短波通信改进探析

摘 要：本文从如何提高短波通信稳定性出发，分析了短波通信的优势，总结了目前短波通信存在的问题，重点对短波通信的改进措施作了进一步的探讨。

关键词：短波通信；频率；干扰

美国于上世纪70年代末进行了一场假设己方通信卫星己全部被敌摧毁的演习，从中意识到了短波通信对于战略指挥的重要意义，并相应制定了发展短波通信的计划。随着信息技术的迅猛发展，短波通信技术和装备也更新换代，形成了现代短波通信新技术与新体制，我国短波通信也得到了长足的发展。

一、短波通信的优势

同卫星通信、光缆等通信手段相比，短波是唯一不受网络枢纽和有源中继体制约的远程通信手段。短波通信不需要建立中继站即可实现陆、海、空远距离通信，而且设备简单，维护费用低。另一显著优点是在外敌突然进攻等突发事件发生的前提下，能够在短时间内迅速有效地组网。目前，各个国家都在尝试发展破坏敌国稳定有效通信方式的高科技手段（如摧毁卫星等），这使得目前看似稳定的具有中继的无线通信方式在未来的战斗中显得十分脆弱。短波通信不需要复杂的组网程序，只需事先设好相同的频率，便可以实现通信。所以，无论哪种通信方式，其抗毁能力和自主通信能力都无法和短波通信相比拟。另外，在山区、戈壁、海洋等复杂地形或较远地区，超短波、微波是无法覆盖的，可以依靠短波进行通信，并且，相对于卫星通信来说，短波通信的运行成本也比较低，可以节省大量的有效资源。

二、短波通信的不足

短波通信虽然能够在不需要中继的情况下进行远距离传输，但是，通信质量和效果则不太稳定。主要是存在外部干扰和内部干扰。外部干扰是由大线从外部接收的各种干扰，如大气噪声、人为干扰、宇宙噪声等。内部干扰则是由短波设备本身产生的噪声。除了内部和外部的干扰外，短波在进行远距离通信时，它的通信信道（通过电离层进行反射）也存在着一定程度的不稳定性，这些原因都使得稳定的短波通信较难实现。

短波通信的外部干扰主要来源于天电干扰、工业干扰和电台干扰。天电干扰由大气放电产生。这种放电所产生的高频震荡的频谱很宽，可以干扰短波波段的正常通信。工业干扰是由各种电器设备和电力网等因素产生的，这种干扰的幅度具有随机性和不确定性。电台干扰是由工作频率相近的其他无线电台的干扰，包括敌人有意识的下扰。由于短波波段的频带较窄，而且用户越来越多，因此电台干扰将成为影响短波通信的主要干扰源，如何抗电台干扰也将成为设计短波电台所需要考虑的主要问题。

短波通信中的内部干扰是来自电台内部的，如果电台内部的电磁兼容性能不好，内部的电磁干扰加大，就将直接导致数传工作不正常。

通信信道对短波通信源于基本传播途径：地波与天波。地波的传播距离主要取决于地表介质特性。天波传输则需要短波信号由天线发出后射向电离层，经电离层反射回地面，又由地面反射回电离层，可以反射多次，因而传播距离很远（几百至上万公里），而且不受地面障碍物阻挡。但天波传输的弱点就是电离层有时会不稳定，而且路径衰耗、时问延迟、多径效应等因素，也同样会造成信号的弱化和畸变，从而影响短波通信的效果。

三、短波通信的改进措施

短波的特点决定了短波通信的不稳定性，但可以通过一些方式来改善甚至克服，可以通过以下几种方式进行。

一是同时兼顾接收天波信号和地波信号。短波在近距离（50km以内）是通过地波进行传输的，在远距离（几百乃至上千公里）是通过天波进行传输的，短波通信中地波信号和天波信号在传输上有着明显的方向差别。在地波传播中水平极化波的电场与地面平行，致使地面感应电流大，故产生较大的衰减。因此，对于接收地波来讲应选择接收垂直极化波的天线。

二是工作频率的正确选用。因电离层的电子浓度受时间、季节和太阳活动等因素的影响较大，又因为夜间没有太阳照射而使得电离层的浓度变薄、距离升高，电子浓度相应降低，所以，在选择频率时可以找到一定的规律性。对于短波天波通信来讲，频率越高，弯向地面的高度越高。由于夜间电离层浓度变薄、距离升高，所以，同样频率的短波夜间在天波通信时会传播得更远。根据这个特点，对于选频来讲，在夜频通信较好的情况下，日频要高于夜频。在日出时，因为电离层电子浓度加大，高度相应降低，所以同样距离要选用较高的频率；同理，在日落时同样距离要选用较低频率。要想获得良好的短波通信频率，计算机测频手段不失为一个重要手段。

三是保持良好的天波通信环境。在天波通信过程中，影响通信的因素很多，其中，电离层是否稳定是决定天波通信的重要因素。电离层受很多外界情况的影响，如太阳黑子和耀斑等。当这些情况发生后，天波通信基本上难以维持，这样，战时就可能会延误作战的最好时机。既然天波通信依靠的是电离层，而电离层是否稳定又很难人为确定，那么完全可以通过某种方式重塑电离层，使短波天波通信受控。电离层主要是由太阳光中的紫外线、X射线和其他宇宙射线辐射大气，使大气中的气体分子电离而形成的。当电离层不稳定时，完全可以依靠产生电离层的原理，通过某种手段重塑电离层。我国疆域广阔，如果能在卫星及有线等稳定通信方式被毁坏时，通过重塑电离层得到稳定的通信信号，对于打赢未来信息化战争具有深远的意义。

四是馈线和地线的正确选用布设。选用馈线时要注意尽量减小最高使用频率的衰耗值。一般来讲，馈线的直径越粗，衰耗越小，传输功率越大。在进行大线安装选位和布设时，应尽量缩短馈线的长度，馈线长度的增加会造成相应的信号衰减。通常情况下，馈线要求在30米以内。如果因为场地条件限制必须延民馈线，则应采用大直径低损耗电缆。另外布设电缆，应尽量减少弯曲，以降低对功率的损耗，如果必须弯曲，则弯曲角度不得小于120度。地线是关乎短波通信至关重要的一环，也是整个馈线系统的重要组成部分。这里所说的地线，不是交流供电系统中的保安地，而是信号地。信号地一般不能接到保安地上，必须单独埋设。埋设时必须按有关标准进行（接地电阻不应大丁4欧姆）。如果条件不是太好的情况下，可以通过适当的浇水来增加地线的导电性。也可以通过使用多股铜线或大截面优良导体来增加地线的导电性。而良好的地线导电性是减小接收噪声的必要前提。

通过研究分析可知，在实际工作中，如果我们能够认真摸索并掌握短波传输的固有特性，采取有效措施提高短波通信的稳定性，短波通信仍然是我国必备的通信手段。

参考文献

[1] 胡焰智等.短波栅格化组网频率分配优化方法.《装甲兵工程学院学报》，2015年第4期.

[2] 徐迟等.海上短波通信频率优选技术现状与分析.《通信技术》，2015年第10期.

[3] 刘为.短波通信组网拓扑设计.科学出版社，《华东科技：学术版》，2015年第7期.

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