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微波简史

作者:  发布:2008-10-25 浏览:3679

在了解微波通信的具体工作原理之前,让我们先回顾一下微波通信的发展。

  微波的发展是与无线通信的发展是分不开的。1901年马克尼使用800KHz中波信号进行了从英国到北美纽芬兰的世界上第一次横跨大西洋的无线电波的通信试验,开创了人类无线通信的新纪元。无线通信初期,人们使用长波及中波来通信。20世纪20年代初人们发现了短波通信,直到20世纪60年代卫星通信的兴起,它一直是国际远距离通信的主要手段,并且对目前的应急和军事通信仍然很重要。

  用于空间传输的电波是一种电磁波,其传播的速度等于光速。无线电波可以按照频率或波长来分类和命名。我们把频率高于300MHz的电磁波称为微波。由于各波段的传播特性各异,因此,可以用于不同的通信系统。例如,中波主要沿地面传播,绕射能力强,适用于广播和海上通信。而短波具有较强的电离层反射能力,适用于环球通信。超短波和微波的绕射能力较差,可作为视距或超视距中继通信。


微波的发展历史(一)

  微波通信是二十世纪50年代的产物。由于其通信的容量大而投资费用省(约占电缆投资的五分之一),建设速度快,抗灾能力强等优点而取得迅速的发展。20世纪40年代到50年代产生了传输频带较宽,性能较稳定的微波通信,成为长距离大容量地面干线无线传输的主要手段,模拟调频传输容量高达2700路,也可同时传输高质量的彩色电视,而后逐步进入中容量乃至大容量数字微波传输。80年代中期以来,随着频率选择性色散衰落对数字微波传输中断影响的发现以及一系列自适应衰落对抗技术与高状态调制与检测技术的发展,使数字微波传输产生了一个革命性的变化。特别应该指出的是80年代至90年代发展起来的一整套高速多状态的自适应编码调制解调技术与信号处理及信号检测技术的迅速发展,对现今的卫星通信,移动通信,全数字HDTV传输,通用高速有线/无线的接入,乃至高质量的磁性记录等诸多领域的信号设计和信号的处理应用,起到了重要的作用。

  国外发达国家的微波中继通信在长途通信网中所占的比例高达50%以上。据统计美国为66%,日本为50%,法国为54%。我国自1956年从东德引进第一套微波通信设备以来,经过仿制和自发研制过程,已经取得了很大的成就,在1976年的唐山大地震中,在京津之间的同轴电缆全部断裂的情况下,六个微波通道全部安然无恙。九十年代的长江中下游的特大洪灾中,微波通信又一次显示了它的巨大威力。在当今世界的通信革命中,微波通信仍是最有发展前景的通信手段之一。

卫星通信方面,从1945年克拉克提出三颗对地球同步的卫星可覆盖全球的设想以来,卫星通信真正成为现实经历了20年左右的时间。先是诸多低轨卫星的试验,而1957年10月4日原苏联成功发射的世界上第一颗距地球高度约1600km的人造地球卫星,实现了对地球的通信,这是卫星通信历史上的一个重要里程碑;1965年4月6日发射的“晨鸟”(Early Bird)号静止卫星标志着卫星通信真正进入了实际商用阶段,并纳入了世界上最大的商业卫星组织INTELSAT的第一代卫星系统IS-I。GEO商用卫星通信以INTELSAT卫星系统为典型,从1965年IS-I以来,至今正式商用的卫星系统历经八代12种,目前正在研制第九代卫星系统IS-IX,预计2001年发射。


微波的发展历史(二)

  移动通信方面,它的发展至今大约经历了五个阶段:第一阶段为20年代初到50年代末,主要用于船舰及军用,采用短波频段及电子管技术,至该阶段末期财出现150MHz的单工汽车公用移动电话系统MTS,第二阶段未50年代到60年代,此时频段扩展到UHF450MHz,器件技术已经向半导体过度,大都为移动环境中的专用系统,并解决了移动电话与公用电话的接续问题;第三阶段为70年代初到80年代,此时频段已经扩展到800MHz,美国进行了AMPS试验,第四阶段为80年代到90年代中,第二代数字移动通信兴起并且大规模的发展,并逐步向个人通信发展。出现了D-AMPS、TACS、ETACS、GSM/DCS、cdmaOne、PDC、PHS、DECTPACS、PCS等各类系统,频段扩至900MHz到1800MHz,而且除了公众移动电话系统以外,无线寻呼系统,无绳电话系统,集群系统等各类移动通信手段适应用户与市场需求同时兴起;第五阶段为90年代中期到现在,随着数据通信与多媒体的业务需求的发展,适应移动数据,移动计算机及移动多媒体的第三代移动通信开始兴起cdma2000,WCDMA,LAS-cdma等相应的标准应允而生。无线通信技术前景一片光明。

  近十年来,国内信息网络的发展对通信基础设施提出了越来越高的要求。各种网络接入技术越来越受到人们的重视。网络接入大致上可分为网络接入和单机接入两类。许多技术如DDN、xDSL、56K、ISDN、微波、帧中继、卫星通信等都成为人们的关注对象。迄今,尽管中国电信基础建设取得了极大的发展,但是仍无法满足网络迅速发展的迫切需要。因此,无线微波扩频通信以其建设快速简便等优势成为建立广域网连接的另一重要方式,并在一些城市中(如北京)形成一定规模,是国内城市通信基础设施的有效补充,引起了很多网络建设单位的兴趣。微波扩频通信目前在国内的重要应用领域之一是企事业单位组建Intranet并接入ISP。一般接入速率为64K-2Mbps,使用频段为2.4G-2.4835GHz,该频段属于工业自由辐射频段,也是国内目前唯一不需要无委会批准的自由频段。

 
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