微波通信技术论文范文

微波通信技术论文篇1

【关键词】微波通信技术 发展现状 发展趋势

电信领域范围内，凡是处于300MHz至300GHz频段内的通信，都可称之为微波通信。微波通信于20世纪中期开始应用于实际生活当中，其能够实现大容量通信，且建设速度较快，质量较高，通信过程稳定，维护便捷，由于上述优点，使其成为目前应用极为频繁的传输方式。相比光纤通信以及卫星通信，微波通信的通信网更为容易建立，即使处于山区、农村等较为偏僻的地区，也可以实现微波通信。故而，微波通信具有良好的应用前景。

1 微波通信技术的发展现状

1.1 微波中继通信

Microwave Radio Relay Communication，译作微波中继通信，是目前常用的通信手段之一，其主要用作处理城市大容量信息的传输。

如今，通信网络将灵活、智能化以及动态性作为未来的发展趋势。所以，原有模拟微波通信技术已然无法满足实际生活的需求。PDH微波通信技术虽然更为适应点对点通信，然而却无法满足动态联网的需求，同时也无法为新型业务的拓展以及现代网络化管理提供支持。随着数字微波传输体制的建立以及应用，PTN微波通信技术也随之产生。相比光纤通信技术，微波通信所传输的容量较少，但无论是通信干线，还是支线依旧是补充以及保护光纤网络的重要方式。

相比原有PDH微波产品而言，PTN微波产品具有如下优势。

1.1.1 传输信息的容量增加

因为微波具有较大的射频带宽，同一微波射频信道可在同一时间内向多个干路传送数字信息，更为符合目前宽带通信业务的要求。PTN微波以GE业务光模块作为基础同步传输模块。通常情况下，PTN数字微波可同PTN光网完全兼容，无线传送分组数据，无论是传输信息的容量，还是传输信息的速度，都有明显的增加。其速率值可达到1.25Gbps。

1.1.2 使得网络规划与运营更为简单

PTN技术分为两类，分别为以太网增强技术以及传输技术结合MPLS。其中，以太网增强技术以PBB-TE为主要代表。理论上，PBB技术最多可支持1600万用户使用，从而使网络扩展性以及业务扩展性问题得以解决。同时也解决了VLAN以及MAC地址同用户网冲突的问题，使得网络规划与运营都得到简化。

1.2 移动通信

现今，移动通信技术发展极为迅速，同时，其也开始与互联网融合，使得人们对移动网络宽带化的需求相应增加。WiMAX指全球互通微波存取技术，该技术属于高速无线数据的网络标准之一，往往应用于城域网内。802.16物理层共含有三个变体，WiMAX选取了802.16内256路子载波OFDM，以便通过拥有较宽宽度的频带与略远的传输距离，帮助电信业务人员完成无线网络最后一英里的连接工作。

无线通信技术共含有两种基础技术，分别为传送技术以及多址技术。WiMAX使用OFDM调制技术作为基础传送技术。OFDM调制技术令处于高速传播状态的数据流通过，之后再对数据进行转化，并将转化后的数据分配至传送速率不高的多个正交子信道当中，完成传送过程。

至于多址技术，WiMAX选用了OFDMA技术。OFDMA技术所使用的方法为频分多址。相比OFDM，该技术具有如下优势：分配方法更为灵活以及相同频带能够实现多个使用热源的运输。OFDMA中的所有使用人员都可以选用具有良好条件的子信道作为传送数据的通道，完成数据传送工作。而OFDM技术则需要利用整个频带传送数据。

Long Term Evolution，译作长期演进技术，简称为LTE。LTE与WiMAX技术之间最大的区别便是LTE技术的上行链路内使用了两种新型技术：

（1）SC―FDMA技术；

（2）Virtual MIMO技术。

SC―FDMA技术的应用较为便捷，也容易实现，同时可以有效解决无线通信信道多径效应影响符号稳定性的问题。与使用OFDMA技术的终端比，终端应用SC―FDMA技术技术可实现对PAPR，即峰均功率比值的有效控制，尽可能使其降低。

2 关键技术与发展趋势

2.1 关键技术

2.1.1 编码工作

就目前而言，大部分移动通信都会使用自适应调制编码（AMC）这一技术，按照信道实际质量的优劣，对编码速率进行调节，以便获取更高的吞吐量。若无限通信处于速率不高的状态下，则信道的预估较为精准，AMC编码调制效果也较为良好。然而，由于终端移动速度会持续增加，信道质量预估工作往往无法与信道变化速度的保持一致，从而出现信道测量结果存在偏差或是错误的现象，而AMC按照与实际情况不符的预测结果对编码进行调整，自然会对误码率、系统容量以及吞吐量等知识性能的数据造成极为不利的影响。

3.1.2 多天线技术

分集接收技术适用于微波中继系统，能有效提高数字微波电路传输的实际质量，同时避免产生多径衰落的现象。系统内，因为所用调制方式为多状态调制方式，更为容易感知频率选择性衰落。故而，分集接收在该领域的应用十分广泛。分集改良的效果往往由各个分集支路之间信号的不相关性决定。为了避免微波通信受到多径衰落或是降雨衰落的干扰，通过合成或是转换数个特征存在差异的接收信号，以便获取优质信号的技术便称之为分集技术。微波中继系统内，较为常用的分集技术有空间分集以及角度分集等。

2.2 发展趋势

（1）将大容量作为微波通信的发展趋势。微波中继通信未来的发展方向之一便是扩大微波通信的传送容量，可应用具有多种状态的QAM进行调制。至于移动通信则可以依靠OFDM技术实现高速宽带互联技术的开发工作。

（2）将高频段作为微波通信的发展趋势。按照电信主管部门的相关规定，凡是不高于3GHz的频段应分配予移动以及个人通信，而3GHz至10GHz的频段相当拥挤。大部分数字微波通信设备商家开始调整微波通信技术的发展趋势，要求未来微波通信频段应不低于10GHz。

3 结语

光纤通信技术以及移动通信技术是目前通信网络较为常用的两大主要通信技术，相关的产业链也较为完整，成为大部分人所使用的通信技术。微波中继系统主要用作对光纤传输的备份以及补充。故而，微波中继通信系统必不可少。如今，移动通信技术的发展愈发迅速，对微波通信技术的要求也有所提高。为此，相关人员还需促进微波通信技术的发展，以便满足移动通信的需求。

参考文献

[1]郭兴安.探讨微波通信技术的发展和应用[J].电子测试，2015，09：83-84.

[2]赵慧.无线通信技术发展及未来趋势展望[J].信息通信，2011，03：123-124.

[3]黄红忠，林荔生.微波在电力通信方面的应用分析[J].数字技术与应用，2011，12：38.

[4]潘英.贵州电网微波通信系统再利用及最新微波技术展望[J].贵州电力技术，2013，05：46-48.

作者单位

微波通信技术论文篇2

关键词：微波技术；教学改革；措施

随着科学技术的发展，微波技术的应用已渗透到了科学领域的许多方面，如无线通信、全球定位系统、雷达以及电子和计算机工程学科中。因此对于电子与信息工程类专业的学生来说，微波技术课程的开设是必不可少的。

一、微波技术课程特点

《微波技术》作为通信工程、电子工程、电子信息以及微波等专业的重要专业基础课，是在学习了《电路基础》和《电磁场与电磁波》等课程基础上深入研究微波领域的重要科目，其内容丰富、概念抽象、理论性强、对数学方法的依赖性强，教与学都有难度。微波技术课程主要包括传输线理论和圆图的应用；微波网络基本理论、S 矩阵及其特性等方面。在讲解波导理论时以简正波理论为线索介绍矩形波导的物理构成及其工作原理，其场结构在三维空间分布，因而要求学生有一定的空间想象能力和抽象思维能力。而课程涉及到的多由理论均以麦克斯韦方程组为理论依据，其中重要的结论推导都离不开高等数学和复变函数的知识。由此可见，微波技术课程教学难点主要表现为课程理论性更强、内容复杂而抽象、分析方法多样、对数学知识要求较高[1-3]。

二、微波技术教学中存在的问题

通过对以往教学过程中出现的情况，结合本专业特点，发现《微波技术》课程的讲授过程中存在以下几个问题：

（一）在现有的教学过程中，往往过于偏重理论教学，而实践教学所占比重较小；仅是按照课本简单设计教学计划，将基本的、重要的概念、原理、方法在有限的课时教学中教授给学生，而缺少介绍微波技术的发展前沿，因而学生课程学习意义不明确。

（二）由于该课程需要大量的先进仪器设备，而有限的学科建设及科研经费造成实验室先进仪器设备相对匮乏，导致学生缺少开放式教学环境。

（三）教学方法相对于其它课程比较传统，网上教学辅导与课堂教学难以有效结合；对学生的考核仅限于分数的高低；在课程建设过程上未能引进国外先进的教学理念、教学方法及教材，未能及时更新配套的实验教材，使学生不能在多层次、开放式的教学环境下学习。

三、微波技术教学改革的实践探索

针对以上教学中存在的问题，认为从以下几个方面对《微波技术》教学改革进行探索：

（一）注重合理利用教材，配套实验教材。以教材更好地适应当前教学的需要为目的，对教材在保留原有经典基础理论的同时，增加新的理论和实用技术；结合当前微波技术的发展，增加的新型微波元器件的原理和使用方法介绍。

（二）不断更新课程内容，提高学生学习兴趣。微波技术课程内容比较抽象，学生在学习中不易建立概念，也会因怀疑课程的实用性从而减少学习的动力。因此，应多注重对于课程内容实际应用背景的介绍，比如介绍未来移动通信技术中的射频技术等，以提高学生的学习兴趣。

（三）将实践性教学与启发式教学相结合。本课程紧密结合实际，教学中应加强实验教学环节。为节省设备经费，采取硬件平台与软件辅助相结合，学生实际动手操作与演示相结合的方法，开发基于仿真实验平台的实验内容，从测量微波的基本参量入手，将“电磁场与电磁波”实验与“微波技术”实验有机结合，使学生加深对书本知识的理解。

（四）积极改革教学内容组织方式。基础理论教学方面，教学内容以讲授基本原理、基本方法为主，使学生了解基本理论知识，掌握重点、难点问题，在讲授该课程时，把重点放在基本概念和基本原理的解释上；实践课程教学方面，结合理论课程教学内容，精心设计典型的实验范例，利用实验室拥有的微波仪器设备，进行微波系统基本参数的测量；实践环节教学方面，主要包括课程设计和毕业设计，让学生利用所学的知识，培养学生的实践技能。

（五）开展互动式教学与研究式教学。开展互动式教学，在授课过程中，鼓励学生提问，每一章结束后都进行分组讨论，培养学生的独立思考、分析问题、解决问题的能力。开放式、研究式的讨论，使学生总结归纳所学内容，用一条龙“串”起来，写出“小论文”形式的学习笔记。这些措施促进了学生的积极性和自信心的提高，帮助学生克服了畏难情绪，增强了对自己将来从事微波科研工作的兴趣和信心。

（六）坚持推进优师建设，加强教学经验与资源的总结、研究与推广，实现科研与教学的融合，不断优化教师队伍结构，全面提高任课教师水平。

（七）积极进行网上教学改革试验。充分利用利用网络教学来补充课堂教育，将网络教育与课堂教育有机地融合起来。

（八）设计教学信息调查表和听课记录表。调查表在课程结束时使用，听课记录表由课程教学负责人教学过程中随机听课时填写。对负责人每学期听课次数定量化，并要求分别对相关教学环节进行评价。根据学生填写的调查表和负责人填写的听课记录，分析教学过程中所存在的问题以及教学改革与创新的效果，为教学研讨和教改指明方向。

四、结语

通过对《微波技术》教学手段，教学方法和实验环节等多方面的不断地探索，为深化《微波技术》课程教学改革，提高课程的教学水平和教学质量提供有益借鉴。

参考文献

[1]李九生.微波与射频技术课程新式教学理念应用[J].科技信息，2010， (6):9.

[2]王昆.《微波技术基础》课程教学实践与改革[J].科技信息，2006，(11): 285.

微波通信技术论文篇3

【关键词】微波技术；教学改革；教学方式；应用型人才

0.绪论

随着通信与信息技术（又称为第三次工业革命）的迅猛发展，专业人才呈现出了供不应求之状，给高等教育理工科人才的培养提出了新的挑战课题。微波技术作为通信工程专业一门重要的专业基础课，已成为当今信息发展中的重点、热点和难点[1-2]。该课程的相关理论和技术广泛应用于航空航天、移动通信、雷达和微波集成电路等领域。但是这门课程概念抽象，数学公式复杂，逻辑推理繁琐，给学生的学习带来了不小的困难。仅仅是在课堂上通过老师千辛万苦的教，学生漫无目的的空想是远远不够的。应该让师生走出课堂，通过实验让理论具体化，在加深学生理解的同时也能培养学生的实际操作水平，也是社会对当代大学生的最直接的要求。如何针对微波技术这门课程体系建设值得进一步的探讨,首先针对我校的具体情况进行简单的介绍。

1.课程教学现状

对于通信工程专业，在大二的下学期就开设电磁场与电磁波专业核心课程，三年级的下学期开始选择专业方向：计算机网络通信和无线通信。微波技术、天线与电波传播等是无线通信方向的专业方向课程[3-5]。多年的教学经验发现，微波技术课程教学存在以下亟待解决的问题。

（1）从课程的性质方面。微波技术属于专业选修课，学生对该课程的认识就不够重视。大多学生觉得这种类型的课程，只要考试能过就行，没有必要花太多的时间和精力。大纲对于本课程的知识点要求是以了解为主的，从而导致整个专业学生上课的听课效果较差，学习的主动性更差。

（2）从课程的安排方面。微波技术总课时数为32,且全为理论课。该课程与电磁场电磁波课程的开设时间相差半年，因此学生在学习微波技术时，涉及电磁场电磁波的相关知识基本遗忘，跟不上老师的节奏。

（3）从学生的学习方面。三年级下学期，学生学习的注意力比较分散，选择毕业就业的学生，更关注一些专业技能的学习、相关证书的考取和外出实习训练。对于考研的同学，则是忙碌于辅导班的补习、基础知识的复习。微波技术课程本身难学，严重影响了学生的学习兴趣，导致大多数学无法理解课程内容。

（4）从实验和实训方面。受到场地和经费限制，学院目前还没有可以完成本门课程的实验条件，导致学生的理论学习无法验证。

（5）从教师“教”方面。教师依据教学大纲，以“灌输”的方式进行理论讲授，即课程内容是介绍“是什么”“为什么”，过多强调理论知识，而忽略了学生的实践能力培养。

2.课程教学改革探讨

针对微波技术课程的实际教学现状，笔者主要从理论教学和实验教学两个方面提出了改革思路。

2.1理论教学方面

（1）学生教材选取。现在教材的种类和数量都很丰富，但是如何选择合适的教材，成为学生学习和教师教学的重要前提条件。目前我院通信工程专业学生选用的是西安电子科技大学出版社出版的《微波技术基础》教材，该教材的理论分析和公式推导非常详细、清楚、明白，但对实际应用的介绍偏少，不适应应用型人才培养的需要。

（2）老师课堂教学。在教学过程中，首先应加强理论分析与应用实例的结合，把日常生活中涉及到的产品或者是相关技术引入到课堂中，提高学生学习的兴趣和动力。其次对付复杂的理论和推导，适当弱化讲解，要让学生能够学会用理论或者结论直接处理实际问题。最后，把电磁场和微波技术的相关理论穿插在一起，在给学生复习的同时，又能增加新知识的理解，达到“一箭双雕”的效果。

（3）考核方式改革。对于传统的“一刀切”考核方式，不能完全的反映学生的具体情况。采用灵活的考核制度，学生总成绩来自于期末考试，课堂作业，平时课堂总结及研讨。研讨主要涉及相关知识的分析和实际解决解决途径的探讨，引导学生积极参与课程的自学。

（4）转变学生认识。对于学生的惰学情况，老师要学会积极引导，不能放之任之，加强课堂教学管理。授课老师要从找工作和考研等方面积极引导学生认识学习本门课程的重要性。

（5）课程规划方面。由现在的专业选修课改成专业基础课，课时方面，建议32理论课时外，适当增加10个实验课时，到达理论联系实际的培养目的。此外，本门课程的时间可适当提前半个学期，便于微波技术相关知识和电磁场电磁波的无缝衔接。

2.2实验方面

实验教学作为理论教学的一个延伸，有利加深学生对相关知识的理解，提高实际动手能力和培养当代大学生创新能力。结合我院微波技术课程建设的实际情况，针对实验教学过程中的相关问题可以进行如下几个方面的探讨。

2.2.1实验室建设

为了更好实现教学的需要，采购若干套微波设备，满足基本教学需求计科。上机安排上可以采取“循环遍历”的方式进行实验，提高设备的利用率。

2.2.2实验内容安排

为了充分利用实验室的设备和教学的需要，对于实验内容的安排上要夯实基础，突出重点。从验证性实验到创新性实验，以项目形式合理安排每个部分的实验内容,循序渐进地完成从理论知识到实践应用的无缝连接。

2.2.3实验室管理

为了充分发挥学生的作用，培养学生主人翁意识，将学生纳入到专业实验室管理中，实现最大程度的实验室开放。

2.2.4实验课程考核

实验课程的考核和理论课不一样，主要是每次实验报告完成的质量，平时实验完成的效果（特别是对于补充的研究性试验），还要给一个研究性课题作为考核，内容不限，方法不限，积极发挥学生的主动性，成绩的评定可以针对试验报告的内容、论证和仿真结果等综合评定。

3.结束语

该课程的教学改革，注重理论基础，突出实践水平，强调创新能力，对于我校培养应用型人才方面将取得一定的成效。为了培养既具有扎实基础又具有较强实践能力的适应时代的高素质应用型人才，必须实时调整和充实教学的每个环节，协调和配合好教学体制和机制的多方面才能达到最佳效果。[科]

【参考文献】

［1］付兴滨.关于微波技术实验课程建设的几点设想[J].科技信息.1997,(09):114-115.

［2］赵春晖，张朝柱，赵旦峰，微波工程系类课程的体系改革与教学内容优化.电气电子教学学报,2008,30(2):15-18.

［3］王蔷,凌丹,洪兴楠等.电磁场与微波通信教学实验新体系.实验技术与管理,2005,22(2):110-113.

［4］郭业才.通信工程专业电磁场与电磁波课程教学实践[J].科技情报开发与经济,2006.6(16):247-248.

微波通信技术论文篇4

    电磁场与电磁波主要研究电磁场运动规律,包括时变电磁场和电磁波,是后续微波技术与天线等课程的先修课程.微波技术与天线讲授传输线理论、规则金属波导、微波集成传输线、微波网络基础、微波谐振器等方面的理论知识,为微波通信及相关领域的学习和研究打下坚实的基础;移动通信原理研究现代移动通信的基本理论、关键技术及体系结构,涉及到电波传播及模型、话务量及模型、高阶调制解调、先进的信道编解码、扩频等移动通信系统中的多项关键技术及其性能分析;卫星通信原理主要内容包括卫星通信链路设计、卫星通信网和移动卫星通信系统等;微波技术与天线、移动通信原理、卫星通信原理这三门课程在课程群中起着承上启下的作用.

    CDMA与3G技术、移动通信系统与工程这二门课是目前广泛使用的通信网、通信系统及相应的技术,理论教学与实际应用的结合.在课程群内部,各课程之间即有纵向知识的联系,又有横向内容的关联.利用现代教学手段提高教学效果充分利用信息资源,利用丰富的多媒体课件形象地展现课程内容和移动通信系统流程,提供丰富的网络资源进行课程内容的跟踪和复习,对一些比较复杂的通信过程,用nash的形式辅助进行讲解,从而极大地激发学生的学习兴趣,使学生能够主动学习,了解更多的知识.

    采用类比方式优化学习效果移动通信课程内容更新快,基本理论和关键技术理解难度大,但是该课程和前期的通信原理等课程内容衔接紧密,很多内容有相似性.在教学过程中,以前期课程的知识点为例进行类比,加强课程内容的融合.在讲解TD一SCDMA同步过程等具体系统知识点时,以教师为基站,以学生为终端进行上下行同步过程的讲解.在进行移动通信呼叫流程和物理层过程讲解中,以学生日常拨打手机和被叫等过程为例进行现场讲解,同时结合手机终端和系统基站的具体结构进行类比和实例分析.

    以完成项目的方式引导学生独立思考在整个课程中规定两次“Proect’’作为课下作业,该部分内容由学生主动完成,上交时间不作硬性要求.教师确定“Project”的方向和实现的大致目标,题目和具体内容由学生确定.学生大部分以科研论文的形式上交,通过“Project’’方式培养学生对具体工程和对象的整体把握能力.为达到目标,学生需要查阅大量的文献,并且进行整理和分析,给出自己的方案和实现步骤,提高了学生独立思考能力和综合分析能力.

    我校具有优势的第三代移动通信系统实验环节更能提升学生的动手能力,进一步拓展学生的学习兴趣.同时还开设包括“大学生科技文化节”等在内的实践、外训、参观等活动,大都是与移动通信相关的实践活动.这些活动一方面对学生在移动通信学习提出新的要求,同时进一步提升学生的动手能力和学习兴趣,促进学生对抽象理论的决速理解,有利于培养学生的创新意识和创新能力.综上所述,通过课程群建设,充分发挥课程群结构整体功能效益,减少课程内容的重复,加深了学生对课程间联系和主要知识点的理解掌握,提高了教学质量,并使学生具备一定的实践和研究能力,有利于培养适应社会发展和需求的毕业生.

微波通信技术论文篇5

【关键词】电磁场与电磁波; 教学方法;教学改革

0 引言

“电磁场与电磁波”是普通高等院校本科通信工程专业的专业基础课程，一般是安排在大三上学期。通过学习，可以使学生应用电磁场的基本理论去分析工程电磁场以及相关领域的电磁场问题，为后续课程“微波技术”以及“天线工程”的学习奠定基础。然而“电磁场与电磁波”由于涉及到大量的物理以及数学知识，一直被认为是难学、难教的专业基础理论课。学生在学习的过程中对于大量的公式推导，显得十分枯燥，所以学生学习积极性不高，纯粹是为了考试而学习[1]。因此如何改变这种让人困惑的教学现状已经成为各个高校教学改革的重中之重。经过几年的教学和实践，本人在“电磁场与电磁波”教学方面取得了一定的经验，现从教学内容、教学方法和实验内容建设三个方面进行研究并给出一些改革的方案。

1 教学内容

我校通信工程专业开设了“微波技术”、“天线工程”以及“光纤通信”等专业课程，这些专业课程与“电磁场与电磁波”紧密相连，像“电磁场与电磁波”里面的时变电磁场、电磁波传播、导行电磁波、电磁波的辐射等内容都会对后期的专业课有着极其重要的作用，这时我们就应该要适当的调整授课重点，在这些内容上可以适当的增加内容;而对于静态场边值问题的求解不必要对每个公式进行详细的推导和说明，可以结合一些商业软件建模通过商业软件来计算和分析电磁场求解问题，这样既可以增加学生的兴趣也可以避免繁琐的公式推导[2]。对于后面章节像均匀平面电磁波的传播是电磁波传播部分的基础，可以重点介绍一下，可以结合生活中的例子来介绍电磁波的传播特性以及应用，比如天线的设计等。

2 教学方法

传统的黑白两书的板书式教学方式已近不适合当今多元化教学的需求，对于“电磁场与电磁波”这门比较抽象、复杂的课程，我们需要借助多媒体，通过形象的图片、动画来帮助学生来理解电磁场的概念性问题以及电磁波传播的特性，这些内容是板书无法带给学生的。但是单一的多媒体教学，如果老师只是对着多媒体读，那也同样失去了多媒体教学的优势，最好的办法是将板书式和多媒体式教学两者结合起来，在传统的板书教学基础上适当的增加一些关于电磁场与电磁波的形象动画，可能会达到更好的效果[3]。另外，可以在课堂上穿插一些商业软件的应用教学，如HFSS、ADS、FEKO等，让学生更加直观的了解工程电磁场的分析与应用，可以为学生在后期的课程设计以及毕业设计指定导向，也可以为将来从事电磁场微波技术以及天线设计掌握必备的技术手段。图1、2分别给出了采用HFSS以及ADS设计阵列天线以及Wilkinson功分器的界面。

3 实验内容

我校目前“电磁场与电磁波”实验教学在硬件和软件教学方面还有待提高，为了更好的使学生将课本知识与实践结合，不能只停留在MATLAB以及其它软件上进行仿真实验，还需要增加学生的动手能力，比如开展天线的实际研发、滤波器的设计等，通过设计制作这些器件，让学生在制作的过程中发现问题，并且了解一些常用器件的使用方法，如矢量网络分析仪的使用[4]。因此我们将在课程设计中设计一些题目，在学生完成建模仿真后，联系一些厂家或则研究所，由学生自己去制作实物天线并独立完成天线的测试，最终完成天线的设计与制作，如图3所示。

图1 HFSS商业软件设计界面

图2 ADS商业软件设计界面

4 结束语

“电磁场与电磁波”是通信工程专业非常重要的一门理论基础课，本文针对我校目前该理论课教学存在的问题，在教（下转第209页）图3 4G通信频段的笔记本天线

学内容、教学方法和实验内容三个方面做了研究，提出结合多媒体教学、商业软件教学以及实践操作等方法，不仅可以激发学生的学习兴趣，提高教学效果，而且还可以为学生下面的课程设计和毕业设计提供导向，为下一步深入学习“微波技术”以及“天线工程”等课程打下坚实的基础。

【参考文献】

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[2]边莉，张起晶，刘鑫，等.电磁场与微波技术系列课程教学内容重构[J].电气电子教学学报，2013，35（4）：48-50.

[3]贾雁飞，赵立权，陈晓娟.电磁场与微波技术课程教学方法研究[J].吉林化工学院学报，2012，29（12）：43-45.

微波通信技术论文篇6

在现代通信技术中，微波通信占有非常重要的重要。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，约为300MHz～300GHz，而其波长一般为1m～1mm。微波高频率的特征决定了其较弱的绕射能力，因此微波信号的传输一般只能在视线范围内沿着直线传播，也叫做视距传播。但同时微波通信也具有很多优点，例如信号传播稳定性好，不容易受到外界其他因素的干扰，因此微波通信技术得到了广泛的研究和应用。

【关键词】微波通信 主要技术 应用价值

1 微波通信与数字微波通信的发展

微波通信是随着无线通信的兴起而发展起来的一门通信技术手段。在无线通信的起步阶段，主要采用中长波进行通信。电磁波随着波长的变化，其传播性能和特点也是不同的，因此不同波段的电磁波具有不同的使用范围。微波通信具有成本低、容量大、抗干扰能力强的特点，因而取得了广泛地应用。伴随着信号处理检测、处理技术以及自适应编码调制解调技术的发展，微波技术在移动通信、卫星通信、广播电视通信乃至相关领域的信号设计与处理等领域发挥了十分重要的作用。

数字微波通信在通信建设中具有十分重要的作用，曾与光纤通信、卫星通信一起合成为通信传输领域的三大支撑技术。数字微波通信技术经历了一段非常光辉的时代，但也遭遇过困境和挑战。目前，数字微波通信正面临着自己的关键时刻，我们应当深入总结分析该技术的优势特点，并结合其起落历程，对数字微波技术进行准确的市场定位，促进数字微波通信技术的长足发展。

在微波通信系统中，微波固态源是一个十分重要的组成部分。微波固态源具有重量轻、耗能少、体积小、使用周期长等特点。微波固态源的质量问题是微波通信系统的核心，直接影响着整个系统的工作稳定性，因而受到了极大地重视。目前，研究的热点主要集中在高频段微波（毫米段）。发射毫米微波需要宽频带、大功率、低噪相位的本振源。毫米微波技术中常用的功率合成方式包括：空间合成型、电路合成型以及混合型。目前，电路合成型方法已经比较成熟，在我国低频段的微波中使用比较广泛。

2 数字微波通信的相关技术

数字微波通信技术采用微波作为信号传输载体，主要传送的是数字信息。数字微波通信融合了微波以及SDH数字通信两者的优势。数字微波通信的信号传输路线可以采用一条主干线加若干条分支的形式，也可以采用若干分支加一个枢纽站的形式。

按照微波通信系统中微波站的工作方式可以分为终端站、中继站以及分路站三个类型。其中中继站的主要任务是负责信号的接发，具有调制解调设备的中继站称为再生中继站，它具有极强的全线公务联络能力，并负责向系统中心发送站信息。SDH数字微波通信技术是数字微波通信技术的新的进步，SDH通信系统采用的硬件设备与PDH系统比较相似，但考虑到各自传输方式的区别，SDH的硬件布设也略有区别。

SDH数字微波通信的核心技术主要包括：编码调制技术，交叉极化干扰抵消技术，自适应频域和时域均衡技术。由于微波采用的传输介质收到频带的限制，只用采用更高状态的调制技术，才能保证在有限的频带内传输SDH信息。微波中的多状态调制技术科有效增加数字微波通信系统的传输容量，还可充分提高频谱的利用率。此外为了有效提高单波道的传输速率，双极化频率复用技术也得到了有效的利用。然而在微波传输过程中若出现多径衰落，则会降低信号的交叉极化识别率，使微波信号出现交叉极化干扰，交叉极化干扰抵消技术则可有效解决这一问题。当数字微波通信系统采用多状态QAM调制策略时，由于ITU-R此后建议不给数字微波通信系统分配额外差错性能配额，为了满足ITU-R的性能指针要求，需要采取有效的抗干扰措施解决多径衰落问题。在国内，常用的抗多径衰落技术包括自适应均衡技术、分集接收技术等。对较低频段微波的研究主要集中在器件的集成化，行业致力于打造小型化、微型化的便携式微波通信设备。而毫米波段的微波在很长的一段时间内被研究者忽略，导致该技术目前尚不成熟，还处于起步阶段。

3 微波扩频通信技术

在我国企事业单位组建Intranet并接入ISP时，通常会用到微波扩频通信技术。微波扩频通信的使用频率范围为2.4～ 2.4835 GHz，接入速率一般为64 kb/s～ 2Mb/s。这个频段的微波是我国目前唯一不需要经过“无委会”授权使用的自由频段，属于工业自由辐射频段。微波扩频通信技术的基本原理是首先采用伪随机码对输入信息继续进行扩展频谱编码操作，接下来对扩频后的信息进行调制处理。微波扩频技术首先是在军事领域的范围得到有效的应用，其研究的主要目的是用于电子战的抗干扰，后来逐步发展到民用领域。

微波扩频通信技术的优势主要包括：建设投资少，维护成本小，组网灵活，带宽很高，设备的二次利用率高等，系统具有极强的抗噪声干扰能力，而且可以与传统的调制措施共享频段，该方式具有稳定可靠的信息传输能力，可用于保密信息的传输。同时，由于采用了伪随机噪声，可增强信号的隐蔽性，使得信号不容易被捕捉到。但是该系统要求每相邻的两个连接单位距离不能过远，且需要保持相连单位之间不能有障碍物。

4 结语

微波通信是随着无线通信的兴起而发展起来的一门通信技术手段。微波通信具有成本低、容量大、抗干扰能力强的特点，因而取得了广泛地应用。数字微波通信是用微波作为载体传送数字信息的一种通信手段，融合了微波以及SDH数字通信两者的优势。微波扩频通信技术的基本原理是首先采用伪随机码对输入信息继续进行扩展频谱编码操作，接下来对扩频后的信息进行调制处理。总之，微波通信应当深入总结自身的优势，找准市场定位，并深入改进和完善相应技术，实现微波通信技术的长足发展。

参考文献

[1]田桂花.浅谈无线通信技术的发展[J].价值工程，2010（22）.

[2]陈财.通信工程中的传输技术的有效应用[J].科技促进发展（应用版），2011（02）.

[3]赵莉.浅谈扩频通信技术的特点及其应用[J].硅谷，2009（05）.

[4]韩晓晗.SDH数字微波传输设备浅论[J].电信快报，2011（01）.

作者简介

李宏伟（1970-），男，满族，辽宁省锦州市人。大学本科学历。工程师。主要研究方向为专网通信信息。

作者单位

微波通信技术论文篇7

中海油信息科技有限公司湛江分公司 524057

一、项目研究背景

中海油南海海上油气田微波项目在建设过程中遇到了以下问题：

南海油气田约占中海油的40%，且绝大部分离陆地距离超过100公里。

陆地基站干扰严重，链路稳定性无法保障。

油田的数字化和信息化建设对平台的骨干链路提出了扩容需求。

针对以上问题，迫切需要对现有的微波系统基础上进行研发，开发出一套适合中海油特殊应用需求的微波系统。为了节约成本和控制项目进度，在原有微波系统基础上进行二次研发，开发一套双工滤波收发装置，提高信号强度的同时抑制噪声，可以很好的满足项目需求。

二、项目研究内容

根据项目需求，分四个阶段实施：

2014年1月-3月：项目前期论证，收集已开通微波站点数据统计信息，包括电平、丢包率、海况等综合信息；

2014年4月-6月：完成微波功放的优化及高增益天线的研发，完成微波功放、天线和微波设备之间兼容性的测试与改良，提高微波设备信号实际外输的功率，提高微波设备实际接收电平，以满足增加带宽后的链路冗余，所研发成果在实验室进行测试；

2014年7月-9月：在已建成的微波站点对新研究出来的功放以及天线等设备进行测试，通过实际测试的结果发现，研制出来的微波功放效果没有达到预期效果，各项技术指标提高不大，再次返回实验室对微波功放进一步的优化；

2014年10月-12月：将设备进一步的优化及完善，再次在文昌油田群海域进行了测试，整体的测试结果比前期测试的要更加理想，在关键的参数及指标上有明显的提高，达到项目研究的要求；此外，还完成了相应的科研成果报告的提交。

技术背景

在微波传输过程中，需要通过微波天线将微波信号进行传输和接收，目前现有的微波系统只能完成0-40KM之间的距离传输工作，对于长距离的传输，由于空气对微波信号的衰减，现有天线的无法实现传输。另外，现有的微波传输设备只能实现微波信号的单向传输，双向传输必须设置两套设备，一套负责输出，另外一套负责输入，造成设备传输的安装较为复杂。

技术方案

所采用的技术方案如下：双工滤波收发装置，由信号发射器、双工器、功率放大器、隔离器、低噪声放大器滤波器和天线组成，其特征在于，所述信号发射器的输出端通过射频电缆连接双工器一，双工器一的两个端口分别连接功率放大器的输入端和低噪声放大器的输出端，功率放大器的输出端连接隔离器，隔离器的另一端连接双工器二；低噪声放大器的输入端连接有滤波器，滤波器的另一端连接双工器二；双工器二的另一端连接有微波天线。有益效果在于：两个双工器配合功率放大器和低噪声放大器及滤波器工作，实现了信号收发在同一设备内完成。实现微波信号的长距离传输功能。

两个双工器配合功率放大器和低噪声放大器及滤波器工作，在同一端口将频率A的微波信号放大并发射出去，同时可在同一端口将频率为B的信号接收并放大传入设备中。实现了信号收发在同一设备内完成。实现微波信号的长距离传输功能，可实现80KM以上的传输距离。

三、实际应用效果

双工滤波收发装置首次应用于文昌13-6平台与陆地的数据传输，数据带宽双向20M。

站点信息

文昌市铜鼓岭基站（陆地站），基站海波高度330米，天线安装高度335米。

海上端站为文昌13-6平台，天线安装高度约48m，平台有足够空间可安装天线，同时，现场供电、电缆敷设条件也符合安装条件。

站点距离信息

文昌铜鼓岭基站与文昌13-6平台相对位置如下图，根据经纬度通过google earth软件计算距离为115.36公里，微波设备自带软件显示链路距离115.3公里，两者基本一致。

测试方案

采取MOTO PTP 58600系统+双工滤波收发装置作为核心解决方案，在文昌13-6平台和文昌铜鼓岭基站建设一条长距离微波链路，传输距离约115公里。该方案中采取1.5米微波天线，天线增益38db。

设备描述：

测试实施

测试人员安排

测试时间进度表

测试结果

本次微波测试在文昌铜鼓岭基站上安装1面1.5米的双极化天线，安装高度330米，文昌13-6平台安装1面1.5米双极化天线，天线安装高度48米，微波链路顺利开通，链路带宽达到20M以上，通过链路观察，链路带宽基本可以满足20M以上传输要求。

接收电平分析

设备自动监视15天的接收电平，电平稳定在-61dbm左右，接收电平平稳（最大值-57.2db，最小-66.3db，平均值-61.1db，工作状态非常稳定）。

微波链路统计情况

统计系统15天工作状态：链路的工作在人为限定的QPSK 0.87（single）的调制方式下，信道的带宽为15M，目前的链路的可用率99.7617%，误码率为1.660E-5,数据带宽为17.25Mbps（由于只开通10M，把带宽限制小点，可提高链路的稳定性，实际的带宽超过55Mbps）；

传输时延

通过IP 包测试，传输时延5ms左右。

将测试包增大到3000，传输时延增大到15ms，基本在正常范围之内。

传输时延基本稳定，很少有丢包。

链路速率测试结果（采用第三方软件比对）

通过第三方软件IPerf与MOTO设备自身监测的比对，第三方软件速率与MOTO自测带宽基本相等，表明MOTO自测的速率真实可靠。MOTO设备自带软件上显示的速率可以理解为实际速率。

支持的业务种类

数据交互业务

数据业务包括：网络咨询浏览、电子邮件发送、电子文件发送、消息发送和文件共享等。

语音通信类

语音通信类包括：网络电话、电话会议、集团移动电话等。

业务可靠性分析

该微波链路传输采用IP传输，IP传输的TCP协议具备确认和重传机制，即使有少量丢包，重传机制也可以保证数据的可靠到达，目前微波链路具备20M以上的可用带宽，传输时延7ms，可以保证上层应用的可靠性和稳定性，可以保证VoIP、视频、互联网等业务的高质量应用。

测试总结

测试结论：

本次测试结果表明，此链路完全可用，带宽可稳定在20M以上，从数据带宽及技术标方面对平台侧和陆地侧进行双向分析，无线信号稳定，接收电平平稳，无线电干扰对链路的工作影响几乎忽略不计，链路能够稳定运行，完全可以满足微波链路开通需求。

关于链路稳定性的分析

从目前测试情况来看，链路稳定可靠，具体分析如下：

从本次测试情况来看，由于两端的安装高度限制，信号只被小部分遮挡，没有对链路的稳定性造成任何影响。

针对文昌13-6平台至文昌铜鼓岭基站微波链路信号被小部分遮挡的情况，可目前已通过本次研制的微波功放加以弥补，抵消信号被小部分遮挡的影响，基本保持链路处于正常的工作状态。

微波链路使用建议

由于海上长距离海上微波传输的特殊性，受不确定因素影响较多，在其它条件一致的情况下（天线安装高度、天线口径、天线增益、海面状况等），链路的稳定性与带宽的大小成反比，带宽越大，链路的稳定性越差，带宽越小，链路的稳定性越好。

四、推广应用价值

微波通信技术论文篇8

关键词 射频同轴开关；SMA；工作原理；设计分析

中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2017）186-0060-02

射频同轴开关，作为一种常见的元器件，主要用于传输和切换射频信号，在移动通信、卫星导航和电子测量等工程中有着不可替代的作用。

随着微波技术的迅猛发展，射频同轴开关正逐渐趋于多通道、小型化、宽频带、高寿命和低损耗。JPT45-6-S24-1型单刀六掷射频同轴开关就是这样一款根据用户多通道、小型化要求研制的射频同轴开关，下面具体介绍这款射频同轴开关的设计方法。

1 主要技术指标

该款产品具有频段宽、单刀六掷、低驻波、低损耗、高隔离、工作温度范围广、可靠性高等特点，广泛应用于通讯、自控、测试等行业。主要技术指标如下：

频率范围：50MHz～18GHz；

特性阻抗：50Ω；

电压驻波比：≤1.5（50MHz～18GHz）；

插入损耗：≤0.6dB（50MHz～18GHz）；

隔离度：≥55dB（50MHz～18GHz）；

工作温度：-55℃～85℃。

2 工作原理

JPT45-6-S24-1型单刀六掷射频同轴开关（以下简称开关），为封闭式结构。接口部分：控制接口采用15针D型连接器；微波接口采用SMA-K型射频连接器。主要由控制电路、电磁系统、微波系统这3部分组成。

本开关的工作原理为：额定工作电压通过控制电路部分施加到电磁系统中，电磁系统把电能转换为机械能，推动微波系统中射频触点从断开状态切换到闭合状态，实现射频信号的传输。

3 方案设计

3.1 电磁系统设计

为了满足用户对产品小型化、高可靠的要求，本开关电磁系统采用体积小、漏磁小、抗干扰能力强的螺线管式电磁结构，为推动驱动部分提供机械能；驱动部分采用线膨胀系数较小的非金属材料和磁导率较小的金属材料，提高了开关的环境适应性，保障了开关在工作温度范围内可靠工作。

3.2 微波系统设计

微波系统作为射频信号的传输通道，是开关的核心部件，其射频信号的传输路径为：SMA射频连接器矩形传输线SMA射频连接器。SMA射频连接器属于标准50Ω同轴线结构；矩形传输线由腔体、腔盖、射频接触簧片组成，形成双导体类同轴线结构。因此，在设计过程中可以利用同轴线设计原理进行设计。并且参考射频同轴连接器三项基本设计原则：1）沿同轴传输方向上尽可能保持一致的特征阻抗；2）对于不可避免的不连续性，采取共面补偿的方式以提高产品指标；3）设法减小机械加工误差对电性能的影响。对产品结构进行设计分析，实现开关在多通道、宽频段下的低驻波、低插损和高隔离的要求。

3.2.1 射频连接器设计

开关的工作频率为50MHz～18GHz，射频连接器采用SMA-K型射频连接器，界面符合GJB 5246-2004中SMA系列连接器界面要求。图2为SMA型射频连接器的结构示意图。

其中b为腔体深度，W为簧片宽度，t为簧片厚度，W`为腔体的宽度，εr为相对介电强度，η0为波阻抗。

通过以上理论计算，基本确定SMA射频连接器和矩形传输线的尺寸，然后通过微波仿真软件HFSS进行仿真计算，开关微波系统仿真模型见图3。

通过大量仿真及优化计算后，得到在工作频率范围内，满足指标要求的电压驻波比、插入损耗和隔离度设计要求。电压驻波比、插入损耗和隔离度的仿真结果分别见图4、图5和图6。

通过仿真，电压驻波比≤1.35，插入损耗≤0.25dB，隔离度≥80dB。对比技术指标要求，可知产品的理论结构设计，满足技术指标要求。

3.3 产品实测结果

完成以上理论计算后，对产品零件进行加工、装配和测试，最终得到产品实测性能指标。图1为产品的主要性能指标实测值和理论值的对比情况。

通过表1可以看出JPT45-6-S24-1型单刀六掷射频同轴开关的电压驻波、插入损耗、隔离度实测值均是满足技术指标要求的。对比软件仿真的结果，发现理论值要优于实际测量值，这主要是由于微波系统零件加工、表面处理和装配误差等因素引起的。

4 结论

目前开关已完成鉴定试验，其中包括振动、冲击及高、低温电性能测试等严酷的环境试验；并已被用户广泛的应用于各类工程项目中，成功的替代国外同类产品，实现了开关国产化的要求；同时也为同类开关的设计提供宝贵的经验，在此基础上扩展开发了单刀四掷开关也已通过用户的认可。因此，该款开关的研制具有良好的社会和经济效益。

参考文献

[1]郑天丕，周峻峰.继电器制造・工艺・使用[M].北京：电子工业出版社，1996.

[2]郭凤仪，李靖.电器学[M].北京：机械工业出版社，2013.

[3]廖承恩.微波技术基础[M].西安：西安子科技大学出版社，2005.