现代短波通信技术及其应用

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1、新维电信有限公司技术资料现代短波通信简明讲义新维电信有限公司作者何滨黎杰概述尽管当前新型无线电通信系统不断涌现，短波这一传统的通信方式仍然受到全世界的普遍重视，不仅没有被淘汰，还在快速发展。其原因主要有二：一、短波是唯一不受网络枢钮和有源中继体制约的远程通信手段，一旦发生战争或灾害，各种通信网络都可能瘫痪，只有短波通信设备不可能被大面积摧毁，无论哪种通信方式，抗毁能力和自主通信能力与短波无可相比；二、在山区、戈壁、海洋等地区，超短波覆盖不到，只能依靠短波或卫星，而卫星通信话费昂贵，短波通信则不用支付话费。短波重要性的实证很多。战时通信自不待言，平时通信方面，近些年

2、的抗灾过程就很说明问题：1996年云南丽江地震，是短波电台报出灾情并成为抗灾初期的主要通信工具；2008年汶川地震时虽然多了卫星电话，但由于灾区拥积的卫星电话过多，造成卫星资源紧张，加上天气因素和山区丛林障碍，电话很难打出去。因此，据了解当时国家调集了上万部短波电台到灾区。汶川救灾非常明确地说明了：远距离的应急通信工具只有短波电台和卫星电话，并且二者互补方能有效和可靠。综上，短波的应用意义可以概括为：设备体积和信号质量不如其它通信工具，但在特定地区，以及面对灾难和战争时，却不得不备，不得不用。近年来，短波通信技术在世界范围内获得了长足进步。这些技术成果理应被中国这

3、样的短波通信大国所用。用现代化的短波设备改造和充实我国各个重要领域的无线通信网，特别是应急通信网，使之更加可靠和有效，无疑是非常重要和紧迫的。鉴于市面上短波资料较少，十多年前我们应很多用户之需编写了一本简明讲义，后来经过不断修订成为现在这本讲义。本讲义简要介绍短波通信的基本概念，优化短波通信的常用方法，设备选型和使用，新的应用技术，日常维护知识等，供短波管理人员和技术人员参考，难免有错误之处，欢迎阅正。第一章短波通信的基本概念1.1短波通信原理1.1.1无线电波无线电广播、通信、雷达等，都要依靠无线电波来传播。无线电波一般指波长由100,000米至0.75毫米的电

4、磁波。根据电磁波的传播特性，又分为超长波、长波、中波、短波、超短波等若干波段，其中：超长波的波长为100,000米～10,000米，频率3～30千赫；长波的波长为10,000米～1,000米，频率30～300千赫；中波的波长为1,000米～100米，频率300千赫～3.0兆赫；短波的波长为100米～10米，频率为3.0～30兆赫；超短波的波长为10米～1毫米，频率为30～300,000兆赫（注：波长在1米以下的超短波又称为微波）。7新维电信有限公司技术资料频率与波长的关系为：频率=光速／波长。电波在各种媒介质及其分界面上传播的过程中，由于反射、折射、散射及绕射，其

5、传播方向经历各种变化，仅由于扩散和媒介质的吸收，其场强不断减弱。为使接收点有足够的场强，必须掌握电波传播的途径、特点和规律，才能达到良好的通信效果。1.1.2无线电波传播方式(1)地波（地表面波）传播沿大地与空气的分界面传播的电波叫地表面波，简称地波，传播途径如下图所示。其传播途径主要取决于地面的电导特性。地波在传播过程中，由于能量逐渐被大地吸收，很快减弱（波长越短，减弱越快），因而传播距离不远。但地波不受气候影响，可靠性高。超长波、长波、中波无线电信号，都是利用地波传播的。短波近距离通信也利用地波传播。地波传播示意图(2)直射波传播直射波又称为空间波，是发射点从

6、空间直线传播到接收点的无线电波，传播途径如下图所示。由于地球表面曲率，直射波传播的距离限于视距范围。在传播过程中，它的强度衰减较慢。超短波和微波通信都属于直射波传播。直射波通信，接收点的场强由两路组成：一路由发射天线直达接收天线，另一路由地面反射后到达接收天线，如果天线高度和架设方向不当，容易造成相互干扰（例如电视的重影）。限制直射波通信距离的因素主要是地球表面弧度，以及山、楼房、树林等障碍物，因此超短波和微波天线要求尽量把架设高度增高，以便增加通信距离。直射波传播示意图(3)天波传播无线电波由天线向高空辐射，遇到大气电离层折射后返回地面，称为天波，传播途径如下图

7、所示。电离层只对短波波段的电磁波产生反射作用，因此天波传播主要用于短波通信。天波传播示意图7新维电信有限公司技术资料(4)散射传播散射传播是由天线辐射出去的电磁波投射到低空大气层或电离层中不均匀介质时产生散射，其中一部份到达接收点。散射传播距离远，但是效率低，不易操作，使用不广泛。散射传播示意图1.1.3电离层对短波通信的作用电离层对短波通信起着主要作用，是我们研究的重点。电离层指距地面大约60公里至2000公里之间处于电离状态的高空大气层。上疏下密的高空大气层在太阳紫外线、太阳日冕的软X射线和太阳表面喷出的微粒流作用下，气体分子和原子中的电子分裂出来，形成离子和

8、自由电子，