微波通信基礎(chǔ)課件

微波通信基礎(chǔ)課件目錄contents微波通信概述微波通信系統(tǒng)組成微波通信信道特性微波通信調(diào)制技術(shù)微波通信傳輸技術(shù)微波通信應(yīng)用與發(fā)展趨勢微波通信概述01微波通信是一種利用微波頻段進(jìn)行信息傳輸?shù)耐ㄐ欧绞?。定義具有頻帶寬、容量大、傳輸速率高、抗干擾能力強等優(yōu)點，但也存在傳輸距離短、穿透能力弱等局限。特點定義與特點20世紀(jì)40年代，隨著雷達(dá)和電子管技術(shù)的快速發(fā)展，人們開始利用微波頻段進(jìn)行通信。起源發(fā)展歷程現(xiàn)代應(yīng)用經(jīng)歷了從模擬信號到數(shù)字信號，從固定站到移動站，從模擬調(diào)制到數(shù)字調(diào)制等階段。廣泛應(yīng)用于移動通信、衛(wèi)星通信、廣播電視等領(lǐng)域。030201微波通信的歷史與發(fā)展根據(jù)國際電信聯(lián)盟（ITU）的規(guī)定，微波通信的頻率范圍為1-10GHz。在移動通信中，常用的微波頻段包括2.4GHz、5.8GHz等；在衛(wèi)星通信中，常用的微波頻段包括C波段、Ku波段等。微波通信的頻率范圍常用頻段國際規(guī)定微波通信系統(tǒng)組成02將低頻信號轉(zhuǎn)化為微波信號，以便通過天線進(jìn)行傳輸。調(diào)制器將調(diào)制后的微波信號進(jìn)行放大，提高發(fā)射功率。功率放大器對發(fā)射信號進(jìn)行前置放大，降低信號噪聲干擾。低噪聲放大器發(fā)射機對接收到的微弱信號進(jìn)行放大，提高接收靈敏度。高頻放大器將接收到的微波信號轉(zhuǎn)換為低頻信號，便于后續(xù)處理。混頻器從低頻信號中提取原始信息，還原為原始信號。解調(diào)器接收機平板天線適用于移動通信和便攜式設(shè)備，具有體積小、重量輕的優(yōu)點。拋物面天線聚焦接收到的微波信號，提高接收效率。偶極子天線適用于短波通信，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低的優(yōu)點。天線同軸饋線具有優(yōu)良的屏蔽性能和傳輸性能，適用于長距離傳輸。波導(dǎo)饋線適用于大功率傳輸，具有較低的損耗和較高的傳輸效率。饋線微波通信信道特性03123大氣層中的水蒸氣、氧氣和二氧化碳等分子會對微波產(chǎn)生吸收作用，導(dǎo)致信號衰減。大氣層對微波通信的衰減作用大氣層中的不均勻溫度分布會導(dǎo)致折射率變化，從而影響微波信號的傳播方向和速度。大氣層對微波通信的折射效應(yīng)由于大氣層中各種分子的散射作用，同一信號可以在不同路徑上傳播，導(dǎo)致接收端接收到多個信號副本，產(chǎn)生多徑干擾。大氣層對微波通信的多徑效應(yīng)大氣層對微波通信的影響建筑物對微波通信的影響建筑物對微波信號產(chǎn)生反射和散射作用，可能改變信號的傳播方向和速度，導(dǎo)致信號衰減和時變效應(yīng)。植被對微波通信的影響植被對微波信號的吸收作用可能導(dǎo)致信號衰減，同時植被的覆蓋也會改變地形對信號傳播的影響。地形對微波通信的影響地形起伏會導(dǎo)致微波信號的傳播距離和方向發(fā)生變化，可能產(chǎn)生陰影效應(yīng)和多徑干擾。地理環(huán)境對微波通信的影響噪聲對微波通信的影響噪聲是不可避免的，主要包括熱噪聲、散粒噪聲和閃爍噪聲等，會對接收端檢測信號產(chǎn)生影響。干擾對微波通信的影響各種干擾源會產(chǎn)生干擾信號，與有用信號疊加在一起，導(dǎo)致接收端接收到的信號質(zhì)量下降。噪聲與干擾對微波通信的影響微波通信調(diào)制技術(shù)04頻率變化與模擬信號幅度對應(yīng)。調(diào)相（PM）帶寬窄，頻偏小。調(diào)頻（FM）帶寬窄，頻偏小。相位變化與模擬信號幅度對應(yīng)。010203040506模擬調(diào)制技術(shù)振幅鍵控（ASK）用載波的幅度變化來代表數(shù)字信號的0、1比特?？乖肼曅阅茌^差。數(shù)字調(diào)制技術(shù)頻移鍵控（FSK）用載波的兩個不同頻率來代表數(shù)字信號的0、1比特。比ASK有更好的抗噪聲性能。數(shù)字調(diào)制技術(shù)相移鍵控（PSK）用載波的相位偏移來代表數(shù)字信號的0、1比特。比ASK和FSK有更好的抗噪聲性能。數(shù)字調(diào)制技術(shù)可以同時傳輸多路信號。頻分復(fù)用（FDM）將頻率劃分為多個頻帶，每個頻帶傳輸一路信號?？梢酝瑫r傳輸多路信號。時分復(fù)用（TDM）將時間劃分為多個時隙，每個時隙傳輸一路信號。多路復(fù)用技術(shù)微波通信傳輸技術(shù)05直線傳輸技術(shù)是指將微波信號直接從一個站點傳輸?shù)搅硪粋€站點的技術(shù)。這種技術(shù)主要應(yīng)用于視距通信，其優(yōu)點是簡單、易于實現(xiàn)，但傳輸距離受到限制。直線傳輸技術(shù)通常采用點對點通信方式，即兩個站點之間直接進(jìn)行通信。這種方式的優(yōu)點是傳輸距離遠(yuǎn)、傳輸速度快，但需要鋪設(shè)大量的光纖或電纜，因此成本較高。直線傳輸技術(shù)VS反射傳輸技術(shù)是指將微波信號通過反射面進(jìn)行傳輸?shù)募夹g(shù)。這種技術(shù)主要應(yīng)用于衛(wèi)星通信和無線局域網(wǎng)等領(lǐng)域，其優(yōu)點是可以實現(xiàn)大范圍的覆蓋，同時可以利用現(xiàn)有的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。反射傳輸技術(shù)通常采用拋物面天線或反射面天線進(jìn)行信號反射，從而實現(xiàn)遠(yuǎn)距離的傳輸。這種技術(shù)的缺點是傳輸過程中可能會出現(xiàn)信號衰減和干擾等問題，需要采取相應(yīng)的措施進(jìn)行解決。反射傳輸技術(shù)散射傳輸技術(shù)是指將微波信號通過散射體進(jìn)行傳輸?shù)募夹g(shù)。這種技術(shù)主要應(yīng)用于山區(qū)、丘陵等復(fù)雜地形地區(qū)的通信，其優(yōu)點是可以實現(xiàn)非視距通信，同時可以利用現(xiàn)有的散射網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。散射傳輸技術(shù)通常采用散射天線進(jìn)行信號散射，從而實現(xiàn)遠(yuǎn)距離的傳輸。這種技術(shù)的缺點是傳輸過程中可能會出現(xiàn)信號衰減和干擾等問題，需要采取相應(yīng)的措施進(jìn)行解決。此外，散射傳輸技術(shù)還需要建設(shè)大量的散射站點，因此成本較高。散射傳輸技術(shù)微波通信應(yīng)用與發(fā)展趨勢06移動通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋衛(wèi)星通信工業(yè)自動化控制物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用微波通信應(yīng)用場景01020304利用微波通信技術(shù)，擴展移動通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，提高網(wǎng)絡(luò)信號質(zhì)量。微波通信在衛(wèi)星通信中扮演重要角色，實現(xiàn)地球站與衛(wèi)星之間的通信連接。利用微波通信技術(shù)，實現(xiàn)工業(yè)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和監(jiān)測，提高生產(chǎn)效率。通過微波通信技術(shù)，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的互聯(lián)互通，促進(jìn)信息交互和智能化發(fā)展。隨著5G技術(shù)的不斷推進(jìn)，微波通信將發(fā)揮重要作用，實現(xiàn)更高速、更可靠的數(shù)據(jù)傳輸。5G技術(shù)的發(fā)展利用量子糾纏等量子特性，實現(xiàn)更加安全、高效的通信方式，微波通信將在其中發(fā)揮關(guān)