微波通信技术论文篇1

2系统的建模与实现

2.1面向对象分析

面向对象分析的过程，实际上就是系统的建模过程，同时用类图来表示系统模型。在这一过程中，首先要对系统责任和问题域进行考察，将问题域当中的事物进行抽象分析，使其成为系统模型中的对面向对象技术在微波通信电路设计中的应用研究宋省伟刘琦姜雨丰王柯大连理工大学辽宁大连116024象，同时进行分类，从而得出类图的对象层。其次对事物的静态特征和动态行为进行考察，对其进行封装，使其成为对象类的属性和服务，从而得出类图的特征层。然后，分析并寻找出对象类之间的动态关系、静态关系、组成关系、分类关系等，并将这些关系分别利用消息连接、实例连接、整体部分结构、一般特殊结构等进行表示，从而得出类图的关系层。

2.2面向对象设计

在进行该系统的研究和开发过程中，所采用的软件工程思想不强调严格的阶段划分。其中，面向对象分析和面向对象设计之间是无缝衔接的。面向对象设计主要是结合系统具体实现中的图形用户接口GUI、所应用的编程语言、运行速度要求、资料存储、人机接口等因素，从而对面向对象分析进行细化、调整和修改，根据具体的要求和需要，对一些与实现有关的部分进行补充。2.3面向对象编程在完成了系统的面向对象分析和面向对象设计之后，就需要利用面向对象编程，将面向对象设计中的各个成分利用面向对象编程语言进行书写和体现。面向对象编程不同于传统编程的特点是，更加强调对模块的充分利用。在VC++6.0继承的基本函数类库MFC当中，基本类的数量十分庞大，这就为扩展、继承、重用类模块提供了便利。而要想事项从面向对象设计到面向对象编程的映像，首先要利用C++语言来实现对象类中的一般特殊结构。其次应当在整体对象类当中，对部分对象类进行嵌套定义，将部分对象类当作数据类型，对该部分对象在整体对象类中的属性进行声明。然后，要利用对象指针来进行实例连接。最后，由于该系统采取的是顺序执行，同时在一台计算机当中，分布着全部的对象，因此，只要采用简单的函数调用，就能够连接对象间的消息。

3面向对象技术在微波通信电路设计中的应用

通过上述工作方法和技术步骤，就产生了微波中继通信电路的设计软件，具有界面简洁、操作简便等优点。在软件的左边，会给出中继段的一些基本参数，例如天线高度、通信方位角、经纬度、收发台站的站名、等效地球半径系数k、收发频率、中继段表示等。软件右侧是绘图区，如果选择不同的等效地球半径系数k，右边的绘图区中就会分别绘制出当k等于∞、4/3、ke等不同值的时候，其具体的路径剖面图。在右侧绘图区的上方，会给出路径剖面分析的一些主要参数，例如第一菲涅尔区半径、路径余隙、障碍点、收发台站的站距和海拔等。对于收发天线的初始高度值，可以通过键盘进行输入，也可以利用鼠标拖动剖面两侧的垂直滑块来进行调节。当通过计算和研究得出天线的最佳高度之后，在剖面分析图中，和天线高度相关的部分将会重新被绘制。通过与剖面分析图中各项参数值的对比，能够证明路径剖面图中的绘制和分析，以及计算的天线最佳高度等信息均是正确有效的。对于电路中断率，要确保其处在不大于4.062e-6所需要的衰落储备为45.7dB。而设备只能提供36.2dB的电平余量，小于所需的衰落储备，因此无法满足具体的需求。而在中继段当中，实际中断率在2.38e-5左右，要比4.062e-6的中断率标准大，因此无法达到规定的标准，应对其采取分机接收等措施，以抵抗过大的衰落。而对于电磁兼容，站台总共受到-204.8dB电平的干扰，要比-89dB的干扰容限大。同时，在在站台周围，还有很多会受到该站台干扰的其他站台。由此可以看出，该站台对周围站台之间的电磁不能兼容，需要对发射频率进行调整。通过上述中断率估算和电磁兼容分析所得出的结果，和采用传统方法进行计算所得出的结果相比，在误差允许的范围内，是一致的。除此之外，还利用以上的方法对其它多个的中继段的功能进行了测试。经过多次测试的验证，证明了该软件的准确性、效率性、稳定性等都十分理想。可以在微波通信电路中取得良好的应用。

微波通信技术论文篇2

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）05-0135-02

一、引言

随着国际通信技术的快速发展，通信技术在雷达和导航的应用要求也越来越高，因此微波技术的教育理念也得到了快速更新。国家通信技术水平的高低直接影响国家的整体发展水平，因此微波技术的教学发展对高等教育来说有着举足轻重的作用[1-2]。

随着国内信息技术实力的日益提高，科学研究所需的世界先进的设备已经逐渐到达科研第一线，科技理念也逐渐深入到一线的科研人员的脑海中，国内关于微波通信技术和系统的科学研究、研究生教育已经逐渐赶上发达国家的步伐，但由于微波通信设备的价格昂贵，对于本科教学来说实验条件相对缺乏，这使得在大多地区的高等学校本科教学的实践环节不能紧随科学科研的发展，如何通过科研平台让学生了解专业的发展动态、提高学生的学习兴趣、使其更好地掌握复杂的理论与计算分析，逐步提高实践动手能力，加大实践环节成为高等学校专业教学改革的重点。

“微波技术基础”课程是电子信息类本科及研究生的专业重点课程之一，由于电磁场理论公式繁多，概念抽象，讲授过程中电磁波难以想象和理解。微波技术基础课程教学过程大都以理论讲授为主，很难通过课堂理论知识的讲授来提高学生的学习兴趣[3-4]。如何加深学生对微波传输理论及微波器件性能知识的理解，培养学生具备从事天线、微波器件的设计、开发和工程应用能力，如何让学生用设计与仿真、加工、测试等手段和方法研究微波技术基础，这些在微波技术基础课程的实践环节显得尤为重要。

二、存在的问题

传统微波技术基础的教学模式大都比较单一，板书所占课时的比重较大。部分教师用丰富多彩的多媒体式教学将微波的传输过程等通过动画的方式向同学们演示，提高学生对基础知识的理解。这两种方法都能较好地向学生讲述微波的基本知识、概念以及基本参数的设计与计算。但由于微波技术课程内容大多比较抽象，在传输理论等方面还需要寻求更好的方法来解决。

三、微波技术基础课程改革与实施方案

随着通信技术的快速发展，微波射频电路更加模块化、功能化，理论计算已经很难通过简单计算得到，因此多个微波器件的互联系统更多地依靠软件设计完成。本文的改革内容就是在微波技术理论基础上对微波技术课程的实践实验教学进行了改革探索。改革的目的就是培养学生分析问题、解决实际设计与制作、测试及数据分析等问题的能力，为今后从事微波理论研究、微波通信设备的研发和微波电路设计等工作打下坚实的基础。具体改革内容从以下四个方面来分析。

1.搭建微波系统测试平台，将标准信号发生器、微波频率计、检波器、功率计、耦合器等器件组成波导测试系统。通过课堂理论教学对微波技术的有关理论知识的学习，结合测试平台的实践操作，深刻理解微波测量系统的工作原理、熟悉使用和操作微波信号源的方法，可以通过调节微波测量系统测量微波信号电场的振幅。了解相关系统使用微波仪器仪表，微波元器件的内部结构、材质、原理，理解和掌握微波频率的测量方法。通过实际动手操作，让学生更好地理解各种微波器件在微波测量中的作用。

2.微波器件模型的分析与设计。微波技术在工程中应用非常广泛，学生通过理论教学的学习，掌握器件的基本设计方法，通过理论计算得到模型的尺寸后，首先通过CST、HFSS等射频软件的学习，掌握传输线、微带线、滤波器、天线的基本设计知识，通过对简单的腔体微波器件进行设计与制备，加深理解各参数对器件性能的影响；软件将电磁波的三维场分布图、电力线分布、磁力线及传播过程都用彩色动态演示展现出来，使得抽象的电磁学知识更加形象化，将看不见、摸不着的电磁场变成形象可见的三维动画。该仿真实验使教师的理论教学更易于被学生理解，使学生对实验内容涉及的微波传输理论有一个全面深入的理解，有助于提高学生的动手操作能力。如此，学生通过自己的分析与设计，循序渐进的理解微波理论和繁琐的公式，可以很好地理解计算公式的应用[5]。

3.微波器件模型求解与分析。HFSS软件会对模型进行分析，最后得到S参数、电场分布情况、磁场分部情况和动态传输过程，通过不同结构的对比就可以很容易地分析出所设计结构的问题所在。通过分析，可以让学生很直观地看到不同结构的磁场分布情况，有利于教师进一步分析课本磁场分布定律等[6]。

4.器件的加工与测试。微波器件结构设计结束后，通过对加工方式进行分析，确定加工工艺流程，让学生参与加工过程，通过加工过程中金属层的材料选择和厚度等，深入理解肌肤效应及电导率对电磁传输特性的影响情况，通过快速制作过程，让学生了解简单器件的制备过程，消除学生的神秘感。对加工好的器件进行测试，深入了解微波端口网络的具体含义，通过微波测试设备的使用，使W生更清楚地了解微波端口网络的真正含义[7]。

通过多方面的实践过程，学生能更深入理解学习微波的重要性。通过动手，提高学生的学习兴趣，理论与实践相结合，使学生更轻松地理解难于理解的电磁概念、设计原理等，大大提高了微波技术基础课程的学习效率。

四、教学实施及效果分析

微波技术课程被认为是专业课程中比较难教、更难学的课程，而且内容丰富，涉及范围广、课时还较少。通过多方面实践教学能力的改革，有助于提高学生对课堂讲授内容的理解和分析，提高学生学习微波技术以及通信技术的兴趣，在实践教学中利用多种先进的微波射频仿真软件，吸引更多的学生到微波技术专业进行继续深造，大力培养微波技术专业方向的专业人才，同时也满足了学生的就业要求。

五、总结

随着通信、雷达技术的快速发展，对通信与信息类的毕业生提出了更高、更多、更难的要求，同时也对高等院校的微波技术基础教学改革指明了新的方向。通过实践教学的改革，把平台搭建、专业设计软件、微波测试设备的使用、加工工艺等加入教学实践环节，提高学生的在理论基础上的实验动手能力和工程设计能力，同时培养学生先进的科技创新能力，激发他们在微波传输方面的想象力，打牢微波技术基础理论知识，紧随国际信息发展动态，拓宽学术视野，有望成为高质量的微波技术工程技术专业人才，推动国内微波雷达等信息专业的科技创新。

参考文献：

[1]李素萍，吴伟.“微波技术与天线”课程教学改革探讨[J].中国电力教育，2011，（8）：108-109.

[2]仲伟志.“微波技术与天线”课程的教学改革研究[J].黑龙江科技信息，2012，（26）：185-185.

[3]黎鹏，周桐，高翔，高云霞.“电磁场与微波实验”教学改革思考与探索[J].中国电力教育，2014，（36）：182-183.

[4]徐兴，俞龙，王卫星.“微波技术”课程实验建设探索[J].中国科教创新导刊，2010，（7）：167-167.

微波通信技术论文篇3

1 引言

微波是一种波长很短的电磁波，其波长范围在0.1mm～1m之间，由于其最长波长值比超短波最小波长值还要短，故称其为微波。微波具有极高的频率，其范围在300MHz～3000GHz之间，故微波亦称作“超高频电磁波”。微波整体范围介于红外线与超短波之间，根据微波波长范围的不同，又可将微波分为分米波、厘米波、毫米波以及亚毫米波。微波在整个电磁波频谱中所处的位置简图如图1所示[1]。

随着科学的发展，微波技术得到了广泛的应用，尤其是在通信行业，如微波卫星通信、微波散射通信、模拟微波通信和数字微波通信等。为避免微波通信频率与工业、医学、科学等的频率相互干扰，故将微波通信频率与其他用途的微波频率分开使用。目前，工业、医学、科学常用的微波频率有433MHz、915MHz、2450MHz、5800MHz、22125MHz，其中915MHz和2450MHz在我国常用于工业加热。

2 微波技术的发展历程

微波技术的发展主要取决于微波器件的应用和发展。早在20世纪初，就有研究人员开始了对微波理论的探索，并进行了相关的实验研究。但由于当时信号发生器功率较小，加之信号接收器灵敏度较差，使得实验未能取得实质性的进展[2]。1936年，波导技术的进一步发展为微波技术的研究提供了可靠的理论及实验条件。美国电话电报公司的George C. Southworth.将波导用作宽带传输线并申请了专利，同时，美国麻省理工学院的M.L.Barrow完成了空管传输电磁波的实验，这些工作为规则波导奠定了理论基础，推动了微波技术进一步向前发展[3]。20世纪40年代，第二次世界大战期间，雷达的出现和使用引起了人们对微波理论和技术的高度重视，并研制了很多微波器件，在此期间，微波技术迅速发展并在实际应用中得到认可。但在当时战争条件下，各国都忙于实际应用，对微波理论的研究尚为欠缺，所以使得微波理论滞后于实际应用。1945～1965年，微波技术的发展速度有了明显提高，同时，其应用范围也更加广泛。在这20年间，逐步开辟了微波新波段并形成了射电气象学、射电天文学、微波波谱学等一系列新的科学领域。比较系统和完整地建立了一整套微波电子学理论，为微波技术的进一步发展打下了理论基础。1965年以后，微波集成电路与微波固体器件的发展和应用时微波设备朝着定型化与小型化的方向发展。目前，微波设备正向着更高频段、宽频带、高功率、数字化、高可靠性、小型化等方面发展，单片集成化和毫米、亚毫米波段微波的发展已成为现阶段微波技术研究的重点方向[4]。

3 两种常用的微波技术

3.1 微波加热

3.1.1 微波加热的原理

微波加热是通过极性介质材料对微波的吸收作用从而将微波的电磁能转化为介质的热能来实现的。该转化过程与介质材料内部分子的极化有密切关系。具体原理如下：当把含有极性分子的物料置于微波电磁场中时，介质材料中的极性分子在高频交变的电磁场中产生每秒高达数亿次的剧烈转动，并随着高频交变电磁场的方向重新排列，极性分子这种有规律的周期性运动必须克服相邻分子间的干扰和阻碍，从而产生一种类似于摩擦的效应。该效应微观结果表现为微波的电磁能量转化为介质材料内的能量，而宏观即表现为被加热的物体温度升高[5-6]。

3.1.2 实现微波加热的条件

由于微波加热是一种物料在电磁场中靠自身损耗电磁能而进行的体加热，是基于极性分子介质材料对微波的吸收作用而产生的热效应，所以，欲实现微波加热，就要求物料本身必须能够吸收微波[5]。

（1）极性分子组成的介质材料，吸收微波的能力比较好。例如，水分子的极性非常强，能够很好地吸收微波，所以但凡含水的物质必定能够吸收微波，即含水的物质一定能实现微波加热。

（2）非极性分子组成的介质材料，很少吸收甚至不吸收微波，但却能透过微波，所以这类物质可用作微波加热的容器，也可用作密封材料。例如，塑料制品、玻璃、陶瓷、竹器皿、聚乙烯、聚四氟乙烯等。用这类物质作加热容器，微波射入后只能使食品加热，而容器本身不会发热。

（3）还有一种特殊的物质不吸收微波，即金属[4]。与光波照射到镜面会被全部反射的特性相似，当微波照射到金属表面时，也会被全部反射，即微波对金属不起作用，从而可知，金属制品不可以用作微波加热容器。

3.1.3 微波加热的注意点

（1）由于金属不吸收微波，并且会将照射到金属表面的微波全部反射，所以要避免用微波对金属膜包装的物品或在包装袋上印有金属粉制图像的物品进行加热，否则金属下面的部分将不会有任何加热效果[4]。

（2）避免在被加热物体中混入金属片或金属针。不仅被加热物体表面要求不能有金属，而且被加热物体内部同样不可混入金属。这是因为金属尖端是微波电场最集中的地方，不仅不能实现正常加热，而且还会形成尖端放电，从而在尖薄部位产生高热[4]。

（3）对使用的加热容器有选择性。由于塑料、陶瓷、玻璃、竹器皿等非极性分子组成的材料能透过微波却不吸收微波，所以非常适合用作加热容器。一般情况下，用塑料或陶瓷做微波加热容器最佳。

3.1.4 微波加热的特点

（1）微波加热的即时性[7]。由于微波加热是将电磁能转化为热能，故为内部加热，不需要热传递过程，且内外同时加热，效果均匀，瞬时即可达到高温，方便省时。

（2）微波加热的高效性[7]。在微波加热过程中，只有被加热物体自身吸收微波并转化为热能，而微波设备的加热室壁是不吸收微波的金属材料，加热容器为几乎不吸收微波的非极性物质，所以，加热设备本身和相应的加热容器几乎没有热损失，故其热效率非常高。

（3）微波加热的选择性。介质材料由极性分子和非极性分子组成，根据微波加热的条件及原理，只有极性分子组成的物质才可以吸收微波实现微波加热。因此，可以利用微波加热的这一特性来实现对混合物料中不同组分或不同部位的选择性加热[7]。

（4）微波加热安全无害，没有废弃物产生。与采用矿物燃料燃烧进行加热的常规方法相比，微波加热不产生二氧化碳，对环境没有污染[7]。

（5）微波加热时由于内部缺乏散热条件，所以使得内部温度高于外部温度，使温度呈现梯度分布，形成驱动内部水分向表面渗透的蒸汽压差，从而使水分蒸发的速度加快。微波的这一特性有时会使微波加热的食品口感发生变化。例如，经微波加热过的馒头口感欠佳且有一种发焦的感觉，远不如常规加热的馒头松软可口。这是因为微波加热是靠电磁能转化为热能来实现的，加热时并没有水分，而加热后的馒头中的水分会随温度升高而蒸发，使馒头中水分越来越少，故会导致口感较差且有种发焦的感觉。而常规加热的馒头一般是水蒸气透过馒头表面进入芯部，使馒头的水分越来越多，所以吃起来松软可口，口感会比微波加热过的馒头好很多。利用微波加热能使物料内部水分迁移蒸发的这一特性，还可利用微波实现微波干燥。

3.2 微波灭菌

微波灭菌是利用微波对食品中微生物的热效应和非热效应的共同作用来实现杀虫灭菌目的的。微波的热效应是利用微波瞬时可达高温的特性，是细菌细胞的空间结构发生破坏，从而使其蛋白质发生变异而达到杀菌的目的。微波的非热效应又叫做生物效应，它同样是利用微波瞬时升温的特性，使细菌等微生物的生理活动物质发生变异而导致其生长发育异常直至死亡，从而达到杀菌保鲜的目的[4]。

微波灭菌与传统灭菌相比，具有很多不可比及的优势。一般来说，传统灭菌方法至少要达100℃以上，用时也较长，十至几十分钟不等。而微波灭菌温度70～90℃即可，用时短，一般3～5分钟即可[8]。且微波灭菌比较彻底，安全可靠，能使保质期延长，但有些物质经微波灭菌后口感会欠佳。冯薇丽等比较了鱼丸的微波灭菌和加热灭菌：实验一：在850W功率微波的作用下持续灭菌135s；实验二：在98℃的水浴中加热60min灭菌；结果发现：两实验杀灭大肠杆菌的有效率均为100%；在鱼丸蛋白质含量上，两实验结果相近，但在鱼丸含水量上，微波灭菌比水浴灭菌要差很多[9]，故导致微波灭菌后的鱼丸口感较差。

4 微波技术的应用

4.1 微波技术在农业领域的应用

利用微波技术可进行玉米芯水解，玉米芯是一种可再生资源，用途非常广泛。以前，人们经常将其作为燃料烧掉或作为废物丢弃，造成资源的极大浪费，同时污染环境。利用微波技术可将玉米芯水解，从而利用其制备食品添加剂和化工原料，使玉米芯得到了充分利用[10]。采用微波技术可以对番薯片[11]、花椒[12]、胡萝卜[13]、金银花[14]等进行干燥，还可进行油茶籽制油[15]。利用微波技术还可以软化木材，改善木材的浸透性能，从而简化木材染色、浸渍处理等工艺。微波技术还可用于产品质量检测，如材料缺陷检测、竹木产品含水率检测、人造板甲醛释放量检测等[16]。

4.2 微波技术在医学领域的应用

利用微波技术可以检测中药、提取中草药[17]的有效成分，还可利用其进行药丸干燥[18]等。另外，微波技术也可以用于临床治疗，现其已被广泛应用于妇科、五官科、理疗科、肿瘤手术等[19]。

4.3 微波技术在环境保护方面的应用

利用微波技术处理废水[20]、气体污染物[21]、固体废弃物[22]等既可以简化操作程序，变废为宝，又无二次污染。利用微波辐射可以对动物粪便进行干燥，既可提高粪肥利用率，增加农业收入，又能杀灭病原体，减小农业污染。另外，利用微波萃取和微波消解技术可以进行环境监测等[22]。总之，微波技术在环境保护方面具有节能省时、污染小、效率高等优点，可显著降低废弃物对环境造成的危害，其在环境保护方面的应用也逐步受到了人们的高度重视。

4.4 微波技术在其他领域的应用

微波技术除在以上多个领域有重要应用以外，其在食品行业、化学及材料行业中的应用同样越来越受人们重视。微波技术可用于碎矿、磨矿、矿石预处理、矿物焙烧[7]等方面。利用微波技术可以进行水产品的膨化加工及消解[9]，还可用于活性炭的准备与再生[23]。

随着微波技术和微波器件的进一步发展，微波在各个领域的应用将会变得更加广泛，而其实际应用也会相应推动微波理论不断成熟。

5 微波技术存在的问题及展望

5.1 存在问题

虽然微波技术具有传统方法不能比及的诸多优点，应用广泛，但作为一门新技术，其发展还处在初级阶段，依然有许多问题亟待解决。

（1）尽管微波技术已广泛应用于各大领域，但还缺少比较系统的理论做基础，尤其是对微波作用机理的认识还比较肤浅，对其解释也仅停留在实验基础上，有待使用更为精确的方法进行检测验证。所以，应加强对微波技术作用机理的研究，使其成为一套比较系统和完整的理论体系[24]。

（2）与国外相比，我国微波设备的稳定性尚为欠缺[25]。因此，应加强微波元器件及设备的研制，提高微波器件的适应性和兼容性，以便研制出稳定、经济、高效的微波设备。

（3）目前，微波设备是在家用设备基础上改造完成的，使其应用和推广受到限制，不能形成规模经济。故应重视微波过程与各大学科题系的交叉衔接，加强工程化研究，逐步实现微波理论成果产业化，形成规模经济，促进其在工业方面的应用。

5.2 前景展望

微波技术作为一种将电磁能转化为热能的特殊导热方式，不仅在食品加热、杀虫灭菌、干燥保鲜等方面用途广泛，同时，更向催化化学反应、新材料微波处理等应用发展[26]。随着微波技术的不断深入发展和微波理论的不断完善，微波技术必将逐步实现工业化，其安全、节能、高效、环保的优势也必将推动其广泛应用于各行各业，促进环境友好型社会的快速发展。

参考文献

[1]徐锐敏，唐璞，等.微波技术基础[M].北京：科学出版社，2009.

[2]赵宝亮，赵峰.微波技术发展及应用综述[J].中国科技信息，2007（20）：272-275.

[3]杨雪霞.微波技术基础[M].北京：清华大学出版社，2009.

[4]冯垛生，等.微波技术在工业生产和医疗中的应用[M].北京：中国电力出版社，2009.

[5]史苏佳，曹栋.微波原理及其在食品上的应用[J].山西食品工业，2002（3）：8-12.

[6]杨子宁.微波技术的发展与应用[J].中国科技信息，2006（18）：142-143.

[7]崔礼生，韩跃新.微波技术在选矿中的应用[J].金属矿山，2006（4）：29-32.

[8]杨晓清，田俊.微波技术在我国食品工业中的应用与发展[C].中国农业机械学会2008年学术年会论文集，2008.

[9]段振华.微波技术在我国水产品加工中应用研究的现状[J].水产科技情报，2008，35（1）：5-7.

[10]王成福，赵光辉，修秀红.微波技术在玉米芯水解中的应用[J].中国食品添加剂，2010（3）：203-206.

[11]蒋玉萍，王俊.番薯片微波干燥特性及干燥模型[J].浙江农业学报，2009，21（4）：407-410.

[12]赵超，等.花椒微波干燥特性试验[J].农业机械学报，2007，38（3）：99-101.

[13]Gulum，S.，& Elif，T.（2005）.Drying of carrots in microwave and halogen lamp-microwave combination ovens.LWT，38，549-553.

[14]肖宏儒，王立富，吴家兵，等.微波干燥技术在金银花烘干中的应用研究[J].食品科学，2001，1（5）：41-43.

[15]尹先益，胡晓中，尹志明.微波技术在油茶籽制油工艺中的应用[J].中国油脂，2011，36（2）：34-35.

[16]沈斌华，等.微波技术在我国木材加工与产品检测中的应用[J].浙江林业科技，2012，32（5）：75-78.

[17]刘兴国，王信.微波技术在中草药有效成分提取中的应用与发展[J].光明中医，2010，25（8）：1544-1545.

[18]王怀奇，孙家海.微波技术及设备在制药行业的应用[J].中国科技纵横，2011（20）：340.

[19]钱少魁.微波治疗工作原理及在临床中的应用[J].中国社区医师（医学专业），2011，13（3）：120.

[20]吴南屏，张文超.微波技术在氧化反应中的应用研究进展[J].辽宁化工，2012，41（6）：607-609.

[21]王丽丽，等.微波技术在节能减排方面的应用[J].广州化工，2010，38（8）：17-18.

[22]孙萍，等.微波技术在环境保护领域的应用[J].化工环保，2002，22（2）：71-74.

[23]Foo Keng Yuen， B.H. Hameed.（2009）.Revent developments in the preparation and regeneration of activated carbons by microwaves. Advances in Colloid and Interface Science，149，19-27.

微波通信技术论文篇4

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

微波通信技术论文篇5

随着科学技术的发展，微波技术的应用已渗透到了科学领域的许多方面，如无线通信、全球定位系统、雷达以及电子和计算机工程学科中。因此对于电子与信息工程类专业的学生来说，微波技术课程的开设是必不可少的。

一、微波技术课程特点

《微波技术》作为通信工程、电子工程、电子信息以及微波等专业的重要专业基础课，是在学习了《电路基础》和《电磁场与电磁波》等课程基础上深入研究微波领域的重要科目，其内容丰富、概念抽象、理论性强、对数学方法的依赖性强，教与学都有难度。微波技术课程主要包括传输线理论和圆图的应用；微波网络基本理论、s 矩阵及其特性等方面。在讲解波导理论时以简正波理论为线索介绍矩形波导的物理构成及其工作原理，其场结构在三维空间分布，因而要求学生有一定的空间想象能力和抽象思维能力。而课程涉及到的多由理论均以麦克斯韦方程组为理论依据，其中重要的结论推导都离不开高等数学和复变函数的知识。由此可见，微波技术课程教学难点主要表现为课程理论性更强、内容复杂而抽象、分析方法多样、对数学知识要求较高[1-3]。

二、微波技术教学中存在的问题

通过对以往教学过程中出现的情况，结合本专业特点，发现《微波技术》课程的讲授过程中存在以下几个问题：

（一）在现有的教学过程中，往往过于偏重理论教学，而实践教学所占比重较小；仅是按照课本简单设计教学计划，将基本的、重要的概念、原理、方法在有限的课时教学中教授给学生，而缺少介绍微波技术的发展前沿，因而学生课程学习意义不明确。

（二）由于该课程需要大量的先进仪器设备，而有限的学科建设及科研经费造成实验室先进仪器设备相对匮乏，导致学生缺少开放式教学环境。

（三）教学方法相对于其它课程比较传统，网上教学辅导与课堂教学难以有效结合；对学生的考核仅限于分数的高低；在课程建设过程上未能引进国外先进的教学理念、教学方法及教材，未能及时更新配套的实验教材，使学生不能在多层次、开放式的教学环境下学习。

三、微波技术教学改革的实践探索

针对以上教学中存在的问题，认为从以下几个方面对《微波技术》教学改革进行探索：

（一）注重合理利用教材，配套实验教材。以教材更好地适应当前教学的需要为目的，对教材在保留原有经典基础理论的同时，增加新的理论和实用技术；结合当前微波技术的发展，增加的新型微波元器件的原理和使用方法介绍。

（二）不断更新课程内容，提高学生学习兴趣。微波技术课程内容比较抽象，学生在学习中不易建立概念，也会因怀疑课程的实用性从而减少学习的动力。因此，应多注重对于课程内容实际应用背景的介绍，比如介绍未来移动通信技术中的射频技术等，以提高学生的学习兴趣。

（三）将实践性教学与启发式教学相结合。本课程紧密结合实际，教学中应加强实验教学环节。为节省设备经费，采取硬件平台与软件辅助相结合，学生实际动手操作与演示相结合的方法，开发基于仿真实验平台的实验内容，从测量微波的基本参量入手，将“电磁场与电磁波”实验与“微波技术”实验有机结合，使学生加深对书本知识的理解。

（四）积极改革教学内容组织方式。基础理论教学方面，教学内容以讲授基本原理、基本方法为主，使学生了解基本理论知识，掌握重点、难点问题，在讲授该课程时，把重点放在基本概念和基本原理的解释上；实践课程教学方面，结合理论课程教学内容，精心设计典型的实验范例，利用实验室拥有的微波仪器设备，进行微波系统基本参数的测量；实践环节教学方面，主要包括课程设计和毕业设计，让学生利用所学的知识，培养学生的实践技能。

（五）开展互动式教学与研究式教学。开展互动式教学，在授课过程中，鼓励学生提问，每一章结束后都进行分组讨论，培养学生的独立思考、分析问题、解决问题的能力。开放式、研究式的讨论，使学生总结归纳所学内容，用一条龙“串”起来，写出“小论文”形式的学习笔记。这些措施促进了学生的积极性和自信心的提高，帮助学生克服了畏难情绪，增强了对自己将来从事微波科研工作的兴趣和信心。

（六）坚持推进优师建设，加强教学经验与资源的总结、研究与推广，实现科研与教学的融合，不断优化教师队伍结构，全面提高任课教师水平。

（七）积极进行网上教学改革试验。充分利用利用网络教学来补充课堂教育，将网络教育与课堂教育有机地融合起来。

（八）设计教学信息调查表和听课记录表。调查表在课程结束时使用，听课记录表由课程教学负责人教学过程中随机听课时填写。对负责人每学期听课次数定量化，并要求分别对相关教学环节进行评价。根据学生填写的调查表和负责人填写的听课记录，分析教学过程中所存在的问题以及教学改革与创新的效果，为教学研讨和教改指明方向。

四、结语

通过对《微波技术》教学手段，教学方法和实验环节等多方面的不断地探索，为深化《微波技术》课程教学改革，提高课程的教学水平和教学质量提供有益借鉴。

参考文献：

微波通信技术论文篇6

中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）26-0074-02

为了培养学生的实践能力，提高学生的就业能力，使学生的综合素质和人才市场需要相接轨，普通高校都重视学生实践能力的培养，[1，2]并增加相应实验实践类课程的设置。微波技术是通信工程专业必不可少的专业基础课，也是一门重要的专业基础课。[3]近些年，随着科学的发展，微波技术得到了广泛的应用，尤其是在通信行业，如微波卫星通信、微波散射通信、模拟微波通信和数字微波通信等。[4]微波技术广泛的应用也带动了就业市场的需求。由于微波技术领域的特殊性，目前社会上招聘微波工程师和射频工程师的岗位都要求应聘者具有丰富的实践经验，能够熟练使用微波设计与仿真软件进行仿真优化设计，能够熟练使用常规的射频及微波仪器设备等。[5]为了培养微波技术领域的高素质应用型人才和卓越工程师，需要在实践和创新方面加强对学生的培养。

实践教学是微波技术课程的重要组成部分。利用ADS软件构建涵盖传输线理论，Smith圆图和微波网络等内容的仿真实验可以使学生较好地掌握微波技术的基本原理，加深学生对微波器件基本参数的认识和掌握。在微波技术基本实验的基础上可以引导学生进行扩展实验，进一步研究，这样有利于培养学生的实践能力、设计能力和创新能力。

一、传输线理论仿真实验

传输线理论是微波技术的基础。传输线理论即分布参数电路理论是学生接触微波技术的切入点，也是入门点。因此，全面理解掌握传输线理论也是学习后续课程内容的关键。传输线理论重点是要学生把传输线的等效电路理解好，并能正确分析信号在其上面的工作状态。在学生已经有了输入阻抗、反射系数、驻波比的一般概念后，我们给出了广义无耗传输线上的仿真实验。广义无耗传输线更符合实际应用情况，即最普遍的情况是电路的两端均不匹配，因此实验更具有一般性和实际应用的价值。根据广义无耗传输线理论，在传输线两端均匹配，仅源端匹配和仅负载端匹配三种情况下负载端的电压分别为：[6]

其中，Vs为信号源激励电压，Zs为信号源内阻，Z0为特性阻抗，为负载处反射系数。

利用ADS软件可以仿真广义无耗传输线上的电压波形。ADS仿真模型如图1（a）所示，激励源信号的频率为1GHz，电压幅度为1V，激励源内阻为R1，负载阻抗为R2，传输线的特性阻抗为50Ω，当源端匹配而负载阻抗为100Ω时，传输线输入端电压V1和负载处电压V2的仿真结果如图1（b）所示，从图中可以看出V2叠加了反射的电压，与式相吻合，可以继续改变激励源内阻和负载阻抗，得到其他两种情况下传输线输入端电压和负载上电压的对比，从中可以直观地验证广义无耗传输线理论。在此基础上，可以进一步指导学生仿真传输线两端均不匹配情况下的电压波形，使之理解波在传输线上的来回反射。并给学生提出为什么会出现来回反射这一问题，引导学生独立思考，为学生自己设计微波电路做好理论的铺垫。

二、Smith圆图与阻抗匹配实验

Smith圆图是微波技术课程的重要内容，也是学生掌握阻抗匹配的工具。Smith圆图主要用于计算微波网络的阻抗、导纳及网络阻抗匹配设计等，还可用于设计微波元器件等。[7]利用ADS中的Smith圆图工具可以直观地进行阻抗匹配。图2为ADS软件中的Smith圆图工具。为了简单起见，设置传输线特性阻抗为50Ω，负载阻抗为75Ω。图2给出了负载和传输线进行匹配的结果。匹配结果可以从多个角度得到并验证，图3中右下角给出了匹配的网络原理图，即此时可在负载端并联一个电阻；图2中右上角给出了匹配后网络的S参数；在图2左面的Smith圆图中可以看到匹配的最终结果。由于利用Smith圆图进行匹配是一个动态的过程，因此在改变参数的过程中可以随时关注匹配的效果。在Smith圆图上既可以考虑源端匹配也可以考虑负载端匹配，特别是对于同一个匹配问题可以有不同的解决方案。在此基础上可以指导学生应用Smith圆图工具进行单支节匹配和双支节匹配等内容的练习，以加深学生对Smith圆图的认识和掌握，为微波电路及微波器件的设计奠定基础。

三、微波网络S参数仿真实验

散射矩阵即S参数是描述微波网络特性的一种重要矩阵形式，也是微波网络的特色之一，对散射矩阵概念的理解与应用是微波技术课程微波网络部分的一个重点和难点。[8]本部分可以通过一些仿真实例来使学生理解S参数。图3（a）给出了两条平行耦合微带线（四端口网络）的S参数仿真模型。当两条微带线距离很近时，由于电磁场的相互作用会产生耦合，应用平行耦合微带传输线可以构建多种类型的微波滤波器，因此本节实验来仿真两条平行耦合微带线的S参数。构建PCB板上长为4inch，线宽为40mil，线间距为40mil的两条平行微带线，并使其各个端口均匹配。S参数仿真结果如图3（b）所示，图中给出了频率在100M～3GHz范围上的S（2，1）和S（4，1）参数，从图中可以看出微带线的传输特性和耦合特性。由于所仿真的四端口网络具有互易性和对称性，因此查看其他S参数，会发现S（2，1）与S（1，2）一致，S（3，4）与S（4，3）一致，S（3，1）与S（1，3）一致，S（4，1）与S（1，4）一致。

根据这个仿真模型和结果可以引导学生再进行实验和研究。比如，实际上S（3，1）参数为两条平行耦合微带传输线间的近端串扰，S（4，1）参数为两条平行耦合微带传输线间的远端串扰。串扰是噪声，对于高速电路的设计者来说，如何抑制串扰就是一个问题。把抑制串扰这个问题抛给学生，使之思考，就会激发他们的学习兴趣和研究潜能。

四、结论

基于ADS软件的微波技术仿真实验既可以使学生掌握微波仿真软件的使用，也可以增强学生理解相关理论的能力。特别是通过引导学生在基本实验的基础上再进行扩展实验，可以激发学生的学习兴趣和研究潜能，提高他们解决实际问题的综合能力。在北京信息科技大学通信工程专业实施“卓越工程师教育培养计划”中，物联网是三个培养方向中的一个，其中的射频电路设计和射频识别技术等课程就需要学生有较好的微波技术基础，因此微波技术实践教学的地位将更加突出，基于ADS软件的微波技术仿真实验方案将为北京信息科技大学“卓越工程师教育培养计划”的实施奠定基础。

参考文献：

[1]吕淑平，马忠丽，王科俊，等.基于创新型工程科技人才培养的实验教学体系建设与实践[J].实验技术与管理，2012，29（7）：133-135.

[2]张发爱，吴志强，刘来君，等.以重点实验室为平台，培养地方性工科大学生的实践和创新能力[J].实验技术与管理，2012，29（7）：5-7.

[3]夏祖学，李少甫，胥磊.《天线与微波技术》课程的教学改革研究与实践[J].实验科学与技术，2013，11（6）：49-51.

[4]孙凤坤，邢泽炳.微波技术原理及其发展与应用[J].科技创新与应用，2014，（6）：3-4.

[5]全绍辉.构建“微波技术”课网上教学和实验实践学堂[J].实验技术与管理，2012，29（12）：159-163.

微波通信技术论文篇7

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

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种：中文

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本：大16开

国际刊号：1005-6122

国内刊号：32-1493/TN

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发行范围：国内外统一发行

创刊时间：1980

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CBST 科学技术文献速报(日)(2009)

中国科学引文数据库(CSCD―2008)

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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)

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微波通信技术论文篇8

一、通讯技术

通讯技术主要致力于通过对信息传输和信号处理相关原理的研究与应用，帮助人们更好的进行信息的传递与获取。对于通讯技术而言，其最为重要的环节是对于信号的处理，而其对信号的传输与接受问题同样不容忽视。信息对于快速发展的社会来说具有着极为重要的意义，因而其获取与传播同样得到了人们的重视。通讯技术作为针对信息进行的传递手段，其发展与进步不仅对个人的发展有着难以忽视的影响，对社会的进步同样有着极为积极的影响。

二、微波与微波通讯

微波作为一种具有极高频率的电磁波，凭借其传播稳定、受外界干扰小等优点成为通讯技术发展过程中的重要研究对象。微波通讯作为重要的通讯技术手段，与其他通讯方式相比具有建设周期短、不易受到人为破坏、更易跨越障碍、受外界因素影响较小等特点，其在特殊地段的信息通讯过程中所能够起到的作用是其他通讯方式难以相比的。

微波理论的研究起源于二十世纪，其随着时间的不断推进，微波技术逐渐成熟的同时，其应用范围也得到了逐步扩展。微波通讯正是微波理论与技术在通讯技术领域内的应用，微波通讯技术是一种无线通讯手段，多通过使用微波频段对信息进行传播，随着技术的不断发展，微波通讯日益成熟的同时逐渐获得了广泛关注。微波通讯可以实现直线路径之间无障碍两点之间的微波传输，在通讯网络的构建过程中扮演了极为重要角色的同时也适用于各种专用通讯网络，在日常生活通讯领域也有着难以替代的作用。

三、微波通讯技术

传统微波通讯系统的发展受到了自身通讯设备以及运行模式等因素的制约的同时其传输速率有限因而无法与光纤通讯技术相比较。多数微波通讯系统，使用分体式微波系统时多将设备分为室外单元与室内单元两部分，室内部分主要负责信号之间的转换，提供必要的传输服务，但其传输方式局限于点对点的传输，因而室内单元本身不具备业务调度功能，在组建较为复杂的网络模式进而为通讯系统提供业务汇聚、调度等功能的过程中，需要对室内单元进行必要的叠加，以更好地满足实际运营需求，进而增加微波通讯系统的运营成本，与此同时也会导致传输效率的低下进而增加通讯系统的不稳定性。新型微波通讯技术首先着眼于相关设备的开发与应用，以帮助通讯网络不再局限于传统微波通讯网络的构建方式，以更加便利的为通讯系统的构建做出更大的贡献。相较于传统微波通讯技术而言，新型微波通讯技术更加注重网络构建方式的同时，增加了自身信息传递含量与速度，其设备的体积与重量等也均有不同程度的变化，使其能够更好的满足通讯系统的建设需求。

四、微波通讯技术发展与应用

微波通讯技术作为现代通讯技术中的重要组成部分，其在实际生产生活领域中有着极为广泛的应用，其在通讯系统中所起到的作用同样不容忽视。当前微波通讯技术多作为干线光纤传输的备份与补充，以帮助信息传输避免因为自然灾害等意外因素而发生中断。微波通讯技术能够帮助自然条件恶劣的区域获得基本的通讯条件，以为用户提供基本的业务信息。微波通讯技术能够帮助宽带无线进行接入，其所具备的快捷方便等特点使其在高速数据业务的竞争中获得更大的竞争实力。通讯技术随着科学水平的不断提升，将获得更加快速的发展，微波通讯技术的发展趋势可以分为高速大容量、高频段、高集成度、微型化、智能化、低成本等方向。高速大容量是指对微波魇渲械男畔⒑量以及传输速度进一步提升，以更好的适应快速提升的通讯需求。高频段是由于当前使用的微波频段已经过于拥挤，难以适应日益增加的通讯需求，进而需要微波通讯设备生产厂家及时调整生产发展方向。高度集成与微型化能够帮助使微波通讯设备向着体积更小、质量减轻、能耗更低的方向发展。智能化以及低成本则是为了帮助微波通讯技术更好的满足不同客户的需求进而帮助通讯技术更好地实现自身的实用价值。

对于新型微波通讯技术来说，其主要致力于满足人们对于信息传递与获取的实际需求，不断提升自身实力的同时，更好的为社会的进步与发展做出积极的贡献。

结语：通讯技术作为对信息传播与获取影响极大的因素之一，其在社会的进步与发展有着难以忽视的影响，微波通讯技术作为现代通讯技术的重要组成部分之一，其对通讯系统的影响同样难以忽视。新型微波通讯技术作为新兴技术，其发展与应用受到了社会各界的广泛关注，如何使其更好的应用于实际生产生活之中，将成为业界共同关注的重点。

参 考 文 献

微波通信技术论文篇9

中图分类号：TN925 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）04-0000-00

微波是一种具有极高频率（通常为300 MHz～300GHz），波长很短，通常为1m～1mm的电磁波。微波与短波相比，虽然具有传播较稳定，受外界干扰小等优点，但在电波的传播过程中，却难免受到地形、地物和气候状况的影响而引起反射、折射、散射和吸收现象，产生传播衰落和传播失真。微波通信是重要的现代通信手段之一，与其他通信方式相比，具有建设周期短、不易受人为破坏、跨越地形障碍比较方便等特点。因此，作为光纤通信的补充，微波通信在特殊地段发挥着重要的作用。随着现代通信网向高度灵活、动态和智能化的方向发展，传统的模拟微波已不能满足要求。PDH（Plesiochronous Digital Hierarchy，准同步数字体系）微波通信虽然可以很好地适应点对点通信，但却无法适应动态联网的要求，也难以支持新业务的开发和现代网络管理。SDH（Syn-chronous Digital Hierarchy，同步数字体系）微波通信是为新一代的数字微波传输体制应运而生。尽管光纤传输网在容量方面有微波无法比拟的优点，但不管是通信干线上还是支线，SDH微波网仍然是光纤网不可缺少的补充和保护手段。

1传统微波通信系统存在的问题

半个多世纪以来，微波通信技术的发展主要体现在空中接口性能的改进，如接口速率、传输距离等。尽管如此，微波通信技术的发展仍然远不如光纤通信技术迅速。除了有限的传输速率无法与光纤通信技术相媲美外，传统微波通信系统自身的设备形态及组网模式也是一个重要因素。以目前主流的分体式微波通信系统为例，在设备形态方面，分体式微波系统分为O D U（室外单元）和I D U（室内单元），其中I D U负责中频信号与基带信号之间的转换，提供点到点业务的透明传输；在组网模式方面，I D U不具备业务调度功能，一旦需要组成链型、树型、环型等较复杂的网络并提供业务汇聚、调度功能时，需要将多个I D U进行级联堆叠，并引入A D M设备，这将使整个微波通信系统的C A P E X和O P E X居高不下。

2新型微波通信系统的革新

基于对传送网络的深刻理解和分析，经过多年的探索，设备厂商终于找到了微波通信技术新的发展方向―S D H数字微波通信技术。其传输线路的组成形式可以是一条主干线，中间有若干分支，也可以是一个枢纽站向若干方向分支。为了更好地与现有的光传输网络结合，新型微波设备还在很多方面进行了革新。无论是设备体积、功能，还是技术性能、组网方式，都紧跟通信技术的发展方向，并从多层面进行了融合。

3微波网络下一步发展方向―纯分组传送化

随着业务网分组化的发展，传送网的分组化也是大势所趋，尤其是随着3 G和W i M A X技术的快速发展，基站的带宽需求急剧增加，预计到2 0 1 6年，90%以上的基站回传业务将实现分组化。作为传送网一部分的微波网络也不可避免地面临着I P化、分组化的变革。基于T D M的V C交叉将会演变为通过P W E 3技术的仿真来实现基于分组的统一包交换。微波通信系统也将向分组化演进，这也是微波网络下一步的发展方向。

4将来的发展趋势

当前，光纤通信以其巨大带宽、超低损耗和较低成本而成为干线传输的主要手段，对微波中继通信形成巨大的冲击，而移动通信技术则取得了迅速发展。综合分析认为微波通信技术发展趋势主要有以下几个方面。（1）向高速大容量发展。SDH数字微波中继通信将继续像更高容量发展，采用多状态的QAM调制。移动通信则凭借OFDM技术开发更快速的宽带互联技术。（2）向更高频段发展。根据电信主管部门的规划，3GHz以下频段要分配给移动和个人通信，而3～10 GHz的频段也已十分拥挤。许多数字微波通信设备厂家及时调整发展方向，向10 GHz以上的高频段进军。（3）向高集成度、微型化方向发展。采用微波单片集成、数字专用集成电路等，朝着设备体积更小、重量更轻、功耗更低的方向发展，天线也进一步朝微型化方向发展。（4）向智能化、低成本方向发展。采用软件无线电技术，使数字微波通信系统是一个较为通用的平台，能够根据用户的不同要求完成各种功能。

参考文献

[1]傅海阳.SDH数字微波传输系统[M].北京：人民邮电出版社，2014.

[3]潘莹玉.第三代移动通信[J].电力系统通信，2014（1）：40- 42.

微波通信技术论文篇10

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）39-0097-02

“电磁场理论与微波技术”课程是电子信息工程、通信工程和电子科学与技术等专业的一门重要的专业基础课，在基础课与专业课之间起着承先启后的作用。该课程的内容在通信、雷达、广播、电视、遥控、遥测、射频电路、电磁兼容等相关领域有着广泛而深入的应用，同时也是边缘学科、交叉学科（生物、医学、材料、化学等）的共同生长点。因此，该课程对电子类和通信类专业学生的培养具有非常重要的作用。

“电磁场理论与微波技术”课程要求的数学和物理基础较高，涉及的数学公式较多，推导烦杂，且物理概念抽象、理论性强、内容庞杂。要求学生具有较强的空间想象能力、抽象思维能力和逻辑推理能力，因此历来被公认为是一门难教和难学的课程[1]。如何利用有限的授课课时（如64课时），通过课堂生动形象的教学激发学生的学习兴趣、增强学习信心，使学生更好地掌握该课程的基本概念、理论和分析方法，为后续课程和未来相关专业领域新知识的持续学习奠定良好的基础，是新形势下课程改革面临的一大挑战。为此我们在教学内容、教学方法和考核方式上进行了一些探索，取得了良好的教学效果。

一、教学内容的改革

我们先在教学内容上进行了一系列的尝试，从电磁场中使用最频繁的矢量分析入手，到教学内容的系统化，以及现代工程应用与基本概念和理论的相结合等，使得枯燥课堂内容变得生动有趣，繁多的数学方程不再难以理解，大大提高了学生们的学习兴趣。

1.认清数学背后隐含的物理意义。“电磁场理论与微波技术”涉及数学的微积分、矢量分析、微分方程等内容，尽管这些内容大部分在大一、大二的数学课程中学习过，但由于没有结合具体物理概念或应用，学生们普遍对这些内容没有更多的体会，掌握不牢固，或者已经遗忘。因此，本课程先用一次课复习和补充相关的数学知识，帮助学生认清数学背后所隐含的物理意义。例如在认清场量的基础上，帮助学生加深理解矢量场散度和旋度的本质分别是产生场的标量源和矢量源，从而为本课程的学习打下良好的数学基础。

2.教学内容的系统化。本课程是在大学物理电磁学的基础上，进一步阐述电磁场与电磁波的基本概念、基本理论和基本的分析方法。因此教学中在认清矢量场散度和旋度本质的基础上，通过具体学习静态场和时变场，进一步理解电场和磁场各方程的物理意义，并最终把各类静态场和时变场的问题统一到麦克斯韦方程组的求解上，突出时变场和电磁波的概念。通常《电磁场与微波技术》课本中将微波技术的内容划分为传输线理论、微波传输线、微波网络和微波器件四部分。学生们学习时普遍感觉内容繁多杂乱。因此，在教学中可以打破章节的限制，将相关内容整合在一起进行教学。例如在讲授波导和同轴传输线时，结合场结构可以直接讲授由波导和同轴线构成的微波器件，包括波导内的电抗元件、微波谐振器、同轴波导转换器、模式变换器等。在讲授波导上的壁电流分布时可以同时进行缝隙的介绍。在讲授微波网络时，可以结合网络的散射参数介绍一些微波元件的参数，如定向耦合器、衰减器、隔离器、移相器等，利用散射参数分析这些器件的性能。通过这些系统整合，使得看似杂乱繁多的内容得以系统化，帮助学生建立理解该门课程知识间的相互联系。

3.理论与实际相结合，激发学生的学习兴趣。“电磁场理论与微波技术”尽管理论性强、物理概念抽象，但同时也有非常广泛的工程应用。在教学中可以结合电磁波与微波技术在各个领域的应用加以介绍和分析，使学生对电磁波和微波理论有更直观的认识，从而极大地激发学生的学习兴趣。如讲授电磁波在不同媒质分界面的传播特性时，可以结合隐身技术、天线罩和天线反射板的设计进行，引导学生们使用基础理论定性分析工程中的应用。讲授电磁波的极化特性时，可以结合收发天线的极化特性和极化匹配的问题加以讨论，在介绍谐振器的谐振模式时可以结合微波炉的工作模式进行分析。通过这些具体的实例，让学生们深刻体会到，即使是最新的工程应用技术，也是建立在最基础的理论知识上的，从而极大地激发了学生们的学习兴趣。

二、教学方法的改革

微波通信技术论文篇11

质量工程

【中图分类号】G【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2013）09C-

0065-02

高等学校教学质量与教学改革工程（简称质量工程）是教育部、财政部全面贯彻党中央、国务院关于“把高等教育的工作重点放在提高质量上”的战略部署，经国务院批准实施的重大高校教学改革项目。实施质量工程是促进我国高等教育规模、结构、质量、效益全面协调发展，构建和谐发展的高等教育新体系的需要，是培养高素质人才的需要。

从实际教学来看，微波技术课程应用“矢量分析与场论”、“特殊函数与数理方程”等工程数学的知识较多，概念抽象、公式复杂，电磁场分布和计算复杂，在学习过程中，学生往往会产生畏难情绪。在质量工程背景下，如何做好微波技术的教材建设，调动学生学习积极性和主观能动性，是微波技术教育教学管理者要探索的一个问题。本文拟以哈尔滨工程大学微波技术课程组出版的微波技术课程的立体化教材为例，对微波技术课程教材建设进行探讨。

一、微波技术课程教材建设思路

微波技术系列课程的大多教学内容一直沿用的是早期的经典理论知识，很少涉及科学发展前沿的知识，缺少时展所需要的新内容，如微波电路的计算机辅助分析与设计、微波工程虚拟仿真技术、智能天线技术等问题，教材内容缺乏时代性、新颖性，难以适应瞬息万变的信息社会。尤其是信息技术日新月异，更需要及时更新教学内容。因此，化繁为简，深入浅出，合理规划、整合增补教材内容，是一条切实可行的建材建设思路。同时，现代化教学手段的引入，给微波技术课程的电子教材带来新的契机，开发建设符合教育教学规律的优质电子教材，恰当充分地使用现代教育手段促进教学活动的开展，是电子教材建设的关键。

结合上述思路，哈尔滨工程大学微波技术课程组出版了一套立体化教材，该套教材从基本概念入手，全面系统地阐述了微波技术的基本理论、基本技术和基本分析方法，在强调基本概念理解与掌握的同时，又强调理论联系实际，着重介绍解决工程实际问题的方法，把现代科技理念和经典基础理论有机结合，内容新颖，具有独特的风格，形成了特色鲜明的精品教材。该套教材主要依托哈尔滨工程大学部级精品课程微波技术的特色课程改革，就改革课程的主导思想出版一套普通高等学校电子类专业非微波方向专业类特色专业规划教材，旨在总结为哈尔滨工程大学电子信息工程、通信工程、信息对抗和电子科学技术等专业开设的微波技术基础和计算微波等课程的教学经验和教学成果；根据专业课教学要增强理论性、突出专业特色，向学科深度发展的精神，在充分吸收国内外最新相关学术科研成果的基础上，整合并扩充，以求形成一个具有专业学科特色、系统性强，既能满足专业课学习需求，又具有一定工程应用前瞻性的知识体系。

二、微波技术课程教材建设特色

该套教材在编写过程中体现了以下特色：

（一）实用性

根据微波技术的发展和当前教学的实际需要，在保留经典的传输线基本理论、微波传输线和微波网络的基本内容和分析方法基础上，该套教材将常用微波器件的内容精炼为一章。国内同类教材中有关微波器件内容的分多章介绍，过多地采用复杂的数学公式分析，耗费学时较多。该套教材从工程实际出发，注重物理概念和工作原理的介绍，内容紧凑，便于理解和掌握。在应用传统的“路”方法分析传输线理论的基础上，从“场”方法强化传输线理论。此外，哈尔滨工程大学微波技术课程组还打算在新版内容中微波传输线一章中，增加传输线理论到广义传输线理论的推广一节，使学生理解传输线理论对TE、TM的适用性及局限性，并得出多导体传输线电报方程，更适合教学。

（二）突出工程实践性

该套教材在保留经典理论及方法定的基础上，从工程实际出发，注重物理概念和工作原理的介绍，内容紧凑，便于理解和掌握。增加微波技术的计算机辅助分析与辅助设计内容，并首次引入常用微波仿真设计软件（针对无源器件的HFSS设计，有源器件的Microwave office设计）使用方法和设计范例等内容。

具体内容包括主干理论，即为理论补充的工程实践系列。每一个理论之间逻辑联系紧密，环环相扣，有利于学生系统学习和实际应用技能的逐步提高，上一个理论是下一个理论的基础，下一个理论是上一个理论的深化。微波工程是培养具有微波技术的应用技术型人才，毕业后能够从事工程领域的设计及应用，因此教材体系的建设注重实践能力的培养。理论补充部分都以培养学生的工程应用为着力点，从电磁仿真设计软件出发，对微波工程中元器件的设计加以介绍，学习常用的微波仿真软件HFSS和Microwave office的使用方法和设计范例。

（三）立体化

《微波技术》为微波技术立体化教材中的核心教材，与之配套的有实验教材——《微波技术——测量与仿真》，学习指导书——《微波技术学习与解题指南》，以及电子教材——《微波技术电子教案与课件》等辅助教材。这些辅助教材分别由高等教育出版社和哈尔滨工程大学出版社出版，在体系和内容上相互支撑，以满足现代教育教学的需要。

（四）配备现代教学手段

书中每章后面附有内容提要，便于学生抓住重点和难点。另外，配合该教材的使用，哈尔滨工程大学微波技术课程组开发了相应的多媒体课件和电子教案。同时，开设微波技术基础课程网站，实现远程教学、网上答疑和测试。

微波工程课程网络教学系统由多媒体理论课教学、实验教学和网络自主学习构成，涵盖了教学思想、教学方法、教学技术和手段的改革内容，具体内容包括：一是网络课程学习。网上内容突出教学目标要求，条理清楚，简明扼要，提供相应知识的图像、动画链接，图像配有文字说明和热键提示，图像资料除教学内容外，还提供基础学科的相关内容和相关知识点的检索，有利于训练学生自主学习。二是网上讨论、答疑。网上讨论是教师与学生、学生与学生之间对微波工程课程学习的有关问题进行在线双向讨论。网上答疑则是由学生提出问题，教师定期回答，为学生学习和学生与教师沟通提供了良好的环境。三是网上自测。根据教学大纲要求，遵循有效性与科学性相结合原则设计每一章学习内容的复习思考题及自测题，并分成不同题型，主要以选择题为主。计算机给出正确答案和评分。四是教学文件。包括教学大纲、教学计划、实习指导、电子教案、全程教学录像、电子课件和实验录像等教学参考内容。五是网络资源。把与微波工程相关的资源网站链接到网络课程网站上，使学生能在短时间内进入到相关的网站进行学习。

三、微波技术课程教材建设成果

该套教材被列为“十一五”、“十二五”部级规划教材，已累计印刷4次，累计印数上万册，且已被哈尔滨工程大学、吉林大学、东北电力大学、南开大学、烟台大学、海南大学、中国地质大学、伊犁师范学院、合肥经济技术职业学院、湖北第二师范学院、陆军军官学院、集美大学、东莞理工学院等几十所学校采用，作为微波技术课程的主教材或参考资料。

该套教材得到了国内知名专家的高度评价，专家认为该套教材从基本概念入手，全面系统地阐述了微波技术的基本理论、基本技术和基本分析方法，作为一门专业基础课教材，在强调基本概念理解与掌握的同时，又强调理论联系实际，着重介绍解决工程实际问题的方法，把现代科技理念和经典基础理论有机结合，内容新颖，具有自己独特的风格，形成了特色鲜明的精品教材。

国家精品课程的全部教学资源已经上网，包括大纲、习题、学习要点、多媒体课件、电子教案和授课全程录像（包括微波技术全程授课录像40讲、微波技术实验演示教学录像16学时）、微波技术仿真软件等，被数次浏览和下载，供兄弟院校在教学中使用。本课程教学资源和主讲视频被国内多家网站转载，受到了社会的好评，并有网友读者的评价性语言。所开发的微波技术系列多媒体课件在“光盘中国”网站上向全国发行，获得黑龙江省高等学校第二届多媒体教学软件一等奖和黑龙江省高等学校第三届多媒体教学软件一等奖。

由哈尔滨工程大学微波技术课程组以教材建设为部分内容的“精品课程资源共享”取得了显著成效，微波技术课程已入选部级精品资源共享课立项项目，由课题组申报的“质量工程背景下的微波技术课程精品资源建设与实践”获得2013年黑龙江省教学成果一等奖。

【参考文献】

[1]李辉.以高水平教材建设工作为基础全面推动精品课程建设[J].中国高教研究，2006（12）

[2]孙汉文.教材建设的原则与实践——关于几个关系问题的处理[J].高等理科教育，2006（12）

[3]刘艳.从现代教学观看高校教材的新发展[J].电化教育研究，2005（9）

[4]李华.系列化、立体化、网络化、电子化：大学教材选题开发的趋势[J].编辑学刊，2005（2）

微波通信技术论文篇12

中图分类号：F626.3 文献标识码：A

在20世纪60一70年代初期．随着微波通信相关技术的进步，人们研制出了中小容量的数字微波通信系统，这是通信技术由模拟向数字发展的必然结果。80年代后期，由于同步数字系列(sDH)在传输系统中的推广应用，出现了N×155Mbit／s的SDH大容量数字微波通信系统。现在，数字微波通信、光纤通信和卫星通信一起被称为现代通信传铺的三大支柱。

随着技术的不断发展，除了在传统的传摘领域外，数字微波技术在固定宽带接人领域也越来越引起人们的重视。工作在28cHz频段的LMDS(本地多点分配业务)已开始大量应用，这预示数字微波技术仍将拥有良好的市场前景。

1SDH微波通信系统概念简述

SDH容量较大，一般是16E1到4032E1。SDH是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络，是美国贝尔通信技术研究所提出来的同步光网络。国际电话电报咨询委员会于1988年接受了SONET 概念并重新命名为SDH，使其成为不仅适用于光纤也适用于微波和卫星传输的通用技术体制。SDH传输方式是一种新的数字传输理念。它可以实现网络管理的效率，实时监测，动态网络维护，不同厂商设备的互通功能，可以大大提高使用率的网络资源，降低管理成本和维护成本，实现灵活、可靠、高效的网络操作和维护，它是当今世界信息传输技术的发展应用热，光网络近年来已被广泛应用于广播电视领域，光传输方案在微波传输，卫星传输，电缆传输和许多其他的方法和优势，占有重要的地位，现已成为节目传输网的主要传输手段。它是光波为载体，以光纤作为传输介质，传输的信号从一个到另一个运输工具。它具有信息量大，传输距离，频率带宽，质量高，抗干扰和抗辐射等诸多优点，是一套语音，图像，数据通信综合传输网络。

2SDH微波通信系统的组成

考虑到微波信号在自由空间的传播特性，一个SDH微波接力通信系统可出终端站、枢纽站、分路站及若干中继站组成。其传输形式可以是一条主干线，中间有若干分支，也可以是一个枢纽站向若干方向分支，通常主干线可长达几干公里，另有若干条支线线路.根据各站所处位置和功能不同，数字微波传输线路总是由以下几种站型组成。

下面分别介绍它们的作用及设备配置。

2.1终端站

SDH微波终端站的发送端完成主信号的发信基带处理、调制、发信混额及发信功率放人等；终端站的收信端完成主信号的低躁声接收、解调、收信基带处理。在业务联络方面，终端站具有全线业务和选站业务两种能力。在网络管理方面，终端站可以通过软件设定为网络管理主站，收集各站汇报过来的信息，监视线路运行质量，执行网络管理系统配置管理及遥控、遥测指令，需要时还可与电信管理网连接。终端站基带接口与sDH复用设备连接，用于上、下支胳信号。终端站还具有备用倒换功能，包括倒换基淮的识别、倒换指令的发送与接收、倒换动作的启动与证实等*

2.2枢纽站

枢纽站一般处在干线上，需完成多个方向上的通信仟务。在系统多波道工作的情况下，此类站要完成某些波道信号或部分文路的转接，完成话路的上、下，另外还要完成某些波道信号的复接与分接等。因此，这一类站上的设备门类繁多，可以包括各种站型的设备。

2.3分路站

分路始处在线路中间，除了可以在本站完成活路的上、下和收、发信波道的分文处理外，还可以沟通干线上两个方向之间的通信。在此类站上，配有SDH微波传输设备和SDH分插复用设备(ADM)15外视要求也可安装多套微波传锅再生设备；同时该站还可以作为监控系统的主站，也可以用作受控站。

2.4中继站

处在线路中间不进行上、下话路的站称为中继站。它可分为再生中继站、中频转接站、射频有源转接站和无源转接站等。由于SDH数字微波传输容量大．一般只采用再生中继站。再生中继站对收到的已调信号进行解调、判决和再生，然后转发至下一方向的调制器。经过它的处理可以去掉在传输过程中引入的噪声、干扰和失真，这充分体现了数字通信的优越性。在般情况下，两个中继站的距离为50 km左右。

3SDH的数字微波技术发展趋势

对于宽带ISDN而言，SDH微波通信和光纤通信是两种重要的信息传播方式。由于这两种传输链路分别使用无线和有线介质，因此，在很多应用场合它们的优势可以相互补充发挥，这不仅确保了干线电路的高质量，而且降低了运营成本。

微波的传输容量一般比光纤要小，为使微波在一个微波传格频段中总传辅容量和可靠性与现有光纤容量及可靠性接近，就必须进一步提高微波信道的频谱利用率，同时也要提高SDH微波通信的纠错能力，这些也正是目前数字微波通信技术的主要发展方向。

3.1提高QAM调制级数及严格限制带宽

微波是一种频带受限的传输媒质，根据ITU-R建议，我国在4一ll GH3频段大都采用的波道间隔为28―30 MHz和40 MHz。要在有限的频带内传输5DH信号，必须采用更多状态的调制技术。一般多采用多电平QAM调制技术，与此同时，对倍道滤波器的设计提出了极为严格的要求，只有这样才能实现提高频谱利用率的目的。

3.2网格编码调制及维特比检测技术

为了降低系统误码率，提高信息传输的可靠性，就必须采用更加复杂的纠错编码技术，但由此会导致频带利用率的下降。为了解决这个问题，可以采用网格编码调制(TCM)技术。采用TCM技术带利用维持比算法解码，在高速数字信号传输中，应用这种解码算法难度较大，需要进一步攻关。

3.3自适应频城和时域均衡技术

当系统采用多状态QAM调制方式时，要达到ITU―R所规定的性能指标，对多径衰落必须采取相应的对抗措施。考虑到ITU-R的新建议将不再给数字微波系统提供额外的若错件能配额，因此，必须采取强有力的抗衰落措施。在各种抗衰落技术中，最常用的技术之一是自适应均衡技术，它包括自适应领域均衡技术和自适应时域均衡技术。

频域均伤主要用于减少频率选锑性衰落的影响，即利用中频通道插人的补偿网络的频率特性去补偿实际信道频率持性的畸变；时域自适应均衡用于消除各种形式的码间干扰，可用于最小相位和非最小相位衰落，为消除正交干扰，可引进二维时域均衡器。

3.4多栽波并联传输

多载波并联传输可显著降低发信码元的速率，减少传播色散的影响。

3.5其他技术

除了上面所述技术之外．还有其他一些技术，如多重空间分集接收、发信功率放大器非线性预校正、自适应正交极化干扰消除电路等。

【结束语】

传统的SDH传输技术具有相当大的生命力。而网络与业务融合的趋势将是今后技术的发展方向，我们从业者熟练的掌握这种技术，可以在通信建设工程中减少初期投资，充分利用资源，从而得到更大的经营利润，降低运营成本。

【参考文献】