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微波通信，英文是Microwave Communication，是指使用微波（Microwave）作為載波，攜帶信息，進(jìn)行中繼通信的方式。
日常生活中，我們看到的移動通信基站大概是這樣的：
抑或是這樣的：
如果你細(xì)心觀察的話就不難發(fā)現(xiàn)，在某些大樓的樓頂上，除了通信基站外，還會有一些像“大鼓”一樣的設(shè)備。
而大山深處的“大鼓”是這樣的：
這些所謂的“大鼓”，便是我們通常所說的“微波通信設(shè)備”。確切地說，就是“微波通信天線”。 更進(jìn)一步觀察，是這樣的：
微波通信使用波長為1m至0.1mm(頻率為0.3GHz~3THz)的電磁波進(jìn)行的通信。包括地面微波接力通信、對流層散射通信、衛(wèi)星通信、空間通信及工作于微波波段的移動通信。微波通信具有可用頻帶寬、通信容量大、傳輸損傷小、抗干擾能力強等特點，可用于點對點、一點對多點或廣播等通信方式。
中國微波通信廣泛應(yīng)用L、S、C、X諸頻段，K頻段的應(yīng)用尚在開發(fā)之中。由于微波的頻率極高，波長又很短，其在空中的傳播特性與光波相近，也就是直線前進(jìn)，遇到阻擋就被反射或被阻斷，因此微波通信的主要方式是視距通信，超過視距以后需要中繼轉(zhuǎn)發(fā)。一般來說，由于地球曲面的影響以及空間傳輸?shù)膿p耗，每隔50公里左右，就需要設(shè)置中繼站，將電波放大轉(zhuǎn)發(fā)而延伸。 這種通信方式，也稱為微波中繼通信或稱微波接力通信。長距離微波通信干線可以經(jīng)過幾十次中繼而傳至數(shù)千公里仍可保持很高的通信質(zhì)量。 微波傳播的分類 根據(jù)通信方式和確定信道主要性質(zhì)的傳輸媒質(zhì)的不同，微波通信可分為大氣層視距地面微波通信、對流層超視距散射通信、穿過電離層和外層自由空間的衛(wèi)星通信，以及主要在自由空間中傳播的空間通信。按基帶信號形式的不同，微波通信可分為主要用于傳輸多路載波電話、載波電報、電視節(jié)目等的模擬微波通信，以及主要用于傳輸多路數(shù)字電話、高速數(shù)據(jù)、數(shù)字電視、電視會議和其它新型電信業(yè)務(wù)的數(shù)字微波通信。 1. 微波接力通信 利用微波視距傳播以接力站的接力方式離微波通信，也稱微波中繼通信。微波接力系統(tǒng)由兩端的終端站及中間的若干接力站組成，為地面視距點對點通信。各站收發(fā)設(shè)備均衡配置，站距約50km，天線直徑1.5~4m，半功率角3~5°，發(fā)射機功率1~10W，接收機噪聲系數(shù)3~10dB(相當(dāng)噪聲溫度290~261K)，必要時二重分集接收。模擬調(diào)頻微波容量可達(dá)1800~2700路，數(shù)字多進(jìn)制正交調(diào)幅微波容量可達(dá)144Mbit/s。設(shè)備投資和施工費用較少，維護(hù)方便;工程施工與設(shè)備安裝周期較短，利用車載式微波站，可迅速搶修溝通電路。 2. 對流層散射通信 利用對流層中媒質(zhì)的不均勻體的不連續(xù)界面對微波的散射作用實現(xiàn)的超視距無線通信。常用頻段為0.2~5GHz，為地面超視距點對點通信。跨距數(shù)百公里，大型廣告牌(拋物面)天線等效直徑可達(dá)30~35m，射束半功率角1~2°，有孔徑介質(zhì)耦合損耗，發(fā)射機功率5~50kW，四重分集接收，容量數(shù)十話路至百余話路。對流層散射通信一般不受太陽活動及核爆炸的影響，可在山區(qū)、丘陵、沙漠、沼澤、海灣島嶼等地域建立通信電路。 3. 衛(wèi)星通信 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)信號的無線電通信，為地一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。同步衛(wèi)星系統(tǒng)，空間段單程大于3.6萬公里，地面站天線直徑15~32m，增益60dB，射束半功率角0.1~1°，需要自動跟蹤，發(fā)射機功率0.5~5kW。衛(wèi)星中繼站，下行全球波束用喇叭天線，點波束用拋物面天線，可借助波束分隔進(jìn)行頻率再用。轉(zhuǎn)發(fā)器功率數(shù)十瓦，帶寬一般為36MHz，容量5000~10000話路。衛(wèi)星通信覆蓋面廣，時延長，信號易被截獲、竊聽、甚至干擾。一種容量較小的可適用于稀路由的甚小天線地球站(VSAT)適用于數(shù)據(jù)通信。 4. 空間通信 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。它包括地球站與航天器、航天器與航天器之間的通信、以及地球站之間通過衛(wèi)星間轉(zhuǎn)發(fā)的衛(wèi)星通信。地球站與航天器之間的通信分近空通信與深空通信。在深空通信時，為了實現(xiàn)從高噪聲背景中提取微弱信號，需采用特種編碼和調(diào)制、相干接收和頻帶壓縮等技術(shù)。 5. 微波移動通信 通信雙方或一方處于運動中的微波通信，分陸上、海上及航空三類移動通信。陸上移動通信多使用150，450或900MHz的頻段，并正向更高頻段發(fā)展。海上、航空及陸上移動通信均可使用衛(wèi)星通信。海事衛(wèi)星可提供此種移動通信業(yè)務(wù)。低地球軌道(LEO)的輕衛(wèi)星將廣泛用于移動通信業(yè)務(wù)。 微波設(shè)備的組成 一般來說，微波設(shè)備主要由IDU、ODU、中頻電纜、天線等部分組成。
IDU是室內(nèi)單元，Indoor Unit。ODU是室外單元，Outdoor Unit。 中頻是指發(fā)射機將信號載波變換成發(fā)射頻率，或者將接收頻率變換成基帶的一個中間頻率，一般由系統(tǒng)架構(gòu)決定。
而射頻，就是天線發(fā)射出去的、在空中傳播的電磁波信號頻率。
IDU負(fù)責(zé)完成業(yè)務(wù)接入、復(fù)分接和調(diào)制解調(diào)，在室內(nèi)將業(yè)務(wù)信號轉(zhuǎn)換成中頻模擬信號。
ODU負(fù)責(zé)完成信號的變頻和放大。
微波天線除了我們看到的這種“大鼓”狀的，還有拋物面天線和卡塞格倫天線。
衛(wèi)星通信就是用的這類天線，俗稱“大鍋”。
微波通信特征 1. 穿透性 微波比其它用于輻射加熱的電磁波，如紅外線、遠(yuǎn)紅外線等波長長。微波透入介質(zhì)時，由于介質(zhì)損耗引起的介質(zhì)溫度的升高，使介質(zhì)材料內(nèi)部、外部幾乎同時加熱升溫，形成體熱源狀態(tài)，大大縮短了常規(guī)加熱中的熱傳導(dǎo)時間，且在條件為介質(zhì)損耗因數(shù)與介質(zhì)溫度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系時，物料內(nèi)外加熱均勻一致。 2. 選擇性加熱 物質(zhì)吸收微波的能力，主要由其介質(zhì)損耗因數(shù)來決定。介質(zhì)損耗因數(shù)大的物質(zhì)對微波的吸收能力就強，相反，介質(zhì)損耗因數(shù)小的物質(zhì)吸收微波的能力也弱。由于各物質(zhì)的損耗因數(shù)存在差異，微波加熱就表現(xiàn)出選擇性加熱的特點。物質(zhì)不同，產(chǎn)生的熱效果也不同。水分子屬極性分子，介電常數(shù)較大，其介質(zhì)損耗因數(shù)也很大，對微波具有強吸收能力。而蛋白質(zhì)、碳水化合物等的介電常數(shù)相對較小，其對微波的吸收能力比水小得多。因此，對于食品來說，含水量的多少對微波加熱效果影響很大。 3. 熱慣性小 微波對介質(zhì)材料是瞬時加熱升溫，能耗也很低。另一方面，微波的輸出功率隨時可調(diào)，介質(zhì)溫升可無惰性的隨之改變，不存在'余熱'現(xiàn)象，極有利于自動控制和連續(xù)化生產(chǎn)的需要。 好啦，關(guān)于微波通信的科普介紹，就到這里，如果您對于通信有興趣可以關(guān)注我們，更多精彩內(nèi)容不容錯過！ |
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