下面是小编精心推荐的《微波技术论文范文(精选3篇)》，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。【摘要】本文介绍了我国微波通信技术的发展历程，指出了微波通信技术面临的问题及广阔的发展前景。【关键词】微波通信技术SDH移动通信微波通信自上世纪五十年代取得实际应用以来，以其稳定的通讯质量、大容量的承载能力、便于建设及维护等特点，在全世界范围内得到了广泛的应用。
第一篇：微波技术论文范文
微波信号光纤传输技术研究
【摘 要】随着高容量信息技术需求的快速发展，微波通信面临的问题越来越突出，主要在于微波传输介质对于高频微波进行长距离传输时具有很大的损耗，从而导致使用频率的高频扩展受限。而光纤通信具有体积小、重量轻、频宽带的特点，随着微波与光学技术的发展，出现了一种将两者优势结合起来的传输技术：微波信号光纤传输技术。
【关键词】微波信号;光纤通信;DFB激光器;预失真电路
1.微波光纤传输系统的关键技术
1.1预失真补偿技术
因为微波信号光纤传输技术是模拟调制方式实现的，它是模拟通信技术，所以对电/光调制器的线性、动态范围等参数有严格的要求，否则将引起微波信号的严重失真。但实际电光转换器的调制特性呈非线性：LiNbO3调制器是COS函数关系，微波激光器是中间线性、两端是X2关系，所以通过预失真补偿技术，使微波光纤传输系统获得高OIP3、OIP2、SFDR 等指标。目前主要采用多项式预失真补偿技术，实现原理是在相应的频段产生二阶及偶数阶，三阶及奇数阶失真的电信号，并且与激光器本身的非线性失真大小相等、相位相反，从而相互抵消，实现微波信号的高线性传输。
1.2激光器降噪技术
因为电光转换器本身的噪声系数很大：1～18GHz 频段内达到 40～55dB，必须降低光纤链路的噪声以满足系统的要求，但链路噪声一般控制在 10～25dB。系统降噪的主要措施是，通过 APC(自动温度控制)、ATC(自动功率控制)技术，抑制激光器芯片的温度漂移，降低芯片的 RIN 噪声;以及通过熔接光的接口、采用 APC 模式的光纤活动接口、在激光器的输出端加隔离器等方式，降低链路的光反射，减少后向光反射对激光器噪声性能的影响，以满足系统对噪声系数的影响。
1.3“SBS”阈值控制技术
首先“SBS”阈值产生的原因有以下几个因素：激光器输出的光谱窄，光功率强以及特定的长波长(1550nm)，采用这三种情况都是为了增加光信号的传输距离：光谱窄以减少色散的影响、光功率强增加传输距离、1550nm 波长损耗小，但这三项措施都与光纤的非线性相矛盾，产生了“SBS”阈值问题。所谓的“SBS”阈值，即当输出的 1550nm 波长的光调制信号功率超过该阈值时，系统的噪声、非线性严重恶化：从频谱上看，噪声功率谱密度、杂散信号的指标都会严重恶化。目前采取的解决措施是通过对电光调制器做适当的调相处理，使输出的光谱略微展宽，在色散与“SBS”阈值间优化处理，以达到增大光信号的传输距离的目的。
2.微波信号光纤传输技术的优势及应用领域
2.1优势
由于微波信号光纤传输技术是微波与光纤通信优势结合的通信技术，它具有以下特点：低损耗特性：由于光纤通信 0.2～0.35dB/km 的低损耗的特性，微波信号可以远距离传输，实现天线和数据中心分隔开，以增强各种通信、侦测系统的抗毁特性、隐蔽特性;宽带特性：最宽达 20GHz 的带宽，能够保证目前各类通信和电子信号不失真地进行远程传输，既使对波形要求苛刻的脉内调制信号也不例外，适合各种型号的通信、雷达和电子对抗系统的应用要求;大动态特性：高达90dB 以上的信号动态范围，能够同时兼顾系统的灵敏度和抗饱和特性要求，即不会因为光纤的远程传输而损失任何信息;安全、保密特性：尽享光纤传输所固有的信号不泄露，不易受到周围电磁环境扰动，全天候工作等优势，安全保密，稳定可靠。
2.2应用领域
在信号传输方面，利用微波信号光纤传输技术可以克服将地面站控制中心必须和天线建设安装在同一地点的缺陷： 天线场地安装在偏僻处 (信号质量好)，数据处理设备、解调器、变频器可以安装在距离天线场地几十公里以外的城市内(生活方便)的数据中心，专家领导可直接去数据中心工作，免去了往返天线阵地和办公室之间所造成的麻烦和浪费。在3G/4G移动通信中，微波光纤传输系统最主要的灵活应用就是宽带室内覆盖，如地铁、大型商场、火车站、机场、展览中心等，在这些大型建筑物中，为了提高信号的质量，有效的解决方法是在建筑物内建立一个中心基站和分布式天线系统，从而提高覆盖率。
3.各频段微波信号的特点及相应光端机产品
微波信号光纤传输技术产生的主要原因就是解决雷达信号长距离传输的问题，由于各频段雷达信号具有不同的特殊性，所以各频段光端机对技术指标有了不同程度偏重。短波频段雷达信号的最大特点是大信号、小信号同时并存，大信号幅度有时高达+15dBm，小的可能到-100dBm，这就要求短波频段光端机能够同时兼顾系统的灵敏度和抗饱和特性，只有当其输入、输出瞬时动态范围达到 120dB 時，才可以解决1～30MHz 内大动态短波雷达信号的长距离传输问题。超短波频段雷达信号的最大特点是多传输频段及小信号输入，在 30～1350MHz 频率范围内，可有多达7 个的传输频段，这就要求超短波频段光端机本身具有远的传输距离、小的噪声系数、高的线性指标，一般在超过 60km 传输距离的条件下，OIP3 大于 30dBm，OIP2 大于40dBm，NF小于 15dB，才可以解决超短波信号的小噪声、高线性以及长距离传输问题。
传统的更高频段雷达信号的远距离传输，均采用先下变频到超短波频段，然后再用密封波导、同轴电缆或者超短波频段光端机传输，这种先变频再传输的方式若采用电缆、波导做传输介质，在降低线损增加传输距离以及降低电缆成本方面，性能非常优越;但是若采用光纤做传输介质，传输损耗已不是主要矛盾，此时先变频再传输相对先传输再变频的传输方式而言，无论在设备管理，还是信号质量方面，都存在明显的不足;这种先变频再采用光纤传输方式的存在，主要是由于技术方面的原因，没有更高频段的光端机，为了解决这方面的问题，出现了更高频段(S、C、X、Ku)光端机。S、C、X、Ku 各频段的雷达信号最主要的共有特性是幅度小，一般在-30～-60 dBm，这就对微波光纤传输设备提出了高接收灵敏度、低噪声系数以及高可靠性的要求，所以，S、C、X、Ku 各频段光端机，必须采用内置光隔离器、ATC、APC 电路以及采用温度补偿技术，使它们具有灵敏度高、温度范围宽、抗干扰性强，频率稳定性好的特点，才能满足卫星、微波、雷达、广播电视等信号的无下变频的远距离传输要求。
从目前光端机的功能上来说，各频段光端机不仅有有光、无光以及电源指示，还有输入增益可调(可以优化线性及信噪比)、输出光功率可调(适应不同的传输距离);输出增益可调(可以补偿各种损耗，输出合适的信号幅度)、输入光功率可视(简单、直观)等功能;从结构上来说，标准 1U 机箱或者是按要求定制都可实现。
4.结束语
作为一种新兴的通信技术，微波信号光纤传输技术受到了越来越多的关注。由于其低损、宽带、大动态以及安全保密的特性，在各频段雷达信号传输，电子战、电子对抗，3G/4G 移动通信信号覆盖以及其他有远程传输需求的商用、军用通信和电子系统中，必将有广阔的应用前景。
【参考文献】
[1]王景国，曾奕衡.数字激光器在模拟光纤通信中的应用[J]，光纤与电缆及其应用技术，2008(1)：38-40.
[2]王明明，王景国，朱少林，等.宽带外调制模拟光发射机的设计[J]，光通信技术，2007，31(8)：29-30.
作者：杨增刊
第二篇：浅谈微波通信技术
【摘要】本文介绍了我国微波通信技术的发展历程，指出了微波通信技术面临的问题及广阔的发展前景。
【关键词】微波通信技术SDH移动通信
微波通信自上世纪五十年代取得实际应用以来，以其稳定的通讯质量、大容量的承载能力、便于建设及维护等特点，在全世界范围内得到了广泛的应用。
一、微波通信技术简介
微波通信就是采用波长范围在0.0001～1米的电磁波实现通信的方式，微波通信可以实现直线路径之间无障碍两点之间的微波传输，因此其被国家通讯网广泛使用，并且适用各种专用的通讯网络。我们日常接触的电话、电视、电报等信号都可以采用微波进行传输。
我国目前微波通信主要采用了L、S、C、X频段，微波具有波长短、频率高的特点，并且在空气中沿着直线传播，因此在其传播路径中不能有遮挡物。同时微波通讯的传输距离不能超过视距，否则就需要中继站，中继站的作用就是对接受到的微波进行放大并继续向下传输，两个中继站通常间隔50千米左右，这种通讯方式就是微波中继通信。微波传输设备包括有接收天线、调制设备、信号接收设备、信号发送设备、多路复用设备以及与之配套的自动控制设备，微波传输不易受到自然界环境因素的干扰，因此其具有很好的通讯稳定性。
二、传统微波通信存在的不足
一直以来，微波通讯发展的侧重点就是提升接口的传输速率以及传输的距离，随着光纤传输的广泛采用，微波通信技术在传输速率、设备形态、组网方式等方面的弊端凸显出来。微波通信通常采用分体式通信系统，系统分为室外单元ODU和室内单元IDU。室内单元IDU的功能是实现中频信号、基带信号互相转换，但是其不具有数据调度功能，只能做点对点传输，实际工作中，如果需要将网络组成环型或者链型，就需要将室内单元IDU进行复杂的堆叠和级联组合，这就增加了系统的造价，并且链路中经过的单元太多，通信传输效率变得低下同时不稳定。
三、SDH数字微波通信技术的发展
数字微波技术具有以下显著的优点：(1)技术的整合，用一个硬件平台实现了PDH和SDH技术整合，实现了软件控制下的空中接口，使空中接口容量的改变不再依赖硬件设备的更新，只需通过软件即可设置成功，大大降低了省级成本。(2)IDU技术的发展，SDH下的IDU相当于整合了原系统下的IDU、DDF、MUX、ADM的功能，实现了高度集成。新型的IDU具有Moderm、PDH、SDH、 Ethernet等外部接口，实现了PDH、SDH、FE等业务的直接传输，减少了外部大量的转化单元。高度集成的IDU用新型交叉连接取代了大量的转接电缆，大大方便了系统的调试和维护。(3)实现了光纤网络与微波网络的结合，微波通信设备的发展，极大的丰富了微波设备的交换输入输出接口，可以实现与当前广泛采用的光线传输网络直接对接，各自发挥自身的传输优点。主线上可以采用微波设备实现长距离传输，在近距离内采取光纤的方式。同时，融合后的网络还可以采用统一的网络管理系统进行管理，实现了网络运营成本的有效控制。(4)调制技术实现自适应，随着自适应编码调制技术的应用，通信管理系统能够对通信链路中的传输状况进行监控，在线对传输容量和调制方式进行调整，能够优先保证对时间同步要求高信号的可靠传输。
四、微波通信在移动通信中的应用
随着移动网络带宽要求的不断增加，移动通信正不断对移动网络及互联网之间进行融合，新兴技术不断涌现。(1)WiMax即全球微波接入互操作性，是在802.16标准基础上开发的无线技术，WiMax的覆盖范围非常理想，远远超过了WiFi技术的300米范围，通常可以覆盖到6～10公里的范围内。WiMax采用的是正交频分复用式的载波，就是通过串并转换将高速数据分配给低速率的子信道进行传输;同时WiMax采用了更加先进的多地址技术，使频谱被分割的数据包更小，方式也更多，实现了各用户自动选择条件好的信道进行数据的传输。(2)3GPP在3G网络的基础上提出的LTE，以达到传输质量更高的效果。LTE采用了先进的单载波频分多址和虚拟多输入多输出的先进上行链路技术，SC-FDMA(单载波频分多址)克服了通信信道内部的信号干扰;虚拟多输入多输出实现了不额外增加频谱资源就能够增加通信通道容量。LTE已经作为一个3G网络向4G网络过渡的成功技术被广泛应用。
五、微波通信的发展
微波通信在经历了不断的技术创新后，就其未来的发展趋势，业界普遍形成如下共识：一是高速率大容量高频段，SDH采用QAM调制实现高容量，移动通信借助OFDM增加带宽。再者就是向着微型化智能化发展，以满足用户的更高要求。相信微波通信技术在今后很长一段时间内还能保持高速的发展势头。
参考文献
[1]杨家成.微波通信[M]，西安：西安电子科技大学出版社，1989
作者：陈亮 周广庆 杜建成
第三篇：微波技术课程实践教学改革的探索
摘要：随着计算机软件技术的发展，微波射频电路和系统设计更多地依靠软件设计完成，而微波技术课程的实践教学滞后于微波技术的发展。基于此，对微波技术课程的实践教学进行了改革。首先对基于微波测量系统的硬件平台实验进行了改革，其次在该课程实践教学中引入微波射频仿真软件，并就实验内容安排、软件选择和如何培养学生的实践创新能力进行了研究探索。
关键词：微波技术;实践教学改革;微波射频仿真
作者简介：贾建科(1974-)，男，陕西宝鸡人，陕西理工学院电信工程系，讲师;聂翔(1968-)，男，陕西商洛人，陕西理工学院电信工程系，副教授。(陕西 汉中 723003)
基金项目：本文系陕西理工学院教改项目(项目编号：XJG1113)的研究成果。
“微波技术”是高等学校电子信息工程、通信工程、电子科学与技术、电磁场与微波技术等专业的重要专业基础课。学生在掌握微波技术基本理论、微波元件和微波电路的设计和使用方面，该课程具有不可替代的重要作用。微波技术基础理论复杂且比较抽象，通过实践教学可以帮助学生理解该课程的重要理论，掌握微波电路与元件的设计。同时随着无线通信技术的快速发展，微波元件、微波电路和系统的设计与制造已经高度分离，由原来的依靠硬件实验测试转型至利用射频仿真软件完成设计，再由专门的硬件制造商完成制造。各主要公司和研究所利用专门的射频微波设计软件完成微波电路和系统的设计。这使得微波技术的实践教学滞后微波技术的发展，我校电磁场与微波技术课程组教师已在原有实践教学的基础上对微波技术课程的实践教学进行了改革探索。
一、基于硬件实验平台的实践教学改革
微波技术课程基于硬件平台的实践教学内容主要包括微波测量线的调整和阻抗匹配、定向耦合器特性测量、二端口微波网络S参数测量等。这些实验实验原理清晰，但实验过程繁琐。学生在实验中常出现测量误差大和漏测数据等问题，基于此要求学生实验前首先预习实验并写实验预习报告。针对二端口微波网络S参数测量实验的实验数据处理复杂问题，要求学生必须用C语言或MATLAB 语言编程进行数据处理。这样很大程度上提高了学生的软件编程能力，为毕业设计和就业奠定了基础，培养了学生的实践创新能力。
二、基于微波射频仿真软件的实践教学改革
基于硬件实验平台的实践教学帮助学生理解课程内容，但相对滞后于微波技术及其应用的发展，同时许多公司和科研院所都要求学生会应用射频仿真软件进行射频电路与微波元件的设计，因此有必要将射频仿真软件引进微波技术基础课程的实践教学中。常用的射频微波仿真软件有Ansoft HFSS、Microwave Office、ADS等。
1.实践教学安排
考虑到基于硬件实验平台的实验已占用了学时，对于射频实践教学的时间应安排在课外。本课程组将这一实践教学作为开放实验，安排课程组教师在实验室为学生答疑并进行相应讲授，学生可以选择实验时间。这样可以提高实践教学的效果和实验室的使用率。
2.微波射频仿真软件的选择
微波射频仿真软件比较复杂，学生不易掌握，要能正确地使用这类软件，不仅要掌握软件的操作和使用，更重要的是了解软件是基于什么算法进行仿真分析的，还要掌握电磁场与微波技术的相关理论知识。ADS-Advanced Design System是Agilent公司推出的微波电路和通信系统仿真设计软件，是国内各大学和研究所使用最多的软件之一。其功能非常强大，仿真手段丰富多样，可实现包括时域和频域、数字与模拟、线性与非线性、噪声等多种仿真分析手段，并可对设计结果进行成品率分析与优化，从而大大提高了复杂电路的设计效率，是非常优秀的微波电路、系统信号链路的设计工具。主要应用于射频和微波电路的设计、通信系统的设计、DSP设计和向量仿真。Microwave Office是AWR公司推出的微波EDA软件，为微波平面电路设计提供了最完整、最快速和最精确的解答。它是通过两个模拟器来对微波平面电路进行模拟和仿真的。对于由集总元件构成的电路，用电路的方法来处理较为简便;该软件设有“VoltaireXL”的模拟器来处理集总元件构成的微波平面电路问题。而对于由具体的微带几何图形构成的分布参数微波平面电路则采用场的方法较为有效;该软件采用的是“EMSight”的模拟器来处理任何多层平面结构的三维电磁场的问题。“VoltaireXL”模拟器内设一个元件库，在建立电路模型时可以调出微波电路所用的元件，其中无源器件有电感、电阻、电容、谐振电路、微带线、带状线、同轴线等等，非线性器件有双极晶体管、场效应晶体管、二极管等等。“ EMSight”模拟器是一个三维电磁场模拟程序包，可用于平面高频电路和天线结构的分析。特点是把修正谱域矩量法与直观的视窗图形用户界面(GUI)技术结合起来，使得计算速度加快许多。MWO可以分析射频集成电路(RFIC)、微波单片集成电路(MMIC)、微带贴片天线和高速印制电路(PCB)等电路的电气特性。其他的微波射频仿真软件还有Ansoft HFSS，是Ansoft公司推出的三维电磁仿真软件、Remcom公司的XFDTD、德国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]
通过对以上软件的比较分析和使用，选择了学生比较容易掌握的MicroWave Office软件和国内高校、科研院所使用很广泛的ADS软件作为微波射频仿真实践教学软件。
3.实践教学内容的选择
考虑到微波技术课程难教和难学的特点，安排了基础实验部分和提高创新实践部分，并组织课程组教师认真编写了微波射频仿真实验指导书。学生通过基础实验部分基本上掌握了软件的正确使用，然后着手提高创新实验。
基础实验主要包括微波功率分配器的设计、阻抗调配器设计、微波滤波器的设计和微波有源器件微波功率放大器的设计。微波功率分配器的设计要求设计一三端口功率分配器，采用微带线结构，已知设计指标。通过该实验加深了学生对S参数的理解，并能利用传输线计算工具计算微带线的尺寸，对微带线的结构有了进一步的认识，能掌握微带线功率分配器的结构及其设计指标。[2]阻抗调配器的设计要求设计一单支节和双支节阻抗调配器，理论计算支节的长度和接入位置或用传输线计算工具计算支节的长度和接入位置，该实验使教材中的阻抗匹配理论在工程实践中得到了应用，提高了学生的学习兴趣。微波滤波器的设计实验可以利用软件自带的滤波器分析向导得到低通原型，省去了传统方法的第一、二步，根据设计指标进行优化设计，确定滤波器的结构参数，测量滤波器的参数。加深了学生对集总参数理论和分布参数理论的理解。[3]微波功率放大器的设计要求设计一工作频率为2G的功率放大器，选择输入、输出阻抗匹配电路，测量放大器的输出功率、动态负载线、三阶交叉点、增益等参数。通过基础实验加深了学生对微波技术课程基本理论的理解，培养了学生的工程实践技能。
提高创新实践部分要求在基础实验的基础上培养学生的实践创新能力。首先提出元件的设计指标，根据设计指标要求进行理论设计，再利用软件建模和仿真分析。元件的设计指标由课程组教师提供或者由学生自己提出，课程组教师确认，再组织学生查阅资料进行理论分析和设计并进行仿真分析。例如微波低通滤波器的设计，给出通带截止频率、通带内最大纹波、带外衰减等设计指标，组织学生根据微波滤波器的设计理论设计滤波器的原型，再利用微带线计算工具计算出微带模型，最后利用仿真软件进行仿真设计。[4]在低噪声放大器的设计中，给出工作频率、增益、噪声系数等设计指标，让学生自己选择元件，并根据所选择的元件的S参数设计阻抗匹配电路，利用软件仿真测试低噪声放大器的增益和噪声系数。微带线定向耦合器的设计，教师给出定向耦合器的工作频率、中心频率、耦合度、插入损耗等设计指标，引导学生理论计算微带线的宽度和厚度，并确定偶模特性阻抗、奇模特性阻抗、耦合微带线之间的间距。[1]实践结果表明，通过提高创新实践教学培养了学生的实践创新能力和科研能力。为此，在实践教学中针对每一个器件和电路，不是直接地给出理论和方法，而是以科研的观点，从提出问题、解决方法、最后分析存在的不足等几个环节开展教学，培养了学生分析问题和解决问题的能力和科研实践能力。
4.利用实践教学培养电磁场与微波技术专业方向的人才[5]
微波技术课程普遍被认为是难教、难学的课程，而且内容多、课时少。实践教学有助于学生对课堂讲授内容的理解，在实践教学中利用微波射频仿真软件，培养学生的学习兴趣，课程组教师认真答疑辅导，吸引更多的学生到电磁场与微波技术专业学习，从中挖掘优秀人才，鼓励他们考取该课程方向的研究生，同时也满足了学生的就业要求。
三、结束语
将微波射频仿真软件引进微波技术基础的实践教学，有力地提高了学生的学习兴趣，培养了学生的实践创新能力和科研实践能力，学生在电磁场与微波技术方面的毕业设计奠定了基础，对学生在该课程方向的就业和考研有较明显的促进作用。同时也解决了学校经费不足的问题。
参考文献：
[1]微波射频仿真软件综述和应用评析[EB/OL].http://www.eepw.com.cn/article/40636.htm.
[2]廖承恩.微波技术基础[M].西安:西安电子科技大学出版社,1994.
[3]袁杰.实用无线电设计[M].北京:电子工业出版社,2006.
[4]王磊,杨红.射频电路设计技术[M].北京:电子工业出版社,2007.
[5]李九生,叶强,王秀敏.“电磁场理论与微波技术”课程实践教学探索[J].电气电子教学学报,2008,30(4):63-64.
(责任编辑：王祝萍)
作者：贾建科 聂翔 韩团军