学文网微波通信篇1
基于FPGA的曼彻斯特编解码器研究
单比特取样超宽带系统的时延估计误差分析
一种HSPA系统UE端SIR估计算法优化方案
多模式卫星接收机的载波同步方案设计与实现
卫星通信发展动态
基于嵌入式无线CPU短信通信终端系统的设计
基于可信集的无线传感器网络路由切换协议
一种基于移动终端的无线传感器网络数据收集协议
基于LINUX的嵌入式WEB服务器的设计
浅析OFDM技术在应急通信系统中的应用
RFID分形阅读器天线设计
一种用于Ku波段的宽频带微带天线
一种双槽孔Ku频段圆极化微带天线
本刊征稿简则
OFDM系统基于信道多径时延检测的自适应信道估计
基于OFDM的DVB-T传输系统的研究与仿真
相关阴影Rician信道上广义矩形MQAM的性能
基于信道缩短的多频带超宽带信道估计
编队微小卫星变码速率星间通信系统仿真研究
WCDMA拥塞控制方法分析
基于改进的C/S结构在无线传感器网络工作站中的应用
一种基于代价梯度的无线传感器网络QoS路由协议
1/n卷积码盲识别
无线传感器网络拥塞控制机制研究
一种新的脑-机接口与上下文感知结合的架构研究
用于WLAN的二元微带天线阵
倾斜地形回波波形对测距的影响
CDMA系统多用户检测评价标准
本刊征稿简则
基于高斯脉冲导数的正交UWB波形最优化设计
多载波调制中降低峰均比问题的研究
修正LMSNewton算法在抑制DSSS窄带干扰中的应用
一种改进的LDPC码比特反转解码算法
基于链路选择因子的高速无线个域网自适应时隙调度算法
一种HSDPA系统中依赖负载的正比公平调度算法
TD-SCDMA无线网络设计原理和方法
TD-SCDMA系统RNC设备中的分组调度方法
基于FPGA的S模式应答通信设计
基于TD-SCDMA网络的集群直通模式
基于OPNET的移动IP在CDMA20001X中的仿真
改进型帧时隙ALOHA防碰撞算法研究
星载数字化TDRSS/USB双模应答机设计与试验
浅谈长庆骨干光传输网波分系统组网设计
多元LDPC码与二元LDPC码的性能比较
相关序列及其性能比较研究
估计误差对天线选择系统性能影响分析
满足UWB室内辐射掩蔽的脉冲信号功率谱分析
一种加权的UWB-ATR接收机的性能研究
农村网络覆盖优化研究
一种TD-SCDMA系统中的自适应功率控制算法
TD-SCDMA在LTE中的导频设计
OFDM水声通信中最大多普勒频偏估计算法研究
基于用户行为分析的NICE协议研究
相控微带天线阵互耦对阵增益的影响分析
智能天线中时空虚拟DOA矩阵算法与改进
合成孔径雷达有源压制干扰研究
宽带电力线通信的电磁兼容探讨
微波通信篇2
在现代通信技术中，微波通信占有非常重要的重要。近年来，微波通信在许多领域都得到了广泛的应用，如移动通信、卫星通信等。微波的频率非常高，约为300MHz～300GHz，而其波长一般为1m～1mm。微波高频率的特征决定了其较弱的绕射能力，因此微波信号的传输一般只能在视线范围内沿着直线传播，也叫做视距传播。但同时微波通信也具有很多优点，例如信号传播稳定性好，不容易受到外界其他因素的干扰，因此微波通信技术得到了广泛的研究和应用。
【关键词】微波通信 主要技术 应用价值
1 微波通信与数字微波通信的发展
微波通信是随着无线通信的兴起而发展起来的一门通信技术手段。在无线通信的起步阶段，主要采用中长波进行通信。电磁波随着波长的变化，其传播性能和特点也是不同的，因此不同波段的电磁波具有不同的使用范围。微波通信具有成本低、容量大、抗干扰能力强的特点，因而取得了广泛地应用。伴随着信号处理检测、处理技术以及自适应编码调制解调技术的发展，微波技术在移动通信、卫星通信、广播电视通信乃至相关领域的信号设计与处理等领域发挥了十分重要的作用。
数字微波通信在通信建设中具有十分重要的作用，曾与光纤通信、卫星通信一起合成为通信传输领域的三大支撑技术。数字微波通信技术经历了一段非常光辉的时代，但也遭遇过困境和挑战。目前，数字微波通信正面临着自己的关键时刻，我们应当深入总结分析该技术的优势特点，并结合其起落历程，对数字微波技术进行准确的市场定位，促进数字微波通信技术的长足发展。
在微波通信系统中，微波固态源是一个十分重要的组成部分。微波固态源具有重量轻、耗能少、体积小、使用周期长等特点。微波固态源的质量问题是微波通信系统的核心，直接影响着整个系统的工作稳定性，因而受到了极大地重视。目前，研究的热点主要集中在高频段微波（毫米段）。发射毫米微波需要宽频带、大功率、低噪相位的本振源。毫米微波技术中常用的功率合成方式包括：空间合成型、电路合成型以及混合型。目前，电路合成型方法已经比较成熟，在我国低频段的微波中使用比较广泛。
2 数字微波通信的相关技术
数字微波通信技术采用微波作为信号传输载体，主要传送的是数字信息。数字微波通信融合了微波以及SDH数字通信两者的优势。数字微波通信的信号传输路线可以采用一条主干线加若干条分支的形式，也可以采用若干分支加一个枢纽站的形式。
按照微波通信系统中微波站的工作方式可以分为终端站、中继站以及分路站三个类型。其中中继站的主要任务是负责信号的接发，具有调制解调设备的中继站称为再生中继站，它具有极强的全线公务联络能力，并负责向系统中心发送站信息。SDH数字微波通信技术是数字微波通信技术的新的进步，SDH通信系统采用的硬件设备与PDH系统比较相似，但考虑到各自传输方式的区别，SDH的硬件布设也略有区别。
SDH数字微波通信的核心技术主要包括：编码调制技术，交叉极化干扰抵消技术，自适应频域和时域均衡技术。由于微波采用的传输介质收到频带的限制，只用采用更高状态的调制技术，才能保证在有限的频带内传输SDH信息。微波中的多状态调制技术科有效增加数字微波通信系统的传输容量，还可充分提高频谱的利用率。此外为了有效提高单波道的传输速率，双极化频率复用技术也得到了有效的利用。然而在微波传输过程中若出现多径衰落，则会降低信号的交叉极化识别率，使微波信号出现交叉极化干扰，交叉极化干扰抵消技术则可有效解决这一问题。当数字微波通信系统采用多状态QAM调制策略时，由于ITU-R此后建议不给数字微波通信系统分配额外差错性能配额，为了满足ITU-R的性能指针要求，需要采取有效的抗干扰措施解决多径衰落问题。在国内，常用的抗多径衰落技术包括自适应均衡技术、分集接收技术等。对较低频段微波的研究主要集中在器件的集成化，行业致力于打造小型化、微型化的便携式微波通信设备。而毫米波段的微波在很长的一段时间内被研究者忽略，导致该技术目前尚不成熟，还处于起步阶段。
3 微波扩频通信技术
在我国企事业单位组建Intranet并接入ISP时，通常会用到微波扩频通信技术。微波扩频通信的使用频率范围为2.4～ 2.4835 GHz，接入速率一般为64 kb/s～ 2Mb/s。这个频段的微波是我国目前唯一不需要经过“无委会”授权使用的自由频段，属于工业自由辐射频段。微波扩频通信技术的基本原理是首先采用伪随机码对输入信息继续进行扩展频谱编码操作，接下来对扩频后的信息进行调制处理。微波扩频技术首先是在***事领域的范围得到有效的应用，其研究的主要目的是用于电子战的抗干扰，后来逐步发展到民用领域。
微波扩频通信技术的优势主要包括：建设投资少，维护成本小，组网灵活，带宽很高，设备的二次利用率高等，系统具有极强的抗噪声干扰能力，而且可以与传统的调制措施共享频段，该方式具有稳定可靠的信息传输能力，可用于保密信息的传输。同时，由于采用了伪随机噪声，可增强信号的隐蔽性，使得信号不容易被捕捉到。但是该系统要求每相邻的两个连接单位距离不能过远，且需要保持相连单位之间不能有障碍物。
4 结语
微波通信是随着无线通信的兴起而发展起来的一门通信技术手段。微波通信具有成本低、容量大、抗干扰能力强的特点，因而取得了广泛地应用。数字微波通信是用微波作为载体传送数字信息的一种通信手段，融合了微波以及SDH数字通信两者的优势。微波扩频通信技术的基本原理是首先采用伪随机码对输入信息继续进行扩展频谱编码操作，接下来对扩频后的信息进行调制处理。总之，微波通信应当深入总结自身的优势，找准市场定位，并深入改进和完善相应技术，实现微波通信技术的长足发展。
参考文献
[1]田桂花.浅谈无线通信技术的发展[J].价值工程，2010（22）.
[2]陈财.通信工程中的传输技术的有效应用[J].科技促进发展（应用版），2011（02）.
[3]赵莉.浅谈扩频通信技术的特点及其应用[J].硅谷，2009（05）.
[4]韩晓晗.SDH数字微波传输设备浅论[J].电信快报，2011（01）.
作者简介
李宏伟（1970-），男，满族，辽宁省锦州市人。大学本科学历。工程师。主要研究方向为专网通信信息。
微波通信篇3
关键词：微波通信 现状 发展前景
0 引言
黄河通信随着公网通信网快速发展和国家对事业单位改革逐步深入，以及黄河防汛和“数字黄河”对多种业务的需求，黄河通信得到了迅速发展，促进了通信网络不断完善，不断演变。并在历次黄河抗洪抢险中发挥了重要作用，由于光纤通信投入使用，使微波通信的主干线地位受到了挑战，但作为黄河微波通信同样受到威胁。
1 微波通信的主要特点
微波通信工作在300MHZ-300GHZ频段，是利用无线电波作为“载波”发送信号的通信方式。近年来微波通信得到了快速发展，大容量的PDH数字微波传输系统和具有全球统一标准接口的SDH微波通信系统相继出现。SDH技术的应用，使微波通信步入一个新的里程碑，翻开了微波通信新的一页。微波通信主要有如下特点：一是微波是以“直接波”的方式在大气中的视线距离传播，其传输特性受地形、地貌和大气层的影响。所以决定了微波通信必须采用中继方式传输。二是通信容量较大，可传送综合业务信息，它占有39GHZ的频宽，具有较大的通信容量，可以传送综合业务。现在我国主要微波通信采用SDH技术，现在SDH电路速率可达620Mbit/s，预计最高速率可达10Gbit/s。三是组网建设速度快、灵活性大、投资少，与同轴电缆通信和现代光纤通信而言，微波通信由于不需要铺设电缆和光缆，所以建设速度快，灵活性大，适应黄河治理，抗洪抢险，微波通信的灵活性更大。
2 黄河微波通信面临的威胁
光纤通信的发展是微波通信面临的最大威胁，20世纪90年代以来，特别是近几年，由于采用了新型的光导纤维和新的信号传送技术，光纤的传输容量越来越大，特别是采用密集波分复用技术后，使光纤的传输容量有了质的飞跃。
另外，由于微波通信的工作频带大部分集中在2-11GHZ，使得这段频率资源越来越紧张，再加上一些部门使用的频率没有经过国家无委会的批准私自使用，客观上对微波通信造成一定的威胁，使微波通信受到外界干扰越来越严重，构成了通信质量的下降，使微波通信的信誉度受到影响。而光纤通信是利用光波携带信息在光导纤维中进行传输，不受外界干扰的影响，传输比较稳定。光纤通信的众多优点，使光纤通信一跃成为20世纪90年代的主要通信手段，从国家骨干网到各地区、各县市、重要乡镇都有光纤通信网。光纤通信网已经成为信息高速公路的主干传输平台。
3 黄河微波通信的发展前景
根据黄河防汛、水量调度、“数字黄河”，通信信息建设规划的总体要求，结合全河通信信息的实际情况，在已建的现有黄河通信网的基础上，本着既能满足当前黄河防汛、水量调度工作的需要，又要符合今后通信信息发展方向原则，维持现有通信状况，加紧建设光纤通信，在技术水平上与地方公网同步，使今后的黄河专网通信数字化、综合化、宽带化、智能化、个人化的方向发展。
3.1 采用微波传输方式：在目前的黄河微波干、支线的基础，采用SDH微波传输技术对现有PDH微波系统进行更新，形成高速率的SDH同步数字体系。干支线采用STM-1或STM-4设备，网络接口在15Mbit/s和622Mbit/s两个速率上，微波传输选用48GHZ范围内的传输频率，使用原有微波铁塔和机房设施。
3.2 采用光纤传输方式：以经过整修机淤加固的黄河两岸大堤作光纤传输的通道，沿黄河两岸大堤各敷设一条24芯或更多对数的单摸光纤干线，通过下游现有的黄河大桥敷设过河光纤，使两条光纤干线交叉相连，形成多个8字形光环。整个系统可采用STM-16或STM-64的SDH设备，容量为2.5Gbit/s或10Gbit/s。
3.3 采用微波和光纤混合的SDH数字传输方式：从三门峡到东营黄河入海口干线范围内，根据地形地貌条件，分区段选用不同的传输方式。在部分区间选用SDH微波传输方式，选用STM-1或STM-4容量的微波设备，在部分区间选用SDH光纤传输方式，选用单摸光纤，光纤传输容量为2.5Gbit/s或10Gbit/s。
对以上三种传输方式，从理论技术上讲都是可以实现的，但结合具体实施过程，系统工作的可靠性以及今后通信信息发展等因素考虑各有其优缺点。①微波传输方式优点、简单易行，能充分利用原有的微波站部分设备，投资少，建设周期短，抵抗自然灾害的能力强，能够实现大汛情可靠通信。缺点、SDH微波设备比较复杂，收发信机占用的波道多，对今后扩大传输容量有困难。②光纤传输方式优点、容量大，可以逐级逐年进行扩容，而且采用多个8字光环进行组网，电路的可靠性得到保障。缺点、光纤敷设比较困难，投资大，建设周期长，在局部易受自然和人为破坏。③混合传输方式虽然在技术上可行，但在实际实施上确实有一些难度，因为具体哪些区间采用SDH微波，哪些区间采用SDH光纤，必须根据目前和今后通信发展的业务需要以及不同地区用户的实际需求，进行反复比较论证才能确定。
对黄河通信干支线建设采用SDH技术，利用光纤传输方式来建设黄河宽带通信网，尽快与地方公网同步，决不能再搞重复建设，修修补补的事。真正实现黄河通信信息宽带、高速现代化。
参考文献：
[1]丁俊，孙志锋，王玉芬.数字微波通信在水库系统视频监控中的应用[J].电子技术，2011（11）.
微波通信篇4
[关键词]微波传输；链路系统分析；无源中继；解决方案
引言
微波传输是一种灵活、适应性强的通信是手段，具有建设快、投资小、应用灵活的特点，在移动电信运营商和各大专网的网络建设中均有广泛应用。但是微波传输也有其自身的缺点。由于地球表面是一个曲面，所以微波只能在视距范围内作直线传输。如果两个微波站点之间有障碍物阻挡，则需要在中间新增一个微波中继站。增加中继站首选是在用的基站中是否有合适的站点作中继传输。如果没有，则需要新建微波站点，这样作的成本是巨大的。需要综合考虑多方面的因素，包括机房建设、供电系统、交通、地理环境等各方面的因素。
因此，在微波传输过程中，适当的采用无源中继技术能有效的解决微波传输中的链路传输阻挡，降低建设成本等问题。
1.微波通信原理介绍
微波是一种频率为0.3-300GHz的电磁波，波长范围在毫米～厘米数量级，其波长比普通无线电波更短。微波传输是一种视距范围内的接力传输，要求两个微波站点之间没有阻挡。在微波传输的路径上，可能会受到诸如大气、海面、地面、高大建筑物或山峰的折射和绕射等的影响，从而造成信号的衰落和失真，甚至中断，此时就需要增加中继站以解决链路阻挡问题。
2.无源中继技术原理及应用场景
无源中继站是中继站的一种，能解决链路传输阻挡问题。无源中继站不同于一般的有源中继站，它是指不经过任何放大直接把接收到的微波信号转发到所需方向的站。
采用无源中继站将一条微波路径分成两段后，遭受到的多径衰落的概率比长度相同的一条路径要小，且无源站不需要维护，投资少，能在解决微波传输阻挡问题的同时有效的降低建设成本，特别是在通信路由复杂的山区，无源中继站更显示出了独有的优越性。
在人迹罕至的山头上建有源的微波中继站成本是高昂的，不但要解决供电、机房、设备、交通灯问题，还要考虑日常维护、运行可靠性、耐恶劣气候、抗雷击等方面的因素，其建设成本和运维成本都是巨大的。另外一方面，在山区建设机房还会受到地形条件的限制，能建机房的地点不一定适合微波信号的中继传输。
因此，无源中继站常用于地理环境等条件比较恶劣的山区丘陵地带，既能解决微波中继传输问题，也不需要花费基站建设费用。通过分析和实践，我认为，在一些不具备建设有源中继站的条件的山区是可以合理采用无源中继方式解决微波链路阻挡问题的。
3.无源中继技术在微波传输中几种解决方案
最常见的无源中继方式有反射型、折射型和绕射型3种。采用金属板或网，使入射电波产生反射的方式就是反射型接力方式；采用背靠背连接天线，是电波折射的方式就是折射型接力方式；采用屏蔽型或透过型绕射网使电波绕射的方式就是绕射型接力方式。
反射型接力方式有提高增益大、改善效果好的优点，但反射板计算繁琐，制作工艺要求高，实施难度大。绕射型接力方式除计算繁琐、制作工艺要求高、实施难度大外，安装调测耗时，很难操作实施。背靠背天线无源中继方式相对而言可操作性强，较容易实施，安装调测容易，只要安装调测固定好，基本无需维护。本文主要介绍折射型无源中继方式的原理及应用要求。
折射型无源中继方式是采用背靠背连接天线，通过电波折射的方式实现中继传输。
3.1无源中继链路原理及主要性能指标计算方法
典型的背靠背连接天线无源中继传输方式示意***如***1所示：
下面介绍背靠背天线方式无源中继站的链路传输计算方法。各参数说明如下：
d1－A站到c站的站距
d2－B站到c站的站距
L1－A站到c站的自由空间损耗
L2－B站到c站的自由空间损耗
Lcr——插入损耗，即背靠背天线之间的馈线及接头损耗
（馈线长度通常按5m考虑，综合考虑馈线及接头损耗后，Lcr通常按1dB考虑）
Gt——发射端天线增益
Gr——接收端天线增益
G1r、G2r——无源中继站的天线增益
Pt－A站发射功率（dBm）
Pr－B站接收电平（dBm）
f——微波电路使用的频率
（1）自由空间损耗
L1=92.4+201gf+20lgdl；
L2=92.4+201gf+201gd2；
带无源中继站的自由空间总损耗：
L=L1+L2+Lcr-G1r-G2r=185+401gf+201gdld2+Lcr-G1r-G2r
（2）接收电平
B站的接收电平Pr=Pt-L1-L2-Lcr+Gt+Gr+G1r+G2r
（3）电平衰落储备=接收电平－收信机门限电平
3.2无源中继站的站址选择
采用背靠背天线方式进行无源中继传输，对无源中继站的站址选择有一定的要求。
一方面，无源中继站点应尽量靠近两个有源站的其中一个站点，即两段电路之一要尽可能短。这样使得传输的两条链路段站距之和最小，两段电路的自由空间损耗也就最小，能更好的进行微波传输。根据工程经验，近端站距一般要求小于5km，工程应用时站距常为1－2km左右，能更好的保证链路传输质量。
另一方面，两面中继天线之间的转折角应在90°－160°之间。背靠背天线无源中继站只是直接将有源微波站的信号放大传输到另一个有源微波站，两面背靠背天线采用的是同一频率，如果背靠背天线的转折角太小或者太大，会使两端的有源微波站信号产生严重的干扰。
同时，无源中继站的通信方向近区应开阔，以免因附近障碍引起的发射增加两天线之间的耦合而形成干扰。
4.实际应用案例举例
某电台建设微波链路进行通信传输，其中发信部和收信部站距约为10.83km，电路中间有阻挡，无法视通。该电台通过采用背靠背天线无源中继站的方式解决了链路阻挡问题，实现了整条电路的微波通信传输。
发信部——收信部使用的微波设备及电路各项参数如下
微波设备：NEC PDH微波设备；
设备配置：传输容量为40MB，使用频率为7GHz，中心频率为7.275GHz：
设备参数：发信功率为27dBm，门限电平为-84.5dBm；
发信部至无源中继站站距：3.26kin；
无源中继站至收信部站距：7.57kin；
天线口径：采用4面3.2m口径单极化高性能抛物面天线，G=45.3dB。
计算过程如下：
自由空间损耗：
L1=92.4+201g7.275+201g3.26=119.96dB
L2=92.4+201g7.275+201g7.57=127.29dB
L=L1+L2+Lcr-G1r-G2r=119.96+127.29+1-45.3-45.3=157.65dB
接收电平：
Pr=Pt-L1-L2-Lcr+Gt+Gr+G1r+G2r
=27-119.96-127.29-1+45.3+45.3+45.3+45.3
=40.5
电平衰落储备=接收电平
收信机门限电平
=40.5-（84.5）
微波通信篇5
关键词：微波;无线电;带通滤波器;杂波抑制
中***分类号：TN925文献标识码：A
文章编号：1004-373X(2008)07-044-03オ
Study on Microwave Components of Wireless Communication System
YE Shunfu
(Zhangzhou Employment Center,Zhangzhou,363000,China)
オ
Abstract：With the development of communication technology,it becomes very valuable to study on microwave active and passive components in wireless technology as excellent to enhance the capability of satellite communication systems or radar system.Based on the study for the spurious suppression technology of microstripbandpass filter,a capacitive coupled Stepped Impedance Resonators(SIR) microstrip passband filter is proposed,the principle that spurious center frequency can be controlled by adjusting the SIR impedance ratio are analyzed and the results of passband filter simulation is given.
Keywords：microwave;wireless;bandpass filter;clutter suppression
1 引 言
雷达、卫星通信、无线电遥感，导航系统的研究使得无线电技术得到了快速的发展，尤其到了20世纪末期，随着移动通信技术、射频识别技术、无线网络的应用，无线电技术的研究进入了一个新的发展时期。射频或微波无线电通信系统的前端都由不同的部件通过传输线连接构成。无线电通信系统的前端中既包含无源部件如功分器、藕合器、滤波器、延迟线、隔离器、环行器以及天线等又包含有源部件如混频器、开关、相移器、本振、放大器等。要提高整个无线电系统的性能，除了在设计系统的时候，需要综合考虑各个部件的指标分配以外，每个部件的性能指标以及其实现形式也要进行考虑，因此研究具有特的微波部件具有非常重要的意义。
在传统的无线电收发信机中，为于降低杂波响应对混频器、功率放大器等非线性部件的影响，通常最直接的方式是在带通滤波器的输出端口串联一个低通滤波器，额外低通滤波器的使用不仅增加了滤波器的插入损耗同时也加大了滤波器的体积。而具有杂波抑制特性的带通滤波器不仅可以实现这个功能，同时由于抑制了杂波还可以提高带通滤波器的通带对称性以及高端阻带的衰减特性。因此，本文在研究了国内外关于微带结构带通滤波器的杂波抑制技术的基础上结合微带传输线理论提出了抑制杂波的SIR电容藕合微带带通滤波器结构，详细分析了SIR谐振器结构通过调整谐振器的阻抗比实现杂波频率控制的机理，给出了SIR电容藕合带通滤波器的仿真结果。
2 微带SIR电容间隙藕合带通滤波器的设计原理
传统的电容间隙微带藕合带通滤波器是采用λ/2传输线作为谐振器，通过边缘的端电容藕合而实现的滤波器结构，该结构和平行藕合微带带通一样，不具有谐波抑制特性。SIR谐振器构成的滤波器由于其减小了微带藕合谐振器的奇模和藕合的相速，可以抑制滤波器的一阶谐波通带。利用SIR谐振器的特性，将其取代电容藕合带通滤波器的λ/2微带谐振器，得到了一种可以控制其谐波频率的微带SIR电容间隙藕合带通滤波器((CGC)，仿真结果证实了其抑制谐波的特性。
3 等电长度SIR谐振器
SIR谐振器是由两个以上具有不同特性阻抗的传输线组合而成的准TEM波的谐振器。微带SIR谐振器如***1所示，其结构为对称的，中间和两端的特性阻抗分别为Z1和Z2，电长度分别为2θ1和2θ2, θR=2(θ1+θ2),阻抗比值K=Z2/Z1,SIR谐振器终端开路时其输入导纳为：
И
Yin=j1Z2•2(Ktan θ1+tan θ2)(K－tan θ1•tan θ2)K(1－tan 2θ1)(1－tan 2θ2)－2(1+K2)tan θ1•tan θ2
(1)
И
当Е1＝θ2＝θ时，Ъ吹扔SIR谐振器，上式可以简化为：
И
Yin=j1Z2•2(K+1)(K－tan 2θ)•tan θK－2(1+K+K2)tan 2θ+Ktan 2θ
(2)
И
根据电磁场理论当Yin＝0时，SIR满足谐振条件，即K=tan2θ。
***1 微带SIR谐振器
设谐波响应中心频率为Fsn(其中n=1,2,3,…)对应的电长度为θsm，由文献[2]有
tan θs1=∞，tan 2θs2=K,tan θs3=0,б唤准纳通带的电长度最小值为π/2，所以有:
И
fs1fs0=θs1θs0=π2tan －1K
(3)
И
由式(3)可以看出SIR谐振器不同的阻抗比值将使得其一阶谐波中心频率的位置不一样，因此可以通过调节SIR的阻抗比来控制一阶谐波通带的中心频率。例如当SIR谐振器阻抗比值K=05的时候，一阶谐波通带的中心频率在255f0处。
4 SIR电容藕合带通滤波器设计
传统的电容藕合带通滤波器是一种用近似为频带中心频率f0的半波长传输线作为谐振单元，端电容间隙为藕合结构的自接藕合半波长滤波器如***2所示，每个谐振器的长度定义为一个容性间隙中心到下一个容性间隙中心的距离，其一阶谐波通带的中心频率为第一通带中心频率的2倍左右。
***2 电容间隙藕合微带滤波器
根据滤波器理论其导纳变换器导纳的公式为：
И
J01 Y0=πW2g0g1 ω′1
Jj,j+1Y0j-1,n-1=πW2ω1gj gj+1
Jn,n+1Y0=πW2gngn+1ω′1
(4)
И
其中:gj为低通原型滤波器的元件数值，W为带通滤波器的相对带宽，ω′1为归一化带边频率。W=ω2－ω1ω0=2ω2－ω1ω2+ω1,ω2为上带边频率，ω1为下带边频率。己知导纳变换器的导纳后，即可对电容间隙的尺寸和谐振器的长度进行设计。И
因为电容间隙比较小，故间隙电纳可以使用集中参数串联电纳Bj,j+1来表示，如***3所示。电容间隙藕合结构的等效电路如***4所示。串联电纳和导纳变换器导纳J的关系为：
И
Bj,j+1Y0=Jj,j+1/Y01－(Jj,j+1/Y0)2
(5)
И
知道串联电纳Bj,j+1后，谐振器的实际长度可以通过式(6)、式(7)进行计算，也可以自接通过串联电纳由***表进行计算。
И
θj=π－12arctg2Bj－1,jY0+arctg2Bj,j+1Y0
(6)
lj=λθj2π
(7)
И
其中λ为带线中的导波波长。
***3 微带SIR电容间隙藕合滤波器结构
***4 小电容间隙等效电路
两谐振器间的电容间隙Δj,j+1可以由串联电纳来计算。因为电容的间隙比较小，所以边缘电容效应可以忽略，则间隙电容可以用平板电容公式来确定，所以微带谐振器之间的间隙可以通过下面的公式确定：
И
Bj,j+1=ω0C
(8)
C=0225εrAΔj,j+1
(9)
И
式中Bj,j+1单位为欧姆，A为导带截面积，Уノ晃平方英寸。
在实际的设计过程中，由于Δj,j+1比较小，通过经验公式计算的电容间隙误差比较大，可以利用微波CAD电路仿真软件，通过设置初值的方法来优化计算谐振器之间的电容间隙。
5 滤波器的仿真
微带SIR电容藕合带通滤波器结构如***3所示，滤波器的谐振单元由具有一定阻抗比的SIR谐振器构成，输入、输出端的阻抗为50 Ω特性阻抗。利用SIR谐振器结构在介电常数为27，高度为15 mm介质基板上设计、仿真了两个带通滤波器。一个中心频率f0=3 GHz，分数带宽为3%，通带内有02 dB切比雪夫波纹的SIR电容藕合带通滤波器，SIR的阻抗比值为k=05。选用了三阶SIR结构来实现滤波器，将设计得到的最初数据使用微波CAD仿真软件对其进行了优化，仿真结果如***5所示。
***5 中心频率为3 GHz的SIR微带
CGC带通滤波器频率响应
从***5中可以看出设计的SIR电容藕合带通滤波器具有较好的频率响应，在295 GHz和305 GHz有约18 dB的衰减。其中一阶谐波通带的中心频率在约26f0处与理论计算的当SIR谐振器阻抗比k=05时一阶谐波通带中心频率在255f0处相差约2%。另一个的中心频率为191 GHz，分数带宽为1%的微带SIR电容藕合带通滤波器，SIR的阻抗比值k=034，理论计算其一阶谐波通带中心频率应该在297f0处，一阶谐波通带的中心频率为
582 GHz，约为主通带中心频率的3倍，理论和仿真结果非常一致。由此可见通过调整SIR的阻抗比，可以偏移寄生通带，从而达到抑制谐波的目的。
增加SIR谐振器的阻抗比值为01，在介电常数为27，高度为15 mm介质基板上设计中心频率f0=15 GHz，分数带宽为2%的滤波器，高阻抗线电长度为378°,低阻抗线为113°的微带电容藕合带通滤波器的结构，输入、输出端口为特性阻抗为50 Ω的微带线，优化微带电容藕合间隙以及谐振器的电长度后可以获得滤波器仿真结果。从中得到结果:滤波器在二阶杂波通带的中心频率响应小于-20 dB，从而进一步说明通过调整SIR谐振器的高、低阻抗比可以控制滤波器的杂波响应。
6 结 语
文中介绍了微波带通滤波器的概况，分析了采用SIR谐振器电容藕合带通滤波器结构抑制杂波的机理，并给出了设计实例以及仿真结果。结果表明，具有杂波抑制特性的带通滤波器不仅可以降低杂波响应对混频器、功率放大器等非线性部件的影响，还可以提高带通滤波器的通带对称性以及高端阻带的衰减特性。
参 考 文 献
［1］冈萨雷斯,白晓东.微波晶体管放大器分析与设计[M].北京:清华大学出版社,2003.
［2］清华大学微带电路编写组.微带电路[M].北京:人民邮电出版社,1975.
［3］甘本被.吴万春.现代滤波器的结构与设计[M].北京:科学出版社,1973.
［4］徐鸿飞.同轴腔带通滤波器的一种设计方法[J].微波学报,2004，20(1)：55-58.
［5］李胜先.吴须大.基于遗传算法的微波类椭圆函数滤波器的优化设计[J].空间电子技术,2002(3)：60-65.
微波通信篇6
1.2通信原理
微波信号在空间传输与光波特性比较类以，以直线方式向前运行，如果碰到阻挡物就会发生发射或阻断，所以，该种通信方式为视距通信，视距通信受到地面因素影响比较大，电波在自由空间传输的损耗计算公式为，式中d是信号源至宿间距离，单位为m，f是电波发射频率，单位为Hz，C为光速，LS是空间损耗，单位为dB，如果距离单位为km，运行频率单位为GHz，可以将公式简化为LS=92.4+20logd+20logf，所以，传输损耗是由宿间距离与发射频率来决定。自由空间下的接收电平计算公式为Pro=Pt+(Gt+Gr)-(Lt+Lr)-LS，Pt是发信机输出机功率，Gt、Gr、Lt、Lr是分收发馈线损耗，LS为自由空间损耗。微波在空间传播还会受到地球曲面及空间传输产生衰减，如果想要达到远距离通信的要求，需要通过中继方式来实现，也就是使信号频率进行调整和放大，避免传输到对象的信号变弱而无法识别，这就是地面数字微波进行中续传输模式。微波信号的终端站点为通信线路两个端部，中继站为数字微波传输线路设置最多的站点，需要每间隔50公里左右就设置一个中继站点，为完成有效的信号传输，站点数量需要多大数十个。中继站点可以获取数字信号，通过滤波和放大再发送给后面的中继站，可以更好地保证数字信号的传输质量，该种微波传输方式也可以被称作接力传输模式。为实现长距离数字微波广播电视信号传输，可以通过多达数十次的中继，这样就可以将信号传送到几千公里，还可以实现较高质量的传输。广播电视信号数字微波多采用8GHz来实现信号传输，通过微波中继来保证信号传输，可以避免受到自然灾害影响，是地面有线广播电视信号传输的更有效保障手段。
1.3数字微波通信技术在广播电视信号传输中的运用
数字微波通信技术为地面条件下，进行广播电视信号传输应用最为广泛的技术手段，是通过微波信道来完成数字信号的传输，这就要求基带信号采用数字信号，建立起完善的数字微波通信系统。在进行微波数字信号传输过程中，有用数字技术对信号进行处理，可以保证很高的传输制裁量，还可以抵抗外界信号干扰，达到较长的信号传输距离。广播电视台大多采用多路数字传输终端，该终端设备有发送和接收端接口，可以为微波机与光端机进行很好的技术对接，发送端可以把传输来的模拟信号通过模数转换转变为数字信号，也可以把数字节目源样点信号等转变了串行通信的数字序列，通过对信号进行纠错编码，将各自的信号输送给微波调制机等进行信号传送，再经过微波调制机进行功率放大，然后利用天线将信号发送出去。接收端将获取到的码流完成信道解码，解析出来的信号再进行交织、纠错来形成样点信号、***数据信号，再经过每路接口电路恢复成模拟信号或数字信号。广播电视信号，通过播控系统主控机房对数字信号进行矩阵切换，再将不同的电台节目信号发送到微波信号输入端，再采用数字微波终端对信号进行传送。信号传输线路两端都有用数字微波传输处理设备，一端安装于广播电视台，另一端安装到信号接收方。例如，四川宜宾数字微波通信系统设计，采用二级微波干线，信号传输速率为34Mb/s，为一用一备的传输线路，为解决基带信号超长距离传输问题，对备用微波通信线路进行了模拟，测试传输特性和误码性能，根据测试结果对选择通信路径，确定频率配置和极化，并对通信性能进行评估，再对微波干扰源进行分析，制定对抗干扰办法，最后对通信设备进行调试，达到理想的通信效果。
二、卫星数字通信技术
2.1功能与特征
卫星数字通信技术是由航天技术不断发展而来的，是将电子技术与航天技术进行结合的产物，具有空间通信诸多特点，不会受到地面条件的影响。将地球卫星作为是数字通信的中继站点，地面站点作为信号接受终端，地面站点可以通过地球通信卫星实现长距离、大容量的通信，通信卫星位于距离地球赤道3.6万里上空，运行速度与地球自转速度保持同步，为静止通信卫星，地面站点与卫星通讯就变得更为容易。随着数字通信技术的不断发展，卫星数字传输技术优势变得更为明显，可以实现在更为广泛的覆盖面，投资建设成本更低，可以达到更高的传输质量，比模拟信号卫星更节省频率资源，运行成本与维护费用更低，数字信号更容易处理，可以与计算机技术进行结合，便于地面站点的后续接收与调制。
2.2通信原理
卫星广播电视传输系统为地面卫星接收站、上行信号发射站、测控站点和星载转发器构成，广播电视通信卫星上安装C波段、Ku波段信号转发系统，通过上行站点将广播电视台传输过来的数字信号、模拟信号等进行处理、调制，调整上行信号频率，通过大功率放大利用定向天线对通信卫生发射C波段、Ku波段信号，也可以获取到通信卫星下行微波信号，可以对通信卫星转播节目质量星检验。星载转发器可以获取到地面站点发送的上行微波信号，再对信号进行放大、改变运行频率、再放大，再将信号发送到地面信号通信服务区域，所以，星载转发器也就是在地球空间中作为中继站，更好地降低附加噪声及失真，更好地保证广播电视传播质量。广播电视台节目信号利用通信卫星将其传送到世界各地，上行站点系统是保证传输质量的关键部分，对信号上行站点有着更高的安全要求，需要每台设备都具有较高的稳定性、可靠性。当上行站点设备存在运行故障，则会引起广播电视信号中断传送，容易引起不良的社会影响。地面上行站点频率采用S、C、Ku和Ka波段，通信卫星下行频率比上行增加L波段，上行发射站点可以对通信卫生发送一路或多路信号，转发器设置有C、Ku波段信号发转系统，可以获取到地面上行发射站点节目信号，对通信卫星地面接收站点发送下行信号。上行站点通信设备中有调制解调器、高功率放大器、监控系统、天线分系统、上下行变频器等构成。天线分系统为地面上行站点重要通信设备，会地上行信号质量造成很大的影响，天线可以把上行站点发送功率转变为电磁波，并对通信卫星定点发射信号，把地球空间通信卫生发射出的微弱信号进行转换处理，再将同频信号发送给接收机。高功率放大装置可以把地面上行站点发射信号进行最后放大，低噪接收设备对上行站信号进行首级放大，上下变频器可以将信号在射频和中频相互间实现频谱搬移，调制解调器可把广播电视台机房信号进行调制处理，并向地球空间传输微波信号，可以进一步提升微号信号传输信噪比和抗电磁干扰能力。地面上行站点还需要配置监控设备，可以对站点内的通信设备进行监控，可以实时了解通信设备运行状态。星载转发器为通信卫星关键构成部分，可以使通信卫星发挥出到信号中继作用，转发性能会对卫星通信质量产生很大的影响。需要转发器具备很小的附加噪声和失真，这样才能更好地对接收到的地面上行站点信号行放大和转发。转发器运行噪声为热噪声、非线性噪声，热噪声为转发器内部运行噪声、信号天线外部噪声，非性能噪声为电路或电子元件非线性特点引起的。处理转发器获取到地面站点的信号，再进行前置放大、变频，对中频数字信号进行解调处理、纠错编码处理。再通过信号发射单元进行数字调制、变频和放大，再将其发回到地面站点，应用处理转发器可以去除掉噪声积累，在保证信号通信质量的前提下，降低转发器发射功率。上、下行通信线路还可以选择不同的信号调制模式，可以达到理想的传输效果，并对基带信号信号进行多种处理，可以在通信卫星上完成数字交换，卫生通信原理框见***1所示。2.3卫星数字通信在广播传输中的运用广播电视通信卫星必须要与地球赤道保持相对静止，具有精准位置和姿态，这样就不再别外设置跟踪卫生及具有定功能的接收天线。广播卫星还应该具有足够大的辐射功率，这样就可以使地面微波信号接收设备得到简化，还要求卫星有着较长的使用寿命，较高的稳定性、可靠性，这样可以有效降低节目信号停播率，也可以防止更换通信卫星所带来的资金浪费。一颗广播电视通信卫星信号可以将地面30%覆盖，如果地球赤道空间间隔120°放置三颗通信卫星，就可以将广播电视信号传送给全世界绝大部分区域，建立起全球性的广播电视通讯网。将广播电视节目通过数字矩阵切换送送到卫星地面站，备路信号被输送给微波端机，通过微波通信技术传送给赤道上的卫星。卫星转播车、现场直播车可以将实时发生新闻事件进行直播，通过高质量的无线数字传输来解决应急制作和节目传播的需要，该技术节目采集、制作、传输集于一体，可以作为***的体系来实现节目直播、传送，是一种功能强大的移动微波通信技术。
微波通信篇7
关键词：典型通信信号；细微特征；小波分析；提取
小波是一种先进的时频分析理论，其在各个领域的分析中都有着广泛的应用。对于通信领域来说，小波分析在典型通信信号细微特征方面有着较大的优势，其在数据压缩、边缘检测等方面的应用效果良好。基于以上，本文简要研究了典型通信信号细微特征的小波分析和提取问题。
1 典型通信信号细微特征的小波分析
相较于传统的傅里叶变换来说，小波变换在时域和频域的局部化性质十分良好，小波变换提出了变化的时间窗，如果需要低频信息，则采用长时间窗，能够有效提升频率分辨率，如果需要高频信息，则采用短时间窗，能够有效提升时间分辨率，从而保证了信息的精确性。小波变换采用的是时间-尺度域，采用的时间窗与尺度呈正比例关系，尺度越大，采用的时间窗越长，频率越小，尺度越小，采用的时间窗越短，频率越大。
对ASK、FSK、PSK等三种典型的通信信号进行小波变换：
在上述公式中，S代表信号的能量，3558077.png代表载波频率，采样过程中3558068.png远远小于π，3558060.png代表初相，3558052.png代表单位幅度的句型函数，[0，T]为其支撑区间，T代表信号的码元周期[1]。不同典型通信信号在经过小波变换之后，其时频***有着一定的差异性，细微特征也有着一定的规律：
首先，对于单极性ASK这一典型通信信号来说，其载波频率有着恒定性的特点，在载频附近能量集中，不同码元时刻的幅值有着一定的差异性，而对于小波系数***来说，其变化也体现在能量变化上。需要注意的是，对于双极性ASK信号来说，其不仅表现为能量变化，还表现为相位跳转变化。
第二，对于FSK这一典型通信信号来说，其载波频率不再是一成不变，不同码元时刻的频率有着一定的差异性，因此在经过小波变换之后，其小波系数***为阶梯状，在不同的尺度集中能量[2]。如果载频已知，则可以通过小波变化公式来推断尺度范围，如果尺度范围已知，则可以对载频的大小进行推算。
第三，对于PSK这一典型通信信号来说，其载波频率有着恒定的特点，在马原转换时刻存在相位跳变的变化时，会产生频率分量，其能够反映在小波系数***上。如果在码元转换时刻并没有出现相位跳转变化，则其特征表现为载频性质特征，而出现相位跳转的时候在小波系数***像上会反映为突变，代表着相应频率分量的产生。
2 典型通信信号细微特征提取分析
利用小波基能够对典型通信信号中的“指定时间”变化和“制定频率”变化等细微特征进行提取，“指定时间”变化的提取指的是小波在某时间发生的小波动，“指定频率”变化的提取指的是低频率成分以及高频率成分的提取[3]。
针对上文中典型通信信号小波分析特征，构造小波调制识别器，其结构***如***1所示：
对于小波变换来说，其平移参数和尺度都属于连续变量，这就决定了小波变化的大冗余度，其计算相对复杂，在实际问题数值计算过程中，主要应用离散小波变换，对典型通信信号进行离散小波变换，得到的高低频信号占据一半的频带，之后不断进行离散小波分解，降低冗余度和计算复杂度，但需要注意的是，在此过程中也降低了时频分辨能力，不利于典型通信信号的提取。因此本文提出的小波调制识别器中主要采用小波包变换，其与一半离散小波函数相似，小波包基包含的视频窗能够对整个时频空间覆盖[4]。但相较于一般的离散小波来说，小波包变换不仅能够实现低频部分的分解，同时能够实现高频部分的分解，在这样的背景下，其时频元形状与位置之间没有直接联系，相较于离散小波来说，其分辨率更高。
对ASK、PSK、FSK三种典型的通信信号进行小波包变换，通过变换结果可知，在进行4级16层分解的过程中，4ASK信号结果能量在一层集中，在码元时刻，随着码元的变化，能量值也出现变化，对于FSK信号来说，其能量在四个层次中分布，不同码元能量随着码元变化而出现变化，对于PSK信号来说，其在一个层次集中能量，其能量是一个恒定的值。
在细微特征信号提取的过程中，主要设定三个步骤：①对门限进行设定，以此来对能量分布层次进行判断，提取能量分布信息，从而将FSK这一典型通信信号区分出来，在层次个数为多个情况下，还能够提取出FSK信号M数这一细微特征；②在经过小波包变换之后，如果能量在一层集中，提取此层信号中的低通滤波特征和小波脊特征[5]；③对提取的低通滤波和小波脊进行抽样判决处理，对低通滤波处理后的幅值特征和小波脊的起伏变化进行判断，如果低通滤波幅值有多个，而小波脊没有出现起伏变化，则可以判断信号为单极性ASK信号，且确定幅值个数M，如果低通滤波幅值有多个，但小波脊有起伏变化，则可以判定信号为PSK，如果低通滤波幅值没有出现变化，小波脊出现起伏变化，则可以判定信号为PSK，确定小波脊包络层次个数M。
3 结论
相较于其他时频分析方法而言，小波变换分析有着时间局域化和频域局域化的特点，小波在典型通信信号细微特征分析及提取的过程中有着重要的应用。本文以三种典型通信信号为例，对三种信号进行了小波变换分析，并探讨了三种典型通信信号细微特征的提取，针对典型通信信号的特征提出了小波调制识别器和小波包变化提取方法。
参考文献
[1]陆满君，詹毅，司锡才，杨小牛. 基于瞬时频率细微特征分析的FSK信号个体识别[J]. 系统工程与电子技术，2009，05：1043-1046.
[2]彭健航. 通信辐射源个体特征提取技术[J]. 电子测试，2012，07：6-14.
[3]周斌，王秀敏，果然，李绍滨，毛兴鹏. 辐射源个体特征提取技术综述[J]. 电讯技术，2011，06：162-168.
[4]孙娜. 通信电台细微特征研究[D].北京邮电大学，2010.
[5]周斌. 信号细微特征提取及识别技术研究[D].哈尔滨工业大学，2011.
微波通信篇8
关键词 MATLAB；史密斯圆***；传输线理论；实践教学
中***分类号：G642.423 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2014）06-0105-03
Exploration of Experimental Design on Microwave Circuits in MATLAB Teaching for Communication Engineering Students//HUANG Hao，JI Zhenhong，GE Wenping，SHANBAI Dalabai
Abstract MATLAB is a powerful mathematical simulation tool for undergraduate students major in communication engineering. Transmission line computation is an important issue in the course of microwave circuits. This paper discusses experimental content design during MATLAB teaching for automatic Smith chart computation. Using this approach， theoretical basis and engineering practice are combined， which aims at improving teaching and learning quality of both the courses.
Key words MATLAB； Smith chart； transmission line theory； tutoring by practicing
MATLAB是通信工程或者电子信息工程专业本科生必须掌握的通用数学仿真工具。在***大学信息科学与工程学院的通信、电子信息本科专业都开设了MATLAB程序设计课程。MATLAB本身具有很强的数学运算和***形显示功能，也包含了一些常用的信号处理算法，非常适合电子信息专业的学生将所学的课程知识在程序设计和仿真的过程加以应用，是一门极具理论知识与实践能力培养特色的课程。因此，在电子信息相关专业的MATLAB课堂教学中，任课教师常常给学生布置一些与以往课程相关的实验，让学生通过仿真实验，加深对以往所学课程知识的理解。
微波与射频电路是通信工程本科生一门重要的专业课，其中史密斯圆***计算是微波与射频电路教学中的重要内容，能够熟练掌握史密斯圆***的使用对长线的基本计算、阻抗匹配以及射频电路的设计具有重要的意义。但是传统MATLAB教材中对该部分内容的实验布置仍较缺乏，本文就MATLAB课程教学中微波电路部分的实验内容设置进行探讨。
1 开课情况
目前，通信专业MATLAB课程设置在第六学期，采用1+2的课程教学模式。其中，1课时采用课堂理论教学，2课时在多媒体教室进行实验教学，总学时为48学时。采用文献[1]作为主要教材。理论课的基础部分包括对MATLAB语言的基本概述、变量以及基本语法，MATLAB的***形绘制，等等。在应用部分则强调与通信工程本科相关理论课程的结合，在每个课堂实验环节中，布置一个与已修课程内容相关的实验环节。在电路分析实验中，包括电阻电路、动态电路、正弦稳态电路的计算；信号与系统则包括傅立叶变换的应用实验；数字信号处理部分包括Z变换，离散傅立叶闭环以及FIR、IIR滤波器的设计。但是微波电路部分的理论计算鉴于编者对教材通用性的考虑，文献[1]及类似的MATLAB教材中一般很少涉及。因此，如何在MATLAB教学实验环节中进行微波射频电路实验课的内容设置，需要进一步探索。
2 MALTAB的微波射频电路实验设计思路
目前圆***计算教学中的不足 在目前的圆***计算教学中，***解法往往不能得到精确的求解结果：在学生的习题过程中，使用圆规、直尺以及量角器等作***工具在圆***上绘制，绘***结果比较粗糙；另外由于***解不够精确，教师也很难通过答案直接判断计算是否正确。因此，将MATLAB的计算与***形显示特长与圆***计算相结合，让学生编写MATLAB程序进行圆***的辅助计算是一种较为理想的教学方法。
圆***计算实验的原则 目前已有的一些文献提出将MATLAB应用于电磁场理论的可视化教学[2-3]，也有文献提出利用MATLAB进行史密斯圆***精确计算结果的方法[4]。利用这些方法可以很快得到精确数值解。然而圆***教学中的目的是让学生编写程序模拟手工***解的计算过程与步骤，减少***解计算的不精确的问题，并且了解***解计算内部的数值机理，而不是直接用解析法直接替换***解技术。因此，实验任务设置的原则是：计算机求解过程与人工***解方法的步骤必须一一对应，通过程序编写形成的程序语句，完全模拟在史密斯圆***上进行***解法的求解过程，这种过程与在纸质卷面上的答题过程应该完全一致。针对以上问题，将常用的史密斯圆***的计算分解成若干基本指令，在实验中让学生对这些基本指令进行MATLAB的程序编写工作。完成基本指令的编写之后，利用这些基本指令完成在圆***上的计算，具有计算规范精确、过程形象的特点。
3实践内容与要求
史密斯圆*** 史密斯圆***描述了长线上反射系数与输入阻抗之间的关系，主要由等反射系数圆、等电阻圆、等电抗圆以及电刻度圆组成。同一条传输线上各点的反射系数在同一个圆上，称为等反射系数圆。将该刻度标记在单位圆圆周称为等刻度圆。在复平面上所有满足归一化阻抗为r的反射系数的圆称为等阻抗圆。等电抗圆是满足归一化电抗为x的反射系数的轨迹。等阻抗圆、等电抗圆、等反射系数圆以及电刻度圆如***1所示。
另外，圆***上还包括一些特殊点。
1）驻波系数点：在长线计算中，当反射系数的模已知，则可以通过绘制等反射系数圆与正实轴相交得到长线上的驻波系数。
2）行波系数点：定义为线上电压最大值与最小值的比值，其值与驻波系数r互为倒数，可通过等反射系数圆与负实轴相交点读取。
3）电压最大点：右半实数轴线。
4）电压最小点：左半实数轴线。
更多关于史密斯圆***的细节可参见文献[5]。
圆***计算 在长线计算的***解教学中，要求学生能够找到圆***上的点，并读出电刻度和绘制等反射系数圆。反之，根据圆***上任意一点，能够读出该点的归一化阻抗、导纳等相关参数。
对微波电路的教材内容以及相关的习题进行总结，综合性的圆***计算题型包括：能够找到圆***上的阻抗点与导纳点之间的对应；在长线上位置的移动与圆***上等反射系数圆圆移动的关系；电压（电流）波腹与波节点的相关计算；驻波系数、行波系数的给定与等反射系数圆的确定等。把这些***解操作逐一细化分解，归纳形成14条圆***绘制的基本操作指令，列于表1。
MATLAB实验任务 对于归纳出的14个操作，每个操作可由一个MATLAB函数表示，函数的命名参考列于表1的第三列。在实验教学中将上述14个基本操作作为实验任务，只给定函数名以及函数参数，内部的设计由学生***完成。待所有函数全部编写调试之后，可由这些基本操作对课程中的习题进行模拟演示。如产生史密斯***1的MATLAB函数调用为：
sc=DRAW_***ITH； %绘制史密斯圆***
zl=0.4+j*0.8； %归一化负载阻抗zL=0.4+j0.8
sc=SET_Z（sc，zl）； %设置当前点为归一化负载阻抗zL
实验教学中可以布置更加综合性的计算题目考察利用上述指令进行圆***计算的功能。以下是通信专业采用的微波与射频电路教材[5]中的一道长线计算题目，调用上述MATLAB函数进行圆***计算的步骤演示如下。
例1：已知负载阻抗ZL=20-j40，长线特性阻抗Z0=50 W，长线电长度l/l=0.11，求输入阻抗Zin。
解：该题的解题思路为：先归一化负载阻抗，并在圆***上找到归一化负载阻抗点，根据该点绘制等反射系数圆；根据负载阻抗点的电长度，沿着等反射系数圆顺时针旋转0.11个电长度到达输入端，读出该处的归一化输入阻抗，并乘以特性阻抗Z0得到最终的输入阻抗Zin。
学生给出的结题步骤如下：
sc=DRAW_***ITH； %绘制史密斯圆***
ZL=20-j*40； %负载阻抗ZL
Z0=50； %长线特性阻抗Z0
zl=ZL/Z0； %将负载阻抗ZL归一化zL=0.4-j0.8
sc=SET_Z（sc，zl）； %设置当前点为归一化负载阻抗，
为***中的点A
elA=GET_EL（sc）； %读取A点的电长度0.3849l
elB=el+0.11； %向负载移动0.11l至0.3849l+
0.11l=0.4949l
sc=SET_EL（sc，elB）； %沿等反射系数圆顺时针移动至
点B
zin=READ_Z（sc）； %读取B点的归一化输入阻抗zin
% zin=0.2348-j0.0303
Zin=zin*Z0； %得到实际的输入阻抗zin=11.7332-
j0.5158
由上述计算语言绘制解题结果如***2所示。
4 结论与展望
本文针对MATLAB课程教学过程中微波射频电路实验内容的设置进行了讨论。将圆***绘制过程分解为单条MATLAB函数，将这些函数作为实验任务进行程序设计。最后利用这些基本函数完成一个具体的圆***计算过程。经教学后发现该方法受到学生欢迎，并改善了教学效果。进一步鼓励学生自己用MATLAB解决微波与射频电路中的计算问题，这正符合了以提高学生综合素质为目的的教改需要。
参考文献
[1]陈怀琛，吴大正，高西全.MATLAB及在电子信息课程中的应用[M].北京：电子工业出版社，2006.
[2]高翠云，汪莉丽.利用MATLAB进行电磁学计算及可视化教学[J].电气电子教学学报，2006（2）：90-92.
[3]梁振光.MATLAB在“电磁场”教学中的应用[J].电气电子教学报，2004（3）：105-106.
微波通信篇9
一、微波通道的保护现状
微波传输一旦遇到阻碍便会导致信号衰落，从而影响微波传输的质量。因此，我们必须保持传输通道的畅通。广播电视对人们的日常生活起到非常重要的影响，***府部门公共信息的传播都必须依靠广播电视作为主要宣传媒介。由此可以看出广播电视微波传输通道的安全运营具有十分重要的意义。在时代飞速发展的今天，我们各领域都呈现出了新的发展生机。
二、微波传输信号的主要影响因素
1.地面传输环境的影响
影响微波传输信号的因素有很多，地面环境影响是其中之一。微波信号的传输难免会在丘陵、城市、水面等不同地方进行，而这些地方对微波信号的传输都有一定程度上的影响，我国在进行微波信号传输时，应该尽量减少地面对微波传输信号的影响。
2.气象因素的影响
除了地面传输环境影响之外，气象因素也是影响信号传输的重要因素之一，微波信号的传输不单单只在大晴天进行。一旦遭遇雷雨天、风雪天，微波信号的传输过程便会受到严重干扰，雨雪雷暴天气会对信号传输起到不同程度的影响，或多或少削弱了信号。因此在进行微波传输时必须根据实际天气情况。
三、微波传输通道的故障排除方法及保护
首先，对于传输过程中存在的障碍物，我们可以通过传输路由***来检查，并且我们在检测工作开展中，对于其出现的滞后性加强关注力度，以免出现更多糟糕的情况，造成无反映真实情况的现象。除此之外，我们在利用微波传输路由***进行检测时，必须将观察到的详细情况及时记录下来，比如建筑的高度、长度、位置的具体情况，也就是通常所说的经度、纬度。为了增强数据的说服力，我们应该与相关部门及时交流与沟通，避免损伤严重的情况频繁出现。充分保证微波信号传输通道的安全性。微波传输通道保护方法多种多样，值得注意的是，我们在方法的采用上不是盲目的，必须根据微波传输系统特征进行深入了解，再选择适当的保护方式，以保障微波传输通道的畅通与稳定。由于微波传输通道具有不可视性，容易受到各方面因素的影响。因此，还应注重分析环境的对传输通道的影响。
四、微波衰落的解决措施
由于微波传输信号容易受到各种因素的制约与影响，在一定程度上会削弱传输信号，严重的话会造成微波信号的中断，导致载波干扰比和载波噪声比下降使传播的信号失真，从而给整个广播电视系统的运行带来严重影响。然而，时代的快速发展，广播电视微波传输中故障排除方法也逐渐得到了有效完善，因此为提高微波传输通道的准确性能指标，我们可以采取一定抗衰措施来减少信号衰落造成的影响。我们可以利用分集接收技术、自适应均衡技术、交叉极化干扰抵消技术以及环网自愈网等技术来解决微波衰落的现象。利用分集接收技术改善广播电视系统性能，尽量减少因信号衰落而造成的严重影响。将微波站进行数字化改造后，充分结合频率分集与空间分集方式来减少传播过程中的微波衰落，将微波传输信号的影响降到最低从而恢复到原来的信号质量。采用环网自愈网。采用环网自愈网可以在一定程度上解决因为信号衰落而导致的中断情况，从而降低信号衰落造成的严重影响。
五、结语
微波通信篇10
关键词：微波 传输 演进 应用 IP
中***分类号：TN934 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）05-0040-02
1 引言
微波是指频率在300MHz-300GHz范围内的电磁波，数字微波通信是指利用微波（射频）携带数字信息，在保证视距可通场景下的一种通信方式。目前常用的微波频段是6GHz-50GHz，但是现在 E-Band微波也已经采用70GHz-80GHz频段。现在，数字微波通信和光纤通信、卫星通信一起被称为现代通信传输的三大主要手段。由于微波技术可以有效节约移动宽带的建设成本，并加快建网速度，目前已经成为全球移动回传网络（MBH）中主要的接入层传输手段。如今全球范围内，有60%的基站是以微波相连。除去中国和美国之外，以微波相连的基站甚至超过了80%[1]。
2 微波传输技术简介
微波通信利用电磁波来承载信息，具有可用带宽大、天线增益高、部署快捷、抗损耗强等优势特点，但传输效果也受制于视距（微波传输路径可视性）和天气。微波通讯的传输容量主要由频率带宽和调制模式决定，一般而言，频率带宽有7MHz、14MHz、28MHz，56MHZ，112MHz等[2]，调制模式有QPSK、16QAM、32QAM、64QAM、128QAM、256QAM、512QAM、1024QAM等。比如说，频率带宽选用28MHz，调制模式选用256QAM，则该微波链路的空口传输带宽已然确定。
微波设备按结构来分一般分为全室内型微波（体积最大，用于大容量骨干链路，目前用的场景很少），分体式微波（体积适中，现阶段主流微波，大量应用），全室外型微波（体积最小，采用高频，适用于末端接入，主要为V-Band微博和E-Band微波。
3 微波传输技术的演进
本文按照TCP/IP协议的5层结构对不同阶段的微波传输技术进行分类。早期微波为TDM微波，分为小容量的PDH微波和后期的SDH微波，属于物理层微波（1）层微波；随后出现的Hybrid微波为数据链路层微波，基于MAC地址进行数据转发（2）层微波；近期的Packet微波对数据进行PWE3分装，基于MPLS标签进行数据转发，属于2.5层微波。最近开放出来的一体化IP微波为网络层微波，具有基于IP地址进行数据转发功能，尤其适用于LTE网络的接入层数据回传，属于3层微波。Hybrid微波和路由微波统称为IP微波。
3.1 TDM微波
TDM微波为物理层微波，仅做数据透传。PDH微波为准同步数字微波，SDH微波为同步数字微波，两者的数据封装形式均为时分间插复用。目前，老式的PDH微波已被淘汰，基本不再应用，SDH微波在各国的移动承载网络中尚有很大存量。
SDH微波帧结构的原理就是对接进来的业务进行时分复用封装，最后形成SDH帧结构的业务形式后进行传输。在实际设备中，E1形式的TDM业务可以直接通过TDM交叉矩阵封装进入SDH帧中（一般为STM-1），但是以太信号必须首先经过“Ethernet over SDH”技术处理后，变成时分业务后才能通过时分交叉矩阵进入SDH帧中。随着移动承载网的IP化，SDH微波已逐渐不再适用，目前处于被替换掉的阶段（如***1）。
3.2 IP微波
Hybrid微波是指可以将Native TDM业务和Native Ethernet业务通过空口混合传输的微波，基于MAC地址进行以太业务的转发。Hybrid微波是一种兼容传统TDM网络和现阶段IP网络的产品，能够有效支撑网络冲TDM过渡到IP的过渡阶段（如***2）。
Packet微波是指可以将TDM业务、ATM/IMA业务和Ethernet业务等经过PWE3封装后，通过空口统一传输的微波，微波帧业务结构为纯以太业务，通过MPLS标签进行转发，一般基于静态路由创建Tunnel，属于L2***（如***3）。
3.3 一体化微波
一体化IP微波内置了双业务平面，可以通过软件设置，灵活传输TDM业务平面和分组业务平面。TDM业务处理平面将接入的TDM业务（E1业务或STM-1业务）进行交叉连接处理，发送到微波端口。分组业务处理平面可以将接入的多种业务（E1业务、AMT/IMA业务和以太网业务）进行PWE3仿真并封装到MPLS报文中，然后将承载这些MPLS报文的以太网帧，发送到微波端口。其中以太网业务也可以直接进行二层交换，以Native的方式发送到微波端口。因此，当TDM业务通过TDM业务平面进行调度到微波端口而以太网业务在分组业务平面采用Native方式调度到微波端口时，一体化IP微波就是Hybrid微波；而当TDM业务是在分组业务平面封装成MPLS/PWE3报文后调度到微波端口，一体化IP微波就是Packet微波。一体化微波具备根据路由协议进行动态分配路由的功能（即动态创建Tunnel），能够支持L3***，所以属于3层微波设备。同时，由于能够支持高频段获取更多的频率资源，以及技术上支持更高的调制模式，一体化IP微波在传输带宽上有了重大的突破，能够支持单链路GB/S的传输带宽（如***4）。
4 微波传输设备的应用
由于微波产品的特性，部署灵活实用，但是受制于频率资源，又不可能像光纤一样提供超大容量传输，因此，微波产品一般用于接入层和汇聚层。在接入层，微波可***组网，目前最佳的组网结构是“环带链”或是纯“链结构”。在汇聚层，微波主要作为光纤环网的补网，可同时支持对接光传输设备和路由器。目前，在绝大多数移动承载网络中，微波作为传输接入层设备被广泛应用。
目前，全球已经兴起建设4G移动网络的浪潮，当需要传输LTE基站的回传业务时，可采用接入层一体化IP微波，汇聚层路由器共同组网的方式来实现（L3***解决方案）。相比L2***方案，L3***有效解决了L2***中的广播风暴、基站侧VLAN规划复杂等问题。特别是对于LTE网络，该方案还可以解决eNodeB的S1业务多归属、X2业务就近转发（在ASG处转发）等网络结构问题（如***5）。
5 结语
微波传输不仅部署灵活快速，带宽也能够满足无线基站对传输设备在站点侧的需求，在即将到来的高带宽时代，一体化IP微波传输特别适用于无线承载网络传输部分的接入层，能够有效支撑传输网络接入层级别的带宽需求和业务调度。在后期发展中，微波传输会向着更更高传输带宽、业务更加智能化、设备更加小型化更加轻型的方向发展。
参考文献