微波天線論文講解

1、微波與天線系統(tǒng)通信工程專業(yè)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)RZ9905型微波與天線綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)論文學(xué)院：信息工程學(xué)院專業(yè)：通信工程組長(zhǎng)：00組員：0 00通信工程教研室摘要在3G通信時(shí)代，微波通信系統(tǒng)建設(shè)成本低、建設(shè)速度快、部署靈活的優(yōu)點(diǎn)將在3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中得以充分發(fā)揮，從而擴(kuò)大微波天線在我國(guó)的應(yīng)用范圍，形成快速增長(zhǎng)的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求。與此同時(shí)，隨著無線通信技術(shù)PDH，SDH系統(tǒng)與wireless通訊的迅速發(fā)展，微波通信天線目前已經(jīng)在電力、交通、鐵路等行業(yè)的專用通信網(wǎng)中開始大量使用，微波天線應(yīng)用范圍愈加廣泛。在這樣的條件下，研究微波通信是非常重要。本次實(shí)驗(yàn)微波與天線實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)就是研究微波發(fā)送、接收系統(tǒng)的工作原理。實(shí)驗(yàn)中對(duì)微波

2、系統(tǒng)的每個(gè)組件進(jìn)行測(cè)試，最后，完成了微波電視信號(hào)單向傳輸系統(tǒng)的調(diào)試。關(guān)鍵字： 微波通信 微波天線 組件 系統(tǒng) 目錄第一部分 緒論-3 （一） 背景介紹-3（二） 系統(tǒng)特點(diǎn)-3（三） 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?3（四） 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容-3（五） 準(zhǔn)備知識(shí)七管收音機(jī)組合電路原理-4第二部分 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備-5（一） 微波測(cè)量?jī)x器介紹-5（二） 系統(tǒng)所含組件原理-51 140MHZ 中頻振蕩器-62 微波鎖相信號(hào)源-63 變頻器-64 振蕩器-75 放大器-86 濾波器-87圖像/數(shù)據(jù)中頻調(diào)制器-9第三部分 微波系統(tǒng)測(cè)試-9（一）微波發(fā)送系統(tǒng)-91原理圖-92原理簡(jiǎn)單介紹-93實(shí)驗(yàn)結(jié)果-94實(shí)驗(yàn)分析-10（二）微波接收系統(tǒng)-1

3、11原理圖-112原理簡(jiǎn)單介紹-113實(shí)驗(yàn)結(jié)果-114實(shí)驗(yàn)分析-12（三）微波電視信號(hào)單向傳輸系統(tǒng)-121原理圖-122實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較與分析-133有線電視與無線電視的主要區(qū)別-13第四部分 微波與天線的應(yīng)用-141 微波技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展-152 天線技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展-15第五部分 結(jié)束語-16第一部分 緒論(一) 背景介紹RZ9905 微波與天線綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要面向通信工程、電子工程、微波工程等專業(yè)開設(shè)微波技術(shù) 、微波器件 、微波電路 、微波通信 、 天線等課程教學(xué)、實(shí)驗(yàn) 、示教的需要而設(shè)計(jì)，也可用于微波技術(shù)類課程的課題設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)。它由 RZ 9905-T 微波與天線發(fā)射實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及 RZ

4、9905-R 微波與天線接收實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)箱組成。其功能強(qiáng)大、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富多信道微波與天線發(fā)、收系統(tǒng)。(二) 系統(tǒng)特點(diǎn) 1、 工作頻率為 2.4GHZ ，是國(guó)家無線電管理委員會(huì)規(guī)定的業(yè)余無線電頻段，不會(huì)對(duì)公網(wǎng)與專網(wǎng)產(chǎn)生電磁污染 ； 2.4GHZ 能充分體現(xiàn)微波信號(hào)的特點(diǎn) 。2、 RZ 9905 微波與天線綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的微波發(fā)射實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（ RZ 9905-T ）及微波接收實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（ RZ 9905-R ）分別設(shè)計(jì)制作在兩個(gè)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)箱中，便于拉開距離，進(jìn)行微波信號(hào)傳輸、微波通信及微波天線性能測(cè)試等實(shí)驗(yàn)。3、 該系統(tǒng)微波傳輸具有 16 個(gè)獨(dú)立信道 ， 能完成微波接力 、 微波組網(wǎng) 、 微波一點(diǎn)對(duì)

5、多點(diǎn)等多種形式通信，并且可以避免實(shí)驗(yàn)室中多臺(tái)設(shè)備同時(shí)工作時(shí)的相互干擾。4、 實(shí)驗(yàn)箱集成了微波信號(hào)的產(chǎn)生、發(fā)送、傳輸、接收、放大、變頻、濾波等各種微波信號(hào)加工處理過程，既可對(duì)微波信號(hào)各個(gè)加工處理部件進(jìn)行單獨(dú)研究測(cè)試 ， 同時(shí)也可把各部件連接，組成完整的微波通信發(fā)、收系統(tǒng)，進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)測(cè)與研究。5、 自帶 140MHZ 中頻信號(hào)源，微波掃頻信號(hào)源，僅需配置微波頻譜儀，就能完成全部實(shí)驗(yàn)。6、 設(shè)有微波數(shù)據(jù)中繼模塊，可進(jìn)行 512KB 數(shù)據(jù)及數(shù)字電話復(fù)接的微波傳輸；一套R(shí)Z9905-T/R 可進(jìn)行單向微波數(shù)字電話信號(hào)及信令自環(huán)傳輸； 兩套 RZ9905T/R 可實(shí)現(xiàn)微波雙工數(shù)字電話撥號(hào)及通信；選配潤(rùn)眾R

6、Z88521 誤碼儀，能進(jìn)行微波數(shù)據(jù)傳輸及誤碼率測(cè)量 。7、 配有小型電視攝像頭和彩色液晶監(jiān)視器，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)視頻圖像和語音的微波傳輸，圖像清晰，視覺效果好。(三) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 了解微波測(cè)量?jī)x器的測(cè)量方法。2、 掌握微波各組件的測(cè)試3、 掌握微波發(fā)送、接收系統(tǒng)電路連接。4、 掌握微波發(fā)送、接收系統(tǒng)測(cè)試方法。5、 掌握微波電視信號(hào)單向傳輸系統(tǒng)電路連接。6、 掌握微波電視信號(hào)單向傳輸系統(tǒng)調(diào)整。(四) 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 正確進(jìn)行系統(tǒng)電路連接；搞清微波發(fā)送、接收系統(tǒng)信號(hào)流向及頻率的變化。2、 逐級(jí)測(cè)試微波發(fā)送、接收系統(tǒng)各點(diǎn)頻譜。3、 測(cè)試微波發(fā)送、接收系統(tǒng)各級(jí)輸出功率。4、 正確進(jìn)行系統(tǒng)電路連接；搞清全電

7、視信號(hào)流向及信號(hào)頻譜的變換過程。5、 進(jìn)行視頻、音頻信號(hào)調(diào)試，試聽、試看微波電視信號(hào)。6、 評(píng)價(jià)電視信號(hào)傳輸質(zhì)量。(五) 準(zhǔn)備知識(shí)七管收音機(jī)組合電路原理我們?cè)谑钇趯?shí)踐中曾制作過七管收音機(jī)。這對(duì)我們理解微波與天線系統(tǒng)有很大的幫助，于是，先將收音機(jī)原理介紹如下：七管收音機(jī)的電路方框圖如圖1所示。從圖中我們一眼就可看出七管收音機(jī)電路的全貌，即主要組成部分及各級(jí)電路的功能。-輸入回路混頻中放1中放2檢波前置低放功放AGC本振圖1.1 七管收音機(jī)的電路方框圖從圖1所示的方框圖可以看出，七管收音機(jī)（超外差）的特點(diǎn)是：把接收到的高頻調(diào)幅信號(hào)的載波頻率先變?yōu)轭l率較低而且是固定不變的中間頻率，再利用中頻放大器加

8、以放大。方框圖中的變頻環(huán)節(jié)的作用是：把經(jīng)過選頻的高頻載波信號(hào)（頻率為的調(diào)幅言號(hào)）和由本機(jī)振蕩器產(chǎn)生的等幅高頻信號(hào)（頻率為）同時(shí)加到變頻器上，由于變頻管的非線性作用，就產(chǎn)生了=-的差頻信號(hào)，但仍為調(diào)幅波。因?yàn)椴铑l-低于載頻而又高于音頻，所以習(xí)慣上把它叫做中頻（中周）。收音機(jī)的中頻一般是465kH。在選擇電臺(tái)過程中，本機(jī)振蕩的頻率隨接收到的載波頻率而變，并維持二者之差，使整個(gè)接收頻段內(nèi)均勻工作在465kHz左右，所以中頻放大器的諧振回路就不需要調(diào)整，這樣選擇性也容易提高。這種形式的電路一般稱為超外差式電路。中頻信號(hào)經(jīng)過放大后，仍然是頻率比較高的調(diào)幅波，從中頻調(diào)幅波中把音頻信號(hào)檢出來，也仍然稱為檢波

9、。檢波出來的音頻信號(hào)再經(jīng)低放（包括功放）電路去推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)音。這就是超外差式收音機(jī)的簡(jiǎn)單工作過程，各種信號(hào)波形如圖1所示。第二部分 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備(一) 微波測(cè)量?jī)x表介紹頻譜分析儀工作原理及功能頻譜分析儀是一種能在示波管上顯示出被測(cè)信號(hào)頻譜幅度特性的儀器 ， 熒光屏的橫坐標(biāo)代表頻率，縱坐標(biāo)代表不同頻率分量的幅值。微波頻譜分析儀主要用來觀察各種已調(diào)信號(hào)（調(diào)幅、調(diào)頻、脈沖調(diào)制）的頻譜及功率，測(cè)量信號(hào)頻率、測(cè)量振蕩器的頻率穩(wěn)定度和頻譜純度，測(cè)量波形失真與噪聲等。目前頻譜儀多采用掃頻超外差式，它的靈敏度高，頻率分辨率好，噪聲小 。 掃頻超外差式頻譜儀實(shí)際是超外差接收機(jī)和示波器的組合，它的方框原理如下圖所示。

10、被測(cè)信號(hào) （ 頻率為fs ）經(jīng)直接輸入或衰減后輸入，在混頻器中與機(jī)內(nèi)本振信號(hào)（頻率為fp ）進(jìn)行混頻，fo =fp-fs，fo為中頻信號(hào)頻率，中頻信號(hào)經(jīng)放大、檢波，得到一個(gè)和輸入信號(hào)幅度成正比的直流電壓，經(jīng)垂直放大后加到示波管的垂直偏轉(zhuǎn)板上，這就使電子束在垂直方向的的偏移與輸入信號(hào)幅值成正比。本振 fp是一個(gè)電調(diào)諧的掃頻振蕩器，它的頻率受鋸齒波電壓的掃描發(fā)生器控制。頻率隨鋸齒電壓作線性變化，該鋸齒電壓經(jīng)水平放大器放大后加在示波管的水平偏轉(zhuǎn)板上，這就使電子束在水平方的偏移正比于掃頻振蕩頻率變化，并可折算出輸入信號(hào)的頻率。如果被測(cè)信號(hào)中有幾個(gè)分量，由于本振頻率fp連續(xù)掃頻變化，而中頻 fo 是固定

11、的，因此信號(hào)中的各個(gè)頻率分量都可以順序地在fp變化時(shí)滿足fp-fs=fo ，此時(shí)各頻率分量順序通過中放，在示波管的熒光屏上分別顯示出來，它們?cè)跓晒馄辽纤介g隔距離反映出它們的頻率差，垂直高度代表它們的幅度。這樣就得到了信號(hào)頻譜。掃描超外差式頻譜儀的靈敏度主要取決于中頻放大器的放大量和內(nèi)部的噪聲，一般能達(dá)-100dbm ，頻率分辯率主要取決于中放的帶寬，考慮到超外差接收機(jī)的鏡像干擾，頻譜儀多采用多級(jí)變頻方案，如三次或四次變頻，第一中頻較高，可減小鏡像干擾，末級(jí)變頻后的中頻較低有利于減小帶寬，降低噪聲和提高分辯率。有的頻譜儀帶寬有多種選擇，可滿足不同分辯率要求。(二) 系統(tǒng)所含組件原理1、 140

12、MHZ 中頻振蕩器140MHZ 中頻振蕩器模塊在 RZ 9905-T 微波發(fā)射實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)箱內(nèi)，電路如圖所示，它由T1 、T2 兩只晶體三極管等電路組成，T1及周圍電路組成電容反饋三點(diǎn)式振蕩（又稱考必茲振蕩器），其等效電路如圖 1-2 所示。C 2、C3 為回路電容， L3、C1串聯(lián)后構(gòu)成回路電感。圖 1-1 中 T2及周圍電路為振蕩器的放大輸出級(jí) 。為了在線測(cè)量，中頻振蕩信號(hào)被連接到中頻信號(hào)輸入 / 中頻振蕩器輸出測(cè)量接頭。2、 微波鎖相信號(hào)源微波鎖相信號(hào)源的方框原理如圖21所示。這是一個(gè)典型的鎖相環(huán)路，圖中前置分頻器采用 586 pc 可編程分頻器，選擇的分頻比為256。比相器、A 程序分頻器

13、、N 程序分頻器、R程序分頻器等均在 MC145152 集成鎖相環(huán)蕊片內(nèi)。該蕊片需外接晶體，本機(jī)采用的晶體頻率為 10MHz 。 3、 變頻器上變頻器和下變頻器電路是相同的，工作原理也相似，但信號(hào)的流向兩者有所區(qū)別。上變頻器為例，講述其工作原理。上變頻器有兩個(gè)信號(hào)輸入端，一個(gè)信號(hào)輸出端，電路如3-1所示，圖中，IF為中頻調(diào)制信號(hào)輸入端、LO 為本振信號(hào)(亦稱載波)輸入端、M RF 為上變頻已調(diào)信號(hào)輸出端。上變頻器的工作原理簡(jiǎn)述如下：1) 本振信號(hào)控制D1 、D2的通斷。 2）變頻原理。M RF 端的波形為斷續(xù)的中頻調(diào)制信號(hào)波形。該信號(hào)斷續(xù)的頻率由本振信號(hào)的頻率決定，其波形如圖 3-2 所示。3

14、）載漏抑制。4）A、D、B三點(diǎn)載波波形。4、 振蕩器壓控、掃頻振蕩器是專門為彌補(bǔ)安泰信AT5011頻譜儀的不足而設(shè)計(jì)的，因?yàn)樵搩x表跟蹤振蕩器頻率為01GHz，而當(dāng)我們測(cè)試微波帶通濾波器頻率響應(yīng)時(shí)，需要 2.22.6GHz的掃描信號(hào)，為此特地設(shè)計(jì)了掃頻振蕩器。本模塊供電電壓為 12伏，壓控振蕩信號(hào)從6C輸出， 其電平約為 0dbm。 為了在線測(cè)量，壓控振蕩信號(hào)經(jīng)衰減器送至壓控振蕩器輸出測(cè)量接頭，電平約為 -10dbm 。5、 放大器放大器電原理如圖所示。它由三級(jí)放大電路組成，第一級(jí)是由Q1管及周圍元件組成共發(fā)晶體管放大器，第二級(jí)、第三級(jí)電路與第一級(jí)相似。實(shí)驗(yàn)中提到的微波功率放大器、微波低噪聲放大

15、器、中頻放大器等的工作原理均相似，可類比以上放大器的工作原理。6、 濾波器微波發(fā)送、接收、中頻濾波器是微波工程中重要的部件之一， 理想的濾波器應(yīng)該是這樣一種二口網(wǎng)絡(luò)，在所要求的頻率范圍內(nèi)，能使微波信號(hào)無衰減地傳輸，此頻帶范圍稱為通帶，在其余的頻率范圍內(nèi)使微波信號(hào)完全不能傳輸， 這其余的頻率范圍稱為阻帶。一個(gè)實(shí)際的濾波器只能盡可能地接近理想濾波器的特性。實(shí)際濾波器通帶與阻帶頻率是逐漸過渡的，因此需定義通帶截止頻率和阻帶邊界頻率。通帶截止頻率可定義為半功率點(diǎn)頻率。阻帶邊界頻率可定義為功率衰減 80% 的頻率點(diǎn)。（也可定義其它衰減值如90%；衰減20dB等等。）通帶最大衰減與阻帶最小衰減定義明確，這

16、兒就不多述了。寄生通帶是由于微波濾波器是由微波傳輸線、分布參數(shù)元件構(gòu)成，所以當(dāng)頻率變化時(shí)，這些分布參數(shù)元件的數(shù)值，甚至電抗性質(zhì)都將發(fā)生變化，使得本應(yīng)是阻帶的頻段出現(xiàn)了通帶，稱為寄生通帶。微波濾波器的寄生通帶應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離濾波器通帶。7、 圖像/數(shù)據(jù)中頻調(diào)制器圖像/數(shù)據(jù)中頻調(diào)制器能將電視攝像機(jī)、DVD、VCD 的音視頻信號(hào)進(jìn)行 FM-VSB調(diào)制，產(chǎn)生140MHZ的全電視信號(hào)；或?qū)⒏咚俸椭械退贁?shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，將頻譜搬移至l40MHZ。它們將作為微波發(fā)送與接收系統(tǒng)進(jìn)行微波圖像、伴音傳輸及微波高速和中低速數(shù)據(jù)傳輸信源。圖像/數(shù)據(jù)中頻解調(diào)器主要用于高速及中低速數(shù)據(jù)信號(hào)的解調(diào)，將l40MHZ 電視信號(hào)還原為音

17、視頻信號(hào),它也能將140MHZ已調(diào)數(shù)據(jù)還原為基帶數(shù)據(jù)。第三部分 微波系統(tǒng)測(cè)試(一) 微波發(fā)送系統(tǒng)1、 原理圖：2、 原理簡(jiǎn)單介紹：從中頻振蕩器輸出的是高頻載波，微波鎖相源輸出的是本振信號(hào)，經(jīng)微波上變頻器，產(chǎn)生中頻，此中頻頻率低于載頻又高于音頻。再經(jīng)過微波前置放大器，將弱小的信號(hào)進(jìn)行放大。微波發(fā)送濾波器用來控制信號(hào)的頻率響應(yīng)，是有用信號(hào)頻率分量幾乎無衰減地通過濾波器，而阻斷無用信號(hào)頻率分量的傳輸。最后。經(jīng)過微波功率放大器，放大交流信號(hào)的功率就是在信號(hào)不是真的情況下放大電器的電流和電壓來補(bǔ)充所需的功率缺口。通過頻譜儀，我們就可以看出各級(jí)的輸出情況。圖二 微波上變頻器輸出圖一 中頻振蕩器輸出3、 實(shí)

18、驗(yàn)結(jié)果圖四 微波發(fā)送濾波器輸出圖三微波前置放大器輸出圖五 微波功率放大器輸出4、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析a) 140MHZ中頻振蕩器輸出信號(hào)頻譜觀察。從 AT5011頻譜儀顯示屏上可以看到 140MH Z中頻振蕩器信號(hào)頻譜為線譜，實(shí)測(cè)頻譜圖照片如圖一所示。該線譜示意圖如圖3.1所示 。圖中左邊第三根豎線為140MHZ 中頻信號(hào)，左邊第二根豎線為零頻，它相當(dāng)于頻譜圖的縱軸。最左邊豎線為140MHZ 中頻信號(hào)的鏡像。其它豎線為 140MHZ 中頻信號(hào)的各次諧波，也統(tǒng)稱為雜波。 圖3.1 中頻振蕩器輸出頻譜示意圖b) 從頻譜儀上觀察到的上變頻已調(diào)信號(hào)結(jié)果如圖二，有實(shí)驗(yàn)測(cè)量可寫出如下結(jié)果（部分圖未給出，但實(shí)驗(yàn)中

19、已測(cè)出）：Fc 幅度-35.59dbmFc-F中 幅度 -43.55dbmFc+F中 幅度-47.59dbmc) 通過前置放大器輸出的信號(hào)頻譜如圖三所示。從屏幕上看出譜線較高，屏幕中間的一根為載波, 它右邊一根為上邊頻；其它為組合波干擾。d) 頻譜儀輸入接到微波發(fā)送濾波器輸出，在頻譜儀上便能觀察微波發(fā)送濾波器頻率響應(yīng)，圖四所示。e) 觀察微波功率放大器輸出信號(hào)頻譜。 微波功率放大器輸出信號(hào)頻譜圖如圖五所示。從圖看出為線譜，頻率約為 2.26GHZ。(二) 微波接收系統(tǒng)1、 原理圖2、 原理簡(jiǎn)單介紹本系統(tǒng)中的前半部分，微波發(fā)送系統(tǒng)中已經(jīng)詳細(xì)說明了，這里不再重述。a) 本次試驗(yàn)中用到的天線，如圖3

20、.2所示 圖3.2 天線實(shí)物圖微波接收濾波器同發(fā)送濾波器工作原理一樣，都是使有用信號(hào)幾乎無衰減通過。微波低噪聲放大器，是一種噪聲系數(shù)很低的放大器，提高輸出信噪比。壓控振蕩器保持工作點(diǎn)穩(wěn)定。最后經(jīng)過中頻放大器輸出，中頻放大器是放大器的一種，不僅具有放大功能，還有選頻作用，即對(duì)特定頻段的功率增益高于其他頻段的增益。3、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖七 微波低噪聲放大器輸出圖六 微波接收濾波器輸出圖九 中頻濾波器輸出圖八 微波壓控振蕩器輸出 圖十 中頻放大器輸出4、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析a) 微波接收濾波器輸出的頻譜中通帶最大衰減為6dbm，阻帶最小衰減為20dbm。如圖六所示。b) 用頻譜儀測(cè)量“接收濾波器輸出 ”和“微波

21、低噪聲放大器輸出”的信號(hào)電平，求出它們差，即為微波低噪聲放大器增益。放大增益約為10dbm。c) 微波接收濾波器輸出的頻譜中通帶最大衰減為3dbm，阻帶最小衰減為23dbm。如圖八所示。d) 中頻放大信號(hào)輸出頻率為139,38MHZ。輸出幅度隨天線之間的距離和方向而變化的。(三) 微波電視信號(hào)單向傳輸系統(tǒng)1、 原理圖2、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較分析 圖3.3 有線時(shí)的視頻圖像圖3.4 無線時(shí)的視頻圖像 電視傳像具備三個(gè)基本環(huán)節(jié)： （1）攝像 通過光電轉(zhuǎn)換過程，將景物轉(zhuǎn)變?yōu)橐曨l全電視信號(hào)。 （2）傳輸 將視頻全電視信號(hào)通過電纜或者將其調(diào)制成高頻全電視信號(hào)以開路或閉路方式傳送到用戶端。 （3）接收 經(jīng)過天線

22、接收或從有線終端將高頻全電視信號(hào)解調(diào)為視頻信號(hào)，并在顯像管的熒光屏上還原為景物的圖像。在傳輸過程中，就會(huì)有有線和無線之分。3、有線電視與無線電視的主要區(qū)別（1） 傳播方式不同。 無線電視采用無線，以開路方式發(fā)射電視信號(hào)，經(jīng)空間電磁彼傳遞到四面八方；有線電視采取閉路傳輸方式，以電纜、光纜為主要傳輸媒介，直接向用戶傳送電視節(jié)目。（2） 傳播效果不同。 無線電視采用開路發(fā)射，勢(shì)必受到空間電波的干擾、風(fēng)雨雷電的影響以及房屋建筑、丘陵山坡的阻擋和反射，因此音像效果較差；有線電視采用閉路傳輸，基本克服了外部因素的影響，能保持穩(wěn)定清晰的音像效果。（3） 傳播節(jié)目的數(shù)量有差別。 在無線電視系統(tǒng)中，每增加一套節(jié)

23、目就必須增加一整套接收和發(fā)射設(shè)備，而相鄰頻道、相鄰電視臺(tái)之間可能存在較強(qiáng)的相互干擾，這就限制了節(jié)目數(shù)量的增加。有線電視有效地抑制了頻道間的相互干擾，同一套傳輸設(shè)備傳輸節(jié)目少則數(shù)套、多則數(shù)十套甚至上百套，而且還可以方便地開展自辦節(jié)目。（4） 環(huán)境條件有差別。 無線電視覆蓋面廣，適于在人口分散的農(nóng)村和邊遠(yuǎn)地區(qū)興建。有線電視適于在居民集中的城鎮(zhèn)發(fā)展，因?yàn)樗梢钥朔鞘袠琼斕炀€林立的現(xiàn)象。（5） 未來發(fā)展有區(qū)別 。無線電視依靠增加天線高度和發(fā)射功率來擴(kuò)大覆蓋面的作法已經(jīng)受到了客觀條件的限制，利用衛(wèi)星轉(zhuǎn)播成了目前和將來發(fā)展的有效途徑。三顆等分定點(diǎn)衛(wèi)星即可覆蓋全球，使無線電視的影響滲透到地球任一角落。同時(shí)

24、，衛(wèi)星電視頻道的開發(fā)和利用給無線電視文藝臺(tái)、體育臺(tái)、電影臺(tái)、教育臺(tái)、圖文電視等專業(yè)節(jié)目的發(fā)展提供了良機(jī)，極大地增強(qiáng)了無線電視的影響力。有線電視在光纖技術(shù)支持下與電話的雙向通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)的多媒體技術(shù)相結(jié)合，組成綜合信息網(wǎng)，使圖像、聲音、文字?jǐn)?shù)據(jù)三者融為一體，給用戶提供了全方位、多途徑、多功能服務(wù)，其發(fā)展前景不可限量。（6）無線電視衛(wèi)星轉(zhuǎn)播給有線電視網(wǎng)提供了豐富的節(jié)目源。有線電視接收無線電視信號(hào)加以放大，傳送到千家萬戶，既豐富了自身節(jié)目，又是對(duì)無線電視的補(bǔ)充、延伸和改善?？梢?，有線電視和無線電視既有區(qū)別又密切聯(lián)系，需要共同發(fā)展。第四部分 微波與天線的應(yīng)用（一） 微波技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用隨著科學(xué)技術(shù)的

25、迅速發(fā)展和生產(chǎn)工藝的不斷改進(jìn)，微波技術(shù)已在許多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域得到應(yīng)用。在國(guó)內(nèi)，微波技術(shù)已應(yīng)用于玻璃纖維、化工產(chǎn)品、保溫材料、木材等的干燥，食品、醫(yī)療的滅菌、干燥和焙烤。并在醫(yī)療、環(huán)保、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域也有所應(yīng)用。微波技術(shù)的應(yīng)用，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低了能耗和環(huán)境污染，減輕了人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效益。在國(guó)際上，許多工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都對(duì)微波的工業(yè)應(yīng)用非常重視，把微波技術(shù)作為改進(jìn)生產(chǎn)工藝和提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段。1、 微波的特性 似光性。 微波波長(zhǎng)非常小，當(dāng)微波照射到某些物體上時(shí)，將產(chǎn)生顯著的反射 和折射，就和光線的反、折射一樣。同時(shí)微波傳播的特性也和幾何光學(xué)相似，能像光線一樣地直線傳播和容易集中，

26、即具有似光性。這樣利用微波就可以獲得方向性好、體積小的天線設(shè)備，用于接收地面上或宇宙空間中各種物體反射回來的微弱信號(hào)，從而確定該物體的方位和距離，這就是雷達(dá)導(dǎo)航技術(shù)的基礎(chǔ)。 透光性。 微波照射于介質(zhì)物體時(shí)，能深入該物體內(nèi)部的特性稱為穿透性。例如微波是射頻波譜中惟一能穿透電離層的電磁波（光波除外）。因而成為人類外層空間的“宇宙窗口”；微波能穿透生物體，成為醫(yī)學(xué)透熱療法的重要手段；毫米波還能穿透等離子體，是遠(yuǎn)程導(dǎo)彈和航天器重返大氣層時(shí)實(shí)現(xiàn)通信和末端制導(dǎo)的重要手段。 信息性。 微波波段的信息容量是非常巨大的，即使是很小的相對(duì)帶寬，其可用的頻帶也是很寬的，可達(dá)數(shù)百甚至上千兆赫。所以現(xiàn)代多路通信系統(tǒng)，包

27、括衛(wèi)星通信系統(tǒng)，幾乎無例外地都是工作在微波波段。此外，微波信號(hào)還可提供相位信息、極化信息、多普勒頻率信息。這在目標(biāo)探測(cè)、遙感、目標(biāo)特征分析等應(yīng)用中是十分重要的。 非電離性。 微波的量子能量不夠大，因而不會(huì)改變物質(zhì)分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)或破壞其分子的化學(xué)鍵，所以微波和物體之間的作用是非電離的。而由物理學(xué)可知，分子、原子和原子核在外加電磁場(chǎng)的周期力作用下所呈現(xiàn)的許多共振現(xiàn)象都發(fā)生在微波范圍，因此微波為探索物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和基本特性提供了有效的研究手段。2、 微波應(yīng)用n 微波加熱原理與微波爐提起微波，很多人首先想到現(xiàn)代炊具微波爐。微波爐的微波加熱原理是基于物質(zhì)對(duì)微波的吸收作用而產(chǎn)生的熱效應(yīng)。微波爐既能用于工業(yè)

28、、醫(yī)療上進(jìn)行加熱與解凍、烘烤與干燥等，還能用于家庭進(jìn)行烹飪、野外軍事訓(xùn)練進(jìn)行后勤保障的應(yīng)用。n 微波的殺傷機(jī)理與微波武器什么是微波武器？微波武器是利用高功率微波束毀壞敵方電子設(shè)備和殺傷作戰(zhàn)人員的一種定向能武器。用作武器的微波波長(zhǎng)通常在 30 3 厘米 、頻率為130 吉赫、輸出脈沖功率在吉瓦級(jí)。目前，美、俄、英、法等國(guó)研制的微波武器主要分為兩大類：一類是高功率微波波束武器，另一類是微波炸彈。3、 微波技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用前景 n 民以食為天，食品工業(yè)是我國(guó)迅速崛起的支柱產(chǎn)業(yè)。n 用微波可在較低溫度下滅菌殺蟲。另外還可以利用微波加熱血漿、解凍冷藏器官；還可設(shè)計(jì)微波手術(shù)刀，開刀止血快、出血量少。n 半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝中已經(jīng)采用微波等離子體技術(shù)，進(jìn)行刻蝕、濺射、氣相沉積、氧化硅片；還可用于金屬、合金、非金屬的表面處理；用于等離子體光譜分析，可檢測(cè)十幾種元素。（二） 天線技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用近年來無線技術(shù)的應(yīng)用愈來愈廣，過去各式各樣的實(shí)際接線也都期望透過無線而獲得去線化，使得天線必須依據(jù)各種場(chǎng)合需求而有更合適的變化提升。為了更快的傳輸率，已