频带划分
微波按波长不同可分为分米波,厘米波、毫米波及亚毫米波,分别对应于特高频UHF(0.3~3GHz)、超高频SHF(3~30GHz)、极高频EHF(30~300GHz)及至高频THF(300GHz~3THz)。
微波中部分频段常用代号来表示,如表所示。
代号
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频段(GHz)
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波长(cm)
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L
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1-2
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30-15
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S
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2-4
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15-7.5
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C
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4-8
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7.5-3.75
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X
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8-13
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3.75-2.31
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Ku
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13-18
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2.31-1.67
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K
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18-28
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1.67-1.07
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Ka
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28-40
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1.07-0.75
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其中L频段以下适用于移动通信。S至Ku频段适用于以地球表面为基地的通信,包括地面微波接力通信及地球站之间的卫星通信,其中C频段的应用最为普遍,毫米波适用于空间通信及近距离地面通信。为满足通信容量不断增长的需要,已开始采用K和Ka频段进行地球站与空间站之间的通信。60GHz的电波在大气中衰减较大,适宜于近距离地面保密通信。94GHz的电波在大气中衰减很少,适合于地球站与空间站之间的远距离通信。
系统构成
系统设备
微波通信系统由发信机、收信机、天馈线系统、多路复用设备、及用户终端设备等组成,如图2所示。
其中,发信机由调制器、上变频器、高功率放大器组成,收信机由低噪声放大器、下变频器,解调器组成;天馈线系统由馈线、双工器及天线组成。用户终端设备把各种信息变换成电信号。多路复用设备则把多个用户的电信号构成共享一个传输信道的基带信号。在发信机中调制器把基带信号调制到中频再经上变频变至射频,也可直接调制到射频。
在模拟微波通信系统中,常用的调制方式是调频;在数字微波通信系统中,常用多相数字调相方式,大容量数字微波则采用有效利用频谱的多进制数字调制及组合调制等调制方式。发信机中的高功率放大器用于把发送的射频信号提高到足够的电平,以满足经信道传输后的接收场强。收信机中的低噪声放大器用于提高收信机的灵敏度;下变频器用于中频信号与微波信号之间的变换以实现固定中频的高增益稳定放大;解调器的功能是进行调制的逆变换。
微波通信天线一般为强方向性、高效率、高增益的反射面天线,常用的有抛物面天线、卡塞格伦天线等,馈线主要采用波导或同轴电缆。在地面接力和卫星通信系统中,还需以中继站或卫星转发器等作为中继转发装置。
通信方式
地面上的远距离微波通信通常采用中继(接力)方式进行,原因如下: