微波頻譜

微波頻譜是將微波管產生和放大的高頻信號劃分為若干個波段的圖譜。一般認為，微波頻率範圍從1GHz~100GHz。毫米波頻帶是微波頻帶的一部分，通常從大約30GHz～300GHz．

基本介紹

• 中文名：微波頻譜
• 外文名：Microwave spectrum
• 頻率範圍：1GHz~100GHz

基本定義

微波頻譜是將微波管產生和放大的高頻信號劃分為若干個波段的圖譜。一般認為，微波頻率範圍從1GHz~100GHz。毫米波頻帶是微波頻帶的一部分，通常從大約30GHz～300GHz。

微波頻譜特性

用無源微波輻射測量研究地球表面特性，感興趣的頻譜範圍是1～100千兆赫(波長30~0.3厘米)。在大於30厘米的較長波長，宇宙噪聲增加，往往容易淹無用信號；在小於3毫米的短波長，大氣衰減和技術實現上的困難是主要限制．與大部分其他遙感方法相比，長波是無源微波輻射測量的一個特性。這個特徵的主要影響是相應低的空間解析度。這意味著在地物目標的檢測和識別過程中，空間圖形信息是一種主要信息源。研究表明，在光學遙感里，利用頻譜信息可以完成感興趣地物目標的分類和識別，特別是農業領域裡植被類型、植被形態的確定。因此，微波遙感器面臨的一個同樣問題是如何利用頻譜、極化和方向信息來完成各種不同的識別任務。
雖然，微波相對地對大氣和氣侯條件是不靈敏的，但從衛星高度觀測地球表面時，大氣的影響是必須考慮的。在22千兆赫水汽吸收線和60千兆赫氧氣吸收線附近，即使在晴朗天氣條件下，大氣實際上也是不透明的．正因為如此，用於地球資源勘測的無源微波輻射測量。感興趣的頻率範圍是1-20千兆赫。高於這個頻率範圍，雲和雨的影響是嚴重的．用於大氣微波遙感探測的頻率選擇，則有完全不同的考慮，例如，大氣溫度的探測，頻率選擇在氧吸收譜線60千兆赫附近。

微波頻譜的套用

微波頻譜利用(microwave spectrum utilization)為解決微波頻譜擁擠問題，研究提高頻譜利用率從而更有效更充分地利用頻率資源的科學與技術。微波通信中的衛星通信、接力通信和移動通信可根據具體情況，採用不同的頻譜利用技術，如壓縮頻譜技術、交叉極化技術及頻率再用技術等。
為防止對相鄰信道的相互干擾，數字微波通信發射機的輸出頻譜應加以限制。其輸出譜應符合規定的功率譜框架的要求；並對2、4、6、11GHz的可用頻帶及最少傳輸話路作了規定。

頻譜利用率

單位頻帶傳輸的信息量。它是評估不同頻譜利用技術性能的重要指標。一個頻寬為B，持續時間為Ta的m進制信號的信息速率為fb，頻譜利用率為nb。由定理可知，加大m或減少BT：都可以提高頻譜利用率。前者可採用多進制調製技術，後者可採用單邊帶、部分回響等壓縮傳送頻譜技術。

多進制調製及壓縮頻譜技術

多進制調製技術是提高頻譜利用率的有效方法。它包括多進制調幅(MASK)、多進制調頻(MFSK)、多進制調相(MPSK)和組合調製方式（如AM-PM調製）。這樣，一個碼元就可傳送多個比特的信息。但多電平的數目也受到一定限制。使用較多的調製方法有：

1. 八相移相鍵控(8PSK)技術，用8個不同相位的載波來代表8進制碼元。
   
2. 十六進制正交調幅(16QAM)技術，屬於線性調製技術。它是用兩路四電平的信號分別對正交的兩個載波進行調製合成而得。
   
3. 正交部分回響的調製技術，可在中頻或射頻上形成部分回響信號。一種在頻譜上形成正交部分回響信號的框圖及相應的矢量圖。它先在中頻上實現常規的四相調製，經微波功率放大後，採用特殊的限帶濾波器，將普通四相調製信號的頻譜加以限制，造成前後碼元重疊，形成部分回響信號。