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环行器/隔离器在微波通信中的应用分析
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2017-11-17
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1 前言
当今世界已进入信息化时代，灵活、多样、方便的通信手段已使人类居住的地球变成了一个村落。据日本电子工业振兴会预测，2010年世界电子信息产业市场将达34万亿美元，年均增长率为7.4%，其中通信设备工业市场将达到3636.5亿美元，年均增长率为6.6%；电子整机销售年均增长4.6%，电子元器件年均增长率为6.7%。中国电子信息产业今后十年将保持3倍于国民生产总值增长率即年均增长率20%的速度发展，现代通信与网络是重点发展领域之一。至2005年，通信产业业务收入1万亿元，年增长率23.3%；制造业收入达2.5万亿元，年增长率20%，年销售收入1.5万亿元，年增长20%，出口1000亿美元，年增长率15%；
通信能力：光缆总长250万公里，基本覆盖全国城乡，固定交换设备总容量超过3亿门，移动通信交换总容量超过3.6亿户。可见国际国内通信产业市场特别是国内市场多么的巨大。
10－9μm～1mm的电磁场，其中包括了无线电波、红外线、光波及γ射线等。而无线电波又分为长波、中波、短波和微波。作为通信手段，其过程如图1所 示。其中声音、图像、数据等信息为第一载体，电磁波为第二载体，必须将第一载体加于第二载体上，通信才能实现。作为通信系统可分为有线和无线两大类，用无 线电波传送的则为无线通信，而用长、中、短波的无线通信称为普通无线通信；用微波进行通信手段的则称为微波通信，它是现代无线通信的主力军。
300MHz～300GHz的无线电波，其频带宽度为299.7GHz，占整个无线电频带的99.9%，这是一个十分可贵的频率资源。而微波又分为分米波、厘米波和毫米波频段，其信道频带宽度分别为几MHz、几十MHz和上千MHz。若一路电视广播占用4～8MHz的话，一部毫米波发射机可同时发送几百套电视节目；若以一路电视所占用频宽为1500路电话的频带宽度来计算的话，则毫米波通信系统可同时传送几十万路电话。可见微波通信的通信潜力十分巨大。 /隔离器器件则是极为重要的一大类高频元器件。
2 环行器/隔离器在微波通信中的地位与作用
80%以上都用于军事上，如精密制导雷达、舰载雷达、机载、远程警戒预警雷达，导航和炮描雷达等都采用了相控阵天线。例如海湾战争中，美国威力显赫的“爱国者”导弹主要依靠了相控阵雷达技术，而铁氧体移相器则是相控阵技术的关键元件之一。在AV/MPQ导弹系统中使用了5161个X波段铁氧体移相器，它可以同时监视100个目标，同时跟踪8个目标，同时制导8枚导弹。冷战结束后，美俄等发达国家，也实行了“军转民”战略，微波铁氧体器件开始大量向民用方面转移，所以在卫星通信、微波通信、微波能应用、工农医疗等方面获得了广泛应用，市场日益扩大。
3 应用与市场
3.1 微波通信的方式
3.1.1 卫星通信：由地球站、通信卫星、转发器、接收站组成，其工作频段有S、C、X、K波段，即将开发的有V、Q和M波段。
3.1.2 微波接力通信：由始发站、中继（接力）站和终端站组成，它是利用电磁波沿地面直线传播，中继站间的距离50km，工作频段为150MHz至20GHz，其典型频段是2GHz、4GHz、6GHz、7GHz、8GHz、9GHz、11GHz、12GHz和20GHz，费用低，颇受欢迎。
3.1.3 移动通信它：是在移动用户间，移动用户与固定站或移动站之间的通信，其业务是：无线通电话——便携式或双向无线电话；无线传呼系统——单向、双向；调度系统——车队调度等；移动电话；无线电数据包交换；工作频段为超高频、L、C和Ku波段等。
3.1.4 无线电系统包括点对点、一点对多点用户无线电通信系统，特别适宜于农村和城市近郊，工作频段是短波，特高频，L、S、K波段等。
当今世界已进入信息化时代，灵活、多样、方便的通信手段已使人类居住的地球变成了一个村落。据日本电子工业振兴会预测，2010年世界电子信息产业市场将达34万亿美元，年均增长率为7.4%，其中通信设备工业市场将达到3636.5亿美元，年均增长率为6.6%；电子整机销售年均增长4.6%，电子元器件年均增长率为6.7%。中国电子信息产业今后十年将保持3倍于国民生产总值增长率即年均增长率20%的速度发展，现代通信与网络是重点发展领域之一。至2005年，通信产业业务收入1万亿元，年增长率23.3%；制造业收入达2.5万亿元，年增长率20%，年销售收入1.5万亿元，年增长20%，出口1000亿美元，年增长率15%；
通信能力：光缆总长250万公里，基本覆盖全国城乡，固定交换设备总容量超过3亿门，移动通信交换总容量超过3.6亿户。可见国际国内通信产业市场特别是国内市场多么的巨大。
10－9μm～1mm的电磁场，其中包括了无线电波、红外线、光波及γ射线等。而无线电波又分为长波、中波、短波和微波。作为通信手段，其过程如图1所 示。其中声音、图像、数据等信息为第一载体，电磁波为第二载体，必须将第一载体加于第二载体上，通信才能实现。作为通信系统可分为有线和无线两大类，用无 线电波传送的则为无线通信，而用长、中、短波的无线通信称为普通无线通信；用微波进行通信手段的则称为微波通信，它是现代无线通信的主力军。
300MHz～300GHz的无线电波，其频带宽度为299.7GHz，占整个无线电频带的99.9%，这是一个十分可贵的频率资源。而微波又分为分米波、厘米波和毫米波频段，其信道频带宽度分别为几MHz、几十MHz和上千MHz。若一路电视广播占用4～8MHz的话，一部毫米波发射机可同时发送几百套电视节目；若以一路电视所占用频宽为1500路电话的频带宽度来计算的话，则毫米波通信系统可同时传送几十万路电话。可见微波通信的通信潜力十分巨大。 /隔离器器件则是极为重要的一大类高频元器件。
2 环行器/隔离器在微波通信中的地位与作用
80%以上都用于军事上，如精密制导雷达、舰载雷达、机载、远程警戒预警雷达，导航和炮描雷达等都采用了相控阵天线。例如海湾战争中，美国威力显赫的“爱国者”导弹主要依靠了相控阵雷达技术，而铁氧体移相器则是相控阵技术的关键元件之一。在AV/MPQ导弹系统中使用了5161个X波段铁氧体移相器，它可以同时监视100个目标，同时跟踪8个目标，同时制导8枚导弹。冷战结束后，美俄等发达国家，也实行了“军转民”战略，微波铁氧体器件开始大量向民用方面转移，所以在卫星通信、微波通信、微波能应用、工农医疗等方面获得了广泛应用，市场日益扩大。
3 应用与市场
3.1 微波通信的方式
3.1.1 卫星通信：由地球站、通信卫星、转发器、接收站组成，其工作频段有S、C、X、K波段，即将开发的有V、Q和M波段。
3.1.2 微波接力通信：由始发站、中继（接力）站和终端站组成，它是利用电磁波沿地面直线传播，中继站间的距离50km，工作频段为150MHz至20GHz，其典型频段是2GHz、4GHz、6GHz、7GHz、8GHz、9GHz、11GHz、12GHz和20GHz，费用低，颇受欢迎。
3.1.3 移动通信它：是在移动用户间，移动用户与固定站或移动站之间的通信，其业务是：无线通电话——便携式或双向无线电话；无线传呼系统——单向、双向；调度系统——车队调度等；移动电话；无线电数据包交换；工作频段为超高频、L、C和Ku波段等。
3.1.4 无线电系统包括点对点、一点对多点用户无线电通信系统，特别适宜于农村和城市近郊，工作频段是短波，特高频，L、S、K波段等。
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