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微波技术论文【五篇】【优秀范文】

时间:2023-06-23 16:25:01 来源:晨阳文秘网

微波技术论文范文第1篇摘要对微波扩频技术进行了简要的介绍,同时结合交通行业的具体特征和本人在实践中的运用进行具体介绍。关键词微波扩频技术特性交通应用1微波扩展频谱技术简介微波扩展频谱技术,简称微波扩频下面是小编为大家整理的微波技术论文【五篇】【优秀范文】,供大家参考。

微波技术论文【五篇】

微波技术论文范文第1篇

摘 要 对微波扩频技术进行了简要的介绍,同时结合交通行业的具体特征和本人在实践中的运用进行具体介绍。关键词 微波扩频技术 特性 交通 应用 1 微波扩展频谱技术简介微波扩展频谱技术,简称微波扩频(SS)技术。是90年代以来在美国发展起来的一种新型民用计算机无线网络技术。其主要技术特点是:用900MHz、2.45GHz或3.5GHz微波频段作为传输媒介,以先进的扩展频谱方式发射信号的传输技术。扩频技术的基本特征是:使用比发送的信息数据速率高许多倍的伪随机码,把载有信息数据的基带信号的频谱进行扩展,形成宽带的低功率谱密度的信号来发射。美国人香农(Claude Elwood Shannon)在信息论的研究中得出了如下的信道容量公式:C=Wlog2(1+P/N)这个公式指出:如果信息传输速率C不变,则带宽W和信噪比P/N可以进行互换,就是说:增加带宽W就可以在较低信噪比P/N的情况下以相同的信息速率C来可靠地传输信息,甚至在信号被噪声淹没的情况下,只要相应的增加信号带宽W,仍然保持可靠的通信,也就是可以用扩频的方法以宽带传输信息来换取信噪比。这便是扩频通信的基本思想和理论依据。其具体工作原理为:信息数据D经过常规的数据调制,变成了带宽为B1的基带(窄带)信号,再用扩频编码发生器产生的伪随机码(PN码,Pseudo Noise Code)对基带信号作扩频调制,形成带宽B2(B2远大于B1)功率谱密度极低的扩频信号,这相当于把窄带B1的信号以PN码所规定的规律分散到宽带B2上,再发射出去。接收端用与发射时相同的伪随机编码PN做扩频解调,把宽带信号恢复成常规的基带信号,即以PN码的规律从宽带中提取与发射对应的成份积分起来,形成普通的基带信号,然后,可再用常规的通信处理解调发送来的信息数据D,从而实现了住处数据D的传输。微波扩频技术最常用的方式有两种:一种是跳跃(Frequency Hopping,FH)扩频技术,FHSS以随机模式传输信号,信号传送过程中要经过多次握手和同步,效率较低。另一种是直接序列(Direct Sequence,DS)扩频技术(简称直扩)。直序扩频(DSSS)是宽带调制发射,与传统的无线电窄带调制发射方式不同,它以固定模式传输本频段内信号,因而可以更加充分地利用带宽;
它具有传输速率高(可为2M-11Mbps或更高)、发射功率小(一般<100mw)、保密性好、抗干扰能力强的特点。故易于多点通信,其通信距离和覆盖范围视所选用的天线不同而异:定向传送可达5~50公里,室外的全向天线可覆盖15~20公里的半径范围,室内全向可覆盖最大半径250米的5000平方米范围,并能穿透几层墙甚至两层楼的混凝土楼板。微波扩频无线网络/通信技术在组网链路中所采用的是载波侦听多路访问/冲突避免(CSMA/CA)媒介访问协议,遵从IEEE802.3以太网协议(EtherNet Protocol),同时也支持TCP/IP协议,并与目前的几种主流网络操作系统完全兼容。它的运行环境是MS-DOS3.1以上的操作系统、UNIX操作系统以及Windows环境。目前微波DS扩频设备主要分为两类:一类属于无线Modem,具有RS232接口或T或E接口;
另一类属于无线连网设备,包括无线网桥和无线IP路由器,一般都具有网络接口,如:BNC、AUI、10/100Base-T、RJ-45等。扩频微波组网可完成高速率的无线通信:实现点到点、点到多点的通信及连网;
能够较好地传送图形、文字、话音、动态图象等信息;
因信号弱,所以隐蔽保密性好,误码率低;
具有网桥、路由器等功能,可实现局域网互连或远程接入,也可以组合在高速移动无线网。由此可见,微波扩频技术为计算机无线网络提供了良好的通讯信道。2 微波扩频技术的特性微波扩频技术在发射端以扩频编码进行扩频调制,在接收端以相关解调技术收信,和传

微波技术论文范文第2篇

英文名称:Journal of Microwaves

主管单位:中国科学技术协会

主办单位:中国电子学会

出版周期:双月刊

出版地址:江苏省南京市

种:中文

本:大16开

国际刊号:1005-6122

国内刊号:32-1493/TN

邮发代号:

发行范围:国内外统一发行

创刊时间:1980

期刊收录:

CBST 科学技术文献速报(日)(2009)

中国科学引文数据库(CSCD―2008)

核心期刊:

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

中文核心期刊(2000)

中文核心期刊(1996)

中文核心期刊(1992)

期刊荣誉:

联系方式

期刊简介

微波技术论文范文第3篇

【关键词】微波技术;
国防军事;
国民;
生活;
发展情况

1、微波的起源与发展

微波的理论研究起步于1900年。经过科学家几十年的不断的研究,二战时期成为微波技术蓬勃发展的时期, 在那个时候国防军事领域,雷达,也就是无线电检测的概念和理论逐步发展,因为电磁波在波导中传输中表现出的优良特性, 使得微波电真空振荡器、微波管、微波无线电的发展十分迅速。在二战之后,微波技术的研究与应用逐渐从国防军事为主转变向民用工业领域过渡,其实最具有代表性的便是家用微波炉以及工业微波炉等一系列产品的推出。人们快速的接受了这种产品,因为微波炉是一种快捷的、能量能够转化均匀的加热工具。在设计微波炉时,通常使炉腔的边长为1/2微波导波波长的倍数,并且在金属板上涂覆非磁性材料,形成谐振腔。微波经波导管输入炉腔内时,在腔壁内来回反射,每次传播都穿过和经过食物使食物加热,同时采取一定的措施使微波电场能量分布均匀。微波加热的特点就是内加热,所需时间短,不依靠热传导,均匀受热,操作简单,安全无害,节约能源。如今微波炉已经成为全世界各地广泛使用的食品加工器具。

2、微波的特点

2.1 波长短

微波是一种波长范围在1mm-1m的电磁波。可细分为米波、分米波、厘米波、毫米波。它的波长和频率如表格所示:

微波具有似光性,如表格所知,波长很短,具有直线传播的性质。根据似光性,制作出的天线系统具有良好的方向性,可以接收不同的波段。这样,几十空间或地面发出的微弱回声也不担心接收不到,因此可以通过微波来确定该物体的方向和距离。因此微波技术在雷达、导航和通信,广播中得到了广泛的应用。

2.2 频率高

由2.1的表格可以看出微波的微波的频率很高,周期和频率乘积恒为一,因此振荡周期很短。它的频率由产生微波的电子线路参数决定的。根据实验得知,我们需要将微波固体器件、微波电子管替代一般的电子管,用作放大器,衰减器,隔离器。因为频率越高,损耗也随之提高,携带的信息也越来越丰富。微波传输的波长跟线度很像,容易被阻断,所以我们更加需要使用不同的元器件来替换分立的电容器、电感器以及电阻器等。

2.3 穿透能力强

一定频带的微波可以穿入到介质内部,而微波的能量可以通过地球上的空电离层不断被吸收,对于水来说也是会被吸收产生热能。所以利用微波技术可以实现宇宙导航并且为医疗电疗的研究和开发提供了便利。

2.4 非电离性

微波的量子能量很低,非向前散离可以忽略,这样的能量不足以提供改变分子之间的内部结构的能力,因此可以说明物体和微波之间的电离的程度很低。

2.5 量子特性

很多原子和分子能级间所要吸收跃迁辐射出来的波长刚好处在微波频段的中,人们利用这种量子特性研究原子和分子的结构,发展一系列学科以及边缘学科,比如量子无线电物理,量子光学,量子通信,微波光谱等等。

3、微波技术的现代运用

3.1微波加热原理与微波炉

微波炉由很多的器件组成,其中最为主要的就是微波发生器,又称作磁控管,包括微波管和电源。微波产生的交变磁场可让食物极化,电源提供稳定的连续波微波功率,在高频交流的电磁效应下,极性分子在磁场中交替排列,每秒的微波振动可达数亿次。这种振荡让分子不停的运动,分子之间产生摩擦,使分子获得高能,在食品释放大量的热,从而使得实物均匀受热。所以使用微波必须注意的是食物需要有水分,否则将无法加热。微波只在炉腔内传播,金属外壳可以隔绝电磁波而避免辐射。

3.2 微波通信

微波通信是1950年左右的产物,[1]当时由于其通信频带宽、一次性投入大但后期低、施工方便、建设速度快等一系列优点而取得了快速的发展。此外,微波通信抗灾能力强,它不会太受风、水的灾害带来的影响。即使有天灾人祸,微波通信一般不会受到干扰。因为微波的频率高波长短,遇到阻挡就会被反射或被阻断,所以微波在空中传送的过程中会受到干扰。因此不能在同一方向上使用频率相同的微波,微波电路的建设须在管理部门的严格管理下进行。因为离散度与频率选择性衰落的影响,又没有好的方法去解决问题,因此数字微波技术就此中断。因此在1980年左右,数字微波传输技术发生了突破性的变化。而到九十年代,由于自适应编码调制解调技术的发展,在各地建立的中继站,再加上微弱信号检测的迅速发展,所以今天的移动通信传输才可以得到广泛的运用。在1980年至1990年间,自适应编码调制和解调技术与信号处理和信号检测技术快速发展,今天,带宽越来越大,从有线到无线的发展,甚至高品质记录的多领域的信号设计与处理等的应用,发挥了重要的作用数字微波技术在目前来说有着广阔的发展空间及应用前景, 需要因地制宜的安排不同传输手段,在某些领域,微波技术还占据着不可忽略的重要地位。

3.3 工业微波技术

微波技术目前也在材料的合成、微波解冻、冶金矿物、杀菌、垃圾处理、微波萃取、样品分析等领域发挥着主要的作用。微波技术在无机合成材料的研究,已取得良好的进展,主要是在硬质合金、导体材料,锂电池正极材料、高温材料,合成金刚石、沸石分子筛、陶瓷材料等方面。并且具有低能源消耗、速度快、合成温度低等一些了性能特点。[2] 微波技术在矿石预处理、金属氧化物矿的碳热还原的应用,具有能耗低、速度快、浸出率高、产品性能优良和环境效益好等特点。可以想象,在矿产冶金能源消耗大的领域中,微波技术带来的影响将是难以估计的,在这个领域中,这样的发展前景将带来的是巨大的经济效益。微波技术还可以用于处理工业污泥,对医疗垃圾进行灭菌。处理电子垃圾,建筑垃圾,生活垃圾等等。常规使用处理垃圾的方法比如说焚烧,填埋等,这些方法都有可能产生二次污染。而人们经过长期努力发明了微波处理污染的技术,既解决了常规处理带来的一系列问题,保护了环境,操作时间短,又节省了处理的费用,可谓是一举数得。微波技术与传统技术相比较,具有操作简单,该效率,保证了国家绿色经济和可持续发展的政策。不易造成二次污染,减少能源的损耗和治疗的费用,解决了常规治疗,如堆肥,焚烧,填埋,投资,占地面积大的而带来的问题。综上所述,微波处理废物快速,高效,工艺流程简单,能耗低,成本低,资源回收利用率高和环境效益好,有很好的应用前景。越来越多的人开始关注微波技术,目前,微波技术已经开始在国内开始广泛推广。此外,微波技术也被用于在食品安全的鉴定、石油原油的开采、环境、化妆品、调味品和合成的材料的处理等等方法。

3.4 军用微波技术

微波和无线电道理一样,密闭金属可屏蔽,微波也被称为无线电频率武器。战争中的微波强度很大,基本上没有武器可以阻止它,在现代的战争中运用也越来越频繁,微波武器通常通过长距离的对光电设备的干扰,使仪器出现问题,最后引爆仪器,达到直接摧毁仪器的目标,在战争中,微波的作用更加不容忽视。微波武器与激光武器相比,激光采用的是高强度激光产生的热能去摧毁一切事物,分子间的相互摩擦越来越快,使得电磁的能量转化成为热能,微波的波束宽,波长短,频率高,不受灾害天气的影响。其杀伤机理可分为“非热效应”和“热效应”两种。所有的内侧和外侧在同一时间产生热量,以突然产生高温,火力易于控制,从而使敌方对抗措施更加困难和复杂化。微波武器的工作机制是根据微波和照射对象,选择不同的频率,其实是用频率低的较低轻型微波武器,主要作为战争中的武器来用。与此之外,还有一种频率较高的高能微波武器,这种武器杀伤力较大,毁灭性强,所以一般不经常出现在战争中,更多的是作为一种研究。

作为微波武器,还有一点至关重要,就是使用什么去发射不同频率的微波,在战争中,通常使用的是飞机,航母舰艇,甚至是卫星。这样的话,可以从天上,陆地,海面各方为发动攻击。让敌方的飞机,计算机等设备统统被摧毁,特别是指挥和通信的部位,作战网络的联系信息以及其他重要信息战的关键部位。一旦目标遭受物理损伤就会丧失战斗力,且其受损伤的部位不能被修复。作为世界前列的军事强国,中国一直高度关注微波武器、大型激光武器,在几代科学家一直在努力研发各种武器,近几十年的辛苦打造,中国的微波武器和激光武器已经开始投入使用。

4、微波技术的展望

虽然在各个领域,微波技术已经有了广阔的前景,但是目前,微波技术的运用仍停留在实验的积累,而且需要验证准确的检测方法,我们需要在巩固加强理论研究的同时,进行各系列的实验,完善各种理论,从而可以造出更多适合国防军事或者用民用的微波仪器设备。微波技术已经在多方面展现出它的魅力,我们需要将它完全融入生活,我们通过多方面的研究成果可以得知,微波技术可以在未来的几十年之内成为常规的工业生产以及其他很多领域的技术。但是就我们所知的是,由于微波的特殊性,目前还没有一个科学家找到一个合理的理论来解释,所以微波技术在某些领域仍然存在盲点。微波技术的应用目前仍处于一个巨大的转折点中,发展的可塑性很强,世界范围军事变革需求强力牵引,各国开始研发微波武器,成为新一代军事国家。而民用发面,微波处理材料、大型工业微波炉等一系列令人兴奋的实验室研究成果已经出炉。走向产业化的迫切需要,一系列的研究成果会逐步实现现代化、工业化,对中国的经济建设作出了巨大的影响。深度的微波技术的应用和发展是非常重要的,因为只要通过正确的理论指导,与实践才可以出成果。在我国,微波技术应该引起关注,预计理论研究带来的突破性进展会指引真正意义上微波技术应用时代的到来。

【参考文献】

微波技术论文范文第4篇

关键词:中药材干燥微波技术,干燥设备

 

1 引言

我国历史悠久,土地辽阔,蕴藏着极丰富的中草药天然资源,在远古时代人们就已经开始利用各种中草药治病,如常山治疟疾,桦树皮止痛,都证明有很好的疗效。同时大量临床试验表明,相比人工合成药物,中草药的副作用小得多。免费论文。因此,传统药物尤其是中草药,在欧、亚、美等各洲越来越受到欢迎和重视。免费论文。

中药材一直是我国出口创汇的重要商品。目前我国中药材出口已扩展到世界130多个国家和地区,2008年出口金额为13.09亿美元,同比增长10.94%。但是在我国中药材出口贸易不断扩大、面临良好机遇的同时,也面对着一些随之而来的挑战,造成这种局面的主要原因之一就是中药材的质量问题。传统中药材干燥加工过程中所造成的性味劣变、生物活性物质(特别是药用有效成分)的损失以及安全性等问题,正是目前我国中药材面临的主要问题。在国际市场对中药材质量要求提高的同时,我国的中药材生产、产地加工相对不够规范,产品外观、色泽劣变、有效成分含量低。微波干燥由于具有干燥速度快、干燥均匀、产品质量好、可以选择性加热干燥、热效率高、反应灵敏等优点,而日益成为重要的中药材干燥方法之一。

2中药材干燥方法

我国对中药材干燥方法的研究已经有很长历史。早在公元1~2世纪左右,我国现存最早的中药材专著《神农百草经》中已有对中药材“阴干、曝干、采造时日、生熟土地所出”等有关干燥方面的记载[1]。唐代孙思邈著《千金翼方》一书中也有“夫药采取,不以阴干曝干,虽有药名,终无药实”等具体描述[2]。这是最经济的方法,成本较低。但是存在着许多工艺上的问题,如干燥时间长、有效成分破坏大、遇到阴雨天气容易霉烂变质、易被灰尘、蝇、鼠污染等缺点。

现代中药材干燥技术为了保证中药材药性及有效成分,在人工控制条件下,对中药材进行适当的干燥处理,包括常压或减压环境中以传导、对流、辐射方式或在高频电场内加热使之干燥,以促进水分蒸发,达到要求含水率,保持较高的产品品质,便于包装、储藏、运输。目前常采用干燥技术包括:烘房干燥、厢式烘干机、网带式干燥机、隧道式干燥机、翻版式干燥机、振动流化床干燥。上述几种方式多采用热风干燥原理,生产成本较低,因此广为采用,但有效成分损失也大,甚至有严重的品质衰退现象。另外,中药材干燥前需要适当的预处理,但由于程序较繁杂、费工时,实际干燥生产中往往不重视;
干燥过程自动化程度不高,不能分时间段对中药材的含水率、水分活度,以及干燥介质的温度、湿度、流速进行自动监控,都造成干燥品质不佳、最终含水率不符合要求,严重地影响中药材产品的品质。

随着新型干燥技术及设备的开发及应用,人们对中药材干燥质量的提高、能量单耗的降低、操作的可靠性都提出了更高的要求,干燥将朝着提高产品质量、有效利用能源、减少环境影响、运用计算机提高自控水平、操作简单等方向发展。结合当前中药材的特性,正在开发研制的干燥技术主要有:真空冷冻干燥、微波干燥、远红外干燥、热泵以及太阳能干燥。真空冷冻干燥与其工艺相比,设备昂贵,加工成本高,但它是保证中药材干燥品质的较佳工艺,增值率高,将被十分广泛地应用到生产实际中去;
微波干燥作为一门先进工艺,技术上是可行的,但生产成本较高,使用时还对监控手段和供电条件有苛刻的要求,所以尚未能大规模应用;
远红外干燥设备简单,辐照均匀,干燥速度快,干燥时间为热风干燥的1/10左右,生产效率高,可连续操作,实现温度、风量、进料的自动控制 ,不会引起中药材物理结构的变化,较好地保持性味及有效成分,因此在实际干燥生产中普遍应用;
热泵干燥能够很好地保障干燥产品的品质,中药材的颜色、外观形态和有效成分等在热泵干燥都能得到妥善的保护,其还有不污染环境、操作方便等优点,因此越来越受到中药材干燥行业的重视;
太阳能干燥是取之不尽,用之不竭且无污染的能源,中药材采用太阳能干燥可以取得较好的经济效益。

3微波技术在中药材干燥的应用

随着微波技术的发展,微波干燥技术在中药领域的应用得到一系列的进展,尤其是在中药材干燥灭菌上。卢鹏伟等对六味地黄丸进行微波干燥与烘箱干燥比较,发现微波干燥时丹参酚含量损失率平均降低2.4%,灭菌率平均提高1.9倍[3]。鞠兴荣等对不同微波功率条件下银杏叶的干燥规律和对有效成分含量的影响进行了初步研究,结果不同的微波功率对干燥速率影响比较大,脱水恒速期结束时银杏叶的水分含量在10%左右,过高强度的微波辐射导致黄酮苷和萜类内脂等主要有效成分部分降解[4]。杨张渭等把微波干燥灭菌工艺试用于丸剂生产,用微波干燥灭菌工艺对水丸、水蜜丸、和浓缩水蜜丸3种丸剂类型的5种产品进行试验,结果表明成品的形状、溶散时限、水分、微生物限度检查等质量指标均符合标准规定。一般干燥250—300kg丸药,耗电仅83kw,能源利用率达到70%,将微波频率控制在2450 MHz,时间为1.5min,对5个批号的玄驹胶囊进行微波灭菌,细菌平均降低率为98.11%[5]。王茂学利用改进的实验室微波炉进行人参干燥,提出微波与热风干燥相结合,能有效地保护人参的干燥质量,有效成分总皂贰含量损失小,且在自然对流的情况下,干燥的时间仅为热风干燥的1/10~1/5[6]。王绍林认为采用微波——真空冷冻干燥人参,微波能量达到物料深层转换成热能,使深层水分迅速蒸发形成较高的内部蒸汽压,表里温升均匀,消除了干燥表层常见的皱皮萎缩现象[38]。免费论文。

4 基于微波技术的中药材干燥设备

采用微波进行中药材干燥是指利用微波能量使中药材内水分气化的过程。微波加热穿透性强,能使中药材表里温升均匀,微波能量达到中草药物料深层转化为热能,使深层水分迅速蒸发形成较高的内部蒸汽压,消除干燥表层常见的皱皮萎缩现象,较好的保护干燥品质,这是常规加热干燥所不及的。同时微波还对物料伴随着生物效应(非热效应),在较短时间内杀死虫卵和大肠杆菌等微生物。

微波干燥设备主要有直流电源、微波管、传输线或传导、微波炉及冷却系统等几个部分所组成。如图1-1所示:

5 结语

在中药材干燥质量方面,和其他技术相比,微波技术有明显的优势。但应用微波技术进行中药材干燥,也有很多不足之处且技术比较不完善。随着技术的发展,这些不足之处必会逐步被克服,或许会有更先进的技术将应用于中药材干燥。

参考文献:

[1] 陈重明. 本草书[M]. 南京:南京工业出版社,1994

[2] 孙思邈. 千金翼方(卷一)[M]. 北京:人民医生出版社,1982

[3] 卢鹏伟, 杨晨华, 何颖等. 浓缩六味地黄丸两种不同干燥方法的比较[J]. 河南大学学报,2002,21(4):21~22

[4] 鞠兴荣, 汪海峰. 微波干燥对银杏叶中有效成分的影响[J]. 食品科学, 2002, 23(12):56~58

[5] 杨张渭, 周定君, 任琦等. 微波干燥灭菌工艺在丸剂生产中的应用[J]. 中成药, 2000, 22(7): 468~469

[6] 王茂学. 人参干燥特性研究[D]. 北京农业大学硕士论文,1994

微波技术论文范文第5篇

【关键词】无线通信;
微波通信;
激光通信

一、无线通信概述

1895年,意大利的G·马可尼利用电火花产生的电磁波先后在9m、975m和3000m的地方收到电报信号,由此开辟了无线通信的先河。经过一个多世纪的发展,无线通信从理论到技术到系统发生了巨大变化,在当前信息化时代的建设中扮演着越来越重要的角色。

无线通信是指利用电磁波的辐射及传播,通过空间传送信息的通信方式。无线通信较有线通信的优点在于其通信不受时间、地点的限制,具有高度的机动性和灵活性,架设时间段且方便,可适用于各种场合,尤其在自然灾害以及山区等不易铺设有线通信线路的地方使用更加方便,可靠性高。因此无线通信从一开始就受到广泛关注且迅猛发展。

无线通信起初使用的频率较低,频率范围较窄,波段主要限于长波和中波。随着技术的不断发展进步,频率的使用范围越来越宽。目前,无线通信按使用的频率进行划分可以划分为:极长波、超长波、特长波、甚长波、长波、中波、短波、超短波以及微波通信。此外由于激光具有方向性,相干性以及单色性好等特点,且光波也是一种电磁波,因此,激光通信也属于无线通信的范畴。

二、无线通信的发展

在无线通信的初期,受技术条件的限制,人们大量使用长波及中波进行通信。到20世纪20年代初人们发现了短波并将其应用于通信中,短波通信在20世纪60年代卫星通信兴起前一直是远程的国际通信的重要手段。

在众多的无线通信中,微波通信传输性能稳定,频率高带宽宽,因此其通信容量较大,可传送综合业务信息。此外由于微波波长较其它长波的波长短,因此同尺寸的微波天线可以获得更高的增益。相对于其它波段微波通信系统建设速度陕,灵活性更高。因此,微波通信自上世纪40年代产生时就成为了长距离大容量的地面干线无线通信的重要手段。微波通信在此之后备受关注并得到了迅速的发展。

微波是频率在300MHz-300GHz之间,波长通常为1m-1mm的电磁波。在微波频段,由于频率很高,电磁波的绕射能力弱,所以信号的传输主要是视线距离内的直线传播,称为视距传播。微波与短波相比传播稳定,但其传播受大气折射和地面反射的影响。此外,对流层中的大气湍流气团对微波有散射作用,利用这种散射作用可以实现微波的超视距传播。

微波通信是指用微波作为载波来载送信息的通信方式。微波通信采用中继传输。微波通信按其传送信号可分为模拟微波通信和数字微波通信。

起初模拟微波通信传输容量可达2700路,也可同时传输高质量彩色电视信号。由于数字微波通信有诸多优点,之后逐步进入中容量乃至大容量的数字微波传输。上世纪80年代中期以来,随着自适应衰落对抗技术以及高状态调制与检测技术的发展,使数字微波通信产生了革命性的变化。特别是高速多状态自适应编码调制解调技术与信号处理及信号检测技术的发展,使得数字微波通信技术在卫星通信、移动通信、全数字高清电视传输、通用高速有线/无线接入的信号设计及信号处理等诸多领域发挥着重要的作用。目前,数字微波通信和光纤通信、卫星通信并称现代通信传输三大支柱。数字微波通信作为微波通信的主流快速的发展并拥有良好的前景。

但微波通信也存在着一些缺点,例如其传输应具备视距传输条件,两站之间传输距离不是很远(一般不超过50km),另外频率必须通过申请,通信容量不能做到很大,因此人们在追求另外一种通信容量更大的无线通信方式——激光通信。

三、一种很有前途的无线通信方式——激光通信

纵观通信发展史,从明线到中短波到同轴电缆再到微波、卫星通信以及光纤通信,有线、无线不断交错发展,实质上是带宽资源的不断开发以及扩展利用的过程。由于激光频率更高带宽更宽,无疑使激光通信成为人们继微波通信后作为无线接入手段的又一焦点。

激光通信是指应用具有方向性和单色性好的激光作为载波来传输信息的通信方式。激光通信是实现全球高速、实时通信的有效手段,具有很大的民用和军事应用潜力。激光通信按应用环境来分可分为大气激光通信和自由空间激光通信。按接收体制可以分为直接探测的激光通信和相干探测的激光通信。相干探测体制较直接探测具有灵敏度高,中继距离长,频率选择性好,通信容量大,可实现多种调制方式等优点。

随着高性能激光器以及光电探测器的研制开发以及光通信技术的发展,激光通信作为新兴的宽带无线接入方式受到人们广泛的关注。它能有效的解决通信容量瓶颈问题,具有广阔的应用前景。

激光通信具有以下优点:

1、良好的安全保密性

由于激光的高指向性使它的发射光束发散角很小,方向性好,使得其具有截获困难因而具有极高的保密性。

2、设备尺寸小

由于激光波长短,因此在同样功能情况下,光学收发天线的尺寸要比微波通信的天线尺寸要小的多,同时其具有功耗小、体积小、重量轻等优点。

3、架设迅速

激光通信设备体积小,重量轻,使得通信架设组网速度快,只需在通信节点上安装设备,适合作为故障应急通信链路以及通信干线无法到达的区域的通信。

4、具有极高的通信容量

理论上用激光作为载波通信,一束光可以同时传输100亿路通话信路,目前实际做到可同时传送几千至几万路通话信路。

5、无需频率许可证

激光通信频率工作在350THz以上,设备间无射频信号干扰,所以目前无需申请使用许可证。

基于以上优点,激光通信受到各国的广泛关注,投入了大量人力、财力和物力。研制出了不少的通信产品。

四、无线通信的展望

为了满足人们对通信多样化的需求,未来的通信网将向数字化、综合化、宽带化、智能化以及个人化的方向发展。未来通信也必将是以光纤通信为主干网,无线通信为补充的通信网格局。无线通信必将发挥其可移动,灵活性高,稳定性好的巨大优势,实现对未来通信网的无缝覆盖。此外,可以预见,激光通信的诸多优点使得其作为下一代无线通信发展的方向有着巨大的发展空间和诱人的发展前景。

参考文献

[1]邬正义,范瑜,徐惠钢.现代无线通信技术[M].北京:高等教育出版社,2006

[2]白杉.微波通信的回顾与展望[J].电力系统通信,2006年第6期:25—28

[3]李翠萍.微波通信的现状及发展前景[J].现代通信,2002年第2期:6—7

[4]马小婷.数字微波通信技术的发展及应用[J].高新技术,2008年第30期:17—18

[5]柯熙政,席晓莉.无线激光通信概论[M].北京:北京邮电大学出版社,2004

[6]邹自立.悄然复兴的激光大气通信技术[J].光通信技术,1997,21(3):167—170