５.１微波發(fā)展簡(jiǎn)史微波的發(fā)展是與無(wú)線通信的發(fā)展分不開(kāi)的。１９０１年馬克尼使用８００ｋＨｚ中波信號(hào)進(jìn)行了從英國(guó)到北美紐芬蘭的世界上第一次橫跨大西洋的無(wú)線電波的通信試驗(yàn)，開(kāi)創(chuàng)了人類無(wú)線通信的新紀(jì)元。無(wú)線通信初期，人們使用長(zhǎng)波及中波進(jìn)行通信。２０世紀(jì)２０年代初人們發(fā)現(xiàn)了短波通信，直到２０世紀(jì)６０年代衛(wèi)星通信的興起，短波通信一直是國(guó)際遠(yuǎn)距離通信的主要手段，并且對(duì)目前的應(yīng)急和軍事通信仍然很重要。微波通信是２０世紀(jì)５０年代的產(chǎn)物。由于其通信的容量大而投資費(fèi)用?。s占電纜投資的１／５）、建設(shè)速度快、抗災(zāi)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)而取得迅速的發(fā)展（圖５－１）。下一頁(yè)返回５.１微波發(fā)展簡(jiǎn)史１無(wú)線電波的傳播特性無(wú)線電波從發(fā)射天線到接收天線具有多種傳輸方式。主要有自由空間波、對(duì)流層反射波、電離層波和地波。（１）表面波傳播：是指電波沿著地球表面到達(dá)接收點(diǎn)的傳播方式，如圖５－２

中１所示。（２）天波傳播：是指自發(fā)射天線發(fā)出的電磁波，在高空被電離層反射回來(lái)到達(dá)接收點(diǎn)的傳播方式。如圖５－２中２所示。（３）散射傳播：是指利用大氣層對(duì)流層和電離層的不均勻性來(lái)散射電波，使電波到達(dá)視線以外的地方，如圖５－２中３所示。（４）外層空間傳播：是指無(wú)線電在對(duì)流層、電離層以外的外層空間中的傳播方式，如圖５－２中４所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回５.１微波發(fā)展簡(jiǎn)史２微波通信與應(yīng)用微波擴(kuò)頻通信技術(shù)的特點(diǎn)是利用偽隨機(jī)碼對(duì)輸入信息進(jìn)行擴(kuò)展頻譜編碼處理，然后在某個(gè)載頻進(jìn)行調(diào)制以便傳輸，屬于中程寬帶通信方式。微波擴(kuò)頻通信技術(shù)來(lái)源于軍事領(lǐng)域，主要開(kāi)發(fā)目的是在電子戰(zhàn)中對(duì)抗干擾。微波擴(kuò)頻通信具有以下特點(diǎn)。（１）建設(shè)無(wú)線微波擴(kuò)頻通信系統(tǒng)目前無(wú)須申請(qǐng)，帶寬較高，建設(shè)周期短。（２）一次性投資，建設(shè)簡(jiǎn)便，組網(wǎng)靈活，易于管理，設(shè)備可再次利用。上一頁(yè)下一頁(yè)返回５.１微波發(fā)展簡(jiǎn)史（３）相連單位距離不能太遠(yuǎn)，并且兩點(diǎn)直線范圍內(nèi)不能有阻擋物。（４）抗噪聲和干擾能力強(qiáng)，具有極強(qiáng)的抗窄帶瞄準(zhǔn)式干擾能力，適應(yīng)軍事電子對(duì)抗。（５）能與傳統(tǒng)的調(diào)制方式共用頻段。（６）信息傳輸可靠性高。（７）保密性強(qiáng)，偽隨機(jī)噪聲使得信號(hào)不易被發(fā)現(xiàn)而有利于防止竊聽(tīng)。（８）多址復(fù)用，可以采用碼分復(fù)用實(shí)現(xiàn)多址通信。上一頁(yè)下一頁(yè)返回５.１微波發(fā)展簡(jiǎn)史除了通信方面，微波在其他方面也大顯身手。首推雷達(dá)，現(xiàn)代雷達(dá)大多數(shù)是微波雷達(dá)，利用微波工作的雷達(dá)可以使用尺寸較小的天線，以很窄的波束寬度以獲得關(guān)于被測(cè)目標(biāo)性質(zhì)的更多信息。還有無(wú)線電輻射計(jì)、微波爐等。上一頁(yè)下一頁(yè)返回５.１微波發(fā)展簡(jiǎn)史３我國(guó)的微波發(fā)展趨勢(shì)目前數(shù)字微波通信技術(shù)的主要發(fā)展方向有以下幾個(gè)。１）提高ＱＡＭ調(diào)制級(jí)數(shù)及嚴(yán)格限帶２）網(wǎng)格編碼調(diào)制及維特比檢測(cè)技術(shù)３）自適應(yīng)時(shí)域均衡技術(shù)４）多載波并聯(lián)傳輸５）其他技術(shù)上一頁(yè)返回５.２微波系統(tǒng)分類１微波中繼通信利用微波視距傳播以接力站的方式進(jìn)行微波通信，稱為微波中繼通信。２對(duì)流層散射通信對(duì)流層散射通信是指利用對(duì)流層中介質(zhì)的不均勻體的不連續(xù)界面對(duì)微波的散射作用實(shí)現(xiàn)的超視距無(wú)線通信。３衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信是指地球站之間利用人造地球衛(wèi)星上的轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)的無(wú)線電通信，為地—空視距多址通信系統(tǒng)，衛(wèi)星中繼站受能源和散熱條件的限制，故地—空設(shè)備偏重配置。下一頁(yè)返回５.２微波系統(tǒng)分類４空間通信空間通信是利用微波在星體（包括人造衛(wèi)星、宇宙飛船等航天器）之間進(jìn)行的通信。５微波移動(dòng)通信通信雙方或一方處于運(yùn)動(dòng)中的微波通信，分陸上、海上及航空三類移動(dòng)通信。上一頁(yè)返回５.３微波系統(tǒng)特征１傳播特點(diǎn)微波通信中電波所涉及的介質(zhì)有地球表面、地球大氣（對(duì)流層、電離層和地磁場(chǎng)等）及星際空間等。按介質(zhì)分布對(duì)傳播的作用，可分為連續(xù)的（均勻的或不均勻的）介質(zhì)體（如對(duì)流層、電離層等）、離散的散射體（如雨滴、冰雷、飛機(jī)及其他飛行物等）。微波通信中的電波傳播，可分為視距傳播及超視距傳播兩大類。下一頁(yè)返回５.３微波系統(tǒng)特征２微波系統(tǒng)主要特點(diǎn)微波通信具有良好的抗災(zāi)性能，對(duì)水災(zāi)、風(fēng)災(zāi)及地震等自然災(zāi)害，微波通信一般都不受影響。但微波經(jīng)空中傳送，易受干擾，在同一微波電路上不能使用相同頻率于同一方向，因此微波電路必須在無(wú)線電管理部門(mén)的嚴(yán)格管理之下進(jìn)行建設(shè)。此外，由于微波直線傳播的特性，在電波波束方向上不能有高樓阻擋，因此城市規(guī)劃部門(mén)要考慮城市空間微波通道的規(guī)劃，使之不因高樓的阻隔而影響通信。上一頁(yè)下一頁(yè)返回５.３微波系統(tǒng)特征３微波系統(tǒng)特征１）穿透性２）選擇性加熱３）熱慣性小上一頁(yè)返回５.４微波頻帶的劃分微波按波長(zhǎng)不同可分為分米波、厘米波、毫米波及亞毫米波，分別對(duì)應(yīng)于特高頻ＵＨＦ（０３～３ＧＨｚ）、超高頻ＳＨＦ（３～３０ＧＨｚ）、極高頻ＥＨＦ（３０～３００ＧＨｚ）及甚高頻ＴＨＦ（３００ＧＨｚ～３ＴＨｚ）。微波中部分頻段常用代號(hào)，如表５－１所示。返回５.５微波系統(tǒng)的架構(gòu)微波通信系統(tǒng)由發(fā)信機(jī)、收信機(jī)、天饋線系統(tǒng)、多路復(fù)用設(shè)備及用戶終端設(shè)備等組成。其中，發(fā)信機(jī)由調(diào)制器、上變頻器、高功率放大器組成；收信機(jī)由低噪聲放大器、下變頻器、解調(diào)器組成；天饋線系統(tǒng)由饋線、雙工器及天線組成。多路復(fù)用設(shè)備把多個(gè)用戶的電信號(hào)構(gòu)成共享一個(gè)傳輸信道的基帶信號(hào)。用戶終端設(shè)備把各種信息變換成電信號(hào)。在發(fā)信機(jī)中調(diào)制器把基帶信號(hào)調(diào)制到中頻再經(jīng)上變頻變至射頻，也可直接調(diào)制到射頻。在模擬微波通信系統(tǒng)中，常用的調(diào)制方式是調(diào)頻。在數(shù)字微波通信系統(tǒng)中，常用多相數(shù)字調(diào)相方式，大容量數(shù)字微波則采用有效利用頻譜的多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制及組合調(diào)制等調(diào)制方式。下一頁(yè)返回５.５微波系統(tǒng)的架構(gòu)發(fā)信機(jī)中的高功率放大器用于把發(fā)送的射頻信號(hào)提高到足夠的電平，以滿足經(jīng)信道傳輸后的接收?qǐng)鰪?qiáng)。收信機(jī)中的低噪聲放大器用于提高收信機(jī)的靈敏度；下變頻器用于中頻信號(hào)與微波信號(hào)之間的變換，以實(shí)現(xiàn)固定中頻的高增益穩(wěn)定放大；解調(diào)器的功能是進(jìn)行調(diào)制的逆變換。微波通信天線一般為強(qiáng)方向性、高效率、高增益的反射面天線，常用的有拋物面天線、卡塞格倫天線等，饋線主要采用波導(dǎo)或同軸電纜。在地面接力和衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，還需以中繼站或衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器等作為中繼轉(zhuǎn)發(fā)裝置。上一頁(yè)返回５.６微波系統(tǒng)的通信方式地面上的遠(yuǎn)距離微波通信通常采用中繼（接力）方式進(jìn)行，原因如下。（１）微波波長(zhǎng)短，具有視距傳播特性。而地球表面是個(gè)曲面，電磁波長(zhǎng)距離傳輸時(shí)，會(huì)受到地面的阻擋。為了延長(zhǎng)通信距離，需要在兩地之間設(shè)立若干中繼站，進(jìn)行電磁波轉(zhuǎn)接。（２）微波傳播有損耗，隨著通信距離的增加信號(hào)衰減，有必要采用中繼方式對(duì)信號(hào)逐段接收、放大后發(fā)送給下一段，延長(zhǎng)通信距離。Ａ、Ｂ兩地間的遠(yuǎn)距離地面微波中繼通信系統(tǒng)如圖５－３所示。下一頁(yè)返回５.６微波系統(tǒng)的通信方式在微波傳輸過(guò)程中，有不同類型的微波站，如圖５－４

所示。終端站：只有一個(gè)傳輸方向的微波站。中繼站：具有兩個(gè)傳輸方向，為了解決微波視通問(wèn)題，需要增加的微波站分為有源中繼站和無(wú)源中繼站兩種。樞紐站：具有３個(gè)或３個(gè)以上傳輸方向，對(duì)不同方向的傳輸通道進(jìn)行轉(zhuǎn)接的微波站，或稱為ＨＵＢ站。分路站：具有兩個(gè)傳輸方向，因傳輸業(yè)務(wù)上下的需要而設(shè)立的微波站。上一頁(yè)返回５.７微波系統(tǒng)的主要技術(shù)微波傳輸也會(huì)受很多外界因素的干擾而衰落。從衰落的物理因素來(lái)看，可以分成以下幾種類型。（１）吸收衰落。大氣中的氧分子和水分子能從電磁波吸收能量，導(dǎo)致波在傳播過(guò)程中的能量損耗而產(chǎn)生衰耗。頻率越高，站距越長(zhǎng)，衰落越嚴(yán)重。（２）雨霧引起的散射衰落。雨霧中的大小水滴能夠散射電磁波的能量，因而造成電磁波的能量損失而產(chǎn)生衰落。雨霧天氣時(shí)，對(duì)高頻微波影響大。（３）Ｋ型衰落。多徑傳輸產(chǎn)生的干涉型衰落。由于這種衰落隨著大氣的折射參數(shù)Ｋ值的變化而變化的，故稱為Ｋ型衰落。這種衰落在水面、湖泊、平滑的地面等場(chǎng)合顯得特別嚴(yán)重。下一頁(yè)返回５.７微波系統(tǒng)的主要技術(shù)（４）波導(dǎo)型衰落。由于氣象的影響，大氣層中會(huì)形成不均勻的大氣波導(dǎo)。微波射線通過(guò)大氣波導(dǎo)，則接收點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度包含了“波導(dǎo)層”以外的反射波，形成嚴(yán)重的干擾型衰落，造成通信的中斷。（５）閃爍衰落。對(duì)流層中的大氣常發(fā)生大氣湍流，大氣湍流形成的不均勻塊式層狀物使介電系數(shù)與周圍的不同。當(dāng)微波射線射到不均勻的塊式層狀物上來(lái)時(shí)，將使電波向周圍輻射，形成對(duì)流層散射。此時(shí)接收點(diǎn)也可以接收到多徑傳來(lái)的這種散射波，形成塊衰落。由于這種衰