短波通信的频率预测方法

短波频率选择方法分析短波是指波长在10-100米范围内的无线电波，其传播距离可达数千公里且具有较强的抗干扰能力，因此被广泛用于国际通信、天气预报、无线电广播等领域。

在短波通信中，频率的选择对于信号的传输质量至关重要。

本文将对短波频率选择的方法进行分析，以帮助读者在短波通信中更加准确地选择合适的频率。

短波频率的分类短波频率一般以频率（单位：兆赫兹，MHz）为主要参数进行分类，主要可以分为以下几类：•超短波（2-30MHz）：主要用于国际通信、航空通信、电离层研究等领域；•短波广播（3-30MHz）：主要用于全球广播、中外语广播、科学教育等领域；•单边带通信（0.5-30MHz）：主要用于军事通信、海事通信、天气预报、救援通信等领域。

在这些领域中，选择合适的频率可以使得信号传输的质量得到最大化。

短波频率选择的方法短波频率的选择方法主要有以下几种：经验法经验法是根据历史数据和经验总结得出的一种选择短波频率的方法。

例如，在太阳黑子最多的年份，使用低频段（5-15MHz）的短波会取得较好的传输效果；而在太阳黑子最少的年份，则需要选用高频段（15-30MHz）的短波才能获得较好的传输效果。

经验法具有简单易行、经济实用的特点，但也具有局限性，因为其选择频率的依据过于简单，难以适应新的传输环境和信息需求。

利用预测利用太阳黑子周期预测是一种选择短波频率的方法。

太阳黑子最多的年份，表明太阳活动较强，此时阳光照射的上部大气层对电离能力影响最大，电离层中的电子浓度相对较高，短波易于穿过。

而太阳黑子最少的年份，表明太阳活动较弱，此时阳光照射的上部大气层对电离能力影响较小，电离层中的电子浓度相对较低，短波易于反射和散射。

这种预测方法需要预先了解太阳黑子周期，而且只适用于一定周期内的预测。

使用天磁数据短波信号受地球磁场影响较大，因此天磁数据可以用来选择合适的短波频率。

短波传输的合适频率和太阳活动的强弱、夜间磁层的状况等有很大关系。

基于神经网络的短波频率预测技术研究随着世界电信技术的不断发展，短波通信已成为世界各国之间进行远距离通讯的重要手段之一。

而短波频率则是短波通信中的重要参数之一，它的变化往往会对短波通信产生很大影响，因此准确地预测短波频率的变化越来越受到人们的关注。

在这种背景下，基于神经网络的短波频率预测技术应运而生。

本文将分析神经网络的原理及其在短波频率预测技术中的应用。

一、神经网络的原理神经网络是一种智能的计算模型，它模仿人类神经系统的工作原理，由多层神经元构成，每一层神经元都接收并处理上一层神经元传输过来的信息。

神经网络在工作时会将上一层神经元的输出作为下一层神经元的输入，经过多层传递后，最终得到输出结果。

神经网络的训练过程是通过对训练数据进行反向传播算法来实现的，即从输出层开始向前逐次计算各层的误差，并根据误差大小来调整各层神经元之间的连接权重，以完成网络优化。

二、神经网络在短波频率预测中的应用在短波频率预测领域，神经网络被广泛应用。

其具有良好的泛化能力、适应性强、预测精度高等特点。

因此，采用神经网络来预测短波频率的变化，能够较好地提高预测的准确性。

1. 数据预处理神经网络在进行短波频率预测前，需要先对采集到的数据进行处理，以便更好地为神经网络进行预测建模。

数据预处理主要包括对数据进行降噪处理、归一化处理等。

通过降噪处理能够有效去除随机噪声，提高数据的可信度；而通过归一化处理能够将数据映射到相同的区域内，使得数据的分布更加均匀。

2. 模型建立在数据预处理完成后，需要对数据进行建模，以便为神经网络提供训练样本。

通常使用的建模方法有时间序列模型、灰色模型、最小二乘法等。

根据不同的需求和应用场景，可以选择不同的建模方法。

3. 神经网络训练在进行神经网络训练前，需要对数据进行划分，通常将数据分为训练集、验证集和测试集三部分。

其中，训练集用于神经网络的训练，验证集用于网络的优化，测试集用于评估网络的性能。

在训练过程中，通过反向传播算法来优化神经网络的连接权重，使得网络的预测结果与实际结果的误差最小。

短波段无线电波的传播规律与短波无线电通信的频率选择及预测一、引言：在无线电通信中，无线电发射机的天线辐射载有信息的电磁波，到达接收点无线电接收机的天线，要经过一段自然路径。

无线电波在自然环境中的传播主要有三个路径常用于无线电通信：视距传播、地波传播、天波传播。

不同波长的无线电波在以上三种传播路径中有不同的传播规律。

短波无线电波（2—30Mhz）的传播有不同于其它频段的特殊规律，只有透彻认识和运用其特殊规律，才能发挥短波无线电通信设备的应有效能，建立稳定可靠的通信联系，提高通信质量。

二、无线电波的传播路径：（1）视距传播：视距传播是指电波在发射天线与接受天线互相“看得见”的距离内的传播方式。

电波在靠近地面的低空大气层中以近似直线的路径传播(见图-1），在发射功率一定的情况下，其通信距离相当大的程度上取决于收发双方的天线高度，多用于超短波通信，本文不多作讨论。

（2）地波传播：地波是指沿地球表面传播的电波。

当电波沿地表传播时，在地表面产生感应电荷，这些电荷随着电波的前进而形成地电流。

由于大地有一定的电阻，电流流过时要消耗能量，形成地面对电波的吸收。

地电阻的大小与电波频率有关，频率越高，地的吸收越大。

因此，地波传播适宜于长波和中波作远距离广播和通信；小型短波电台采用这种方式只能进行几公里至几十公里的近距离通信。

地波是沿着地表面传播的，基本上不受气候条件的影响，因此信号稳定，这是地波传播的突出优点。

（3）天波传播：天波是指地面发出的经电离层折射返回地面的电波。

短波无线电台站可以较小的发射功率，不依赖任何地面系统利用天波路径独自建立数百公里甚至数千公里的通信联系，是为有别于其它通信方式的突出优势。

但是，电离层随昼夜、季节、年度而变化，导致天波传播状况依时间变化。

因此，依赖电离层反射所建立的短波无线电天波通信是不稳定、不可靠的（相对于其他传播路径而言）。

远程短波通信要求设备操作人员对短波波段无线电波的传播规律有深入的了解和较多的实践经验，并且依赖于通信各方的配合默契。

0 引言电离层是地球表面大气中的一个电离区域，大气的中性成分受到太阳和宇宙射线的辐射，部分或者全部电离，形成电离层。

电离层的结构如图1所示，电离层的电子密度随高度而发生变化，导致出现几个极值区，称为“层”，这些导电层有D层、E层和F层，其中F层还细分为F1、F2层。

电离层的电子密度随昼夜、季节、纬度和太阳的活动变化而变化。

一般情况下，远距离短波通信都选用F层作为反射层，与其他导电层相比，F层具有最高的高度，能允许传播最远的距离[1,2]。

短波通信的原理是利用电离层对短波的一次或多次反射进行远距离通信，具有成本低、灵活性高的优点，而且短波信道不易被摧毁，在应急通信中，短波通信发挥着重要的作用。

由于电离层参数在空间和时间上都具有较大的随机性，导致短波通信的可靠性和有效性在很大程度上依赖于电离层的状态。

在实际应用中，根据电离层模型预测短波通信的可用频率范围，以增强短波通信的效率和可靠性。

1 短波传输原理短波（频率3～30 MHz）靠地波和天波传播，由于短波频率较高，容易被地面吸收，当用地波传播时，衰减较快，通常情况下，短波的地波传播的距离只有几十千米，不适合作远距离通信和广播使用。

与地波相反，短波信号通过天波传播时，在电离层中的损耗较小，因此可利用电离层对天波的一次或多次反射进行远距离无线电通信。

电磁波到达电离层后，可能被电离层完全吸收、反射回地球或者穿透电离层进入外层空间（如图2所示），这些情况的发生与电离层的电子密度和电磁波的频率密切相关。

电子密度高时反射的电磁波频率高，电子密业余无线电短波通联频率预选毛 敏，宋佳怡，刘 帅（国家无线电监测中心深圳监测站，广东 深圳 518120）摘要：文章主要介绍了如何使用Proppy HF软件对业余无线电信标台接收强度进行预测和使用VOACAP软件对短波传播覆盖进行预测分析，在二者分析基础上使用Kiwi SDR设备进行业余无线电信标台的实际接收测试。

通过上述方法，分析了不同位置、不同频率、不同时段的信号对业余无线电短波通联的影响，为业余爱好者进行远距离无线电通联提供技术参考。

第1篇一、实验背景短波通信由于其独特的传播特性，在军事、外交、科研等领域具有广泛的应用。

然而，短波传播的随机性和不确定性给通信带来了挑战。

为了提高短波通信的可靠性，研究短波频率预测技术具有重要意义。

本实验旨在通过建立短波频率预测模型，实现对短波传播频率的准确预测。

二、实验目的1. 理解短波传播的原理和规律；2. 掌握短波频率预测的方法和步骤；3. 建立短波频率预测模型，并验证其预测效果。

三、实验原理短波传播频率预测主要基于以下原理：1. 传播路径分析：根据发射天线和接收天线之间的地理距离、地球形状等因素，分析短波传播的路径；2. 大气折射率预测：根据气象数据，预测传播路径上大气折射率的变化，从而预测传播频率的变化；3. 信道衰落模型：建立信道衰落模型，考虑多径效应、散射等因素对传播频率的影响；4. 机器学习算法：利用机器学习算法，如支持向量机、神经网络等，对短波频率进行预测。

四、实验内容1. 数据收集：收集短波传播频率的历史数据，包括发射天线位置、接收天线位置、气象数据等；2. 传播路径分析：根据收集到的数据，分析短波传播路径，确定预测模型的输入变量；3. 大气折射率预测：根据气象数据，预测传播路径上大气折射率的变化，为预测模型提供输入；4. 信道衰落模型建立：根据传播路径和气象数据，建立信道衰落模型，考虑多径效应、散射等因素；5. 机器学习算法选择：选择合适的机器学习算法，如支持向量机、神经网络等，对短波频率进行预测；6. 模型训练与验证：利用历史数据对预测模型进行训练，并验证其预测效果。

五、实验步骤1. 数据预处理：对收集到的数据进行清洗、筛选，去除异常值，并进行归一化处理；2. 特征工程：根据传播路径和气象数据，提取预测模型的输入变量，如发射天线位置、接收天线位置、大气折射率等；3. 模型选择：根据实验目的和数据特点，选择合适的机器学习算法，如支持向量机、神经网络等；4. 模型训练：利用历史数据对预测模型进行训练，调整模型参数，优化模型性能；5. 模型验证：利用验证集对预测模型进行验证，评估模型预测效果；6. 结果分析：分析预测模型的预测效果，总结实验结果。

短波通信频率预测方法浅析发布时间：2023-02-03T03:46:44.397Z 来源：《科技新时代》2022年第18期作者：邓矫龙[导读] 目前，我国的通信技术有了很大进展，短波通信技术也越来越先进。

短波通信是最早被使用的通信方式，邓矫龙民航海南空管分局海南海口 570000摘要：目前，我国的通信技术有了很大进展，短波通信技术也越来越先进。

短波通信是最早被使用的通信方式，而且这种通信方式一直沿用至今，短波通信在很多领域都发挥着重要作用。

相比而言，短波通信具有以下优点：一是通讯距离远，二是机动性好，三是顽存性好，四是通信能力强。

随着科技的迅猛发展，短波通信也在快速发展。

但是，短波通信效果受到诸多因素的影响，短波通信频率选择技术就是影响短波通信效果的关键因素之一。

本文首先分析短波通信的特点，其次探讨短波通信抗干扰，最后就短波通信频率预测方法进行研究，以供参考。

关键词：短波通信；频率选择技术；实现引言短波通信(3~30MHz)通过电离层反射可实现几百乃至上万千米通信,是唯一不受网络枢纽和有源中继制约的中远程通信方式,具有通信距离远、开通迅速、机动灵活、网络重构便捷等优点。

在军用领域,短波通信具有全球覆盖、通联便捷、组网灵活、抗毁性强,可全球覆盖,是军事行动中的重要通信手段,在极端情况下甚至是唯一的通信手段。

在民用领域,短波通信开通迅速、携带方便、供电容易,不需要建设枢纽站和中继站,成为海洋渔业、远洋运输、科学考察等领域的主要通信手段。

1短波通信的特点短波通信主要是利用地面发射无线电波，在电离层之间或者电离层与地面之前实现一次或多次反射来实现远距离通信。

相比其他通信方式，短波通信的成本低廉，在很多特殊场景下也能实现快速通信且能保持稳定的通信能力。

基于以上优势，短波通信被广泛应用于应急通信等领域，当发生自然灾害导致其他通信方式中断或者通信效果不佳时，可以应用短波通信实现信息传递，从而确保救援工作的顺利展开。

关于短波通信频率预测研究摘要：短波依靠电离层反射完成远距离通信，电离层作为变参信道，其对短波传播的影响在不同条件下(如时间、地理位置等)具有不同的效果，要想获得较好的短波传播效果，就要首先对短波传播的频率进行科学规划，也就是在掌握电离层的特性基础上采用一些科学方法对通信频率进行预测。

另一方面，短波通信频率的预测，是短波通信工程中必须要考虑和做好的一项重要工作，无线电监测工作也要基于对短波通信的科学技术的掌握开展相关监测工作。

因此，本文针对短波通信的频率预测展开介绍，可为短波国际广播的监测工作提供技术指导[2][3]。

本文仅针对短波天波通信频率开展讨论和介绍。

关键词：短波通信；频率；预测文章就短波通信频率预测的方法进行简要介绍，在作者所掌握的短波传播理论和多年短波监测工作的基础上对大圆距离和最大跳距等天波传播参数进行分析，并讨论电离层各层基本最大可用频率和最佳工作频率。

以探究远距离短波广播等短波发射活动的频率规划背后的科学原因，为短波监测工作(包括业余通信在内的短波通信活动)提供科学的指导。

1研究背景近期，因乌克兰局势的升温，英国和德国等国家，增加或者重启了针对乌克兰地区的短波广播发射计划，因电离层属于变参信道，发射频率在不同时间采用了不同的频率，以达到较好的传播效果[1]。

由此可见，短波传播技术仍然是一项非常重要的通信技术，而其发射频率的选择对传播效果具有举足轻重的作用。

短波天波通信能够进行洲际通信和全球通信，其通信的距离远近与电离层这一充当短波反射层的物理结构有关，进而与短波选择的通信频率有关。

2 天波通信短波通信是波长在100～10 m之间，频率范围为3～30 MHz的一种无线电通信技术，又称为高频(HF)通信，在实际应用中，短波通信的使用频率范围可以扩展为1.5～30 MHz。

短波信号除了能够通过地波传播实现视距范围内的近距离信号传输，还可以经过电离层反射进行天波传播实现中远程信号传输。

一般将电离层分为D层、E层、和F层三层，D层距离地面最近，一般在50～100 km左右的高空，短波信号经过D层时，受D层电子浓度的影响，会直接穿透过去。