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常見微波網路的信號流圖

發布時間:2022-09-23 15:24:11

什麼是微波寬頻

微波寬頻相當於無線光纖寬頻,主要通過無線設備接收寬頻網路,實現快速的光纖上網。

微波寬頻的特點:

  1. 傳輸距離遠,根據不同的設備,可以十分方便的相互連接1~50Km的網路;

  2. 施工周期短,天線支架准備好了之後,幾乎1天就能夠安裝1套點對點鏈路,施工迅速,節約大量時間與金錢,快速投入使用;

  3. 節約資金,維護簡便;

  4. 便於擴充新點, 擴容方便;

  5. 抗干擾強,穩定可靠;

Ⅱ 同樣是10兆,微波網路信號會比光纖差嗎微波信號會受什麼影響導致信號弱

微波通信由於其頻帶寬、容量大、可以用於各種電信業務的傳送,如電話、電報、數據、傳真以及彩色電視等均可通過微波電路傳輸。微波通信具有良好的抗災性能,對水災、風災以及地震等自然災害,微波通信一般都不受影響。但微波經空中傳送,易受干擾,在同一微波電路上不能使用相同頻率於同一方向,因此微波電路必須在無線電管理部門的嚴格管理之下進行建設。此外由於微波直線傳播的特性,在電波波束方向上,不能有高樓阻擋,因此城市規劃部門要考慮城市空間微波通道的規劃,使之不受高樓的阻隔而影響通信。

傳輸過程一般是由發射設備產生電信號並由發射天線轉換成電磁波,經空間媒質傳播到接收端,由接收天線接收電磁波並還原成電信號而完成傳輸。
直射波傳播(視距傳播):一般用在超短波和微波波段。直射波傳播是最主要的無線電波傳播方式。
電離層反射波傳播(天波傳播):指電波向天空輻射並經電離層反射後回到地面的傳播方式,主要用在中波和短波波段,簡稱天波。
地表面波傳播:這是一種沿著地球表面傳播的電磁波,簡稱地波。主要用在中、長波波段和短波的低頻段。由於大地對電波能量的吸收作用,因此利用地波這種傳播方式時,只能進行頻段較低的近距離通信。
散射波傳播:這種傳播主要是由於電磁波投射到大氣層(如對流層)中不均勻氣團或投射到流星余跡上時產生散射,其中有一部分電磁波到達接收地點。
地面反射波傳播:電波經地面反射後到達接收地點的傳播方式。

Ⅲ 微波傳輸線振盪器的構成原理及電路 具體解釋

微波傳輸特性的基礎知識 「微波」通常是指波長在 — 的電磁波,對應的頻率范圍為: — ,它介於無線電波和紅外線之間,又可分為分米波、厘米波、毫米波、亞毫米波。微波與低頻電磁波一樣,具有電磁波的一切特性,但由於微波的波長較短、頻率高因此又具有許多獨特的性質,主要表現在:1、 描述方法:由於電磁波的波長極短,與使用的元件和設備的尺寸可以相比擬,在低頻段由於能量集中其傳播性質用「路」的概念來描述,使用的元件稱為集中參數元件(電阻、電容、電感等);而微波的傳播應利用「場」的概念來處理,使用的元件為分布參數元件(波導管、諧振腔等)。因此低頻電路的電流、電壓、電阻等不再適用,而是採用等效方法處理;微波測量則以功率、波長、阻抗取代了電流、電壓、電阻等。2 、產生方法:微波的周期在 — 與電子管內電子的渡越時間(約為 )相近,因此微波的產生和放大不能再使用普通的電子器件,取而代之的是結構和原理完全不同的微電子元件——速調管、磁控管、行波管及微波固態器件。3、 光似性:由於微波介於無線電波和紅外線之間,因此不僅具有無線電波的性質同時具有光波的性質:以光速直線傳播、反射、折射、干涉、衍射等。4、 能量強:由於微波的頻率高,故可用頻帶寬、信息容量大,且能穿透大氣層因此可廣泛用於衛星通訊、衛星廣播電視、宇宙通訊和射天天文學的研究。由於微波的這些特性,使微波在通信、雷達、導航、遙感、天文、氣象、工業、農業、醫療、以及醫學等方面得到廣泛應用。 一、 微波元件簡介1. 固態振盪器(固態信號源)微波振盪器(信號源)是產生微波信號的裝置,常見的有磁控管振盪器、速調管振盪器和固態振盪器幾種。磁控管振盪器功率大體積大,常用來提供大功率信號;速調管振盪器結構簡單、使用方便,但效率低一般只有0.5%—2.5%,輸出功率小一般在,因此比較適合實驗室使用。固態振盪器則是一種較新型的信號源,可分為微波晶體管振盪器、體效應管振盪器、雪崩二極體振盪器等。固態振盪器振盪頻率高最高振盪頻率可達幾百千兆;輸出功率最大可達幾十瓦以上,脈沖功率可達幾千瓦;支流功率轉換為微波功率較高,最高可達50%以上。這里主要介紹實驗室常用的由體效應二極體振盪器。1963年美國國際商業機器公司發現的 ,砷化鎵和磷化銦等材料的薄層具有負阻特性,因而無需P-N接即可產生微波振盪,它的工作原理與通常由P-N節組成的半導體器件不同,它不是利用載流子在P—N內運動特性,而是利用載流子在半導體內的體內體內運動特性,是靠砷化鎵材料「體」內的一種物理效應(負阻效應)所以稱為體效二極體或耿氏管(Gun管)。體效應二極體由截止式衰減器以及用來調制微波脈沖幅度的PIN調制器組成。實驗室常用的3cm固態信號源的頻率調節范圍大約8.6一9.6GHz。 體效應振盪器是微波信號源的核心元件, I (A)它是利用具有負阻特性的半導體材料砷化鎵製成的,由於砷化鎵具有雙能級結構,上、下兩個能級差為0.36Mev;處於不同能級的電子具有不同的有效質量和不同的遷移率,其中上能級有效質量大遷移率小。當下導帶電子的能量增加到0.36Mev時,下導帶的電子就會被激發到上導帶上去,使它在某一區域內呈現負阻特性,即出現起伏安特性曲線 圖(1) U(V)如圖(1)所示:由此可知體效應管內能夠產生一個震盪電流,使砷化鎵的厚度足夠地小,體效應管可以產生類似脈沖尖峰的振盪波形,振盪頻率很高,即產生微波信號。典型的耿氏二極體如圖所示:由銅螺紋(接到直流電源的負極上)、銅底座(外加散熱器)、陶瓷圓環(絕緣作用)、金絲引線、砷化鎵片子、頂帽(正極)組成,若將耿氏二極體安裝在諧振腔的適當位置上,只要在它的兩端加上直流電壓,就可以在諧振腔內產生微波振盪,構成微波負阻振盪器。耿氏二極體的主要性能參數為:工作頻率10GHz左右,工作電壓10V,工作電流0.2—0.6A,輸出功率0.03——0.1W,最大耐壓能力14V。2. 隔離器 是一種不可逆的衰減器,正向衰減較小,約0.1dB,反向衰減很大,可達幾十dB,因此只允許微波單方向通過,對反方向傳播微波呈電阻吸收。隔離器常用於振盪器與負載之間,起到隔離和單向傳輸作用。隔離器一般由鐵氧體材料製成,鐵氧體是一種磁性材料,由二價的金屬錳、鎂、鎳]銅、等氧化物和氧化鐵燒制而成,它既具有磁性材料的導磁性,又具有較高的電阻率,一般可達 ,由於其電阻率很高,電磁場能夠滲入內部起作用而損耗很小因此得到廣泛應用。 隔離器 衰減器隔離器分為諧振式和場移式兩種,諧振式功率較大,實驗室常用場移式,它是在波導內的適當位置放置一片兩端呈尖劈形(為了減少反射)鐵氧體片,使其表面與波導窄面平行,表面附有吸收片(由石墨粉或鎳鉻合金製成)並外加恆定磁場製成。在鐵氧體內加上一個恆定磁場使鐵氧體內的電子產生進動與此同時再加上與恆定磁場垂直的高頻右旋或左旋極化磁場,由於這兩種磁場與電子進動方向分別相同和相反,因此產生不同的磁導率 和 而且隨恆定磁場的大小而變化,當鐵氧體片的厚度、位置和磁場強度選取適當時,產生非互易性的場效應,既當電磁波在波導管中正向傳播的波為右旋圓極化時鐵氧體呈現磁導率 為一負值右旋圓極化場被「排除」鐵氧體外,吸收材料的表面電場為0,幾乎無衰減。當電磁波反向傳播時為左旋圓極化場被「吸入」鐵氧體內,被吸收材料表面電場很大被吸收,反向衰減很大。3.衰減器 衰減器是一種電阻性器件,用來衰減微波的功率和電平。 衰減器可分為固定式和可變式兩種,也可以分成吸收式衰減器、旋轉式極化衰減器以及過極限衰減器。實驗室常用吸收式可變衰減器,它是在波導內加裝可移動的衰減片,衰減片是在介質片上塗上電阻性薄膜的介質片(例在玻璃上噴塗鎳鉻),移動衰減片的位置或深度可以改變對電磁波的吸收程度,從而改變波導管內電磁波的強度,調節信號的強弱。4.頻率計(波長表)是利用諧振腔來測量頻率的元件,它通常選用同軸或圓柱波導為諧振腔製成的,又「吸收式」諧振頻率計,它的腔體通過耦合元件耦合到一段直波導上,當它的腔體失諧時,腔體內電磁場極弱,此時不吸收能量,基本不影響波導內電磁波的傳播,相應地接在終端的檢波器的示數保持恆定大小的信號輸出。移動諧振腔一端活塞的位置,來改變諧振腔的長度,可以改變諧振腔的固有頻率。當它的固有頻率與微波的頻率相同時,就會發生共振吸收,從電磁場中吸收能量,使其能量減少,出現共振吸收峰。讀出此時測微計的示數,從附表中查出對應的頻率,利用波長與頻率的關系可以求出電磁波在自由空間的波長。 波長表(頻率計) 負 載5負載微波傳輸中接入一些元件對電磁波產生特定的影響,可分為匹配負載和電抗元件(或負載)。匹配負載通常做成波導管的形式,內裝吸收片,它的材料是塗有金屬碎沫(例如鉑金)或碳膜的介質片,介質一般選用玻璃、瓷膠紙等,做成劈形可微波緩慢吸收,其形狀及大小決定吸收程度,。匹配負載的吸收率較大幾乎將進入其中的微波全部吸收,可認為無反射,駐波比 =1.06。電抗元件包括膜片、調諧螺釘和短路活塞三種。膜片可分為:1)電容性膜片——將其置於波導管中使電場加強,相當於跨接與雙線的電容器,呈現電容特性性。 2)電感性膜片——將其置於波導管中由於膜片電流使膜片周圍磁場集中,相當於跨接與雙線的電感器,呈現電感特性。3)調協窗——將電容性膜片和電感性膜片組合在一起,成為中間開孔的膜片,相當於接入一個L—C振盪迴路, 調諧螺釘是矩形波導管中央位置插入螺釘時,該處的電磁場將發生變化:當插入深度 較淺( )時使電場增強,呈現容性; 時電容和電感相等,形成串聯諧振;當 時感抗大於容抗,呈現感抗性。6.駐波測量線 測量線又稱駐波測量儀,是用來測量波導中駐波分布規律的儀器,可分為測量 駐波測量線電場和測量磁場兩種。實驗室常用第一種,它由一段沿縱向開有細長槽的直波導與一個可沿槽移動的帶有微波晶體檢波器的探針探頭組成。探針經過槽插入傳輸線內,從中拾取微波功率以測量微波電場強度的幅值沿軸線的分布規律,探針的位置可由測量線上附的標尺或測微計讀出。7、晶體檢波器晶體檢波器的核心元件是採用半導體點接觸的二極體(又稱為微波二極體),其結構如圖所示:形狀一般為子彈狀,外殼為高頻鋁磁管;晶體檢波器就是在異端波導管中安上微波二極體,如圖所示,將微波二極體插入波導管的寬邊中心,以便檢測波導管兩寬邊間的感應電壓,為了得到較大的檢波信號,通常在通過調節其後端短路活塞的位置使其與二極體的間距為 ,使檢波二極體位於電場最大處。 微波二極體 檢波器結構示意圖 7.調配器調配器是用來調節波導系統使其達到匹配狀態的裝置,可分為單螺調配器、三螺調配器和雙T接頭調配器等幾種。單螺調配器實質上是一段帶有螺釘的矩形波導,螺釘的作用相當於並聯在波導截處的短路支線,改變螺釘的深度及在波導管中的位置,就可將它調節到任意所需的阻抗:當插入深度 時,它呈現一個等效並聯電感,當插入深度 時它呈現一個等效並聯電容, 的值大約等於 時會發生串聯型諧振,此時波導處於短路狀態,實際應用中螺釘的插入深度不超過諧振深度。若在波導中插入三個螺釘則構成三螺調配器,這兩種調配器僅適用於功率不大的情況。 單螺調配器 雙T頭調配器此外還有連接元件、分支元件(E面分支、H面分支、雙T分支及魔T)、定向耦合器、環行器。

Ⅳ 微波技術的目錄

第1章 柱狀導波系統中的電磁波
及傳輸線理論
1.1 引言
1.2 柱狀導波系統中的電磁波
1.3 TEM波的一般特性
1.4 傳輸線上的電壓波和電流波
1.5 傳輸線方程及其解
1.6 無耗傳輸線的三種工作狀態
1.7 阻抗圓圖
1.8 傳輸線的阻抗匹配
1.9 傳輸線的損耗
習題 2.1 波沿規則波導傳輸的一般特性
2.2 矩形波導中電磁波的通解
2.3 矩形波導中的TE10模
2.4 圓波導中的電磁波
2.5 同軸線的高次型波
2.6 脊型波導
2.7 波導的損耗
2.8 波導中正規模的正交性與完備性
2.9 波導的激勵
習題 3.1 帶狀線
3.2 微帶線
3.3 耦合帶狀線和耦合微帶線
3.4 槽線、共面波導和鰭線
3.5 介質板波導
3.6 圓柱介質波導與光纖
習題 4.1 諧振腔的基本特性參量
4.2 矩形諧振腔
4.3 圓柱形諧振腔
4.4 同軸型腔及微帶腔
4.5 介質諧振器
4.6 i皆振腔的激勵與耦合
4.7 諧振腔的等效電路
4.8 皆振腔的微擾
習題 5.1 均勻傳輸系統與雙線的等效
5.2 微波網路參量
5.3 埠網路
5.4 三埠網路
5.5 四埠網路
5.6 等效信號源法
5.7 信號流圖在微波網路分析中的應用
習題 6.1 微波濾波器
6.2 匹配電路
習題
第7章 微波有源電路
7.1 微波晶體管的穩定性
7.2 微波晶體管放大器
7.3 微波晶體管振盪器
7.4 微波混頻器
習題 8.1 鐵氧體的旋磁特性
8.2 均勻平面波在鐵氧體中的傳播特性
8.3 微波隔離器
8.4 鐵氧體環形器
8.5 YIG器件
習題
參考文獻

Ⅳ 微波信號怎麼傳輸的

傳輸過程一般是由發射設備產生電信號並由發射天線轉換成電磁波,經空間媒質傳播到接收端,由接收天線接收電磁波並還原成電信號而完成傳輸。

直射波傳播(視距傳播):一般用在超短波和微波波段。直射波傳播是最主要的無線電波傳播方式。
電離層反射波傳播(天波傳播):指電波向天空輻射並經電離層反射後回到地面的傳播方式,主要用在中波和短波波段,簡稱天波。
地表面波傳播:這是一種沿著地球表面傳播的電磁波,簡稱地波。主要用在中、長波波段和短波的低頻段。由於大地對電波能量的吸收作用,因此利用地波這種傳播方式時,只能進行頻段較低的近距離通信。
散射波傳播:這種傳播主要是由於電磁波投射到大氣層(如對流層)中不均勻氣團或投射到流星余跡上時產生散射,其中有一部分電磁波到達接收地點。
地面反射波傳播:電波經地面反射後到達接收地點的傳播方式。

Ⅵ 雙口微波網路的散射參量的測量在微波網路參數中有何重要意義

網路分析儀一種能在寬頻帶內進行掃描測量以確定網路參量的綜合性微波測量儀器。全稱是微波網路分析儀。網路分析儀是測量網路參數的一種新型儀器,可直接測量有源或無源、可逆或不可逆的雙口和單口網路的復數散射參數,並以掃頻方式給出各散射參數的幅度、相位頻率特性。自動網路分析儀能對測量結果逐點進行誤差修正,並換算出其他幾十種網路參數,如輸入反射系數、輸出反射系數、電壓駐波比、阻抗(或導納)、衰減(或增益)、相移和群延時等傳輸參數以及隔離度和定向度等。
矢量網路分析儀,它本身自帶了一個信號發生器,可以對一個頻段進行頻率掃描. 如果是單埠測量的話,將激勵信號加在埠上,通過測量反射回來信號的幅度和

網路分析儀 (5張)
相位,就可以判斷出阻抗或者反射情況. 而對於雙埠測量,則還可以測量傳輸參數. 由於受分布參數等影響明顯,所以網路分析儀使用之前必須進行校準。

在微波電路的設計和計算中,需要對所用元、器件特性的全部網路參數進行全面定值。而微波元、器件中,包括微波晶體管,大多採用S參數(散射參數)來表述它們的特性。一般二埠網路需要有四個散射參數(S11、S22、S12和S21),才能對其全面定值。因此往往採用測量的方法來確定網路的參數。
20世紀60年代中期,出現能在寬頻帶范圍內掃頻測量並能顯示全部網路S參數的模值和幅角的多功能儀器,這就是微波網路分析儀。因此網路分析儀的基本部分實際上就是一台S參數測量儀。方框圖如圖2所示。
圖2 網路分析儀框圖
由於測定了網路的S參數後,網路的其它各種特性參量都可以從S參數中導出,因此,微波網路分析儀具有多種功能。

發展過程編輯
網路分析儀是在四埠微波反射計(見駐波與反射測量)的基礎上發展起來的。在60年代中期實現自動化,利用計算機按一定誤差模型在每一頻率點上修正由定向耦合器的定向性不完善、失配和竄漏等而引起的誤差,從而使測量精確度大為提高,可達到計量室中最精密的測量線技術的測量精確度,而測量速度提高數十倍。

原理編輯
一個任意多埠網路的各埠終端均匹配時,由第n個埠輸入的入射行波 an將散射到其餘一切埠並 發射出去。若第m個埠的出射行波為bm,則n口與m口之間的散射參數Smn=bm/an。一個雙口網路共有四個散射參數 S11、S21、S12和S22。當兩個終端均匹配時,S11和S22就分別是埠1和2的反射系
網路分析儀
數,S21是由1口至2口的傳輸系數,S12則是反方向的傳輸系數。當某一埠m終端失配時,由終端反射回來的行波又重新進入m口。這可以等效地看成是m口仍是匹配的,但有一個行波am入射到m口。這樣,在任意情況下都可以列出各口等效入射、出射行波與散射參數之間關系的聯立方程組。據此可以解出網路的一切特性參數,如終端失配時的輸入端反射系數、電壓駐波比、輸入阻抗以及各種正向反向傳輸系數等。這就是網路分析儀的最基本的工作原理。單埠網路可視為雙口網路的特例,在其中除S11之外,恆有S21=S12=S22。對於多埠網路,除了一個輸入和一個輸出埠之外,可在其餘一切埠都接上匹配負載,從而等效為一個雙埠網路。輪流選擇各對埠作為等效雙口網路的輸入、輸出端,進行一系列測量並列出相應的方程,即可解得n埠網路的全部n2個散射參數,從而求出n埠網路的一切特性參數。 圖左為四埠網路分析儀測量S11時測試單元的原理示意,箭頭表示各行波的路徑。信號源 u輸出信號經開關S1和定向耦合器D2輸入到被測網路的埠1,這就是入射波a1。埠1的反射波(即1口的出射波b1)經定向耦合器 D2和開關傳到接收機的測量通道。信號源u的輸出同時經定向耦合器D1傳到接收機的參考通道,這個信號是正比於a1的。於是雙通道幅度-相位接收機就測出b1/a1,即測出S11,包括其幅值和相位(或實部和虛部)。測量時,網路的埠2接上匹配負載R1,以滿足散射參數所規定的條件。系統中的另一個定向耦合器D3也終接匹配負載R2,以免產生不良影響。其餘三個S 參數的測量原理與此類同。圖右為測量不同Smn參數時各開關應放置的位置。
在實際測量之前,先用三個阻抗已知的標准器(例如一個短路、一個開路和一個匹配負載)供儀器進行一系列測量,稱為校準測量。由實測結果與理想(無儀器誤差時)應有的結果比對,可通過計算求出誤差模型中的各誤差因子並存入計算機中,以便對被測件的測量結果進行誤差修正。在每一頻率點上都按此進行校準和修正。測量步驟和計算都十分復雜,非人工所能勝任。
上述網路分析儀稱為四埠網路分析儀,因為儀器有四個埠,分別接到信號源、被測件、測量通道和測量的參考通道。它的缺點是接收機的結構復雜,誤差模型中並未包括接收機所產生的誤差。

參數編輯
參數(散射參數)用於評估 DUT 反射信號和傳送信號的性能。 參數由兩個復數之比定義,它包含有關信號的幅度和相位的信息。 參數通常表示為:
輸出 輸入
輸出:輸出信號的 DUT 埠號
輸入:輸入信號的 DUT 埠號
例如,參數 S21 是 DUT 上埠 2 的輸出信號與 DUT 上埠 1 的輸入信號之比,輸出信號和輸入信號都用復數表示。
當啟動平衡 - 不平衡轉換功能時,可以選擇混合模 S 參數。

新發展編輯
1973年又研製出六埠網路分析儀。它利用一個由定向耦合器和混合接頭(魔 T)組成的六埠網路作為測量單元,除二個埠分別接信號源和被測件之外,其餘四個埠均接到幅值檢波器或功率計。通過檢出的四個幅值的適當組合,可以求出被測網路散射參數的模和相位。它不必使用復雜的雙通道接收機來取得相位信息,從而使測量系統的硬體大為簡化。此外,它有超過必需數目的冗餘測量埠,可以利用冗餘數據之間互相核對來提高測量結果的可信性。但它的計算工作比四埠網路分析儀要復雜得多。採用雙六埠網路分析儀來測量雙埠網路,即用一個六埠網路儀接在被測網路的埠1,另一個接在埠2,可在測量過程中避免開關轉換或人工倒轉被測網路的輸入端和輸出端,進一步提高了測量的精確度。

Ⅶ (三)常見信號分類

一個振盪中的電場會產生振盪的磁場,而一個振盪中的磁場又會產生振盪的電場,這樣子,這些連續不斷同相振盪的電場和磁場共同地形成了電磁波

波是由很多前後相繼的波峰和波谷所組成,兩個相鄰的波峰或波谷之間的距離稱為波長,每秒鍾振盪的次數是頻率

從上圖可以看出,人們現在已經能使用好幾個波段進行通信,紫外線以及更高的波段目前還不能用於通信

對信號的分類方法很多,下表只是一部分

模擬量和數字量

當我們觀察自然界中各種物理量時不難發現,就其變化規律的特點而言,不外乎有兩大類。
一類是物理量的變化在時間上或數量上是連續的,把這一類物理量稱為 模擬量 。模擬信號在連續變化過程中的任何一個取值都有具體的物理意義,表示一個瞬時值。
一類是物理量的變化在時間上和數量上都是離散的,即它們的變化在時間上是不連續的,總是發生在一系列離散的瞬間。而且它們的數值的大小和每次的增減變化都是某一個最小數量單位的整數倍,我們把這一類物理量稱為 數字量

模擬信號和數字信號

當我們把模擬量和數字量轉換成電壓(或電流)信號時,得到的電壓(或電流)信號也分為模擬信號和數字信號兩大類。工作在模擬信號下的電子電路稱為 模擬電子電路(簡稱模擬電路) ,而工作在數字信號下的電子電路稱為 數學電子電路(簡稱數字電路) ,數字信號在電路中常表現為突變的電壓或電流.

由於數字電子技術的迅速發展,尤其是計算機在自動控制、自動檢測以及許多其他領域中的廣泛應用,用數字電路處理模擬信號的情況更加普遍了。
為了能夠使用數字電路處理模擬信號,必須把模擬信號轉換成相應的數字信號,方能 送入數字系統 (例如微型計算機)進行處理。同時,往往還要求把處理後得到的數字信號再轉換成相應的模擬信號,作為最後的 輸出 。

技術指標 :
為了保證數據處理結果的准確性,A/D轉換器和D/A轉換器必須有足夠的轉換精度。同時,為了適應快速過程的控制和檢測的需要,A/D轉換器和D/A轉換器還必須有足夠快的轉換速度。因此, 轉換精度和轉換速度 是衡量A/D轉換器和D/A轉換器性能優劣的主要標志。

轉換器分類:
D/A轉換器電路結構形式有多種,從基本原理上可以歸為兩類:電流求和型、分壓器型。
A/D轉換器的類型也有多種,可以分為直接A/D轉換器和間接A/D轉換器兩大類。

在D/A轉換器數字量的輸入方式上有並行輸入和串列輸入兩種,而A/D轉換器數字量的輸出方式也有並行輸出和 串列 輸出兩種

電信號與波信號是有交集的,比如無線電信號

電信號是指隨著時間而變化的電壓或電流,根據生成方式可以分為兩種:

從上圖可以看出,人們現在已經能使用好幾個波段進行通信,紫外線以及更高的波段目前還不能用於通信。常用的是:無線電信號(無線電通信)、微波信號(微波通信)、光信號(光纖通信)

光纖通信就是利用光導纖維(以下簡稱為光纖)傳遞光脈波來進行通信。有光脈波相當於1,而沒有光脈波相當於0。由於可見光的頻率非常高,約為10^14HZ的量級,因此一個光纖通信系統的傳輸帶寬遠遠大於目前其他各種傳輸媒體的帶寬。
光纖是光纖通信的傳輸媒體。在發送端有光源,可以採用發光二極體或半導體激光器,他們在電脈波的作用下能產生光脈波。在接收端利用光電二極體做成光檢測器,在檢測到光脈波時可還原出電脈波。

當通訊系統的設備中不使用接收器時,也可以是藉由人眼觀察來解釋訊號,簡單的訊號如烽火、復雜的訊號則如光編譯的色碼或閃光摩斯密碼等。

微波通訊是指一種綜合技術,將信號以頻率在0.3 GHz 至300 GHz的微波作為載體傳輸。 部分被稱作毫米波的微波輻射非常容易被大氣層(特別是潮濕的天氣)衰減。
可用於作為與通訊衛星通信的方式、用作電視信號,攜帶電話等無線通信設備的通訊等

無線電技術是通過無線電波傳播信號的技術,其原理在於,導體中電流強弱的改變會產生無線電波。利用這一現象,通過調制可將信息載入於無線電波之上。當電波通過空間傳播到達收信端,電波引起的電磁場變化又會在導體中產生電流。通過解調將訊息從電流變化中提取出來,就達到了資訊傳遞的目的。

無線電的最早應用於航海中,使用摩爾斯電報在船與陸地間傳遞信息。現在,無線電有著多種應用形式,包括無線數據網,各種移動通信以及無線電廣播等。具體比如:

傳輸介質也稱傳輸介質或傳輸媒介,它就是數據傳輸系統中在發送器和接收器之間的物理通路。可分為兩大類,即導引型傳輸媒體(導向傳輸媒體)和非導引型傳輸媒體。在導引型傳輸媒體中,電磁波被導引沿著固體媒體(銅線或光纖)傳播,而非導引型傳輸媒體就是指自由空間,在非導引型傳輸媒體中電磁波的傳輸常稱為無線傳播。

傳輸信息有兩種方式:基帶傳輸和調制傳輸。由信源直接生成的信號,無論是模擬信號還是數字信號,都是 基帶信號 ,其頻率比較低。所謂 基帶傳輸 就是把信源生成的數字信號直接送入線路進行傳輸,如音頻市話、計算機間的數據傳輸等。 載波傳輸 則是用原信號去改變載波的某一參數實現頻譜的搬移,如果載波是正弦波,則稱為正弦波或連續波調制。把二進制信號調制在正弦波上進行傳輸,其目的除了進行 頻率匹配 外,也可以通過 頻分、時分、波分復用 的方法使信源和信道的 容量 進行 匹配

首先,由於頻率資源的有限性,限制了我們無法用開路信道傳輸信息。再者,通信的最終目的是遠距離傳遞信息。由於傳輸失真、傳輸損耗以及保證帶內特性的原因,基帶信號是無法在無線信道或光纖信道上進行長距離傳輸的。
為了進行長途傳輸,必須對數字信號進行調制。最後,較小的倍頻程也保證了良好的帶內特性。
所以調制就是將基帶信號搬移到信道損耗較小的指定的高頻處進行傳輸(即載波傳輸)。數字信號的載波傳輸與基帶傳輸的主要區別就是增加了調制與解調的環節,是在復接器後增加了一個調制器,在分接器前增加一個解調器而已。

頻率范圍非常窄的信號,也就是說幅度譜僅在原點附近(f=0)才是非零的,其他頻率幾乎可以忽略。

是指被進行頻率、幅度、相位間隔調制以攜帶信息/信號的波形,一般為正弦波。一般要求正弦載波的頻率遠遠高於調制信號的帶寬,否則會發生混疊,使傳輸信號有損。 有電力載波、光載波技術

信源(信息源,也稱發終端)發出的沒有經過調制(進行頻譜搬移和變換)的原始電信號,其特點是頻率較低,信號頻譜從零頻附近開始,具有低通形式。根據原始電信號的特徵, 基帶信號可分為數字基帶信號和模擬基帶信號 (相應地,信源也分為數字信源和模擬信源。)其由信源決定。說的通俗一點, 基帶信號就是發出的直接表達了要傳輸的信息的信號 .
由於在近距離范圍內基帶信號的衰減不大,從而信號內容不會發生變化。因此在傳輸距離較近時,計算機網路都採用基帶傳輸方式。如從計算機到監視器、列印機等外設的信號就是基帶傳輸的。大多數的區域網使用基帶傳輸,如乙太網、令牌環網。常見的網路設計標准10BaseT使用的就是基帶信號。 計算機內部並行匯流排上的信號全部都是基帶信號 ,由於基帶信號中交流分量極其豐富,所以不適合長距離傳輸。

頻帶信號(即是帶通信號):在通信中,由於基帶信號具有頻率很低的頻譜分量,出於抗干擾和提高傳輸率考慮一般不宜直接傳輸,我們可以使用載波傳輸,將數據的信號載入到載波的信號上,把基帶信號變換成其頻帶適合在信道中傳輸的信號,變換後的信號就是頻帶信號

接收方按照載波的頻率來接收數據信號,有意義的信號波的波幅與無意義的信號的波幅是不同的,將這些信號提取出來就是我們需要的數據信號

不管是光信號、電信號還是電磁波信號,都可以選擇性的用來承載模擬或數字信號。

Ⅷ 微波網路的分析

微波網路分析主要包括外特性分析、靈敏度分析和容差分析。①外特性分析:求出輸入埠的激勵與輸出埠的響應兩者之間的函數關系。頻域分析法和時域分析法分別適用於分析微波網路的穩態特性和瞬態特性。時域分析的基本方法有拉普拉斯變換法、伴隨網路法和狀態變數法等。②靈敏度分析:目的是獲得微波網路中各元件值或參量值的變化對網路外特性的影響,主要是分析散射參量的靈敏度,常用直接法和伴隨網路法進行分析。③容差分析:是微波網路計算機輔助設計的一項重要內容。對於已完成設計的網路,還須定量計算各元件參量值的偏差對網路外特性的總影響。元件參量值的偏差與製造公差、模型的近似性以及測量誤差等有關。容差分析有最壞情況分析和統計容差分析等方法。

Ⅸ 在計算機網路中把設備連接起來的布局方法

網路拓撲結構是指用傳輸媒體互連各種設備的物理布局,就是用什麼方式把網路中的計算機等設備連接起來。常見的網路拓撲圖有8種。
星型
星型結構是最古老的一種連接方式,大家每天都使用的電話屬於這種結構。目前一般網路環境都被設計成星型拓樸結構。星型網是目前廣泛而又首選使用的網路拓樸設計之一。
星型結構是指各工作站以星型方式連接成網。網路有中央節點,其他節點(工作站、伺服器)都與中央節點直接相連,這種結構以中央節點為中心,因此又稱為集中式網路。
星型拓撲結構便於集中控制,因為端用戶之間的通信必須經過中心站。由於這一特點,也帶來了易於維護和安全等優點。端用戶設備因為故障而停機時也不會影響其它端用戶間的通信。同時星型拓撲結構的網路延遲時間較小,傳輸誤差較低。但這種結構非常不利的一點是,中心系統必須具有極高的可靠性,因為中心系統一旦損壞,整個系統便趨於癱瘓。對此中心系統通常採用雙機熱備份,以提高系統的可靠性。
在星型拓撲結構中,網路中的各節點通過點到點的方式連接到一個中央節點(又稱中央轉接站,一般是集線器或交換機)上,由該中央節點向目的節點傳送信息。中央節點執行集中式通信控制策略,因此中央節點相當復雜,負擔比各節點重得多。在星型網中任何兩個節點要進行通信都必須經過中央節點控制。
現有的數據處理和聲音通信的信息網大多採用星型網,目前流行的專用小交換機PBX(Private Branch Exchange),即電話交換機就是星型網拓撲結構的典型實例。它在一個單位內為綜合語音和數據工作站交換信息提供信道,還可以提供語音信箱和電話會議等業務,是區域網的一個重要分支。
在星型網中任何兩個節點要進行通信都必須經過中央節點控制。因此,中央節點的主要功能有三項:當要求通信的站點發出通信請求後,控制器要檢查中央轉接站是否有空閑的通路,被叫設備是否空閑,從而決定是否能建立雙方的物理連接;在兩台設備通信過程中要維持這一通路;當通信完成或者不成功要求拆線時,中央轉接站應能拆除上述通道。
由於中央節點要與多機連接,線路較多,為便於集中連線,目前多採用交換設備(交換機)的硬體作為中央節點。

集中式
這種結構便於集中控制,因為端用戶之間的通信必須經過中心站。由於這一特點,也帶來了易於維護和安全等優點。端用戶設備因為故障而停機時也不會影響其它端用戶間的通信。同時它的網路延遲時間較小,傳輸誤差較低。但這種結構非常不利的一點是,中心系統必須具有極高的可靠性,因為中心系統一旦損壞,整個系統便趨於癱瘓。對此中心系統通常採用雙機熱備份,以提高系統的可靠性。
環型
環型結構在LAN中使用較多。這種結構中的傳輸媒體從一個端用戶到另一個端用戶,直到將所有的端用戶連成環型。數據在環路中沿著一個方向在各個節點間傳輸,信息從一個節點傳到另一個節點。這種結構顯而易見消除了端用戶通信時對中心系統的依賴性。

環行結構的特點是:每個端用戶都與兩個相臨的端用戶相連,因而存在著點到點鏈路,但總是以單向方式操作,於是便有上游端用戶和下游端用戶之稱;信息流在網中是沿著固定方向流動的,兩個節點僅有一條道路,故簡化了路徑選擇的控制;環路上各節點都是自舉控制,故控制軟體簡單;由於信息源在環路中是串列地穿過各個節點,當環中節點過多時,勢必影響信息傳輸速率,使網路的響應時間延長;環路是封閉的,不便於擴充;可靠性低,一個節點故障,將會造成全網癱瘓;維護難,對分支節點故障定位較難。
匯流排型
匯流排上傳輸信息通常多以基帶形式串列傳遞,每個結點上的網路介面板硬體均具有收、發功能,接收器負責接收匯流排上的串列信息並轉換成並行信息送到PC工作站;發送器是將並行信息轉換成串列信息後廣播發送到匯流排上,匯流排上發送信息的目的地址與某結點的介面地址相符合時,該結點的接收器便接收信息。由於各個結點之間通過電纜直接連接,所以匯流排型拓撲結構中所需要的電纜長度是最小的,但匯流排只有一定的負載能力,因此匯流排長度又有一定限制,一條匯流排只能連接一定數量的結點。
因為所有的結點共享一條公用的傳輸鏈路,所以一次只能由一個設備傳輸。需要某種形式的訪問控制策略、來決定下一次哪一個站可以發送.通常採取分布式控制策略。發送時,發送站將報文分成分組.然後一次一個地依次發送這些分組。有時要與其它站來的分組交替地在介質上傳輸。當分組經過各站時,目的站將識別分組的地址。然後拷貝下這些分組的內容。這種拓撲結構減輕了網路通信處理的負擔,它僅僅是一個無源的傳輸介質,而通信處理分布在各站點進行。

在匯流排兩端連接有端結器(或終端匹配器),主要與匯流排進行阻抗匹配,最大限度吸收傳送端部的能量,避免信號反射回匯流排產生不必要的干擾。
匯流排結構是使用同一媒體或電纜連接所有端用戶的一種方式,也就是說,連接端用戶的物理媒體由所有設備共享,各工作站地位平等,無中央結點控制,公用匯流排上的信息多以基帶形式串列傳遞,其傳遞方向總是從發送信息的結點開始向兩端擴散,如同廣播電台發射的信息一樣,因此又稱廣播式計算機網路。各結點在接受信息時都進行地址檢查,看是否與自己的工作站地址相符,相符則接收網上的信息。
使用這種結構必須解決的一個問題是確保端用戶使用媒體發送數據時不能出現沖突。在點到點鏈路配置時,這是相當簡單的。如果這條鏈路是半雙工操作,只需使用很簡單的機制便可保證兩個端用戶輪流工作。在一點到多點方式中,對線路的訪問依靠控制端的探詢來確定。然而,在LAN環境下,由於所有數據站都是平等的,不能採取上述機制。對此,研究了一種在匯流排共享型網路使用的媒體訪問方法:帶有碰撞檢測的載波偵聽多路訪問,英文縮寫成CSMA/CD。
這種結構具有費用低、數據端用戶入網靈活、站點或某個端用戶失效不影響其它站點或端用戶通信的優點。缺點是一次僅能一個端用戶發送數據,其它端用戶必須等待到獲得發送權;媒體訪問獲取機制較復雜;維護難,分支結點故障查找難。盡管有上述一些缺點,但由於布線要求簡單,擴充容易,端用戶失效、增刪不影響全網工作,所以是LAN技術中使用最普遍的一種。
分布式
分布式結構的網路是將分布在不同地點的計算機通過線路互連起來的一種網路形式。
分布式結構的網路具有如下特點:由於採用分散控制,即使整個網路中的某個局部出現故障,也不會影響全網的操作,因而具有很高的可靠性;網中的路徑選擇最短路徑演算法,故網上延遲時間少,傳輸速率高,但控制復雜;各個結點間均可以直接建立數據鏈路,信息流程最短;便於全網范圍內的資源共享。缺點為連接線路用電纜長,造價高;網路管理軟體復雜;報文分組交換、路徑選擇、流向控制復雜;在一般區域網中不採用這種結構。
樹型

樹型結構是分級的集中控制式網路,與星型相比,它的通信線路總長度短,成本較低,節點易於擴充,尋找路徑比較方便,但除了葉節點及其相連的線路外,任一節點或其相連的線路故障都會使系統受到影響。
網狀
網狀拓撲結構主要指各節點通過傳輸線互聯連接起來,並且每一個節點至少與其他兩個節點相連.網狀拓撲結構具有較高的可靠性,但其結構復雜,實現起來費用較高,不易管理和維護,不常用於區域網!

將多個子網或多個網路連接起來構成網狀拓撲結構。在一個子網中,集線器、中繼器將多個設備連接起來,而橋接器、路由器及網關則將子網連接起來。根據組網硬體不同,主要有三種網狀拓撲:
網狀網:在一個大的區域內,用無線電通信鏈路連接一個大型網路時,網狀網是最好的拓撲結構。通過路由器與路由器相連,可讓網路選擇一條最快的路徑傳送數據,如圖5-4所示。
主幹網:通過橋接器與路由器把不同的子網或LAN連接起來形成單個匯流排或環型拓撲結構,這種網通常採用光纖做主幹線。
星狀相連網:利用一些叫做超級集線器的設備將網路連接起來,由於星型結構的特點,網路中任一處的故障都可容易查找並修復
蜂窩
蜂窩拓撲結構是無線區域網中常用的結構。它以無線傳輸介質(微波、衛星、紅外等)點到點和多點傳輸為特徵,是一種無線網,適用於城市網、校園網、企業網。
混合型
將兩種或幾種網路拓撲結構混合起來構成的一種網路拓撲結構稱為混合型拓撲結構(也有的稱之為雜合型結構)。

這種網路拓撲結構是由星型結構和匯流排型結構的網路結合在一起的網路結構,這樣的拓撲結構更能滿足較大網路的拓展,解決星型網路在傳輸距離上的局限,而同時又解決了匯流排型網路在連接用戶數量的限制。這種網路拓撲結構同時兼顧了星型網與匯流排型網路的優點,在缺點方面得到了一定的彌補。

這種網路拓撲結構主要用於較大型的區域網中,如果一個單位有幾棟在地理位置上分布較遠(當然是同一小區中),如果單純用星型網來組整個公司的區域網,因受到星型網傳輸介質--雙絞線的單段傳輸距離(100m)的限制很難成功;如果單純採用匯流排型結構來布線則很難承受公司的計算機網路規模的需求。結合這兩種拓撲結構,在同一棟樓層我們採用雙絞線的星型結構,而不同樓層我們採用同軸電纜的匯流排型結構,而在樓與樓之間我們也必須採用匯流排型,傳輸介質當然要視樓與樓之間的距離,如果距離較近(500m以內)我們可以採用粗同軸電纜來作傳輸介質,如果在180m之內還可以採用細同軸電纜來作傳輸介質。但是如果超過500m我們只有採用光纜或者粗纜加中繼器來滿足了。這種布線方式就是我們常見的綜合布線方式。
無線電通信
傳輸線系統除同軸電纜、雙絞線、和光纖外,還有一種手段是根本不使用導線,這就是無線電通信,無線電通信利用電磁波或光波來傳輸信息,利用它不用敷設纜線就可以把網路連接起來。無線電通信包括兩個獨特的網路:移動網路和無線LAN網路。利用LAN網,機器可以通過發射機和接收機連接起來;利用移動網,機器可以通過蜂窩式通信系統連接起來,該通信系統由無線電通信部門提供。
網路可採用乙太網的結構,物理上由伺服器,路由器,工作站,操作終端通過集線器形成星型結構共同構成區域網。

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