下面是小編精心推薦的《微波技術論文范文(精選3篇)》，供大家參考借鑒，希望可以幫助到有需要的朋友?！菊勘疚慕榻B了我國微波通信技術的發展歷程，指出了微波通信技術面臨的問題及廣闊的發展前景?！娟P鍵詞】微波通信技術SDH移動通信微波通信自上世紀五十年代取得實際應用以來，以其穩定的通訊質量、大容量的承載能力、便于建設及維護等特點，在全世界范圍內得到了廣泛的應用。
第一篇：微波技術論文范文
微波信號光纖傳輸技術研究
【摘 要】隨著高容量信息技術需求的快速發展，微波通信面臨的問題越來越突出，主要在于微波傳輸介質對于高頻微波進行長距離傳輸時具有很大的損耗，從而導致使用頻率的高頻擴展受限。而光纖通信具有體積小、重量輕、頻寬帶的特點，隨著微波與光學技術的發展，出現了一種將兩者優勢結合起來的傳輸技術：微波信號光纖傳輸技術。
【關鍵詞】微波信號;光纖通信;DFB激光器;預失真電路
1.微波光纖傳輸系統的關鍵技術
1.1預失真補償技術
因為微波信號光纖傳輸技術是模擬調制方式實現的，它是模擬通信技術，所以對電/光調制器的線性、動態范圍等參數有嚴格的要求，否則將引起微波信號的嚴重失真。但實際電光轉換器的調制特性呈非線性：LiNbO3調制器是COS函數關系，微波激光器是中間線性、兩端是X2關系，所以通過預失真補償技術，使微波光纖傳輸系統獲得高OIP3、OIP2、SFDR 等指標。目前主要采用多項式預失真補償技術，實現原理是在相應的頻段產生二階及偶數階，三階及奇數階失真的電信號，并且與激光器本身的非線性失真大小相等、相位相反，從而相互抵消，實現微波信號的高線性傳輸。
1.2激光器降噪技術
因為電光轉換器本身的噪聲系數很大：1～18GHz 頻段內達到 40～55dB，必須降低光纖鏈路的噪聲以滿足系統的要求，但鏈路噪聲一般控制在 10～25dB。系統降噪的主要措施是，通過 APC(自動溫度控制)、ATC(自動功率控制)技術，抑制激光器芯片的溫度漂移，降低芯片的 RIN 噪聲;以及通過熔接光的接口、采用 APC 模式的光纖活動接口、在激光器的輸出端加隔離器等方式，降低鏈路的光反射，減少后向光反射對激光器噪聲性能的影響，以滿足系統對噪聲系數的影響。
1.3“SBS”閾值控制技術
首先“SBS”閾值產生的原因有以下幾個因素：激光器輸出的光譜窄，光功率強以及特定的長波長(1550nm)，采用這三種情況都是為了增加光信號的傳輸距離：光譜窄以減少色散的影響、光功率強增加傳輸距離、1550nm 波長損耗小，但這三項措施都與光纖的非線性相矛盾，產生了“SBS”閾值問題。所謂的“SBS”閾值，即當輸出的 1550nm 波長的光調制信號功率超過該閾值時，系統的噪聲、非線性嚴重惡化：從頻譜上看，噪聲功率譜密度、雜散信號的指標都會嚴重惡化。目前采取的解決措施是通過對電光調制器做適當的調相處理，使輸出的光譜略微展寬，在色散與“SBS”閾值間優化處理，以達到增大光信號的傳輸距離的目的。
2.微波信號光纖傳輸技術的優勢及應用領域
2.1優勢
由于微波信號光纖傳輸技術是微波與光纖通信優勢結合的通信技術，它具有以下特點：低損耗特性：由于光纖通信 0.2～0.35dB/km 的低損耗的特性，微波信號可以遠距離傳輸，實現天線和數據中心分隔開，以增強各種通信、偵測系統的抗毀特性、隱蔽特性;寬帶特性：最寬達 20GHz 的帶寬，能夠保證目前各類通信和電子信號不失真地進行遠程傳輸，既使對波形要求苛刻的脈內調制信號也不例外，適合各種型號的通信、雷達和電子對抗系統的應用要求;大動態特性：高達90dB 以上的信號動態范圍，能夠同時兼顧系統的靈敏度和抗飽和特性要求，即不會因為光纖的遠程傳輸而損失任何信息;安全、保密特性：盡享光纖傳輸所固有的信號不泄露，不易受到周圍電磁環境擾動，全天候工作等優勢，安全保密，穩定可靠。
2.2應用領域
在信號傳輸方面，利用微波信號光纖傳輸技術可以克服將地面站控制中心必須和天線建設安裝在同一地點的缺陷： 天線場地安裝在偏僻處 (信號質量好)，數據處理設備、解調器、變頻器可以安裝在距離天線場地幾十公里以外的城市內(生活方便)的數據中心，專家領導可直接去數據中心工作，免去了往返天線陣地和辦公室之間所造成的麻煩和浪費。在3G/4G移動通信中，微波光纖傳輸系統最主要的靈活應用就是寬帶室內覆蓋，如地鐵、大型商場、火車站、機場、展覽中心等，在這些大型建筑物中，為了提高信號的質量，有效的解決方法是在建筑物內建立一個中心基站和分布式天線系統，從而提高覆蓋率。
3.各頻段微波信號的特點及相應光端機產品
微波信號光纖傳輸技術產生的主要原因就是解決雷達信號長距離傳輸的問題，由于各頻段雷達信號具有不同的特殊性，所以各頻段光端機對技術指標有了不同程度偏重。短波頻段雷達信號的最大特點是大信號、小信號同時并存，大信號幅度有時高達+15dBm，小的可能到-100dBm，這就要求短波頻段光端機能夠同時兼顧系統的靈敏度和抗飽和特性，只有當其輸入、輸出瞬時動態范圍達到 120dB 時，才可以解決1～30MHz 內大動態短波雷達信號的長距離傳輸問題。超短波頻段雷達信號的最大特點是多傳輸頻段及小信號輸入，在 30～1350MHz 頻率范圍內，可有多達7 個的傳輸頻段，這就要求超短波頻段光端機本身具有遠的傳輸距離、小的噪聲系數、高的線性指標，一般在超過 60km 傳輸距離的條件下，OIP3 大于 30dBm，OIP2 大于40dBm，NF小于 15dB，才可以解決超短波信號的小噪聲、高線性以及長距離傳輸問題。
傳統的更高頻段雷達信號的遠距離傳輸，均采用先下變頻到超短波頻段，然后再用密封波導、同軸電纜或者超短波頻段光端機傳輸，這種先變頻再傳輸的方式若采用電纜、波導做傳輸介質，在降低線損增加傳輸距離以及降低電纜成本方面，性能非常優越;但是若采用光纖做傳輸介質，傳輸損耗已不是主要矛盾，此時先變頻再傳輸相對先傳輸再變頻的傳輸方式而言，無論在設備管理，還是信號質量方面，都存在明顯的不足;這種先變頻再采用光纖傳輸方式的存在，主要是由于技術方面的原因，沒有更高頻段的光端機，為了解決這方面的問題，出現了更高頻段(S、C、X、Ku)光端機。S、C、X、Ku 各頻段的雷達信號最主要的共有特性是幅度小，一般在-30～-60 dBm，這就對微波光纖傳輸設備提出了高接收靈敏度、低噪聲系數以及高可靠性的要求，所以，S、C、X、Ku 各頻段光端機，必須采用內置光隔離器、ATC、APC 電路以及采用溫度補償技術，使它們具有靈敏度高、溫度范圍寬、抗干擾性強，頻率穩定性好的特點，才能滿足衛星、微波、雷達、廣播電視等信號的無下變頻的遠距離傳輸要求。
從目前光端機的功能上來說，各頻段光端機不僅有有光、無光以及電源指示，還有輸入增益可調(可以優化線性及信噪比)、輸出光功率可調(適應不同的傳輸距離);輸出增益可調(可以補償各種損耗，輸出合適的信號幅度)、輸入光功率可視(簡單、直觀)等功能;從結構上來說，標準 1U 機箱或者是按要求定制都可實現。
4.結束語
作為一種新興的通信技術，微波信號光纖傳輸技術受到了越來越多的關注。由于其低損、寬帶、大動態以及安全保密的特性，在各頻段雷達信號傳輸，電子戰、電子對抗，3G/4G 移動通信信號覆蓋以及其他有遠程傳輸需求的商用、軍用通信和電子系統中，必將有廣闊的應用前景。
【參考文獻】
[1]王景國，曾奕衡.數字激光器在模擬光纖通信中的應用[J]，光纖與電纜及其應用技術，2008(1)：38-40.
[2]王明明，王景國，朱少林，等.寬帶外調制模擬光發射機的設計[J]，光通信技術，2007，31(8)：29-30.
作者：楊增刊
第二篇：淺談微波通信技術
【摘要】本文介紹了我國微波通信技術的發展歷程，指出了微波通信技術面臨的問題及廣闊的發展前景。
【關鍵詞】微波通信技術SDH移動通信
微波通信自上世紀五十年代取得實際應用以來，以其穩定的通訊質量、大容量的承載能力、便于建設及維護等特點，在全世界范圍內得到了廣泛的應用。
一、微波通信技術簡介
微波通信就是采用波長范圍在0.0001～1米的電磁波實現通信的方式，微波通信可以實現直線路徑之間無障礙兩點之間的微波傳輸，因此其被國家通訊網廣泛使用，并且適用各種專用的通訊網絡。我們日常接觸的電話、電視、電報等信號都可以采用微波進行傳輸。
我國目前微波通信主要采用了L、S、C、X頻段，微波具有波長短、頻率高的特點，并且在空氣中沿著直線傳播，因此在其傳播路徑中不能有遮擋物。同時微波通訊的傳輸距離不能超過視距，否則就需要中繼站，中繼站的作用就是對接受到的微波進行放大并繼續向下傳輸，兩個中繼站通常間隔50千米左右，這種通訊方式就是微波中繼通信。微波傳輸設備包括有接收天線、調制設備、信號接收設備、信號發送設備、多路復用設備以及與之配套的自動控制設備，微波傳輸不易受到自然界環境因素的干擾，因此其具有很好的通訊穩定性。
二、傳統微波通信存在的不足
一直以來，微波通訊發展的側重點就是提升接口的傳輸速率以及傳輸的距離，隨著光纖傳輸的廣泛采用，微波通信技術在傳輸速率、設備形態、組網方式等方面的弊端凸顯出來。微波通信通常采用分體式通信系統，系統分為室外單元ODU和室內單元IDU。室內單元IDU的功能是實現中頻信號、基帶信號互相轉換，但是其不具有數據調度功能，只能做點對點傳輸，實際工作中，如果需要將網絡組成環型或者鏈型，就需要將室內單元IDU進行復雜的堆疊和級聯組合，這就增加了系統的造價，并且鏈路中經過的單元太多，通信傳輸效率變得低下同時不穩定。
三、SDH數字微波通信技術的發展
數字微波技術具有以下顯著的優點：(1)技術的整合，用一個硬件平臺實現了PDH和SDH技術整合，實現了軟件控制下的空中接口，使空中接口容量的改變不再依賴硬件設備的更新，只需通過軟件即可設置成功，大大降低了省級成本。(2)IDU技術的發展，SDH下的IDU相當于整合了原系統下的IDU、DDF、MUX、ADM的功能，實現了高度集成。新型的IDU具有Moderm、PDH、SDH、 Ethernet等外部接口，實現了PDH、SDH、FE等業務的直接傳輸，減少了外部大量的轉化單元。高度集成的IDU用新型交叉連接取代了大量的轉接電纜，大大方便了系統的調試和維護。(3)實現了光纖網絡與微波網絡的結合，微波通信設備的發展，極大的豐富了微波設備的交換輸入輸出接口，可以實現與當前廣泛采用的光線傳輸網絡直接對接，各自發揮自身的傳輸優點。主線上可以采用微波設備實現長距離傳輸，在近距離內采取光纖的方式。同時，融合后的網絡還可以采用統一的網絡管理系統進行管理，實現了網絡運營成本的有效控制。(4)調制技術實現自適應，隨著自適應編碼調制技術的應用，通信管理系統能夠對通信鏈路中的傳輸狀況進行監控，在線對傳輸容量和調制方式進行調整，能夠優先保證對時間同步要求高信號的可靠傳輸。
四、微波通信在移動通信中的應用
隨著移動網絡帶寬要求的不斷增加，移動通信正不斷對移動網絡及互聯網之間進行融合，新興技術不斷涌現。(1)WiMax即全球微波接入互操作性，是在802.16標準基礎上開發的無線技術，WiMax的覆蓋范圍非常理想，遠遠超過了WiFi技術的300米范圍，通?？梢愿采w到6～10公里的范圍內。WiMax采用的是正交頻分復用式的載波，就是通過串并轉換將高速數據分配給低速率的子信道進行傳輸;同時WiMax采用了更加先進的多地址技術，使頻譜被分割的數據包更小，方式也更多，實現了各用戶自動選擇條件好的信道進行數據的傳輸。(2)3GPP在3G網絡的基礎上提出的LTE，以達到傳輸質量更高的效果。LTE采用了先進的單載波頻分多址和虛擬多輸入多輸出的先進上行鏈路技術，SC-FDMA(單載波頻分多址)克服了通信信道內部的信號干擾;虛擬多輸入多輸出實現了不額外增加頻譜資源就能夠增加通信通道容量。LTE已經作為一個3G網絡向4G網絡過渡的成功技術被廣泛應用。
五、微波通信的發展
微波通信在經歷了不斷的技術創新后，就其未來的發展趨勢，業界普遍形成如下共識：一是高速率大容量高頻段，SDH采用QAM調制實現高容量，移動通信借助OFDM增加帶寬。再者就是向著微型化智能化發展，以滿足用戶的更高要求。相信微波通信技術在今后很長一段時間內還能保持高速的發展勢頭。
參考文獻
[1]楊家成.微波通信[M]，西安：西安電子科技大學出版社，1989
作者：陳亮 周廣慶 杜建成
第三篇：微波技術課程實踐教學改革的探索
摘要：隨著計算機軟件技術的發展，微波射頻電路和系統設計更多地依靠軟件設計完成，而微波技術課程的實踐教學滯后于微波技術的發展?；诖?，對微波技術課程的實踐教學進行了改革。首先對基于微波測量系統的硬件平臺實驗進行了改革，其次在該課程實踐教學中引入微波射頻仿真軟件，并就實驗內容安排、軟件選擇和如何培養學生的實踐創新能力進行了研究探索。
關鍵詞：微波技術;實踐教學改革;微波射頻仿真
作者簡介：賈建科(1974-)，男，陜西寶雞人，陜西理工學院電信工程系，講師;聶翔(1968-)，男，陜西商洛人，陜西理工學院電信工程系，副教授。(陜西 漢中 723003)
基金項目：本文系陜西理工學院教改項目(項目編號：XJG1113)的研究成果。
“微波技術”是高等學校電子信息工程、通信工程、電子科學與技術、電磁場與微波技術等專業的重要專業基礎課。學生在掌握微波技術基本理論、微波元件和微波電路的設計和使用方面，該課程具有不可替代的重要作用。微波技術基礎理論復雜且比較抽象，通過實踐教學可以幫助學生理解該課程的重要理論，掌握微波電路與元件的設計。同時隨著無線通信技術的快速發展，微波元件、微波電路和系統的設計與制造已經高度分離，由原來的依靠硬件實驗測試轉型至利用射頻仿真軟件完成設計，再由專門的硬件制造商完成制造。各主要公司和研究所利用專門的射頻微波設計軟件完成微波電路和系統的設計。這使得微波技術的實踐教學滯后微波技術的發展，我校電磁場與微波技術課程組教師已在原有實踐教學的基礎上對微波技術課程的實踐教學進行了改革探索。
一、基于硬件實驗平臺的實踐教學改革
微波技術課程基于硬件平臺的實踐教學內容主要包括微波測量線的調整和阻抗匹配、定向耦合器特性測量、二端口微波網絡S參數測量等。這些實驗實驗原理清晰，但實驗過程繁瑣。學生在實驗中常出現測量誤差大和漏測數據等問題，基于此要求學生實驗前首先預習實驗并寫實驗預習報告。針對二端口微波網絡S參數測量實驗的實驗數據處理復雜問題，要求學生必須用C語言或MATLAB 語言編程進行數據處理。這樣很大程度上提高了學生的軟件編程能力，為畢業設計和就業奠定了基礎，培養了學生的實踐創新能力。
二、基于微波射頻仿真軟件的實踐教學改革
基于硬件實驗平臺的實踐教學幫助學生理解課程內容，但相對滯后于微波技術及其應用的發展，同時許多公司和科研院所都要求學生會應用射頻仿真軟件進行射頻電路與微波元件的設計，因此有必要將射頻仿真軟件引進微波技術基礎課程的實踐教學中。常用的射頻微波仿真軟件有Ansoft HFSS、Microwave Office、ADS等。
1.實踐教學安排
考慮到基于硬件實驗平臺的實驗已占用了學時，對于射頻實踐教學的時間應安排在課外。本課程組將這一實踐教學作為開放實驗，安排課程組教師在實驗室為學生答疑并進行相應講授，學生可以選擇實驗時間。這樣可以提高實踐教學的效果和實驗室的使用率。
2.微波射頻仿真軟件的選擇
微波射頻仿真軟件比較復雜，學生不易掌握，要能正確地使用這類軟件，不僅要掌握軟件的操作和使用，更重要的是了解軟件是基于什么算法進行仿真分析的，還要掌握電磁場與微波技術的相關理論知識。ADS-Advanced Design System是Agilent公司推出的微波電路和通信系統仿真設計軟件，是國內各大學和研究所使用最多的軟件之一。其功能非常強大，仿真手段豐富多樣，可實現包括時域和頻域、數字與模擬、線性與非線性、噪聲等多種仿真分析手段，并可對設計結果進行成品率分析與優化，從而大大提高了復雜電路的設計效率，是非常優秀的微波電路、系統信號鏈路的設計工具。主要應用于射頻和微波電路的設計、通信系統的設計、DSP設計和向量仿真。Microwave Office是AWR公司推出的微波EDA軟件，為微波平面電路設計提供了最完整、最快速和最精確的解答。它是通過兩個模擬器來對微波平面電路進行模擬和仿真的。對于由集總元件構成的電路，用電路的方法來處理較為簡便;該軟件設有“VoltaireXL”的模擬器來處理集總元件構成的微波平面電路問題。而對于由具體的微帶幾何圖形構成的分布參數微波平面電路則采用場的方法較為有效;該軟件采用的是“EMSight”的模擬器來處理任何多層平面結構的三維電磁場的問題。“VoltaireXL”模擬器內設一個元件庫，在建立電路模型時可以調出微波電路所用的元件，其中無源器件有電感、電阻、電容、諧振電路、微帶線、帶狀線、同軸線等等，非線性器件有雙極晶體管、場效應晶體管、二極管等等。“ EMSight”模擬器是一個三維電磁場模擬程序包，可用于平面高頻電路和天線結構的分析。特點是把修正譜域矩量法與直觀的視窗圖形用戶界面(GUI)技術結合起來，使得計算速度加快許多。MWO可以分析射頻集成電路(RFIC)、微波單片集成電路(MMIC)、微帶貼片天線和高速印制電路(PCB)等電路的電氣特性。其他的微波射頻仿真軟件還有Ansoft HFSS，是Ansoft公司推出的三維電磁仿真軟件、Remcom公司的XFDTD、德國CST(Computer Simulation Technology)公司推出的CST MICROWAVE STUDIO、Ansoft公司的Serenade 8.71、Esemble 8.0、SIwave 2.0、Ansoft Links 3.0、Optimatrics、Zeland公司的Zeland IE3D、Ansys公司的Ansys、FEKO、Eagleware-Elanix公司的Eagleware Genesys和Super NEC等。[1]
通過對以上軟件的比較分析和使用，選擇了學生比較容易掌握的MicroWave Office軟件和國內高校、科研院所使用很廣泛的ADS軟件作為微波射頻仿真實踐教學軟件。
3.實踐教學內容的選擇
考慮到微波技術課程難教和難學的特點，安排了基礎實驗部分和提高創新實踐部分，并組織課程組教師認真編寫了微波射頻仿真實驗指導書。學生通過基礎實驗部分基本上掌握了軟件的正確使用，然后著手提高創新實驗。
基礎實驗主要包括微波功率分配器的設計、阻抗調配器設計、微波濾波器的設計和微波有源器件微波功率放大器的設計。微波功率分配器的設計要求設計一三端口功率分配器，采用微帶線結構，已知設計指標。通過該實驗加深了學生對S參數的理解，并能利用傳輸線計算工具計算微帶線的尺寸，對微帶線的結構有了進一步的認識，能掌握微帶線功率分配器的結構及其設計指標。[2]阻抗調配器的設計要求設計一單支節和雙支節阻抗調配器，理論計算支節的長度和接入位置或用傳輸線計算工具計算支節的長度和接入位置，該實驗使教材中的阻抗匹配理論在工程實踐中得到了應用，提高了學生的學習興趣。微波濾波器的設計實驗可以利用軟件自帶的濾波器分析向導得到低通原型，省去了傳統方法的第一、二步，根據設計指標進行優化設計，確定濾波器的結構參數，測量濾波器的參數。加深了學生對集總參數理論和分布參數理論的理解。[3]微波功率放大器的設計要求設計一工作頻率為2G的功率放大器，選擇輸入、輸出阻抗匹配電路，測量放大器的輸出功率、動態負載線、三階交叉點、增益等參數。通過基礎實驗加深了學生對微波技術課程基本理論的理解，培養了學生的工程實踐技能。
提高創新實踐部分要求在基礎實驗的基礎上培養學生的實踐創新能力。首先提出元件的設計指標，根據設計指標要求進行理論設計，再利用軟件建模和仿真分析。元件的設計指標由課程組教師提供或者由學生自己提出，課程組教師確認，再組織學生查閱資料進行理論分析和設計并進行仿真分析。例如微波低通濾波器的設計，給出通帶截止頻率、通帶內最大紋波、帶外衰減等設計指標，組織學生根據微波濾波器的設計理論設計濾波器的原型，再利用微帶線計算工具計算出微帶模型，最后利用仿真軟件進行仿真設計。[4]在低噪聲放大器的設計中，給出工作頻率、增益、噪聲系數等設計指標，讓學生自己選擇元件，并根據所選擇的元件的S參數設計阻抗匹配電路，利用軟件仿真測試低噪聲放大器的增益和噪聲系數。微帶線定向耦合器的設計，教師給出定向耦合器的工作頻率、中心頻率、耦合度、插入損耗等設計指標，引導學生理論計算微帶線的寬度和厚度，并確定偶模特性阻抗、奇模特性阻抗、耦合微帶線之間的間距。[1]實踐結果表明，通過提高創新實踐教學培養了學生的實踐創新能力和科研能力。為此，在實踐教學中針對每一個器件和電路，不是直接地給出理論和方法，而是以科研的觀點，從提出問題、解決方法、最后分析存在的不足等幾個環節開展教學，培養了學生分析問題和解決問題的能力和科研實踐能力。
4.利用實踐教學培養電磁場與微波技術專業方向的人才[5]
微波技術課程普遍被認為是難教、難學的課程，而且內容多、課時少。實踐教學有助于學生對課堂講授內容的理解，在實踐教學中利用微波射頻仿真軟件，培養學生的學習興趣，課程組教師認真答疑輔導，吸引更多的學生到電磁場與微波技術專業學習，從中挖掘優秀人才，鼓勵他們考取該課程方向的研究生，同時也滿足了學生的就業要求。
三、結束語
將微波射頻仿真軟件引進微波技術基礎的實踐教學，有力地提高了學生的學習興趣，培養了學生的實踐創新能力和科研實踐能力，學生在電磁場與微波技術方面的畢業設計奠定了基礎，對學生在該課程方向的就業和考研有較明顯的促進作用。同時也解決了學校經費不足的問題。
參考文獻：
[1]微波射頻仿真軟件綜述和應用評析[EB/OL].http://www.eepw.com.cn/article/40636.htm.
[2]廖承恩.微波技術基礎[M].西安:西安電子科技大學出版社,1994.
[3]袁杰.實用無線電設計[M].北京:電子工業出版社,2006.
[4]王磊,楊紅.射頻電路設計技術[M].北京:電子工業出版社,2007.
[5]李九生,葉強,王秀敏.“電磁場理論與微波技術”課程實踐教學探索[J].電氣電子教學學報,2008,30(4):63-64.
(責任編輯：王祝萍)
作者：賈建科 聶翔 韓團軍