本專業(yè)主要包括了微波器件、微波設(shè)備、微波系統(tǒng)等方面的內(nèi)容。主要包括了微波體制(模擬制、TDM制和IP制)、微波設(shè)備(器件、基帶、頻帶、天饋、監(jiān)控與公務(wù)等)、微波網(wǎng)絡(luò)(接力骨干傳輸、點到點(MINI型)傳輸、點到多點(一點多址)傳輸)等方面的內(nèi)容。
微波通信屬于無線電通信的范疇。利用無線電電磁波微波波段進(jìn)行的無線電通信稱為微波通信。依據(jù)ITU-R的劃分,微波是指波長在1m~1mm之間(頻率為300MHz~300GHz)的電磁波。由于微波通信的帶寬很寬,使得微波通信可以用以大容量的傳遞電話、數(shù)據(jù)、電視等信息。微波通信在光通信技術(shù)沒有大力發(fā)展之前,是通信傳輸網(wǎng)絡(luò)中最重要的通信手段之一。微波通信,其最基本的特點可以用為6個字來概括,即:微波、多路、接力。
“微波”的特點是工作頻段寬(近300GHz帶寬),它包括了分米波、厘米波和毫米波3個頻段。這個頻段寬度幾乎是長波、中波、短波及特高頻等各個頻段總和的1000倍,所以它可容納較其他頻段多得多的話路,而且不致互相干擾。由于微波頻率高,波長短,微波通信一般使用面式天線(常用的有拋物面天線及板式天線等)。當(dāng)面式天線的口面積給定后,增益與波長的平方成反比,故微波通信很容易制成高增益天線。當(dāng)波長比周圍物體的尺寸小得多時,電磁波近似于光波特性,可以利用微波天線把電磁波聚集成很窄的波束,得到方向性很強(qiáng)的天線。此外,在微波頻段,天電干擾、工業(yè)干擾及太陽黑子的變化影響很小,而這些干擾對短波通信的影響卻十分嚴(yán)重,所以微波通信的可靠性和穩(wěn)定性,與短波通信相比可以做得很高。
“多路”是指微波通信的通信容量大,即微波通信設(shè)備的通頻帶可以做得很寬。一個信道可以傳輸近萬條話路,同時其所提供的帶寬符合ISDN所要求的寬帶傳輸鏈路的要求。
“接力”是指微波通信為視距(LOS,Line of Sight)通信方式。由于地球是圓的,加之地面上的地貌(如山川、建筑)所限,使得地球上兩點(兩個微波站)間不能被阻擋,為了可靠通信,一條長的微波通信線路就要在線路中間設(shè)若干個中繼站(中繼距離一般為50千米左右),采用接力的方式傳輸信息。
實際上利用微波頻段進(jìn)行通信的還有衛(wèi)星通信(它將接力站放置在空中的人造衛(wèi)星上)等,我們平常所說的微波通信一般是指地面接力微波通信。微波通信根據(jù)所傳輸基帶信號的不同,可分為三種制式:一是用于傳輸頻分多路-調(diào)頻(FDM-FM)模擬基帶信號的模擬微波通信系統(tǒng);二是用于傳輸時分多路(TDM)數(shù)字基帶信號的數(shù)字微波通信系統(tǒng),它又進(jìn)一步分為PDH微波通信和SDH微波通信兩種體制;三是用于傳輸分組業(yè)務(wù)的IP數(shù)字微波系統(tǒng),它又進(jìn)一步分為hybrid微波和分組微波兩種模式。hybrid微波是指在空口前有TDM基帶和IP基帶的混合;而分組微波是指在空口前只有IP業(yè)務(wù)的基帶信號。
微波通信系統(tǒng)由微波終端站、中繼站、分路站及鐵塔和空間傳輸鏈路等組成;一個微波站的設(shè)備包括基帶設(shè)備、頻帶(射頻)設(shè)備、天饋線設(shè)備(饋線常采用波道管)和監(jiān)控與公務(wù)聯(lián)絡(luò)設(shè)備等。現(xiàn)在的基帶設(shè)備常采用SDH技術(shù);因此,微波通信所采用的技術(shù)主要有調(diào)制解調(diào)技術(shù),包括幅度鍵控(ASK)、相位鍵控(PSK)、頻移鍵控(FSK)等;抗衰落技術(shù),包括分集(包括頻率分集、空間分集等)技術(shù)、自適應(yīng)均衡技術(shù)、智能天線技術(shù)等。
微波通信網(wǎng)絡(luò)主要采用鏈狀網(wǎng)的組網(wǎng)方式。微波接力通信常用于長距離傳輸,作為長途傳輸網(wǎng)絡(luò)或本地骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)。微波通信也可應(yīng)用于接入網(wǎng)絡(luò)中,常用的為一點多址微波通信,以解決那些遠(yuǎn)離中心機(jī)房、點疏分散用戶的通信需求。有一種MINI型微波設(shè)備受到人們的青睞,這種設(shè)備體積很小(天線直徑可以不到1米),射頻單元與天線一起置于室外,使射頻信號傳輸變短,多采用11/13/15GHz頻段,傳輸容量為N(最多不超過16)個E1。使得它在小容量、短距離、快速建立傳輸通信的需求方面得到了大量的應(yīng)用。
在通信傳輸網(wǎng)絡(luò)中,由于光纖通信后來突飛猛進(jìn)的發(fā)展,而它與微波通信相比,具有傳輸容量更大、抗干擾能力更強(qiáng)、組網(wǎng)更靈活、更適宜于寬帶多媒體業(yè)務(wù)的需求等特點,使得微波通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用和發(fā)展受到了一定的影響。
在微波通信網(wǎng)絡(luò)專業(yè)內(nèi)主要介紹如下圖所示的內(nèi)容: