说到微波通信，大家可能都比较陌生，但是如果细心观察，你就会发现，有些大楼楼顶上，除了基站还会有一些像“大鼓”一样的设备，这些就是“微波通信天线”。

图片来源：网站芯语传感器技术账号

目前，微波通信技术跟有线通信技术，开始进入了IP时代，继续在人们的工作生活中发挥着举足轻重的作用。

01 微波通信的诞生和发展

微波通信，英文为Microwave Communication，是指使用微波（Microwave）作为传播信息的介质，进行通信的方式。微波频率范围在300MHz—3000Gz（1THz=1000GHz）之间，波长范围在1米—0.1毫米（光速=波长×频率）之间。

微波的频率和波长范围

电磁波光谱

而微波通信目前主要使用的是3GHz-40Ghz这个范围，根据波段的不同，工程师们还专门对波段进行定义。

常用微波波段的划分

微波的发展与无线通信的发展密不可分，1901年，马克尼使用800KHz中波信号进行了世界上第一次横跨大西洋的无线电波的通信试验，从此开创了人类无线通信的新纪元。20世纪30年代，由于波导的理论、实验和应用取得重大进展，一些微波电子器件如波导管被发明出来，比短波的波长更短的微波技术开始成为一个新兴的通信手段。

1931年，由英国多佛尔到法国加莱建立了世界上第一条超短波通信线路。1933年，在克拉维的主持下，从英国的莱普尼列到法国的圣·因格列维特开通了第一条商用微波通信线路。

1936年，索思沃思提出超高频波导管的理论，并发明了微波用波导管。1937年，美国物理学家瓦里安兄弟制出了双腔速调管振荡器。1939年，英国物理学家兰德尔与布特制造出多腔磁控管。这些成果为微波技术的形成与发展奠定了基础。

1945年，美军的微波通信设备

二战之后，微波通信获得了迅速发展和广泛应用。1947年，著名的美国贝尔实验室在纽约和波士顿之间，建立了世界上第一条模拟微波通信线路。在此之后，澳大利亚、英国、加拿大、法国、意大利和日本等国家都在本国的主干路由上安装了微波接力通信系统。

微波技术的演进

相较于其它国家，我国的微波通信研究启动比较晚，开始于60年代。与此同时，模拟微波逐渐被淘汰，人类逐渐进入了数字微波通信时代。

80年代后期开始，SDH技术（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系）在传输系统中占据统治地位，微波通信技术发展进入了加速期。进入了IP时代后，虽然以光纤通信为主导的有线传输网络成为大大小小家中必备的网络传输方式，而对于偏远地区，由于架设有线传输成本太大且容易受自然环境影响，微波通信传输的方式仍被采用。

02 微波通信的特点

电磁波通信一般分为广播和点对点方式，微波通信属于后者，其技术应用范围主要是微波接力通信和卫星通信。

微波接力通信也被称为微波中继通信，是使用波长为1米到1厘米范围的微波，靠视距中继站接力传输来实现微波信号远距离无线电通信。由于频率高，波长短，注定本身绕射能力差，且穿透力弱，在地表传输时，衰减很大，传输距离短，所以为了进行远距离通信，一般就中继的方式进行信号接力，进行有限视距传输。

两个普通高度的微波接力站之间的距离为50公里左右

地球表面上的微波接力通信

卫星通信也属于微波通信的一种，因为微波无法反射电离层只能穿透，所以我们将中继接力的设备放到天上，通过地球同步卫星的覆盖，从而实现远距离通信并把信号传输到全球。

卫星通信

03 危难时刻显神通

微波相对于光纤通信，有着布设灵活、建设周期短、费用低、抗自然灾害能力强等特点。这就是为什么虽然有线传输的光纤通信如今已经占据主导地位，但是在很多特殊场景下，微波通信仍然发挥着不可或缺的作用。例如在一些地理环境较差偏远地区，布设有线传输往往难度太大或成本过高，就会采用微波通信进行数据传输。

因为微波通信抗灾害能力较强，所以在应急通信中有着不可替代的地位。在1976年的唐山大地震中，京津之间的同轴电缆全部断裂，而六个微波通信通道全部安然无恙，在这种情况下，微波通信为救援发挥了重要的通信作用。在90年代长江中下游的特大洪灾中，微波通信也显示了它的巨大作用。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。

如今，微波通信不仅助力于卫星通信，在5G移动通信方面也有着很大作用。因为5G基站需要以更高密度的方式进行基站建设，所以在光缆部署存在困难或需要短期内开通基站的情况下，利用微波设备进行信息回传就成了首选方案。在物联网无线领域内，5G移动通信技术和微波技术的融合也是物联网实现“万物互联”应用的重要途径。

中国电信应急通信保障

参考资料：

《微波通信-百度百科》

《通信百年》

鲜枣课堂

图片来源于网络

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