后及时恢复，并做好详细记录以便查考；2、处理电路故障时，应按收端指挥、发端配合、中心站协助、分段查找、逐段推进的原则进行。各站应相互支持、密切合作、协同处理；3、为了迅速、准确地处理故障，各级维护单位要不断总结故障处理经验，制定故障处理程序（导则）和抢通电路方案。

四、安全管理

（一）微波铁塔上不应装设影响铁塔安全和通信质量的设备。凡需装设航空障碍标志者，应根据当地航空部门的有关规定设置。

（二）登天线铁塔工作系高空作业，严禁在大风、雷雨天气或酒后登塔作业。登塔作业人员必须经医务部门体检，安全考试合格，经主管部门批准；每次工作不得少于两人，且高处作业必须遵守DL409《电业安全工作规程》（电力线路部分）的有关规定，并享受电力系统内高处作业工种同等待遇。

（三）过量的微波辐射危害人体的健康。根据卫生部《微波辐射暂行卫生标准》的规定，为贯彻预防为主的方针，应采取下列措施，尽量减少和消除微波辐射对人体的危害。首先，微波通信人员在进行微波作业时（天馈线调测、设备检修）要穿微波防护服、戴防护帽和防护眼镜。其次，要了解和掌握微波工作人员的健康情况。第三，为保证微波工作人员的健康，应使微波工作者尽量减少受辐射时间。

（四）无人值守站所属主管单位应与当地公安部门、地方政府加强联系、搞好联防，做好安全教育宣传工作，同时可配备1名保卫人员。无人值守站内铁塔、无线必须设置保护设施，并会同当地公安部门出告示，严禁攀登。

（五）微波站的防雷系统必须符合DL548《电力系统通信站防雷运行管理规程》中的技术标准。各站应认真做好检查维护工作，及时消除雷击事故隐患，保证人身和设备安全。

五、运行统计与评价

微波电路、设备运行水平的高低及专业管理质量的优劣，可通过运行统计和故障评价进行考核。而采取数理统计、定量描述运行状况，是评定微波通信质量的主要方法。

六、结语

微波通信篇4

[关键词]微波通信 网站建设 保障措施

微波通信网站建设是一项复杂又漫长的过程，为了保障工程建设施工的正常运行，只有依靠测绘来为其提供信息及技术支持，才能为工程设计提供准确的参考依据。在微波通信网站建设测量的过程中，要想制定一套完整详细的测量质保方案，必须要求测绘人员充分了解微波通信网站建设的内容和管理方法，再联合其它相关部门才能实现可行高效的要求，确保通信网站建设的长期发展。

一、微波通信网站建设的测量内容及要求

微波通信网站所涉及的项目极为广泛，如：大地、地形、水文、地质、工民建筑等业务，在对其进行规划建设和更新改造过程中，需要做好详细的测绘工作，才能为其提供大量的信息和技术，才能将其作为工程设计的主要依据和施工保障。首先要对各中继站微波发射塔的中心坐标和高程进行测绘，要求中心坐标X，Y及海拔高度要精确到米，经纬度精确到秒，这样才能保证测绘的准确性。其次要测绘中继站至发射塔的间距，测绘范围尽量保持在两侧30度、间距500米以内，同时还要测绘微波通道中高大建筑物的遮挡情况，利用局部通道地形断面图的测绘方式进行，这样可以使测量结果更加全面、更加精确。此外还要对选取站址的地形、水文、气象状况等因素进行测量，在测量过程中一定要按照国家规定的定量标准实施，要求测绘比例尺为1：100的标准，并在测量图中标明磁北方向和磁偏角，同时还要注明相应的控制杆及其坐标和标高的准确数据，标出方案中发射塔中心坐标的位置。这样工程师才能根据具体测量数据及空间关系选择最佳的建设方案，从而实现网站建设的科学性。最后在完成测量任务后，还要进行建档工作，主要是对测量建设内容进行归纳和的整理。同时在绘制图纸和资料时，工程师一定按照相关工程档案中的详细要求来进行，并做好其保存和归档工作。

二、微波通信网站建设中的具体测量保障措施

1、施工前的质量管理与保障。在进行微波通信网站建设之前，相关监理单位要做好决策阶段的质量管理工作，全面搜集相关资料及研究方案，根据所采集的结果来确定工程的可行性，并制定最佳建设方案，并详细明确出建设流程和必要的风险评估工作。另外还要对施工单位进行严格的审查，看其是否符合微波网站建设需求，对其所涉及的合同及文件报告进行监测和审阅，若发现任何问题应及时做出妥善的纠正。此外监理单位还要准备对应的检核设备及审查方法，以便于对建设进度、规划和方案做出正确的审查，同时对采用的施工技术和施工材料进行全面的审核，避免出现任何质量提，影响工程的顺利开展，检查其施工条件是否符合微波网站建设的标准，从而为保障网站建设质量奠定坚实的基础。

2、加大施工过程的质量管理力度。在微波通信网站建设过程中，最重要环节就是保证各项施工工序的质量，因此监理部门就要加大监督力度，对施工人员的技术水平和操作规范都进行严格的控制，杜绝一切违规操作的现象发生，避免出现质量问题，拖延工程进度、增加工程成本。另外还要完善施工保护措施，确保各施工环节的顺利进行，加大检查管理工作，对所提交的相关技术资料及工程验收记录进行全面的审核，防止出现违规更改使其与设计要求不相符合的现象发生，并根据问题提出对后续工作的要求和具体实施办法。其次监理人员要及时向上级领导提交所有技术审定报告，如：水电检验表、竣工图、竣工验收表等。并积极配合各部门解决一切施工过程中存在的质量问题，采用科学合理的措施和手段将所有安全隐患打消在萌芽中，避免影响工程的整体质量。最后监理部门要做好竣工后的质量管理与保障工作，按照工程制定的验收标准，对已完成的微波通信网站进行严格的竣工检验，一旦发现不合格的工序或操作，应联合相关部门对其进行及时的解决和处理，制定相应的解决措施，在调整完毕后还要进行再次的检测和审批，一切符合要求后再进行后续的相关工作。

微波通信篇5

关键词：数字微波通信技术 卫星数字通信技术 广播传输

中图分类号：TN914.3 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）05-0056-01

1 引言

在广播传输中，为了促进传输质量的提高，为人们接收广播创造良好的条件，离不开相关技术的运用。数字微波通信与卫星数字通信技术在通信领域具有重要意义，对提高传输质量具有重要作用，是广播传输中不可忽视的技术类型。下面将结合广播传输的实际工作，对这两种技术的运用进行探讨分析。

2 数字微波通信技术在广播传输中的运用

2.1 基本的原理

在空气中传播的时候，微波与光波的传播特性相同，呈现出直线前进的方式。传播中如果遇到阻拦就会被反射或者阻断。数字微波通信的方式主要是视距通信，传输中容易受到多种因素的负面影响，例如地球曲面等。如果需要进行远距离通信，应该采用接力传输的方式，对信号进行多次中继转发，从而满足传输工作的需要，到达指定的地点。在数字微波传输线路中，终端站位于线路的两端，而中继站则位于传输线路上，一般隔50km设置一个，整条线路上设有几个甚至几十个。它们的作用是接收数字信号并进行放大，转发至下一个中继站，通过这种方式达到提高数字信号传输质量的目的。数字微波通信常用频段为1.4GHz、4GHz、7GHz、8GHz、13GHz、15GHz，广播系统常用8GHz频段。

2.2 功能与特征

微波频率高，波长较短，可用频带宽，频率在300MHz―300GHz之间，具有其他电波不可比拟的优势。数字微波信息容量大，传播质量高，满足实际工作的需要，包括卫星数字通信系统在内的数字通信系统都工作在微波地段。另外，数字微波网络组网灵活，传播质量高，建设速度快，能够节约投资，受自然环境的影响较小，具有较强的抵抗自然灾害的能力，是网络传输的重要方式，得到十分广泛的运用。

2.3 具体的运用

数字微波通信通过地面视距进行广播节目信息传送，传输过程中运用数字化处理技术，这样不仅能够抵抗传输中遇到的干扰，还能够提高传输质量，更好满足广播传输的需要。广播电台运用多路数字传输终端设备，设备包括发端机和收端机，并拥有数字微波接口和光端接口。发端机可将信号、数据转换成数字序列，送往微波调制机和光调制机传送，然后通过功放和天线发射出去。收端机将收到的码流进行信道解码，纠错解码电路。对广播电台节目信号来说，它能够通过数字微波通信系统完成，传输线路两端设有传输设备，发挥各自的功能，完成信号的传输，满足广播对信号的需要。

3 卫星数字通信技术在广播传输中的运用

3.1 基本的原理

广播卫星有C波段和Ku波段转发系统，发射站将广播电台播控中心送来的信号进行处理，调制、上变频、高功率放大后，向卫星发射C波段和Ku波段信号。同时也接收卫星下行转发的微波信号，监测卫星转播节目质量。星载转发器接收地面上行站送来的微波信号，经放大、变频、放大后，发射到地面服务区。

3.2 功能与特征

卫星数字通信能够实现两个或者多个地面站的长距离大容量通信，是广播传输的主要方式之一，具有自身显著的特征，其覆盖面积十分广泛，信息传输质量高，能够节约投资，方便维护，信号容易处理，可以满足更多用户的需要，在实际工作中得到广泛的运用。

3.3 具体的运用

3.3.1 卫星数字广播

在广播电台数字传输系统中，卫星数字广播传输是不可缺少的。整个节目的采集、制作、播控，所有节目信号通过光缆、微波传输至卫星地球站，实现广播电台节目全面上星。

3.3.2 卫星转播车

在传输过程中有多种不同的传播方式，卫星、地面微波、地面电信线路都能够实现传播，传播内容包括视频、音频、网络节目。在具体运用中，主要为大型转播现场提供综合传输信号，同时可以作为现场视频、音频信号采集、播控平台，能够实现四路标清视频转播信号，多路音频转播信号的采集，控制。

3.3.3 现场直播车

通过运用该方式，能够实现广播节目、网络视频、音频直播，系统包括车载平台、节目操控系统、电信传输系统等。通过现场直播车的支持，能够为节目直播提供平台，为频道提供现场直播机房，有线数据通讯，卫星传输等，还能够为电台网站多路视频直播信号采集系统，控制系统等等，满足现场直播的需要，更好的为观众接收节目提供方便。

4 结语

总之，数字微波通信与卫星数字通信技术具有自身的显著特点和优势，满足广播传输的需要，在具体运用中具有重要作用。今后随着技术的发展和进步，多元化、网络一体化是这些技术的发展趋势。在具体工作中，通过这些技术的运用，不仅会提高系统集成化水平，使系统的功能进一步增大，增强广播传输的安全性，还会提高广播传输的质量，更好的满足人们需要，推动广播传输的进一步发展。

参考文献

[1]郑联.数字微波通信技术在电视直播中的使用地位分析[J].中国高新技术企业，2013（4）.

微波通信篇6

海微波通信系统由多个子系统模块组成，在设计阶段就明确了各子系统之间的分工。无线数据链系统作为整体系统当中较为重要的子系统承担了通信传输、反馈的重要任务。数据链系统的功能必须包含数据接口功能、移动通信网络中能够指挥和调度数据并且循环使用，同时对于信息反馈功能中具体的要求必须能够满足与地面传输和天空传输之间的信息传输。无线数据链子系统的保密功能尤为重要，在对信息进行传输的过程中要有严密的保护措施，要足以保障信息的安全性。位于地面的基地站发出数据的时要对于数据的传输做出一定控制调度从而确保数据链的正常指挥调度功能。无线数据链系统同时还包含着系统中所具有的资源配置、信息保密以及故障管理功能。为实现海微波通信系统中某型无线电数据链能够正常的满足使用者对于数据资料的传输，设计者就地面传输与天空传输当中存在的信息传输不稳定问题，提出了使用了以C波段链路和UHF波段路为主要组成部分的微波通信系统，同时利用空中搭载飞行器中的通信传输设备与地面设备之间构成数据的传输通道，来保证地面与天空之间的信息传输能够正常稳定的进行。海微波通信系统的工作模式采取先进的频分双工运行机制，致力于提高通信保障能力，数据链子系统当中就如何对抗衰落、抗多径的问题作出了补充说明，同时就设计者如何优化利用资源更高的完成设计任务目标提出了建议。

2数据链子系统构成中存在的问题

数据链子系统与一般的信息系统部不同，一般而言，数据链子系统当中留存着数据链之间相互连接和与信息传播、接收以及指挥者之间的关联因素，同时这些要素都间接或者直接的构成了整体的数据链系统，结合上述这些单元进行的数据传输形式就是数据链子系统的构成模式。

2.1如何抗多径衰落

天线在传输过程当中左右旋极自身会形成隔离，利用旋极之间的隔离从而减弱信息反射径的范围。圆极化天线在信息传输的在经过不同介质的发射后左右旋极会发生变换，如在海面进行信息传播，大范围的海水发射会使发射的线路发生变换，导致左右极旋发生颠倒，以此来确保信息传输是旋极的正常旋转。调查实例中发现，大范围海水环境中进行数据传输时，发射度强反射通路复杂是普遍存在的环境问题，为了调整减弱这种影响，系统在进行海域环境进行传输的过程中应当抗衰落功能优越的调制体制，同时还可以采用一些功能强大的抗多来保证信息传输的正常化。OFDM调制机制在海域环境中进行传输时所起到效果的较为满意，先进的多载波调制和其独有的频率循环使用的技术，为其所受到的海面发射之后数据串码之间的相互排斥干扰起到控制平稳的作用。相对于选择性衰落和时间性衰落中极强的抗窄带干扰属性，滞后的单载波所达到的效果就显得有些不尽人意。对于如何提高链路净衰落的储备，我们优先采用OFDM/QPSK体制。

2.2运行中的微波通信系统

海微波通信系统有三条主要的无线数据传输通道，即同步控制通道、上行控制通道、下行控制通道。其中上行和下行控制通道的运转模式的频率信道是保持水平的，在系统进项信息的传输和接受反馈过程中，分离了保护频段和传送信道，即我们称它为频分双攻时多分址体制，同系统下的数据同步以及数据调度都能够利用这种机制来得以实现无线数据的实时遥控。便于了解各个信息基地是否处于正常的工作状态，同时还有利于各基地站之间信息的传送往来。

3实践中通信系统的完备

实践是检验真理的唯一标准。本文在进行大量资料研究的同时重视实验结果，实验中发现通信系统和无线设备在正常工作的情况下对于串码的辨别很清晰，同时我们还观察到系统在系统传输过程中屏幕所显示的频谱较为稳定。导致系统无法正常工作的阻碍有许多，系统运行的年限、系统所处的地域环境、无线设备的完整等等都可能导致系统的频率不稳定影响系统的征程工作。目前通信设备的发展中，对于合理解决平衰落的主要措施的主流方法有三种。由于现实条件和不同的通信设备所约束，使得我们之前采取的那种功能效果强、天线覆盖广、的解决措施不能被现实情况所接受应用，对于当前的此种情况我们提出了一些较为合理的解决措施，采用圆极化天线和分集措施，稳定电波传输之间的稳定程度降低故障的发生率。频率分集不是简单的在调制器当中加入一个或者多个调制器，要兼顾到频率的之间的稳定平衡，和难以不同的外在因素，平衡基地站之间的频率强度，综合不同基地站不同距离和环境，来设定两者之间的无线数据链。实验中我们发现，两基地站之间的距离越远，对于平衡频率的衰弱难度就越小，地点为20dB的深度衰落和12dB的深度衰落对于系统的功能发挥使不同的。利用仿真实验得知，船只的距离和基地站保持在30km之外时，天线的角度就会发生变换，即倾斜俯仰<2°，同时这种情况下天线发出的波束和海面所产生的发射强度会有一种相互减弱的作用，所以这就要求设计者在设计系统是不能简单的考虑问题和依赖别的环境下的实践经验。通过实验研究，对于频率分集以及天线圆极化在不同情况下所显示出的效果，和信号频率衰落之前的相互影响，得出结论。要确保通信设备和无线数据链能够在各种不同的情况下正常使用，就必须设计出符合外部因素要求的频率波段。

4结束语

海微波通信系统信息化程度先进，数据图像资料和信息传输稳定。作为海微波通信系统当中的关键部分之一，我们需要去了解它的工作原理和工作模式，在对系统的设计初衷、数据链子系统构成当中所存在问题和解决方案以及接受技术的研究总结之后表明，在系统的设计初级阶段就要切实考虑到通信系统将会在如何工作情况下工作并且提出可行设计方案，通信系统的工作要求，需要设计者去费心竭虑的思考怎样优越的设计，才可以在不同地点中变幻多端的情况下抑制住衰落的嘉庆，才能保障通信设备不管在多么恶劣复杂的情况下都能正常的进行工作，这对于通信系统中无线数据链的完备起着至关重要的作用。结合上文提出的经验案例，我们希望可以为设计者提出一些设计思路和解决方案。

微波通信篇7

关键词 宽带；圆极化；口径耦合；微带天线阵

中图分类号：TN965.2 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）14-0009-03

近年来，卫星通信设备在S 波段大量涌现，且都向着集成化、宽带的通信体制方向发展。大多数通信体制要求天线在带宽大于20%的范围内具有高纯度的圆极化特性，且天线还应具备小体积、轻重量、低剖面、易与通信设备集成、方便携带等特点，这给卫星通信设备天线的研究带来了严峻的挑战。

微带天线具有小体积、轻重量、低剖面、易集成、多样化的馈电形式和极化方式等诸多优点，在卫星通信领域备受亲睐。但微带天线是谐振类天线，品质因数高、带宽很窄，因此，有大量的研究是关于微带天线的频带展宽技术。文献[2]采用斜对角线馈电的方式实现了圆极化工作，获得了6.8%的相对阻抗带宽；文献[3]采用多层介质耦合馈电结构设计了一种新型的宽带圆极化微带天线，阻抗带宽达到了14.3%。文献[4][5]分别设计了由线极化单元合成圆极化的阵列天线以及宽带的共面波导馈电形式的圆极化天线。以上文献介绍的天线频带都有不同程度的扩展，但都存在结构复杂、不易加工、难集成、不适合在阵列天线中应用的缺点。为了满足S 波段卫星通信体制的苛刻要求，采用口径耦合馈电，运用连续相位旋转法实现圆极化工作，增加空气层展宽天线带宽的方式设计出四元微带天线阵。最后制作了天线阵实物，实测和仿真结果吻合较好，从而验证了该方法的正确性和实用性。

1 天线单元设计

1.1 天线单元的设计

图1（a）为天线单元的侧视图，图1（b）为天线单元的俯视图。方形切角辐射贴片作为激励元倒置于εr1=2.2，h1=1 mm的聚四氟乙烯板的下面，这样布置一方面使低介电常数的基板增加了天线带宽，另一方面使介质板起到了天线罩的作用。εr2=3.38，h2=0.305 mm的陶瓷碳氢混合物板上面是开缝接地板，接地板中心处刻有H型缝隙结构。两层介质板之间引入介电常数为1.006的空气基板，从而增加了基板的总体厚度，降低了天线的Q值，扩展了天线带宽。高介电常数的陶瓷碳氢混合物薄基板结合空气层可以抑制高次模和表面波的激励，并对已产生的高次模和表面波有束缚作用。为了减少H型缝隙所引起的背向辐射，在接地板下方加了一层金属反射板。

根据Pozar提出的口径耦合天线理论，可以计算出天线单元的基本参数。

谐振频率主要由决定。把谐振频率带入公式（1）至（5），从而得到设计初值。利用电磁仿真软件建模，通过优化设计参数得到满足电性能指标的结构尺寸。

1.2 天线单元的仿真结果

优化后天线单元主要参数如表1所示。天线单元的驻波比和轴比特性曲线分别如图2、图3所示。

由图3中可以看出，天线单元3 dB轴比带宽为178 MHz。因此，在工作频带内，圆极化特性和阻抗匹配特性良好，可以作为天线阵列的单元。

2 天线阵列设计

2.1 阵列天线的馈电网络设计

设计的馈电网络采用了多节λ/4波长阻抗变换器以便展宽频带，其中1、2、3、4是馈电端，通过口径耦合的方式分别给对应的天线单元馈电，如图4所示。采用该馈电网络既可以与50欧姆的输入端进行阻抗匹配，也可以在相邻的天线馈线端产生90°的相位差，且能保证对每个天线单元进行等功率馈电。这样的串并馈相结合的馈电网络分布，空间布局合理紧凑，与传统的并联型馈电网络相比，馈电路径长度较短，辐射单元与馈线间的相互影响较小，馈电比较均衡，易于工程实现，可以满足天线阵宽带和高增益的要求。

2.2 阵列的设计

在串并馈相结合的馈电网络分布基础上，采用连续相位旋转法的阵列天线技术，对天线单元依次旋转90°进行组阵。设计中辐射单元方向正交，这样辐射场分量也相互正交，可以有效地消除高次模所引入的交叉极化，可以显著地改善阵列天线的圆极化纯度和轴比带宽。因此，利用四个圆极化天线单元连续旋转再次组合成圆极化天线阵列，不仅能在原圆极化元获得频带的基础上扩展更宽的频带，更有利于其在低剖面阵列中的集成应用。

2.3 阵列的仿真与实测结果

基于以上设计，对该天线阵进行了电磁仿真和参数优化，得到阵列天线的VSWR、轴比和方向图曲线，并根据优化参数制作了阵列天线实物，并在微波暗室对天线阵进行了测试。驻波比实测与仿真对比结果如图5所示，实测结果比仿真结果略向高频偏移，在1.85 GHz～2.35 GHz频率范围内VSWR≤1.5，相对阻抗带宽约为23.8%。

阵列天线实物如图6所示。图7给出了阵列天线在2.1 GHz频率处实测与仿真的E面和H面方向图对比结果。在2.1 GHz频率处，E面方向图和H面方向图十分对称，且具有宽波束特性，

天线阵主瓣宽度E面约为31.2°，H面约为31.2°。实测天线阵最大增益为14.5 dB，第一旁瓣电平为-12.6 dB。从图8可以看出在2.1 GHz频率处，天线阵轴比保持在1.2 dB。阵列天线实测和仿真结果趋势一致，从而验证了该宽带圆极化天线阵设计方法的正确性。

3 结论

结合S波段卫星通信，提供了一种设计宽带圆极化微带天线阵的设计方法，为验证该方法的正确性和实用性，在理论设计的基础上，根据电磁仿真软件的优化参数制作了天线阵实物，实测结果与仿真结果吻合较好。该天线阵结构简单、易于加工、成本低廉，可满足S波段卫星通信设备的宽带和集成化应用。

参考文献

[1]D. M. Pozar and D. H. Schaubert， Eds.， Microstrip Antennas， the Analysis and Design of Microstrip Antennas and Arrays. Piscataway， NJ：IEEE Press， 1995.

[2]Wong K L， Wu J Y. Bandwidth enhancement of circularly-polarised microstrip antenna using chip resistor loading[J].Electron Lett， 1997， 33（21） ：

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[3]朱莉，王光明，高向军，等.一种新型宽带圆极化微带天线的设计[J].微波学报，2008，24（3）：21-24.

[4]Wu Jun Wen， Lu Jun Han. Circularly Polarized Patch An- tenna Arrays With Broadband Operation [J]. Microwave and Optical Technology Letters， 2003（5）：

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[5] Chen Jen， Huang Chung Shao， H su Powen. Circularly

Polarized Patch Antenna Array Fed by Coplanar Waveguide [J]. IEEE Trans on AP， 2004（6）： 1067-1069.

[6]徐永杰，姜兴.用于卫星通信的Ku波段宽带双频双极化微带天线阵[J].电子技术应用，2010（6）：146-150.

[7] Huang J. A Ka-band circularly polarized high gain microstrip array antenna[J].IEEE Transactions on Antennas and Propagation， 1995， 43（1）： 123-116.

[8] Ramesh Garg， Prakash Bhartia， Inder Bahl， A.Ittipiboon Microstrip Antenna Design Handbook. Norwood：Artech House Inc， 2001.

[9]徐永杰，姜兴.Ku频段宽带双频双极化微带天线阵的设计[J].电波科学学报，2010，25（1）：146-150.

作者简介

郭锋（1983-），女，河南南阳市人，工程师，研究方向：天线理论与技术、微波器件与电路等。

微波通信篇8

【关键词】无线通信；微波通信；激光通信

一、无线通信概述

1895年，意大利的G·马可尼利用电火花产生的电磁波先后在9m、975m和3000m的地方收到电报信号，由此开辟了无线通信的先河。经过一个多世纪的发展，无线通信从理论到技术到系统发生了巨大变化，在当前信息化时代的建设中扮演着越来越重要的角色。

无线通信是指利用电磁波的辐射及传播，通过空间传送信息的通信方式。无线通信较有线通信的优点在于其通信不受时间、地点的限制，具有高度的机动性和灵活性，架设时间段且方便，可适用于各种场合，尤其在自然灾害以及山区等不易铺设有线通信线路的地方使用更加方便，可靠性高。因此无线通信从一开始就受到广泛关注且迅猛发展。

无线通信起初使用的频率较低，频率范围较窄，波段主要限于长波和中波。随着技术的不断发展进步，频率的使用范围越来越宽。目前，无线通信按使用的频率进行划分可以划分为：极长波、超长波、特长波、甚长波、长波、中波、短波、超短波以及微波通信。此外由于激光具有方向性，相干性以及单色性好等特点，且光波也是一种电磁波，因此，激光通信也属于无线通信的范畴。

二、无线通信的发展

在无线通信的初期，受技术条件的限制，人们大量使用长波及中波进行通信。到20世纪20年代初人们发现了短波并将其应用于通信中，短波通信在20世纪60年代卫星通信兴起前一直是远程的国际通信的重要手段。

在众多的无线通信中，微波通信传输性能稳定，频率高带宽宽，因此其通信容量较大，可传送综合业务信息。此外由于微波波长较其它长波的波长短，因此同尺寸的微波天线可以获得更高的增益。相对于其它波段微波通信系统建设速度陕，灵活性更高。因此，微波通信自上世纪40年代产生时就成为了长距离大容量的地面干线无线通信的重要手段。微波通信在此之后备受关注并得到了迅速的发展。

微波是频率在300MHz-300GHz之间，波长通常为1m-1mm的电磁波。在微波频段，由于频率很高，电磁波的绕射能力弱，所以信号的传输主要是视线距离内的直线传播，称为视距传播。微波与短波相比传播稳定，但其传播受大气折射和地面反射的影响。此外，对流层中的大气湍流气团对微波有散射作用，利用这种散射作用可以实现微波的超视距传播。

微波通信是指用微波作为载波来载送信息的通信方式。微波通信采用中继传输。微波通信按其传送信号可分为模拟微波通信和数字微波通信。

起初模拟微波通信传输容量可达2700路，也可同时传输高质量彩色电视信号。由于数字微波通信有诸多优点，之后逐步进入中容量乃至大容量的数字微波传输。上世纪80年代中期以来，随着自适应衰落对抗技术以及高状态调制与检测技术的发展，使数字微波通信产生了革命性的变化。特别是高速多状态自适应编码调制解调技术与信号处理及信号检测技术的发展，使得数字微波通信技术在卫星通信、移动通信、全数字高清电视传输、通用高速有线/无线接入的信号设计及信号处理等诸多领域发挥着重要的作用。目前，数字微波通信和光纤通信、卫星通信并称现代通信传输三大支柱。数字微波通信作为微波通信的主流快速的发展并拥有良好的前景。

但微波通信也存在着一些缺点，例如其传输应具备视距传输条件，两站之间传输距离不是很远（一般不超过50km），另外频率必须通过申请，通信容量不能做到很大，因此人们在追求另外一种通信容量更大的无线通信方式——激光通信。

三、一种很有前途的无线通信方式——激光通信

纵观通信发展史，从明线到中短波到同轴电缆再到微波、卫星通信以及光纤通信，有线、无线不断交错发展，实质上是带宽资源的不断开发以及扩展利用的过程。由于激光频率更高带宽更宽，无疑使激光通信成为人们继微波通信后作为无线接入手段的又一焦点。

激光通信是指应用具有方向性和单色性好的激光作为载波来传输信息的通信方式。激光通信是实现全球高速、实时通信的有效手段，具有很大的民用和军事应用潜力。激光通信按应用环境来分可分为大气激光通信和自由空间激光通信。按接收体制可以分为直接探测的激光通信和相干探测的激光通信。相干探测体制较直接探测具有灵敏度高，中继距离长，频率选择性好，通信容量大，可实现多种调制方式等优点。

随着高性能激光器以及光电探测器的研制开发以及光通信技术的发展，激光通信作为新兴的宽带无线接入方式受到人们广泛的关注。它能有效的解决通信容量瓶颈问题，具有广阔的应用前景。

激光通信具有以下优点：

1、良好的安全保密性

由于激光的高指向性使它的发射光束发散角很小，方向性好，使得其具有截获困难因而具有极高的保密性。

2、设备尺寸小

由于激光波长短，因此在同样功能情况下，光学收发天线的尺寸要比微波通信的天线尺寸要小的多，同时其具有功耗小、体积小、重量轻等优点。

3、架设迅速

激光通信设备体积小，重量轻，使得通信架设组网速度快，只需在通信节点上安装设备，适合作为故障应急通信链路以及通信干线无法到达的区域的通信。

4、具有极高的通信容量

理论上用激光作为载波通信，一束光可以同时传输100亿路通话信路，目前实际做到可同时传送几千至几万路通话信路。

5、无需频率许可证

激光通信频率工作在350THz以上，设备间无射频信号干扰，所以目前无需申请使用许可证。

基于以上优点，激光通信受到各国的广泛关注，投入了大量人力、财力和物力。研制出了不少的通信产品。

四、无线通信的展望

为了满足人们对通信多样化的需求，未来的通信网将向数字化、综合化、宽带化、智能化以及个人化的方向发展。未来通信也必将是以光纤通信为主干网，无线通信为补充的通信网格局。无线通信必将发挥其可移动，灵活性高，稳定性好的巨大优势，实现对未来通信网的无缝覆盖。此外，可以预见，激光通信的诸多优点使得其作为下一代无线通信发展的方向有着巨大的发展空间和诱人的发展前景。

参考文献

[1]邬正义，范瑜，徐惠钢.现代无线通信技术[M].北京：高等教育出版社，2006

[2]白杉.微波通信的回顾与展望[J].电力系统通信，2006年第6期：25—28

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[5]柯熙政，席晓莉.无线激光通信概论[M].北京：北京邮电大学出版社，2004

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