微波通信，原来如此！

微波通信，英文是Microwave Communication，是指使用微波（Microwave）作为载波，携带信息，进行中继通信的方式。

日常生活中，我们看到的移动通信基站大概是这样的：

抑或是这样的：

如果你细心观察的话就不难发现，在某些大楼的楼顶上，除了通信基站外，还会有一些像“大鼓”一样的设备。

而大山深处的“大鼓”是这样的：

这些所谓的“大鼓”，便是我们通常所说的“微波通信设备”。确切地说，就是“微波通信天线”。

更进一步观察，是这样的：

微波通信使用波长为1m至0.1mm(频率为0.3GHz~3THz)的电磁波进行的通信。包括地面微波接力通信、对流层散射通信、卫星通信、空间通信及工作于微波波段的移动通信。微波通信具有可用频带宽、通信容量大、传输损伤小、抗干扰能力强等特点，可用于点对点、一点对多点或广播等通信方式。

中国微波通信广泛应用L、S、C、X诸频段，K频段的应用尚在开发之中。由于微波的频率极高，波长又很短，其在空中的传播特性与光波相近，也就是直线前进，遇到阻挡就被反射或被阻断，因此微波通信的主要方式是视距通信，超过视距以后需要中继转发。一般来说，由于地球曲面的影响以及空间传输的损耗，每隔50公里左右，就需要设置中继站，将电波放大转发而延伸。

这种通信方式，也称为微波中继通信或称微波接力通信。长距离微波通信干线可以经过几十次中继而传至数千公里仍可保持很高的通信质量。

微波传播的分类

根据通信方式和确定信道主要性质的传输媒质的不同，微波通信可分为大气层视距地面微波通信、对流层超视距散射通信、穿过电离层和外层自由空间的卫星通信，以及主要在自由空间中传播的空间通信。按基带信号形式的不同，微波通信可分为主要用于传输多路载波电话、载波电报、电视节目等的模拟微波通信，以及主要用于传输多路数字电话、高速数据、数字电视、电视会议和其它新型电信业务的数字微波通信。

1. 微波接力通信

利用微波视距传播以接力站的接力方式离微波通信，也称微波中继通信。微波接力系统由两端的终端站及中间的若干接力站组成，为地面视距点对点通信。各站收发设备均衡配置，站距约50km，天线直径1.5~4m，半功率角3~5°，发射机功率1~10W，接收机噪声系数3~10dB(相当噪声温度290~261K)，必要时二重分集接收。模拟调频微波容量可达1800~2700路，数字多进制正交调幅微波容量可达144Mbit/s。设备投资和施工费用较少，维护方便;工程施工与设备安装周期较短，利用车载式微波站，可迅速抢修沟通电路。

2. 对流层散射通信

利用对流层中媒质的不均匀体的不连续界面对微波的散射作用实现的超视距无线通信。常用频段为0.2~5GHz，为地面超视距点对点通信。跨距数百公里，大型广告牌(抛物面)天线等效直径可达30~35m，射束半功率角1~2°，有孔径介质耦合损耗，发射机功率5~50kW，四重分集接收，容量数十话路至百余话路。对流层散射通信一般不受太阳活动及核爆炸的影响，可在山区、丘陵、沙漠、沼泽、海湾岛屿等地域建立通信电路。

3. 卫星通信

地球站之间利用人造地球卫星上的转发器转发信号的无线电通信，为地一空视距多址通信系统，卫星中继站受能源和散热条件的限制，故地-空设备偏重配置。同步卫星系统，空间段单程大于3.6万公里，地面站天线直径15~32m，增益60dB，射束半功率角0.1~1°，需要自动跟踪，发射机功率0.5~5kW。卫星中继站，下行全球波束用喇叭天线，点波束用抛物面天线，可借助波束分隔进行频率再用。转发器功率数十瓦，带宽一般为36MHz，容量5000~10000话路。卫星通信覆盖面广，时延长，信号易被截获、窃听、甚至干扰。一种容量较小的可适用于稀路由的甚小天线地球站(VSAT)适用于数据通信。

4. 空间通信

利用微波在星体(包括人造卫星、宇宙飞船等航天器)之间进行的通信。它包括地球站与航天器、航天器与航天器之间的通信、以及地球站之间通过卫星间转发的卫星通信。地球站与航天器之间的通信分近空通信与深空通信。在深空通信时，为了实现从高噪声背景中提取微弱信号，需采用特种编码和调制、相干接收和频带压缩等技术。

5. 微波移动通信

通信双方或一方处于运动中的微波通信，分陆上、海上及航空三类移动通信。陆上移动通信多使用150，450或900MHz的频段，并正向更高频段发展。海上、航空及陆上移动通信均可使用卫星通信。海事卫星可提供此种移动通信业务。低地球轨道(LEO)的轻卫星将广泛用于移动通信业务。

微波设备的组成

一般来说，微波设备主要由IDU、ODU、中频电缆、天线等部分组成。

IDU是室内单元，Indoor Unit。ODU是室外单元，Outdoor Unit。

中频是指发射机将信号载波变换成发射频率，或者将接收频率变换成基带的一个中间频率，一般由系统架构决定。

而射频，就是天线发射出去的、在空中传播的电磁波信号频率。

IDU负责完成业务接入、复分接和调制解调，在室内将业务信号转换成中频模拟信号。

ODU负责完成信号的变频和放大。

天线就不用说了，将射频信号转换成电磁波，向空中进行辐射。或者接收电磁波，转换成射频信号，送给ODU。

微波天线除了我们看到的这种“大鼓”状的，还有抛物面天线和卡塞格伦天线。

卫星通信就是用的这类天线，俗称“大锅”。

微波通信特征

1. 穿透性

微波比其它用于辐射加热的电磁波，如红外线、远红外线等波长长。微波透入介质时，由于介质损耗引起的介质温度的升高，使介质材料内部、外部几乎同时加热升温，形成体热源状态，大大缩短了常规加热中的热传导时间，且在条件为介质损耗因数与介质温度呈负相关关系时，物料内外加热均匀一致。

2. 选择性加热

物质吸收微波的能力，主要由其介质损耗因数来决定。介质损耗因数大的物质对微波的吸收能力就强，相反，介质损耗因数小的物质吸收微波的能力也弱。由于各物质的损耗因数存在差异，微波加热就表现出选择性加热的特点。物质不同，产生的热效果也不同。水分子属极性分子，介电常数较大，其介质损耗因数也很大，对微波具有强吸收能力。而蛋白质、碳水化合物等的介电常数相对较小，其对微波的吸收能力比水小得多。因此，对于食品来说，含水量的多少对微波加热效果影响很大。

3. 热惯性小

微波对介质材料是瞬时加热升温，能耗也很低。另一方面，微波的输出功率随时可调，介质温升可无惰性的随之改变，不存在'余热'现象，极有利于自动控制和连续化生产的需要。

好啦，关于微波通信的科普介绍，就到这里，如果您对于通信有兴趣可以关注我们，更多精彩内容不容错过！