微波通信基本原理eee.pptx

微波通信是无线通信的一种重要形式，主要利用频率在300MHz至300GHz范围内的电磁波进行数据传输。这些高频信号被统称为厘米波，因为它们的波长处于厘米级别。微波通信因其频率高、带宽大、传输速率高的特性，常用于点对点通信、卫星通信以及移动通信等领域。 微波通信的基本介绍中提到，微波信号的频率范围介于低频（LF）、中频（MF）、高频（HF）、甚高频（VHF）、超高频（UHF）以及极高频（EHF）之间。在广播传输中，微波通信通常用于建立点对点的无线链路，提供多个复用通道，适用于民用和军事通信网络。 微波通信的基本原理包括几个核心概念：微波信号在自由空间中的传播遵循电磁场理论，可以视为平面波，即电场和磁场的纵向分量为零，因此称为横电磁波（TEM波）。微波通信中常采用的调制方式包括脉冲幅度调制（PAM）、相移键控（PSK）等，其中PSK在微波频段直接调制时更为常见。此外，基带信号通常先在中频进行处理，然后通过频率变换提升到微波频段。 微波通信的设计需要考虑电波传播的特性，如自由空间传播、各种衰落现象（如大气折射、散射等）以及相应的抗衰落技术。微波中继站是微波通信网络的关键组成部分，它们用于接力传输信号，克服地球曲率造成的视线遮挡问题。 惠更斯-费涅耳原理是理解微波传播的重要理论，它解释了在点源产生的波动中，每一个波动中心都可以被视为新的次级波源，形成连续的球面波。在微波通信中，当发射天线尺寸远小于通信距离时，可以简化为点源模型。互易定理则指出在线性和各向同性的介质中，发射和接收设备互换不会改变传输特性，这在微波通信中有着重要应用。 费涅耳区是评估微波通信质量的关键概念，它是指从发射点到接收点直线上一系列同心椭圆区域，每个椭圆代表一个波前。第一费涅耳区对信号强度贡献最大，当信号通过多个费涅耳区时，其强度会受到影响。为了保证良好的通信质量，通常需要保持至少部分第一费涅耳区不被障碍物阻挡。 微波通信涉及多个层面的理论和技术，包括电磁波传播、调制解调、频率规划、中继站设计以及信号的干扰与抗干扰措施。理解并掌握这些基础知识对于构建高效可靠的微波通信系统至关重要。