数字微波通信系统

微波通信系统的天线设计和性能分析微波通信系统是指频率在1GHz至30GHz之间的通信系统，它被广泛应用于卫星通信、雷达、无线电等多个领域。

在微波通信系统中，天线是实现无线电信号的传输和接收的关键组件之一。

本文将介绍微波通信系统中天线的设计和性能分析。

一、微波通信系统中的天线设计1.天线的基本原理天线是电磁波的发射和接收器件，它将电流转换为无线电磁波并将无线电磁波转换为电流。

在微波通信系统中，天线的设计要根据频率要求、辐射参数以及实际应用环境等方面进行考虑。

2.天线的结构和特性微波通信系统中使用的天线主要有微带天线、束流天线、全向天线和定向天线等。

它们在结构和性能上具有不同的特点，如微带天线适用于小型化设备，全向天线适用于需要广泛覆盖区域的场合，定向天线适用于长距离传输、高速传输及对信号抗干扰要求高的场合等。

3.微波天线的设计步骤微波天线的设计步骤一般分为以下几个步骤：（1）确定工作频带和相关性能指标，如工作频率、辐射功率、辐射方向等。

（2）选择适当的天线类型，如微带天线、束流天线、全向天线或定向天线等。

（3）优化天线的结构参数，如天线的长度、宽度、形状和材质等。

（4）进行天线的仿真和分析，如使用电磁场仿真软件进行仿真和分析。

（5）制作天线并进行测试和调试，如使用矢量网络分析仪进行测试和调试，确保天线达到设计要求。

二、微波通信系统中天线性能分析1.天线的增益和方向图天线的增益是用来衡量天线向特定方向辐射电磁辐射能力的一个参数。

方向图是衡量天线辐射方向和辐射功率分布的参数。

2.天线的匹配和带宽天线的匹配性能是指天线能够将信号源的输出阻抗与空气中的阻抗之间实现良好的匹配的能力。

带宽是指天线能够在整个工作频率带内达到较好的性能。

3.天线的功率承受能力和辐射效率天线的功率承受能力是指天线能够承受的最大辐射功率。

而辐射效率是指天线的电磁能转化为辐射能的比例。

4.天线的抗干扰和误码率天线的抗干扰能力是指天线在受到干扰时所表现出的抵抗能力。

数字微波通信系统的组成数字微波通信系统是一种高速、高质量、可靠的通信系统，由多个部分组成。

这篇文章将从以下几个方面介绍数字微波通信系统的组成。

一、数字微波通信系统的基本概念数字微波通信系统是指利用无线电波进行数字信息传输的通信系统。

它包括发射机、接收机和传输介质三部分。

二、数字微波通信系统的组成1. 发射机发射机是数字微波通信系统中非常重要的一个部分，它主要由以下几个部分组成：（1）调制器：调制器是将需要传输的信息转换为无线电频率上的模拟信号，常见的调制方式有幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）等。

（2）功率放大器：功率放大器将低功率模拟信号转换为高功率模拟信号，以便能够在传输过程中保持稳定的信号强度。

（3）频率合成器：频率合成器可以产生所需的无线电频率，并将其输出到天线上进行发射。

2. 传输介质在数字微波通信系统中，传输介质主要指天线和空气。

天线是将无线电信号从发射机传输到接收机的介质，而空气则是天线所在的媒介。

3. 接收机接收机是数字微波通信系统中另一个非常重要的部分，它主要由以下几个部分组成：（1）天线：天线将从发射机传输过来的无线电信号接收下来，并将其转换为电信号。

（2）低噪声放大器：低噪声放大器将接收到的低功率电信号转换为高功率电信号。

（3）解调器：解调器将接收到的模拟信号转换为数字信号，以便能够进行后续处理和应用。

4. 控制系统控制系统是数字微波通信系统中一个非常重要的组成部分，它主要用于控制和监测整个通信系统的运行状态。

控制系统包括以下几个部分：（1）时钟和定时器：时钟和定时器用于同步整个通信系统中各个部件之间的工作状态。

（2）故障检测和报警装置：故障检测和报警装置可以及时检测出通信系统中出现的故障，并向操作人员发出相应的警报信息。

（3）远程监控装置：远程监控装置可以通过网络远程监控整个数字微波通信系统的运行状态，并进行相应的调整和控制。

三、数字微波通信系统的应用数字微波通信系统在现代社会中得到了广泛的应用，主要包括以下几个方面：1. 电视广播数字微波通信系统可以将电视信号传输到各个地方，以便人们观看不同的电视节目。

微波通信系统的解决方案随着科技的不断发展，通信技术也在不断更新，微波通信已逐渐成为一种重要的通讯方式。

微波通信系统又可以分为微波传输系统和微波接收系统两种，本文将围绕这两种系统的构成和解决方案展开。

一、微波传输系统微波传输系统是传送信息的核心组成部分。

微波信号需要通过天线将信号发射出去，然后通过一系列的设备将信号传输到对面的接收天线。

在传输过程中，常常会遇到一些问题。

1.信号干扰问题微波信号经过长距离传输后可能会受到一些信号干扰，导致信号质量下降，从而影响通讯的效果。

为了解决这个问题，可以采用一些抗干扰的技术，比如采用数字信号处理技术、采用多普勒雷达技术、差分编码传输等方法。

2.信号衰减问题微波信号传输过程中会因为传输介质的吸收和散射等原因而产生信号衰减。

为了避免这个问题，可以采用一些经济有效的增益设备来加强信号，比如低噪声放大器、中频放大器等等。

3.天气干扰问题微波传输系统受天气的影响非常大，尤其是雨、雾、云等天气，会引起信号的严重衰减。

为了解决这个问题，可以采用一些技术手段，如采用功率控制、跳频技术、智能监测等技术，来实现天气快速干扰的处理与恢复。

二、微波接收系统微波接收系统是承接微波信号的另一部分，它需要确保接收到的信号可以快速准确地被转化为数字信号以传输，同时也要考虑一些其他的问题。

1.传输效率问题为了能够提高微波接收系统的传输效率，可以采用一些高效的技术，如开放式平台接口、集成智能、移动云计算等技术，以此来提高数据的处理和交换的效率。

2.接受质量问题微波接收系统需要确保接收到的信号质量高，同时也需要能够快速且准确地将信号转化为数字信号。

为了解决这个问题，可以通过一些改进技术，比如三维数字化、现场数字采样等技术来优化信号的质量和处理速度。

3.安全性问题微波接收系统需要保障数据的安全性，保持关键数据的机密性，以避免被反碰和攻击。

为了解决这一问题，可以采用一些加密技术，如虚拟专用网、安全传输层协议等技术，保证通讯的安全和稳定。

现代通信技术辅导7第七章微波通信和卫星通信一、知识点∙微波通信。

∙卫星通信。

二、重点难点内容微波通信是在20 世纪40 年代至50 年代开始使用的无线电通信技术，经过多年的发展己经获得广泛的应用。

微波通信分为模拟微波通信和数字微波通信两类。

模拟微波通信早已发展成熟，并逐渐被数字微波通信所取代，数字微波通信已成为一种重要的传输手段，并与卫星通信，光纤通信一起作为当今三大传输手段。

卫星通信可看作微波通信的一个具体应用，所以把微波通信和卫星通信放在同一章中。

学习中注意比较卫星通信和地面微波通信的异同点。

（一）微波通信本节主要讲述微波通信的概念和特点，微波通信系统的基本组成，微波站的设备组成及微波的传输特性和抗衰落技术。

1. 微波通信的概念和特点（1）微波的频段划分无线电波波段的划分如表1 所示。

表（一）无线电波波段的划分整个电磁频谱，包含从电波到宇宙射线的各种波、光和射线的集合。

不同频率段落分别γ射线和宇宙命名为无线电波（3kHz～3000GHz）、红外线、可见光、紫外线、x 射线、射线。

微波是超高频率的无线电波。

由于这种电磁波的频率非常高，故微波又称为超高频电磁波。

电磁波的传播速度υ与其频率f 、波长又有下列固定关系：若微波是在真空中传播，则速度为微波频段的波长范围为lm～lmm，频率范围为300MHz～300GHz，可细分为特高频(UHF) 频段／分米波频段、超高频（SHF）频段／厘米波频段、极高频（EHF）频段／毫米波频段和至高频频段／亚毫米波频段。

实际工程中常用拉丁字母代表微波小段的名称，例如S , C , X 分别代表10厘米波段、5 厘米波段和3厘米波段；Ka，U，F分别代表8毫米波段和3毫米波段等等，详见表2。

表（二）微波频段的划分（2）微波中继通信的概念微波中继通信是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。

A ,B 两地间的远距离地面微波中继通信系统的中继示意如图1 所示。

填空：1、分集技术是指通过两条或两条以上的途径传输同一信息，以减轻衰落的技术措施。

2、微波中继通信最基本的特点是：微波、多路、接力。

3、微波频率波段频率为300M~300GHZ，波长为1mm~1m范围的电磁波。

4、SDH三大核心特点是：同步复用、标准的光接口、强大的网络管理能力。

5、基带传输系统频带利用率的最大值，也就是说任何基带传输系统在单位频带最多每秒钟传输2个码元，不管二元还是多元码。

6、数字微波中继通信线路是由终端站、中继站、枢纽站、分路站等组成。

7、在传输线路上以1000bit/s的速率传输数据，经测试1小时内共有50bit的误码，则该系统的误比特率为50X100%1000X3600选择：当电波的电场强度方向垂直于地面时，此电波就为垂直极性波。

在SDH微波中继通信系统中，没有上下话路功能的站是中继站。

两个以上的电台使用同一频率而产生的干扰就是同频干扰。

在天线通信系统中，很多都采用两个接收天线，以达到空间分极效果。

厘米波频率范围是3G~30GHZ地球表面传播的无线电波称为散射波。

判断：无线通信可以传送电报电话传真图像数据以及广播和电视节目等通信业务。

正确无线电波的传播不受气候和环宽的影响。

错基本同步传输模块是STU-1，其速率为155.520µb/s,STU-N是将STM-1同步复用并插入一些字节实现的。

错由于大气折射作用实际的电波不是按直线传播，是按曲线传播的。

正确QAM是一种调幅调制模式，不是调相调制模式。

错（既调幅又调相）简答：1、SDH结构图及各部位作用1）信息净负荷（payload）是存放各种信息的负载。

2）段开销（SOH）是为了保证信息净负荷正常传送所必须附加的网络运行、管理和维护字节。

3）管理单元指针（AU-PTR）AU-PTR是用来指示信息净负荷的第一个字节的准确位置，以便接收端能进行正确分接。

各种信号装入SDH帧结构的净负荷区需经过三个步骤：映射、定位、复用。

数字微波通信系统常用的数字调制刘小凤【摘要】主要介绍了数字信号的传输方式;数字微波通信的数字载波键控的原则及各类数字键控的特点.多种数字微波调制方式及性能特点和工作原理.阐述了不同传输系统选择不同调制方式的理论依据和实际方案.【期刊名称】《甘肃科技》【年(卷),期】2011(027)008【总页数】3页(P30-31,117)【关键词】数字调制;数字基带传输;数字频带传输;载波键控【作者】刘小凤【作者单位】甘肃省广播电影电视局微波传输中心,甘肃兰州730000【正文语种】中文【中图分类】TN925.1采用微波进行通信的目的是远距离传递信息,虽然基带信号可以在传输距离不远的情况下直接传送,但如果要远距离传输时,特别是在无线或光纤信道上传输时,则必须经过调制将信号频谱搬移到高频载频带内才能在信道中传输。

由于微波的发信频率很高,所以在微波传输系统中常用基带信号序列对中频频率 70MHz或 140MHz进行调制后,再在发信单元中上变频为微波频率的信号。

模拟微波系统常用的调制方式有:调幅—调频式(AM—F M);调频—调频式(FM—FM);脉冲幅度调制—调频式 (PAM—FM);脉冲编码调制—调频式 (PCM—FM)。

数字信号的传输分为基带传输和频带传输。

数字基带传输是不搬移数字基带信号的频谱,以终端设备输出的数字基带信号序列或经过某些码型变换(信道编码)后的数字基带信号,利用线缆进行传输的方式。

数字频带传输是将数字基带信号的频谱搬移到某个载频带内进行的传输方式。

那么利用微波波段的电磁波来传输数字信号的方式显然是属于频带传输的范畴。

然而,在数字微波通信系统中,从信源编解码、信道编解码到调制是数字基带传输的子系统。

数字载波键控的原则是用数字基带信号去控制载波的某个参数 (振幅、频率及相位),使之随着数字基带信号的变化而变化。

即用脉冲形式的数字基带信号去键控载波的振幅 A、相位 P或频率 f,使它们随基带数字调制信号的变化而变化,从而可相应地获得移幅键控 ASK、移频键控 FSK、移相键控 PSK信号。