微波通信實(shí)驗(yàn)平臺，微波通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱
2024-04-10 14:37 微波通信系統(tǒng)是一種利用微波頻段進(jìn)行通信的無線通信系統(tǒng)。其原理是利用發(fā)射端將信息信號轉(zhuǎn)換成微波信號，通過空氣傳輸?shù)浇邮斩撕笤賹⑽⒉ㄐ盘栟D(zhuǎn)換為信息信號。微波通信系統(tǒng)主要由發(fā)射端、傳輸介質(zhì)和接收端三部分組成。
發(fā)射端主要由調(diào)制器、放大器、天線和發(fā)射機(jī)構(gòu)等組成。調(diào)制器將信息信號轉(zhuǎn)換為高頻電壓變化，放大器將電壓變化放大到一定程度，天線將電壓變化轉(zhuǎn)換為電磁波并向空間輻射，發(fā)射機(jī)構(gòu)則控制整個(gè)系統(tǒng)的啟動和停止以及輸出功率的大小 。
微波通信具有容量大、質(zhì)量好并可傳至很遠(yuǎn)的距離等優(yōu)點(diǎn)，因此是國家通信網(wǎng)的一種重要通信手段，也普遍適用于各種專用通信網(wǎng)。微波通信廣泛應(yīng)用于無線數(shù)據(jù)傳輸、衛(wèi)星通信、雷達(dá)系統(tǒng)、無線電廣播和電視以及衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)等領(lǐng)域。
然而，微波通信也存在一些限制，例如由于微波的頻率極高，波長又很短，其在空中的傳播特性與光波相近，也就是直線前進(jìn)，遇到阻擋就被反射或被阻斷，因此微波通信的主要方式是視距通信，超過視距以后需要中繼轉(zhuǎn)發(fā)。此外，微波經(jīng)空中傳送，易受干擾，在同一微波電路上不能使用相同頻率于同一方向，因此微波電路必須在無線電管理部門的嚴(yán)格管理之下進(jìn)行建設(shè)。
展望未來，微波通信設(shè)備將朝著更高頻率、更高帶寬、更強(qiáng)抗干擾能力和更靈活部署的方向發(fā)展，以滿足日益增長的通信需求。
用微安表測量同軸線波長
用LED測量同軸線波長
一、概述
微波射頻作為電磁波譜中的一段特定頻率范圍，擁有眾多獨(dú)特的應(yīng)用和特性。它在無線通信、雷達(dá)探測、衛(wèi)星通信、電子戰(zhàn)等領(lǐng)域扮演著舉足輕重的角色。本文將詳細(xì)探討微波射頻的基本原理、應(yīng)用領(lǐng)域以及未來發(fā)展趨勢，旨在為讀者提供全面而深入的了解。
微波射頻是指頻率在300MHz至300GHz之間的電磁波。這一頻段的電磁波具有較短的波長和較高的頻率，因此具有一些獨(dú)特的性質(zhì)。微波射頻的傳播特性受到大氣吸收、散射以及地面反射等多種因素的影響。在傳播過程中，微波射頻信號可能會受到衰減、干擾和失真等問題的影響，因此需要采取一系列技術(shù)手段來確保信號的穩(wěn)定傳輸。
二、系統(tǒng)特點(diǎn)
（1）工作頻率為2.0~2.5GHZ
2.4GHZ是國家規(guī)定的業(yè)余無線電頻段，不會對公網(wǎng)與專網(wǎng)產(chǎn)生電磁污染；2.4GHZ能充分體現(xiàn)微波信號特點(diǎn)；2.4GHZ配套儀表價(jià)格低，利于實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。
（2）微波與天線綜合實(shí)驗(yàn)系的微波發(fā)射實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及微波接收實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)分別設(shè)計(jì)制作在兩個(gè)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)箱中，便于拉開距離，進(jìn)行微波信號傳輸實(shí)驗(yàn)及微波天線性能實(shí)驗(yàn)。
（3）為避免實(shí)驗(yàn)室中多臺設(shè)備同時(shí)工作時(shí)的相互干擾，頻率設(shè)置2000～2500MHz；頻率步進(jìn)0.1 MHz,該系統(tǒng)具有任意個(gè)獨(dú)立信道，鍵盤設(shè)定頻率LED顯示，操作設(shè)定直觀方便。
（4）微波模塊間連接采用軟電纜連接方式，既提高連接的靠性，同時(shí)也不失模塊間連接的靈活性。有利于熟悉微波系統(tǒng)中信號的流程，同時(shí)也便于對單個(gè)模塊輸入、輸出信號進(jìn)行測試。
（5）實(shí)驗(yàn)箱中各微波模塊采用透明防靜電蓋板，便于學(xué)生觀看微波模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)對微波模塊的感性認(rèn)識。
（6）自帶140MHZ中頻信號源，微波掃頻信號源，僅需配置微波頻譜儀，就能完成全部實(shí)驗(yàn)。
（7）配有彩色電視攝像頭和監(jiān)視器，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場視頻圖像和音頻微波傳輸。
三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
實(shí)驗(yàn) 1 微波常用儀器與接口器件的使用
實(shí)驗(yàn) 2 矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、頻譜分析儀應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn) 3 微波上變頻器的測試實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn) 4 微波下變頻器的測試實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn) 5 微波鎖相振蕩器的測試實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn) 6 微波壓控振蕩器實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn) 7微波開關(guān)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn) 8微波檢波器及LED輸出功率顯示實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn) 9 微波數(shù)字可變衰減器實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn) 10 微波功率放大器實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn) 11 微波低噪聲放大器實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn) 12 微波射頻發(fā)送系統(tǒng)電路組成及介紹
實(shí)驗(yàn) 13 微波射頻接收系統(tǒng)電路組成及介紹
實(shí)驗(yàn) 14 微波射頻接頭及轉(zhuǎn)接器實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn) 15 圖像中頻調(diào)制器、解調(diào)器實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn) 16 微波電視信號發(fā)送系統(tǒng)和接收系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn) 17 微波傳輸線參數(shù)的測量與計(jì)算
實(shí)驗(yàn) 18 終端開路短路微帶線反射系數(shù)及駐波比測量
實(shí)驗(yàn) 19 終端匹配時(shí)微帶線及反射系數(shù)及駐波比測量
實(shí)驗(yàn) 20 終端接任意負(fù)載時(shí)微帶線反射系數(shù)及駐波比測量
實(shí)驗(yàn) 21 終端接各種負(fù)載時(shí)同軸線沿線電壓分布測量
四、技術(shù)參數(shù)
發(fā)射端主要由調(diào)制器、放大器、天線和發(fā)射機(jī)構(gòu)等組成。調(diào)制器將信息信號轉(zhuǎn)換為高頻電壓變化，放大器將電壓變化放大到一定程度，天線將電壓變化轉(zhuǎn)換為電磁波并向空間輻射，發(fā)射機(jī)構(gòu)則控制整個(gè)系統(tǒng)的啟動和停止以及輸出功率的大小 。
微波通信具有容量大、質(zhì)量好并可傳至很遠(yuǎn)的距離等優(yōu)點(diǎn)，因此是國家通信網(wǎng)的一種重要通信手段，也普遍適用于各種專用通信網(wǎng)。微波通信廣泛應(yīng)用于無線數(shù)據(jù)傳輸、衛(wèi)星通信、雷達(dá)系統(tǒng)、無線電廣播和電視以及衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)等領(lǐng)域。
然而，微波通信也存在一些限制，例如由于微波的頻率極高，波長又很短，其在空中的傳播特性與光波相近，也就是直線前進(jìn)，遇到阻擋就被反射或被阻斷，因此微波通信的主要方式是視距通信，超過視距以后需要中繼轉(zhuǎn)發(fā)。此外，微波經(jīng)空中傳送，易受干擾，在同一微波電路上不能使用相同頻率于同一方向，因此微波電路必須在無線電管理部門的嚴(yán)格管理之下進(jìn)行建設(shè)。
展望未來，微波通信設(shè)備將朝著更高頻率、更高帶寬、更強(qiáng)抗干擾能力和更靈活部署的方向發(fā)展，以滿足日益增長的通信需求。
用微安表測量同軸線波長
用LED測量同軸線波長
一、概述
微波射頻作為電磁波譜中的一段特定頻率范圍，擁有眾多獨(dú)特的應(yīng)用和特性。它在無線通信、雷達(dá)探測、衛(wèi)星通信、電子戰(zhàn)等領(lǐng)域扮演著舉足輕重的角色。本文將詳細(xì)探討微波射頻的基本原理、應(yīng)用領(lǐng)域以及未來發(fā)展趨勢，旨在為讀者提供全面而深入的了解。
微波射頻是指頻率在300MHz至300GHz之間的電磁波。這一頻段的電磁波具有較短的波長和較高的頻率，因此具有一些獨(dú)特的性質(zhì)。微波射頻的傳播特性受到大氣吸收、散射以及地面反射等多種因素的影響。在傳播過程中，微波射頻信號可能會受到衰減、干擾和失真等問題的影響，因此需要采取一系列技術(shù)手段來確保信號的穩(wěn)定傳輸。
二、系統(tǒng)特點(diǎn)
（1）工作頻率為2.0~2.5GHZ
2.4GHZ是國家規(guī)定的業(yè)余無線電頻段，不會對公網(wǎng)與專網(wǎng)產(chǎn)生電磁污染；2.4GHZ能充分體現(xiàn)微波信號特點(diǎn)；2.4GHZ配套儀表價(jià)格低，利于實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。
（2）微波與天線綜合實(shí)驗(yàn)系的微波發(fā)射實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及微波接收實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)分別設(shè)計(jì)制作在兩個(gè)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)箱中，便于拉開距離，進(jìn)行微波信號傳輸實(shí)驗(yàn)及微波天線性能實(shí)驗(yàn)。
（3）為避免實(shí)驗(yàn)室中多臺設(shè)備同時(shí)工作時(shí)的相互干擾，頻率設(shè)置2000～2500MHz；頻率步進(jìn)0.1 MHz,該系統(tǒng)具有任意個(gè)獨(dú)立信道，鍵盤設(shè)定頻率LED顯示，操作設(shè)定直觀方便。
（4）微波模塊間連接采用軟電纜連接方式，既提高連接的靠性，同時(shí)也不失模塊間連接的靈活性。有利于熟悉微波系統(tǒng)中信號的流程，同時(shí)也便于對單個(gè)模塊輸入、輸出信號進(jìn)行測試。
（5）實(shí)驗(yàn)箱中各微波模塊采用透明防靜電蓋板，便于學(xué)生觀看微波模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)對微波模塊的感性認(rèn)識。
（6）自帶140MHZ中頻信號源，微波掃頻信號源，僅需配置微波頻譜儀，就能完成全部實(shí)驗(yàn)。
（7）配有彩色電視攝像頭和監(jiān)視器，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場視頻圖像和音頻微波傳輸。
三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
實(shí)驗(yàn) 1 微波常用儀器與接口器件的使用
實(shí)驗(yàn) 2 矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、頻譜分析儀應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn) 3 微波上變頻器的測試實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn) 4 微波下變頻器的測試實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn) 5 微波鎖相振蕩器的測試實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn) 6 微波壓控振蕩器實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn) 7微波開關(guān)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn) 8微波檢波器及LED輸出功率顯示實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn) 9 微波數(shù)字可變衰減器實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn) 10 微波功率放大器實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn) 11 微波低噪聲放大器實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn) 12 微波射頻發(fā)送系統(tǒng)電路組成及介紹
實(shí)驗(yàn) 13 微波射頻接收系統(tǒng)電路組成及介紹
實(shí)驗(yàn) 14 微波射頻接頭及轉(zhuǎn)接器實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn) 15 圖像中頻調(diào)制器、解調(diào)器實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn) 16 微波電視信號發(fā)送系統(tǒng)和接收系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn) 17 微波傳輸線參數(shù)的測量與計(jì)算
實(shí)驗(yàn) 18 終端開路短路微帶線反射系數(shù)及駐波比測量
實(shí)驗(yàn) 19 終端匹配時(shí)微帶線及反射系數(shù)及駐波比測量
實(shí)驗(yàn) 20 終端接任意負(fù)載時(shí)微帶線反射系數(shù)及駐波比測量
實(shí)驗(yàn) 21 終端接各種負(fù)載時(shí)同軸線沿線電壓分布測量
四、技術(shù)參數(shù)
| 序號 | 項(xiàng)目 | 參數(shù)技術(shù)指標(biāo) |
| 1 | 微波壓控振蕩器 | 2300－2450MHz |
| 2 | 定向耦合器 | F＝2000±50MHz,⊿f＞800MHz,C=10,D≥10dB |
| 3 | 匹配負(fù)載 | 50匹配負(fù)載,50－100，50－100j80 |
| 4 | 微波鎖相振蕩器 | 2250－2500MHz，可選 |
| 5 | 數(shù)字可變衰減器 | 750－4000MHz，IL＝0.5～31.5dB |
| 6 | 中頻調(diào)制器 | 殘留邊帶幅制，頻率136.75MHz,電平可調(diào) |
| 7 | 上下變頻器 | 2000－3000MHz，IF=40－500MHz，L≤12dB |
| 8 | 失配負(fù)載 | 開路，短路，200歐姆 |
| 9 | 微波低噪聲放大器 | F＝2000－3000MHz,G≥28，NF≤2 |
| 10 | 微波鏡像抑制濾波器 | S波段 帶寬150MHz IL≤2dB |
| 11 | 微帶濾波器 | F=2600±50MHz，⊿f＝30MHz，IL≤2dB |
| 12 | 功率分配器 | F=2000－3000MHz，⊿f＝1000－3000MHz |
| 13 | 微帶測量線 | ⊿L≥170mm,VSWR≤1.05 |
| 14 | 分支耦合器 | F＝2050±50MHz,⊿f≥300MHz,D≥12dB |
| 15 | 微波開關(guān) | 低插入損耗：0.9dB至2GHz，57dB高隔離 |
| 16 | 數(shù)字可變衰減器 | 0到31.5DB 步進(jìn)0.5dB |
| 17 | 微帶天線 | F＝2400±100MHz,⊿f＝2000MHz,G≥10dB |
五、實(shí)驗(yàn)成套配置
| 項(xiàng)次 | 設(shè)備名稱 | 數(shù)量 | 備注（單套配置） |
| 1 | 微波綜合實(shí)驗(yàn)箱發(fā)射接收 | 2臺 | 2臺為一套 |
| 2 | 微帶八木天線 | 一套 | 2400MHz |
| 3 | 微波通信綜合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 | 1本 |
六、實(shí)驗(yàn)所需儀器（自配）
| 項(xiàng)次 | 設(shè)備名稱 | 數(shù)量 | 備注 |
| 1 | 頻譜分析儀 | 1套 | 四套一臺 |
| 2 | 小型矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀 | 1臺 | 四套一臺 |
| 3 | 筆記本電腦 | 1臺 | 用于顯示小型矢量網(wǎng)絡(luò)測試結(jié)果 |