《微波通信原理》課件

《微波通信原理》PPT課件BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA目錄CONTENTS微波通信概述微波通信系統(tǒng)組成微波傳播特性數(shù)字微波通信原理模擬微波通信原理微波通信的發(fā)展趨勢與展望BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA01微波通信概述微波通信定義微波通信是一種利用微波頻段的電磁波進行信息傳輸?shù)耐ㄐ欧绞?。它利用頻率在0.3GHz至300GHz之間的電磁波，通過定向天線將信號傳輸?shù)竭h方，實現(xiàn)信息的傳遞。微波頻段具有豐富的頻譜資源，可以實現(xiàn)高速、大容量的信息傳輸。傳輸容量大微波信號在自由空間中傳播時受氣象和地形影響較小，傳輸質(zhì)量較為穩(wěn)定。傳輸質(zhì)量穩(wěn)定微波通信設(shè)備相對簡單，建設(shè)周期短，投資成本較低。建設(shè)成本低微波通信設(shè)備可以快速安裝和移動，適用于應(yīng)急通信和臨時通信場景。靈活性高微波通信特點微波通信的應(yīng)用場景移動通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋利用微波通信實現(xiàn)移動通信網(wǎng)絡(luò)信號的覆蓋，特別是在山區(qū)、海島等偏遠地區(qū)。衛(wèi)星通信微波通信用于衛(wèi)星與地球站之間的信號傳輸，實現(xiàn)全球范圍內(nèi)的信息傳遞。鐵路、公路、航空等交通領(lǐng)域的移動終端通信利用微波通信實現(xiàn)列車、汽車、飛機等移動終端與地面指揮中心之間的信息傳遞。軍事通信由于微波通信具有較高的抗干擾性能和保密性，因此在軍事領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA02微波通信系統(tǒng)組成信號源信號源的作用信號源的種類信號源的性能指標信號源01020304為微波通信系統(tǒng)提供原始信號，可以是低頻信號或高頻信號。產(chǎn)生需要傳輸?shù)脑夹盘枺梢允锹曇?、圖像或數(shù)據(jù)信號。振蕩器、調(diào)制器等。頻率穩(wěn)定度、波形質(zhì)量等。將低頻信號調(diào)制到高頻載波上，以便通過微波信道傳輸。調(diào)制器調(diào)頻、調(diào)相、調(diào)幅等。調(diào)制方式模擬調(diào)制器和數(shù)字調(diào)制器。調(diào)制器的種類調(diào)制效率、失真度等。調(diào)制器的性能指標調(diào)制器03微波振蕩器的性能指標頻率穩(wěn)定度、波形質(zhì)量等。01微波振蕩器產(chǎn)生微波頻段的振蕩信號，作為微波發(fā)射機或接收機的載波。02微波振蕩器的種類介質(zhì)振蕩器、晶體振蕩器等。微波振蕩器微波發(fā)射機將調(diào)制后的高頻信號通過天線發(fā)送出去。發(fā)射機的組成調(diào)制器、功率放大器、濾波器、天線等。發(fā)射方式定向發(fā)射、全向發(fā)射等。發(fā)射機的性能指標輸出功率、頻譜純度等。微波發(fā)射機微波接收機：接收來自天線的微波信號，并進行解調(diào)處理。接收機的組成：天線、低噪聲放大器、混頻器、解調(diào)器等。接收方式：直接接收、差分接收等。接收機的性能指標：靈敏度、選擇性等。01020304微波接收機BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA03微波傳播特性直線傳播01微波在自由空間中主要沿直線傳播，其傳播距離受地球曲率影響。02在地球表面，微波傳播距離通常限制在視距范圍內(nèi)，即幾十公里。地面或海面的不平整會導(dǎo)致微波折射，從而影響傳播路徑。0303大氣衰減隨頻率增加而增大，因此高頻率微波在傳播過程中損耗較大。01大氣中的水蒸氣、氧氣和氣溶膠等成分對微波信號產(chǎn)生吸收和散射，導(dǎo)致信號衰減。02不同的大氣條件（如濕度、溫度和氣壓）對微波衰減有顯著影響。大氣衰減123微波遇到障礙物時，會部分地被反射、折射和散射。障礙物的電導(dǎo)率和介電常數(shù)對反射、折射和散射有重要影響。地球表面的土壤、水體和建筑物等障礙物對微波的反射、折射和散射作用，影響信號的傳播方向和強度。反射、折射與散射010203當微波信號遇到多個障礙物時，會產(chǎn)生多條傳播路徑，形成多徑效應(yīng)。由于各路徑上的信號存在時間延遲和幅度衰減，導(dǎo)致接收端信號發(fā)生干涉和衰落。多徑傳播與衰落嚴重影響微波通信系統(tǒng)的性能，是微波通信中的重要研究課題。多徑傳播與衰落BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA04數(shù)字微波通信原理調(diào)頻（FM）調(diào)制通過改變載波的頻率來攜帶信息，具有抗干擾能力強、帶寬利用率高等優(yōu)點。調(diào)相（PM）調(diào)制通過改變載波的相位來攜帶信息，具有抗干擾能力強、帶寬利用率高等優(yōu)點。調(diào)相調(diào)頻混合調(diào)制結(jié)合調(diào)相和調(diào)頻的優(yōu)點，提高調(diào)制性能和抗干擾能力。數(shù)字調(diào)制方式

數(shù)字信號的傳數(shù)字信號的調(diào)制將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為適合傳輸?shù)男盘栃问?，如QPSK、QAM等。數(shù)字信號的傳輸速率根據(jù)信道條件和系統(tǒng)要求，選擇合適的傳輸速率。數(shù)字信號的傳輸質(zhì)量通過信道編碼、交織等技術(shù)提高數(shù)字信號的傳輸質(zhì)量和可靠性。確保接收端與發(fā)送端信號的同步，包括載波同步、位同步等。同步技術(shù)將接收到的信號還原為原始數(shù)字信號，包括相干解調(diào)、非相干解調(diào)等。解調(diào)技術(shù)對數(shù)字信號傳輸質(zhì)量進行評估，包括誤碼率、信噪比等指標。誤碼率與性能評估數(shù)字信號的同步與解調(diào)BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA05模擬微波通信原理調(diào)頻與調(diào)相調(diào)頻通過改變信號載波的頻率以傳遞信息，調(diào)頻方式具有抗干擾能力強、傳輸帶寬較窄的特性。調(diào)相利用載波相位的變化來傳遞信息，調(diào)相方式具有傳輸帶寬較寬、抗干擾能力較弱的特性。模擬信號傳輸?shù)幕驹韺⑿畔⑥D(zhuǎn)換為連續(xù)變化的物理量（如電壓、電流等），通過傳輸介質(zhì)（如電纜、無線電波等）進行傳輸。模擬信號的調(diào)制與解調(diào)調(diào)制是將模擬信號與載波信號進行復(fù)合，以便于傳輸；解調(diào)則是從已調(diào)信號中還原出原始模擬信號的過程。模擬信號的傳在模擬微波通信中，為了確保信號的正確接收，需要實現(xiàn)信號的同步，包括載波同步、位同步和幀同步等。同步技術(shù)常用的解調(diào)方法有相干解調(diào)和非相干解調(diào)，相干解調(diào)需要接收端對載波進行同步解調(diào)，而非相干解調(diào)則不需要載波同步。解調(diào)方法模擬信號的同步與解調(diào)BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA06微波通信的發(fā)展趨勢與展望總結(jié)詞隨著技術(shù)的不斷進步，微波通信正朝著高頻段、大容量和數(shù)字化的方向發(fā)展，以滿足日益增長的數(shù)據(jù)傳輸需求。詳細描述隨著無線通信的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的低頻段資源已經(jīng)逐漸飽和，因此，高頻段資源逐漸受到重視。同時，為了滿足大數(shù)據(jù)時代的需求，微波通信需要具備更高的傳輸容量和更穩(wěn)定的傳輸性能。數(shù)字化技術(shù)可以進一步提高微波通信的傳輸效率和穩(wěn)定性，減少信號干擾和損失，提升通信質(zhì)量。高頻段、大容量、數(shù)字化VS隨著個人移動設(shè)備的普及，微波通