《短波通信概述》word版
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现代短波多功能通信与设备九十年代是短波应用技术发展最快的时期。
西方发达国家争相投入大量资金和力量,使短波跳出原始的群呼通信和莫尔斯电报方式,进入现代高技术的崭新阶段。
当代短波通信有一些新的发展热点,其中高速数据通信、多用途组网技术、运动中通信等更令人关注。
一、大容量数字化选呼棗短波组网的基础技术澳大利亚的短波电台采用的国际互联CCIR493数字选呼信令。
这一选呼信令自70年代初至今经历近30年的应用实践,被国际短波界公认为最可靠最合理的信令方式,已成为应用普及的海陆短波组网的技术标准。
例如澳大利亚邮电系统管理的全国公众短波网和全球海上遇险安全系统(GMDSS)都是使用CCIR493信令。
这种信令有以下突出优点:1、传输可靠性最高。
这体现在a. 误码率为零;b. 呼通率高。
在嘈杂的短波信道上,甚至当话音都难以辨识时,选呼仍可成功。
2、用户容量大,组网方式灵活,以目前开始推广的6位选呼码格式为例,其最大用户容量为10万台,呼号重叠概率极低。
网内的用户可以个别选呼,也可以一台对多台组呼,组呼数从10台、100台、1000台等灵活选择。
这为各短波组网单位提供了很大的选择空间。
无论多么庞大的短波网,都可以利用这个选呼系统组成多级和内部相互呼应的独立系统。
3、兼容互通性好。
使用这种选呼格式的不同网电台在执行同一任务时可以相互沟通,统一编组。
以CCIR493信令为基础,澳大利亚很多电台发展出一系列更高级的应用技术,例如:GPS(全球卫星定位)定位监控系统:利用电台主动或被动传送GPS数据,在中心基站的电脑上处理这些数据并在电子地图背景上显示移动目标的位置,供指挥人员直观调度。
短波网对城市市话网的双向自动拨号:通过具有全功能基站电台与有无线转接器组成中继网,使短波移动台和市话用户实现双向自动拨号,正象目前市内电话联系各种无线电话用户一样。
短信息发送和存储接收系统:值机员把准备发送给对方台站(一台或一组)的由短数码和英文文字组成的信息输入电台,并随之直接发送给接收台,接收台自动存储信息以备查询。
现代短波通信技术现代短波通信技术现代短波通信技术摘要:本文介绍了无线电短波通信的基本特点,研究了无线电短波通信的发展现状,探讨了无线电短波通信的发展方向。
关键词:短波通信短波技术短波是指波长在100m~10m,频率为3MHz~30MIIz的电磁波,利用短波进行的无线电通信称为短波通信,又称为高频通信。
短波通信是世界各国中、远程通信的主要手段,被广泛应用于军事、外交、气象、商业等部门,用以传送电报、电话、图像、语音广播等信息。
尽管卫星通信出现以后某些短波通信业务被其取代,但是由于无线短波通信设备的抗毁性,无线短波通信在战争期间特别是在中远程军事通信中,仍占有极其重要的地位,所以无线短波通信将与卫星通信长期并存发展。
一、短波通信的特点短波通信可以利用地波传播,但主要是利用天波传播。
天波是靠电离层的反射来传播的,由此决定了短波通信存在以下特点:(1)不需要建立中继站即可实现远距离通信。
电离层对短波吸收少,靠天波传播可以达到很远距离,即使是中小功率的电台,电波也能靠天波传播到很远的地方。
(2)短波通信设备简单、易隐蔽、建设和维护费用低,破坏后容易恢复。
(3)可使用的频段窄,通信容量小。
按照国际规定,每个短波电台占用3.7MHz的频率宽度,而整个短波频段可利用的频率范围只有28.5MHz。
(4)短波的天波信道是变参信道,信号传输稳定性差,衰落现象比较严重。
衰落现象是由于利用天波传播时,接收点收到了由两个或两个以上的途径传来的电波,而反射这些电波的电离层又在不断变化造成的。
尤其是在黄昏和拂晓,电离层正处在急剧变动过程中,衰落现象更为严重。
二、短波通信的现状(一)现代短波信道技术现代短波信道技术主要分为两大类:一类是针对短波变参信道的特点,为了克服短波空间信道的不稳定性对通信质量的影响,提高短波通信,特别是短波数据通信的可靠性和有效性而发展起来的,称之为信道自适应技术。
这一类技术以短波实时选频与频率自适应技术为主体,使短波通信系统能实时地或近实时地选用最佳工作频率,以适应电离层的种种变化同时起克服多径衰落影响和回避邻近电台干扰及其他干扰的作用。
短波通信原理
短波通信是一种利用短波频段进行通信的技术,它具有覆盖范围广、穿透能力强、抗干扰能力好等特点,因此在无线通信领域有着广泛的应用。
短波通信原理涉及到无线电波的传播、调制解调、天线设计等多个方面,下面将对短波通信原理进行详细介绍。
首先,短波通信的原理是基于无线电波的传播。
无线电波是一种电磁波,它的
传播具有直射传播和地面波传播两种方式。
在短波通信中,地面波传播是主要的传播方式,它能够沿着地球表面传播,覆盖范围广,适合用于远距离通信。
此外,短波通信还利用了电离层的反射作用,使得信号可以在大范围内传播,这也是短波通信能够覆盖全球的重要原因之一。
其次,短波通信的原理还涉及到调制解调技术。
调制是指将要传输的信息信号
转换成适合在载波上传输的调制信号的过程,而解调则是将接收到的调制信号转换成原始的信息信号的过程。
在短波通信中,常用的调制方式有调幅调制(AM)和
单边带调制(SSB),它们能够有效地利用频谱资源,提高信号的传输效率。
另外,短波通信的原理还涉及到天线设计。
天线是短波通信中至关重要的组成
部分,它的设计直接影响到通信质量。
在短波通信中,常用的天线类型有垂直天线、水平偶极天线等,它们各自具有不同的辐射特性和波束方向,可以根据实际需求进行选择和设计。
总之,短波通信原理涉及到无线电波的传播、调制解调、天线设计等多个方面,它是一门综合性的学科,需要对无线电技术有深入的了解和掌握。
随着科技的不断发展,短波通信技术也在不断创新和完善,相信在未来会有更多的新技术应用到短波通信中,为人类的通信带来更多的便利和可能性。
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。
短波通信原理短波通信是一种利用短波无线电波进行远距离通信的技术。
短波通信具有穿透力强、传播距离远、适应性广等特点,因此在军事、航空、海事、天气预报、应急通信等领域得到了广泛的应用。
短波通信的原理主要包括发射、传播和接收三个基本环节。
首先是发射环节,发射机产生的高频电流通过天线辐射出去,形成电磁波信号。
这些信号经过电离层的反射和折射,可以传播到地球上的远处地区。
其次是传播环节,短波信号在传播过程中会受到电离层、大气层、地球曲率等因素的影响,因此会发生多种传播方式,如地面波、天波、空间波等。
最后是接收环节,接收机接收到传播回来的信号,经过解调、放大等处理,最终还原成原始的信息信号。
短波通信的原理中,电离层的影响是至关重要的。
电离层是地球大气层的一部分,位于地球表面以上约80至500千米的高空,主要由电离气体组成。
在白天,由于太阳辐射的作用,电离层会发生电离,形成一个能够反射短波信号的层次,这被称为F层。
而在夜晚,电离层会发生变化,F层会消失,但会出现一个能够反射短波信号的E层。
这种变化会影响短波信号的传播距离和传播方式,因此也会影响到短波通信的可靠性和稳定性。
除了电离层的影响,大气层和地球曲率也会对短波信号的传播产生影响。
大气层的不均匀性会导致信号的折射和散射,从而影响信号的传播路径和传播距离。
而地球曲率则会导致信号的衰减,使得远距离传播的信号强度逐渐减弱。
总的来说,短波通信的原理是基于电磁波在大气层中的传播特性,利用电离层的反射和折射,以及大气层和地球曲率的影响,实现远距离通信。
了解短波通信的原理对于合理地选择频率、天线和设备,以及预测和改善通信质量都是非常重要的。
在实际应用中,需要综合考虑各种因素,才能确保短波通信的可靠性和稳定性。
短波通信原理
短波通信是一种无线电通信方式,利用短波无线电波在大气中的反射和折射特性进行远距离传播。
短波无线电波的频率范围在3kHz到30MHz之间,可以在地面与大气层之间多次反射和折射,从而实现远距离通信。
其工作原理大致如下:通过改变发射机的电压来产生电磁波,这些电磁波被传输到空气中。
接收机捕捉到这些电磁波,并通过放大和解调的过程将信息转换回电信号。
由于短波无线电波可以穿越大气层,因此短波通信可以在大范围内传输信息。
然而,短波通信也有一些局限性,如受地形的影响和易受干扰。
为了克服这些限制,人们可以使用不同的天线或调整频率来提高短波通信的性能。
以上内容仅供参考,如需更多信息,建议查阅相关文献或咨询专业人士。
短波通信系统的设计与实现第一章短波通信系统概述短波通信系统是一种利用短波频段的无线通信系统,具有传输距离长、覆盖范围广、抗干扰能力强等优点,被广泛应用于军事、民用、广播等领域。
本章将从短波通信系统的基本原理、特点和应用等方面进行介绍。
1.1 短波通信系统的基本原理短波通信系统是利用电磁波在大气电离层中的反射和传播实现远距离通信的一种系统,其原理是利用发射机将信号转换为电磁波并传输到大气电离层上空,再由大气电离层反射回地面接收机接收。
由于电离层存在交错不定的电子浓度层次,使得短波信号能够反射和穿透这些层次,因此能够在不同区域之间传输。
短波通信系统还可利用波束形成技术使其具有通过目标点、提高信噪比、抑制目标干扰等能力。
1.2 短波通信系统的特点短波通信系统具有传输距离远、传输速率低、频段资源丰富、抗干扰能力强、不受区域限制等特点。
传输距离远:短波通信系统的传输距离可达数百甚至几千千米,在相对较小功率的情况下即可实现跨越县市地区和国界的通信。
传输速率低:短波通信系统的传输速率相较于高速率、高频段的通信方式较低,但在一些特殊应用领域(如军事、远洋航海等)中已经足够。
频段资源丰富:短波通信系统的频段资源较为丰富,涵盖了HF和MF频段,频段覆盖了整个短波电磁频谱,同时可以利用不同的调制方式(如AM、SSB、CW、DSB等)和不同的调频带宽适应不同的通信需求。
抗干扰能力强:短波通信系统具有良好的抗干扰能力,能够在大气遭受闪电、电磁干扰、电离层扰动等自然因素和恶劣环境中依然保持通信。
不受区域限制:短波通信系统完全不受区域限制,越是处于偏远、山区、海洋等区域,反而越能展现出其通信的优势。
1.3 短波通信系统的应用短波通信系统主要应用领域包括:军事、民用、广播等。
军事应用:短波通信是军事通信的重要手段之一。
一些困难地区、战争环境和敌人大面积干扰的情况下,短波通信系统能够提供一种较可靠和保密的通信手段,提高战场指挥和作战效果。
短波通信传播路径损耗分段预测方法1. 引言1.1 短波通信概述短波通信是一种通过大气层传输电磁波进行通信的无线通信技术,其频率范围一般在3MHz至30MHz之间。
短波通信具有较强的穿透力和广播范围,可以实现远距离通信,是在远距离通讯中经常采用的技术手段之一。
短波通信在海事、航空、救灾等领域具有重要应用价值,尤其在遥远地区或无线网络覆盖不足的地方具有独特优势。
通过短波通信,可以实现远距离的信息传输,为人们提供了便利和安全保障。
短波通信技术的发展对传播路径损耗的分析和预测至关重要。
传播路径损耗会导致通信质量下降,影响通信的可靠性和稳定性。
研究传播路径损耗分段预测方法对于提高短波通信系统的性能和效率具有非常重要的意义。
本文旨在探讨短波通信传播路径损耗分段预测方法,为优化短波通信系统的性能提供参考。
通过研究短波通信的传播特性和损耗规律,可以更好地理解短波通信系统的工作原理,从而提高系统的可靠性和通信质量。
1.2 传播路径损耗分段预测的重要性传播路径损耗分段预测的重要性在短波通信领域具有重要意义。
短波通信是一种基于电磁波在大气中传播的技术,具有覆盖范围广、传输距离远的优势,被广泛应用于无线电广播、军事通信、航空通信等领域。
在实际应用中,由于大气传播环境的复杂性和不稳定性,短波通信的信号在传播过程中会受到很大的路径损耗影响,导致信号质量下降,甚至无法正常传输。
准确预测和分析传播路径的损耗对于优化通信系统性能和提高通信可靠性至关重要。
传播路径损耗分段预测方法可以帮助通信工程师更好地理解信号传播过程中的关键因素,提前预判信号强度衰减情况,从而采取相应的措施进行信号增强或者调整通信设备参数,以确保通信质量的稳定性和可靠性。
通过对传播路径损耗进行有效预测,可以帮助通信系统更好地应对大气环境变化,提高通信效率和性能,实现更好的数据传输和信息交流。
研究和发展传播路径损耗分段预测方法对于短波通信技术的进步和应用具有重要的意义。
短波通信组网技术————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:2短波通信组网技术摘要:短波通信是历史上最为悠久的通信手段之一,短波是人类最早开发利用的无线电频段。
与卫星通信、地面微波通信相比,短波通信的建设和维护费用很低,建设周期短,设备简单、体积小、易于隐蔽,电路调度容易,临时组网方便、迅速,具有很大的使用灵活性。
本文分析了短波在电离层传播的模式,阐述了短波通信常用的调制技术,介绍了短波通信组网的信道类别和相关组网技术。
关键词:短波通信;电离层;组网;信道;技术1 短波通信概述短波是指波长在100m~10m之间(频率为3MHz~30MHz)的电磁波。
短波通信是利用无线电电磁波短波,传播电话、电报、传真及低速数据等信息。
短波通信不需要建立中继站即可实现远距离通信,便于改变工作频率躲避干扰和窃听,破坏后易恢复。
但短波通信也有一些不足之处,可供使用的频段窄,通信容量小,信号传输的稳定性差,抗干扰能力差。
2 短波电离层的传播模式短波通信中的天波传播,是靠电离层反射的。
电离层由围绕地球的处于不同高度的3个导电层组成的,这3个导电层分别称为D层、E层、F层。
短波在电离层的传播,其传输模式有单跳、多跳。
依靠单电离层或多电离层反射构成电磁波传输路径。
当通信距离>2500km时,往往采用多跳,以获得较大的仰角。
如利用F2反射一次,称为1F2传输模式。
3 短波通信常用的调制、解调技术调制的目的就是要利用频带,高频无线传输,将消息变换为便于传送的形式,提高短波通信的抗干扰性能,使其能够频分复用。
短波通信常用的调制、解调技术有调幅AM、单边带SSB、频率调制FM。
常用调制技术如下表:调制方式用途连续波调制线性调制常规双边带调幅广播AM立体声广播抑制载波双边带调幅DSB单边带调幅SSB 载波通信、无线电台、数传残留边带调幅VSB 电视广播、数传、传真非线性调制频率调制FM 广播、微波中继、卫星通信相位调制PM 中间调制方式数字调制幅度键控ASK 数据传输频率键控FSK 数据传输相位键控PSK,DPSK,QPSK等数据传输、数字微波、空间通信其它高效数字调制QAM,MSK等(提高频带利用率)数字微波、空间通信脉冲调制脉冲模拟调制脉幅调制PAM 中间调制方式、遥测脉宽调制PDM(PWM)中间调制方式脉位调制PPM 遥测、光纤传输脉冲数字调制调制PCM 市话、卫星、空间通信调制DM,CVSD,DVSD军用、民用电话调制DPCM 电视电话、图像编码其它语音编码方式ADPCM,APC,LPC等中、低速数字电话3.1 振幅调制 AM及解调振幅调制中,输出已调信号的包络与输入调制信号成正比,其时间波形表达为:AM波占两倍的调制信号频谱的带宽,且上、下边带所含的信息相同,载波不含任何信息成分,只起运载信息的作用。
短波电台的选址和天线的架设这里简要介绍短波通信的一般概念,短波电台的选址和天线的架设。
一、短波通信的一般原理1.1、无线电波传播无线电广播、无线电通信、卫星、雷达等都依靠无线电波的传播来实现。
无线电波一般指波长由100,000米到0.75毫米的电磁波。
根据电磁波传播的特性,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~1.6兆赫;短波的波长为100米~10米,频率为1.6~30兆赫;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)。
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,其传播方向经历各种变化,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。
常见的传播方式有: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。
地波的传播途径如图1.1所示。
其传播途径主要取决于地面的电特性。
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。
天波传播天波是由天线向高空辐射的电磁波遇到大气电离层折射后返回地面的无线电波。
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远距离通信。
1.2、、电离层的作用电离层对短波通信起着主要作用,因此是我们研究的重点。
电离层是指从距地面大约60公里到2000公里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,大气气体分子或原子中的电子分裂出来,形成离子和自由电子,这个过程叫电离。
短波通信是指波长100-10米(频率为3-30mhz)的电磁波进行的无线电通信。
短波通信传输信道具有变参特性,电离层易受环境影响,处于不断变化当中,因此,其通信质量,不如其它通信方式如卫星、微波、光纤好。
短波通信系统的效果好坏,主要取决于所使用电台性能的好坏和天线的带宽、增益、驻波比、方向性等因素。
近年来短波电台随着新技术提高发展很快,实现了数字化、固态化、小型化,但天线技术的发展却较为滞后。
由于短波比超短波、卫星、微波的波长长,所以,短波天线体积较大。
在短波通信中,选用一个性能良好的天线对于改善通信效果极为重要。
下面简单介绍短波天线如何选型和几种常用的天线性能。
一、衡量天线性能因素天线是无线通信系统最基本部件,决定了通信系统的特性。
不同的天线有不同的辐射类型、极性、增益以及阻抗。
1.辐射类型:决定了辐射能量的分配,是天线所有特性中最重要的因素,它包括全向型和方向型。
2.极性:极性定义了天线最大辐射方向 电气矢量的方向。
垂直或单极性天线(鞭天线)具有垂直极性,水平天线具有水平极性。
3.增益:天线的增益是天线的基本属性,可以衡量天线的优劣。
增益是指定方向上的最大辐射强度与天线最大辐射强度的比值,通常使用半波双极天线作为参考天线,其它类型天线最大方向上的辐射强度可以与参考天线进行比较,得出天线增益。
一般高增益天线的带宽较窄。
4.阻抗和驻波比(vswr):天线系统的输入阻抗直接影响天线发射效率。
当驻波比(vswr)1:1时没有反射波,电压反射比为1。
当vswr大于1时,反射功率也随之增加。
发射天线给出的驻波比值是最大允许值。
例如:vswr为2:1时意味着,反射功率消耗总发射功率的11%,信号损失0.5db。
vswr为1.5:1时,损失4%功率,信号降低0.18db。
二、几种常用的短波天线1.八木天线(yagiantenna)八木天线在短波通信中 通常用于大于6mhz以上频段,八木天线在理想情况下增益可达到19db,八木天线应用于窄带和高增益短波通信,可架设安装在铁塔上 具有很强的方向性。
Technology Analysis技术分析DCW99数字通信世界2020.03在船舶系统组成中,通信系统起着船舶内、外信息交互的作用,随着船舶远距离航行能力的提升,短波通信技术在船舶通信系统中的应用更加普遍。
为此,了解船舶短波通信技术及其常见故障的排除方法,对保证船舶通信系统稳定与船舶航行安全有着极其重要的意义。
1 短波通信技术概述所谓短波通信技术,是指波长在10m ~100m 之间的电磁波,根据电磁波波长(L )与频率(f )的关系,对应频率在30MHz ~3MHz 的范围内,以此类电磁波作为载体,实现信息传递的功能。
其结构组成包括供电系统、发射机、天线、接收机四大单元,经发射机发出的电磁波信号经电离层反射后可弱化地球曲率对电磁波直线传播距离的限制,由对方相同体制接收机接收处理。
因此,船舶在海上航行的过程中,短波通信可以充分利用高空电离层实现远距离通信,提高沟通效率和稳定性。
2 船舶短波通信系统常见故障分析及处理作为船舶通信系统的重要组成单元,短波通信系统的可靠性将直接影响船舶的整体作战效能,因此,关于船舶短波通信系统常见故障的分析,能够帮助装备使用人员准确定位多类型故障点位,并在短时间内排出相应故障,使系统工作状态恢复正常。
2.1 短波通信系统供电故障短波通信系统供电故障可分为两种,一种是系统无法正常加电,另一种则是系统可正常供电,发射机、接收机供电异常。
首先,短波通信系统无法正常加电需要分析短波通信系统的供电模式,区分舰电直接供电与不间断电源供电差异,利用电压表测量输入端电压值,若该电压值偏低,则需要对供电系统进行检查,否则,需要检查短波通信系统电源板、供电回路是否完好,更换损坏的板件;其次,检查发射机、接收机输入电压,同时检查发射开关工作情况,更换存在故障的板件与电子元器件。
2.2 短波天线故障在短波通信系统的实际使用过程中,通信故障的出现在所难免,由于短波天线多为外部裸露安装,受船舶摇晃、振动、海水腐蚀等外部因素影响,因此,短波天线故障的几率较大。
短波通信概述
尽管当前新型无线电通信系统不断涌现,短波这一古老和传统的通信方式仍然受到全世界普遍重视,不仅没有被淘太,还在快速发展。
其原因主要有三:一、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,一但发生战争或灾害,各种通信网络都可能受到破坏,卫星也可能受到攻击。
无论哪种通信方式,其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,主要依靠短波;三、与卫星通信相比,短波通信不用支付话费,运行成本低。
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,使之更加先进和有效,满足新时代各项工作的需要,无疑是非常有意义的。
一、短波通信的一般原理
1.无线电波传播
无线电广播、无线电通信、卫星、雷达等都依靠无线电波的传播来实现。
无线电波一般指波长由100,000米到0.75毫米的电磁波。
根据电磁波传播的特性,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~1.6兆赫;短波的波长为100米~10 米,频率为1.6~30兆赫;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)。
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,其传播方向经历各种变化,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。
常见的传播方式有:
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。
其传播途径主要取决于地面的电特性。
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。
2)直射波传播
直射波又称为空间波,是由发射点从空间直线传播到接收点的无线电波。
直射波传播距离一般限于视距范围。
在传播过程中,它的强度衰减较慢,超短波和微波通信就是利用直射波传播的。
在地面进行直射波通信,其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,如果天线高度和方向架设不当,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和山地、楼房等障碍物,因此超短波和微波天线要求尽量高架。
3)天波传播
天波是由天线向高空辐射的电磁波遇到大气电离层折射后返回地面的无线电波。
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远距离通信。
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,使用并不广泛。
2、电离层的作用
电离层对短波通信起着主要作用,因此是我们研究的重点。
电离层是指从距地面大约60公里到2000公里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,大气气体分子或原子中的电子分裂出来,形成离子和自由电子,这个过程叫电离。
产生电离的大气层称为电离层。
电离层分为D、E、F1、F2四层。
D层高度60~90公里,白天可反射2~9MHz的频率。
E层高度85~150公里,这一层对短波的反射作用较小。
F层对短波的反射作用最大,分为F1和F2两层。
F1层高度150~200公里,只在日间起作用,F2层高度大于200公里,是F层的主体,日间夜间都支持短波传播。
电离层的浓度对工作频率的影响很大,浓度高时反射的频率高,浓度低时反射的频率低。
电离的浓度以单位体积的自由电子数(即电密度)来表示。
电离层的高度和浓度随地区、季节、时间、太阳黑子
活动等因素的变化而变化,这决定了短波通信的频率也必须随之改变。
3、短波频率范围
电离层最高可反射40MHz的频率,最低可反射1.5MHz的频率。
根据这一特性,短波工作频段被确定为1.6MHz - 30MHz。
4、短波传播途径
短波的基本传播途径有两个:一个是地波,一个是天波。
如前所述,地波沿地球表面传播,其传播距离取决于地表介质特性。
海面介质的电导特性对于电波传播最为有利,短波地波信号可以沿海面传播1000公里左右;陆地表面介质电导特性差,对电波衰耗大,而且不同的陆地表面介质对电波的衰耗程度不一样(潮湿土壤地面衰耗小,干燥沙石地面衰耗大)。
短波信号沿地面最多只能传播几十公里。
地波传播不需要经常改变工作频率,但要考虑障碍物的阻挡,这与天波传播是不同的。
短波的主要传播途径是天波。
短波信号由天线发出后,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。
但天波是很不稳定的。
在天波传播过程中,路径衰耗、时间延迟、大气噪声、多径效应、电离层衰落等因素,都会造成信号的弱化和畸变,影响短波通信的效果。
二、单边带的概念
在无线电通信中,传送信息的载体是特定频率的载波(也称
为主频)。
那么信息又是如何放到载波上的呢?这就引出了“调制”的概念。
调制就是将信息的动态波形通过一定形式加到载波上发送出去,接收台收到被调制的载频信后,再还原信息。
调制分为幅度调制(简称“调幅”)、频率调制(简称“调频”)、相位调制(简称“调相”)三种。
中波、短波一般采用调幅方式,超短波一般采用调频方式。
根据国际协议,短波通信必须使用单边带调幅方式(SSB),只有短波广播节目可以使用双边带调幅方式(AM)。
因此,国内外使用的短波电台都是单边带电台。
1、单边带的定义
调幅信号的频谱是由中央载频和上下两个边带组成的。
将载频和其中一个边带加以抑制,剩下的一个边带就成为单边带信号。
如果用一个边带再加上部份载频或全部载频,就成为兼容式调幅信号。
2、单边带的优点
单边带的优点是:1)提高了频谱利用率,减少信道拥挤;2)节省发射功率约四分之三;3)减少信道互扰;4)抗选择性衰落能力强。
一部100W单边带电台的实际通话效果,相当于过去1000W以上双边带电台。
3、短波单边带主要术语
SSB 载波和一个边带全抑制的单边带话
USB 上边带话
LSB 下边带话
AM 全载波单边带话(全载波兼容式调幅话) J2A 单边带报(用上边带或下边带传送手键报。