现代通信概论：微波通信
微波通信概述
中频电缆 (IF Cable)
室外单元ODU (Outdoor Unit)
室内单元IDU (Indoor Unit)
微波知识简介
分体式微波设备（续）
各组成部分的作用：
天线： 聚焦ODU发送的射频信号，加大信号增益。
ODU：射频处理，实现中频射频之间信号转换。
中频电缆：中频业务信号和IDU/ODU通讯信号的传输并向ODU供电。
数字微波通信概述以及理论
微波知识简介
提纲
•第一部分 微波基础知识介绍
•第二部分 微波网络架构
•第三部分 微波设计的重要指标 •第四部分 微波设计常用软件
微波知识简介
微波基础知识
微波通信的定义 微波频段的划分 微波传输容量分类 微波设备组成部分 微波传输特性
微波知识简介
现代通信网中的传输手段
同轴电缆 光纤通信 微 波 端 站 微 波 端 站
复用设备
复用设备
微波通信
卫星通信
微波知识简介
微波的定义
微波是一种电磁波，从广义上讲，频率范围为300MHz～300GHz，
微波通信使用的频率范围通常是3GHz～30GHz。
实际微波设计中的设备是从7GHZ～38GHZ，频率越高，传输距离 越短。
0.01dB 60GHz 23GHz 12GHz 7.5GHz 1GHz
大气对微波吸收曲线图(dB/Km)
微波知识简介
雨雾衰减
在10GHz频段以下，雨雾损耗并不显得特别严重，10G频段以上，
需要注意加入雨衰因子，关注可用度指标达标。如果指标不达标所能 改善的解决办法为增大天线口径（增益）和改善调制方式或者改变路 由
微波通信
如何调整天线？
天线调整的目标就是本端天线的主瓣对上对端天线的主瓣。
首先将对端天线固定，然后将本端天线在俯仰或水平方向进行调整，调整过程中要使用万用表测量接收端RSSI电平，至少要找到3个最大值，而且中间的最大值最大。一旦发现这种情况，其电压最大点位置，即为俯仰或水平方向的主瓣位置，该方向无需再作大范围调整，只需把天线微调到电压最大点位置即可。
微波规划中还需考虑哪些因素？
在微波规划中需要考虑的因素比较多。首先要根据周围的电磁环境，选择合适的频段和波道配置方案。然后再选择合适的链路和站址，一般来说要选择地面反射系数小的链路，站址要便于建站和维护，要保证两站之间能够视通。同时根据不同的K值和地面反射系数，要确定多大的余隙比较合适，然后再决定天线的挂高和口径。最后根据当地的气候等条件，计算电路的指标是否满足，比如接收电平的大小，链路的中断率等，如不满足要求，则还需增加保护。
微波设备有哪些不同类别？
微波设备按照不同的角度，可以进行不同的分类。
按照制式分，可以分为数字微波和模拟微波。目前，模拟微波已被淘汰，应用很少。
按照容量分，可以分为中小容量微波和大容量微波。中小容量微波是指传输容量为2～16E1或34M，大容量微波是指传输容量为STM-0，STM-1，2 x STM-1。
天线的俯仰及水平的调整方法是一样的。
当天线对得不太准时，有可能在一个方向上只能测到一个很小的电压，这种时候需要两端配合，进行粗调，把两端天线大致对准。
在两端天线对准之后，都会稍微向上仰，牺牲1～2db，这是为了防止反射干扰。
天线的主要指标有哪些？
天线的指标主要有：天线增益，半功率角，交叉极化去耦，防卫度等。
微波通信技术在现代通信中的应用
微波通信技术在现代通信中的应用近年来，随着科技的不断发展，人们生活中的各个方面都得到了巨大的变化和发展，其中通信技术也是如此，微波通信技术是一种应用于现代通信领域的高科技技术，它已经被广泛应用于今天的通信世界中。
本文将向大家介绍微波通信技术在现代通信中的应用。
一、什么是微波通信技术微波通信技术是指利用微波作为传输介质，通过无线电波信号将信息传输的一种通信技术。
它具有高速率、高质量、低干扰等优点，可以长距离传输大量的数据，广泛应用于现代通信领域。
二、微波通信技术的应用1、卫星通信微波通信技术在卫星通信中的应用非常广泛，通过卫星间的微波通信，可以实现全球范围内的通信。
卫星通信可以大大加快信息的传输速度，实现信息的全球无缝覆盖，为各行各业的用户提供高效便捷的通信服务，例如军事通信、气象云图、GPS导航等等。
2、无线通信微波通信技术在无线通信中的应用也非常广泛，例如手机、无线网络等等。
通过微波通信技术，无线通信可以实现点对点的数据传输，同时可以大大增强通信的可靠性和稳定性。
还可以实现高质量音频、视频通话、远程监控和控制等功能，为各行各业用户带来便捷的服务。
3、雷达系统雷达系统是一种非常重要的微波通信系统，它可以利用微波信号来探测目标的位置和运动，为军事、民用等领域的用户提供重要的信息。
雷达系统通过微波通信技术可以实现大量的探测能力，实现长距离探测和快速目标识别，为各领域的用户提供高质量的服务。
4、微波通信传输系统微波通信传输系统是一种用于长距离传输的系统，尤其在山区、城市等信号不容易穿透的地方，微波通信传输系统非常重要。
通过微波信号在大区域范围内传输，可以实现大量信息、高清视频等等的传输。
同时，它还可以实现各种语音、图像传输，为各行各业的用户提供良好的服务。
三、微波通信技术的优势微波通信技术优势非常明显，主要表现在以下几个方面：1、高速率微波通信技术传输速度非常快，是一种高速率的通信方式，可以实现大量数据、图像等的快速传输。
微波通信.ppt
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。
Line of sight
1st zone +
2nd -zone 3rd zone
+
The signal power is distributed in the space surrounding the direct line of sight
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:
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。
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
微波通信技术在现代通信中的应用
微波通信技术在现代通信中的应用第一章：引言随着时代的发展，通信技术不断提升，现代通信技术已经成为当今社会的重要组成部分。
微波通信技术作为现代通信技术中的一种重要手段，已经广泛应用于广播电视、通信、导航、气象预报、卫星探测等各个领域。
本文将介绍微波通信技术在现代通信中的应用。
第二章：微波通信技术的概述微波通信技术是指利用微波频段传输信息所采用的一种技术手段。
微波在电磁波中的频率范围为3至300GHz，波长范围为1mm至1m，具有较好的传输性能和抗干扰能力，因此在通信领域得到了广泛的应用。
微波通信技术的优点主要包括：数据传输速度快、传输稳定可靠、抗干扰能力强、范围广等。
第三章：微波通信技术在通信领域的应用3.1 微波通信技术在卫星通信中的应用卫星通信是一种利用地球卫星进行信息传输的通信方式，其中微波通信技术是卫星通信的关键技术。
卫星通信中包括三个部分：地面站、卫星和用户终端。
地面站通过微波通信将信息传输给卫星，卫星再通过微波通信将信息传输给用户终端。
卫星通信的优点主要包括信号传输范围广、便于安装和维护、信息传输速度快等。
3.2 微波通信技术在无线通信中的应用无线通信是指不需使用物理线路就可以进行通信的一种通信方式。
在无线通信中，微波通信技术作为无线信号传输的一种手段，能够提供高速率的数据传输和更稳定的通信质量。
目前，微波通信技术已应用于2G、3G、4G等多种无线通信技术中。
3.3 微波通信技术在物联网中的应用物联网是一种互联网技术，将日常使用的各种物品与互联网连接起来，互相通信和交互。
微波通信技术作为通信技术的一种，也被广泛应用于物联网中。
物联网中所使用的传感器、智能设备等都需要使用微波通信技术进行数据的收集和传输。
第四章：微波通信技术在其他领域的应用4.1 微波通信技术在气象预报中的应用微波通信技术在气象预报中的应用主要体现在卫星气象领域。
卫星气象是指利用卫星对地球观测和监测，及时获取天气信息和预报未来天气。
通信电子行业中的微波通信技术
通信电子行业中的微波通信技术在现代通信电子行业中，微波通信技术是一种得到广泛应用的通信形式。
微波通信技术通过利用高频率的电磁辐射波进行通信，具有传输大量信息的高效性、传输距离远、传输速度快、噪声低等优点，在移动通信、卫星通信、地震监测、气象监测、雷达监测等方面，得到广泛的应用。
一、微波通信技术的基础原理微波通信技术的本质是利用电磁场的能量进行通信。
电磁波作为一种通过空气、光纤等媒介中传递的无线传输媒介，具有高频率、高速度、低功耗等特点。
而微波通信技术是指利用809或者GHz以上的电磁波进行信息传输的技术。
其传输速度受制于媒介，因此不同的介质会对微波传输产生不同的影响。
二、微波通信技术的应用领域微波通信技术的广泛应用领域包括移动通信、卫星通信、雷达监测、气象监测等，下面我们就逐一来探讨这些应用领域中的微波通信技术。
1. 移动通信移动通信是指通过移动电话或者其他便携式设备进行相互通信的技术。
在移动通信中，微波传输技术作为一种最常用的传输技术之一，能够在短时间内完成大量的数据传输任务。
而且，随着移动通信技术的不断发展，现在微波通信技术在移动通信中的应用已经变得越来越普遍化。
无论是移动通信基站还是移动电话设备，都需要借助微波通信技术进行数据传输，在这一过程中，微波通信技术的高速传输和低噪声等优点为移动通信的发展做出了巨大的贡献。
2. 卫星通信卫星通信技术是指通过卫星实现通信的技术，其最大的优势是可以通过卫星信号实现全球通信。
在卫星通信的过程中，微波通信技术是实现卫星通信的重要手段之一。
通过卫星通信技术的不断发展与进步，卫星通信技术的应用越来越广泛，包括远距离通信、天气监测、农业监测、遥感图像获取等领域，为全球通信和科学研究提供了闪亮的支持。
3. 雷达监测雷达监测是指通过电波辐射波进行监测分析的过程，雷达监测的广泛应用领域包括航空、军事、气象、交通监测等。
在雷达监测中，微波通信技术具有非常重要的地位，因为它能够实现长距离的通信，还能够通过无线信号进行多参数的数据传输。
微波通信原理
微波通信原理
微波通信是一种利用微波作为传输介质进行通信的技术。
微波通信具有传输速
度快、传输容量大、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。
本文将介绍微波通信的基本原理及其在通信领域中的应用。
首先，微波通信的基本原理是利用微波的特性进行信息传输。
微波是一种波长
较短、频率较高的电磁波，其波长通常在1毫米到1米之间。
由于微波具有较高的频率，因此可以携带更多的信息，并且能够实现更高的传输速度。
此外，微波在大气中的传播损耗较小，因此适合用于远距离通信。
微波通信系统通常由发射设备、接收设备和传输介质三部分组成。
发射设备负
责产生并发射微波信号，接收设备则负责接收并解码微波信号，传输介质则承担了传输微波信号的任务。
在微波通信系统中，常用的传输介质包括空气、光纤、卫星等，不同的传输介质具有不同的特点和适用范围。
在实际应用中，微波通信被广泛应用于无线通信、卫星通信、雷达系统等领域。
在无线通信领域，微波通信可以实现移动电话、无线局域网等系统的通信功能；在卫星通信领域，微波通信可以实现卫星与地面站之间的通信链接；在雷达系统中，微波通信可以实现目标探测和跟踪等功能。
总的来说，微波通信作为一种重要的通信技术，具有传输速度快、传输容量大、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。
随着通信技术的不断发展，微波通信技术也在不断创新和完善，将为人们的生活带来更多的便利和可能性。
《现代通讯系统》课件(第三章-微波中继通信系统)
本课件介绍微波通信及中继系统的基本概念，包括传输链路、参数设计、数 字化、应用领域等方面，旨在加深对现代通讯技术的理解。
微波通信的基本概念
微波通信的定义
微波通信是指利用微波电磁波进行通信的方法。
微波信道的特点
信道宽带大、传输速率快、免受电磁干扰等。
微波通信与其他通信方的比较
与有线通信比较，微波通信无需线路，安装方便；与卫星通信比较，微波通信无需面向卫星 天线，使用成本更低。
微波中继数字化的应用
主要应用在高速率通信和高质量 音频广播领域。
微波通信系统的应用领域
1 微波通信系统的应用领域
主要应用在军事通信、铁路通信、航空与航海通信、广播电视传输等。
2 微波通信系统的优势和短处
传输距离远，速度快，但受气象条件限制较大。
3 微波通信系统的未来发展方向
数字化技术的应用以及对天气干扰的优化处理等。
总结
1
微波通信的优越性
高速率、宽带、传输距离远。
2
微波中继系统的参数设计
需要综合考虑多种因素，如信道距离、频带等。
3
微波数字化在通信领域中的应用
在高速率通信及音频广播方面得到广泛使用。
需要多方面考虑，如信道距离、传输功 率、功率增益等。
中继站的功率放大器设计
需要根据传输信道特性以及信号的频带 和传输距离等因素进行设计。
微波中继通信系统的数字化
微波中继通信数字化的背 景和意义
数字化可以提高通信的可靠性和 数字处理的能力。
微波中继数字化的实现技 术和方法
主要有软件无线电、直接数字频 率合成和数字化下变频等。
微波中继系统的组成
微波中继系统的功能 和特点
实现超距离、高速率的通信。
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首先是因为微波波长短，接近于光波，是直线传播具有 视距传播特性，而地球表面是个曲面，因此若在通信两 地直接通信，当通信距离超过一定数值时，电磁波传播 将受到地面的阻挡，为了延长通信距离，需要在通信两 地之间设立若干中继站，进行电磁波转接。
上变频器：将中频信号变换成射频信号
高功率放大器
滤波器
收信机
低噪声放大器：将接收的微弱信号予以放大 下变频器：将射频信号变换成中频信号 中频放大器 中频滤波器
（2）天线馈电系统 天线馈电系统由馈线、双工器及天线组成。
基本作用：
将发射机送来的射频信号变成定向（对准卫星）辐射的 电磁波；同时，收集微波站（或卫星）发来的电磁波， 送到接收设备。
通常，微波站（地球站）天线是收发共用的，因 此要用双工器。
微波收信设备、
微波天线馈电设备、
电源设备、监测控制设备等。
（1）微波收发信机
发信机
工作频段：微波中继工作频段范围很宽，工作频率愈 高，愈容易获得较宽的通频带和较大的通信容量。对 于较长距离的微波中继，其主要工作频段是1.7-12 GHz，12GHz以上频段目前使用不多。
我国选用2，4，6，18，11作为微波通信的主要工作频段， 其中2，4，6 GHz频段主要用于干线微波中继， 2，7，8， 11 GHz主要用于支线或专用网。
40年代出现了UHF频段的军用无线中继通信系统 数字微波通信起步于50年代，
1947年贝尔研究所研制了数字微波中继通信系统TD-2。 经过了20多年的历史，直到70年代初，才完成小容量、 低频段的通信系统。
1951年，美国纽约——旧金山成功开通了商用的微波 通信线路，工作在4GHz频段，能承载480路的模拟话 音
还可用于通向岛屿等特殊地形的通信。
5.3.2数字微波中继通信系统
1.数字微波中继通信线路
可以是一条主干线,中间有若干支线,其主干线可 以长达几千公里,除了在线路末端设置微波终端 站外，还在线路中间每隔一定距离设置若干微 波中继站和微波分路站。
数字微波通信线路 2.数字微波通信系统基本设备构成
60年代，数字微波通信得到发展
70年代末出现了商用数字微波系统
70年代末数字微波通信得到了迅速发展，形成 了一个完整的技术系统。
80年代 ，数字微波通信系统的传输效率大大 提高，系统容量达400Mbit/s
90年代出现了基于SDH的数字微波通信系统
5.3.1微波通信的发展
我国：
20世纪60年代开始研制并使用模拟微波中继通 信系统，
最基本的数字微波通信系统设备：用户终端、 交换机、终端复用设备、微波站等组成。 设备组成
用户终端：如自动电话机、电传机、调度电 话机等。
用户终端主要通过交换机集中在微波终端站或 微波分路站。
交换机：的作用是实现本地用户终端之间的 业务互通，如实现本地话音用户之间的通话， 又可通过微波中继通信线路实现本地用户终 端与远地(对端交换机所辖范围)用户终端之 间的业务互通。
终端复用设备配置在微波终端站或微波分路站。
3.数字微波中继通信系统 工作过程
用户终端A通过微波通信系统把信号发给用 户终端B的系统工作过程如下图所示。
从发信终端站到收信终端站中间一般要经过 若干个微波中继站，
中继站中有两组中继机，从一个方向的天线 收到的微波信号从某中继机的收信机转接到 另一中继机的发信机，由朝另一方向天线发 送出去。
其次是因为微波传播有损耗，随着通信距离的增加信号 衰减，有必要采用中继方式对信号逐段接收、放大后发 送给下一段,延长通信距离。
微波中继通信主要用来传送：
长途电话信号
短波通信设备一般只能容纳几个话路同时工作，而一 套微波设备可容纳几千个话路同时工作。
宽频带信号(如电视信号) 数据信号
移动通信系统基地站与移动业务交换中心之间 的信号等
20世纪70年代研制并使用数字微波中继通信系 统并进行技术引进和开发。
光纤技术的发展，逐步取代微波中继作为长 途传输干线的主要角色
在未来的很长时间内，数字微波将与光纤共 存、与卫星通信系统一起作为光纤通信系统 的辅助手段
5.3.2数字微波中继通信系统
A、B两地问的远距离地面微波中继通信系统的中 继示意如图所示 地面微波接力示意图
数字微波通信系统的工作过程
5.3.2数字微波中继通信系统
（2）工作过程——以电话为例 声/电转换（交换机）微波发射机时分复
用调制到中频变频中继接收端
3.数字微波站 按工作性质不同，可分成
数字微波终端站 数字微波中继站 数字微波分路站
微波终端站
微波站的主要设备包括
微波发信设备：
我国选用2，4，6，18，11作为微波通信的主要工作频段， 其中2，4，6 GHz频段主要用于干线微波中继， 2，7，8， 11 GHz主要用于支线或专用网。
交换机配置在微波终端站或微波分路站
终端复用设备的基本功能
将交换机送来的多路信号或群路信号适当变换， 送到微波终端站或微波分路站的发信机；
将微波终端站或微波分路站的收信机送来的多 路信号或群路信号适当变换后送到交换机。
在民用数字微波通信中数字微波通信系统的终 端复用设备是脉冲编码调制(PCM)时分复用设 备。
微波最常用的通信的频率范围 ：1GHz～40GHz
目前微波系统的工作上限只到50GHz，在60GHz遇到 了氧气所吸收。
5.3.1微波通信的发展
世界上最早的模拟微波中继通信系统是第二次世 界大战后期美国贝尔研究所建立的TDX系统 （4GHz频段的调频系统），
19世纪30年代中期第一个商用的模拟无线通信系统， 工作在VHF频段，采用AM调制技术，传输12路频分复 用的模拟话音信号。
5.3微波通信
5.3微波通信
5.3.1微波通信的发展 5.3.2数字微波中继通信系统 5.3.3微波通信的应用现状
5.3微波通信
微波通信（微波中继通信）的基本概念
利用微波作为载波并采用中继（接力）方式在 地面上进行的无线电通信。微波中继通信系统
微波频段的波长范围为lm～1mm，频率范围为 300MHz～300GHz，