基于对流层散射的舰载超视距侦察技术分析

美军对流层散射通信及未来发展外军了望一FoRElGNFoRCESoVERV":W用于Promi★李冬房朝辉段俊宏摘要:本文介绍了对流层散射通信的概念,美军对流层散射通信的应用,并对美军未来散射通信的发展作了分析和阐述.关键词:对流层散射通信美军AN/TRC一17《)一,对流层散射通信对流层散射通信是利用大气层中对流层中分布的不均匀介质如气旋云团等对电磁波的散射作用来通信的,它能够传输话音,数据,图像,传真等信号,是实现超短波和微波超视距通信的一种传统的,成熟的散射通信方式.对流层散射通信是典型的变参信道,具94国防科技02007.7有接受信号电平弱,信号快速衰弱,幅度起伏变化大,多径扩散大的特点.对流层是大气层的一个区域,其顶部位于地面上空+多公里处,并在不同的纬度地区有所不同.在中纬度地区约为1O_-12千米,而低(高)纬度地区较高(低) 些.在对流层中存在大量随机运动的不均匀介质:空气涡流,云团等, 当无线电波通过这种存在大量不均匀介质的对流层时,电波将受到折射,散射和反射.作为一种超视距通信技术,其单跳通信与传输速率,发射功率及天线口径有关,跨距可达几百至上千千米.对流层散射通信是大气层通信技术中的一种,被誉为现代战场的"机动兵".众多军事通信手段中,惟有大气层通信在任何时候都不怕敌方摧毁,因为按照目前人类掌握的技术来看还没有哪一个国家能将大气层摧毁.因此.大气层通信技术在现代军事通信中有着十分重要的意义,受到各国军队的高度重视.国外军事家断言,在现代战争情况下,作为战略通信网和战术通信网中的主要传输手段,对流层散射通信具有建站快,抗毁性强,机动性好,适应复杂地形能力强等特有的特点,是其他通信手段无法取代的.秉.发展二,美军对流层散射通信的应用在美国,除了国防战略通信系统中早就采用了不少对流层散射通信线路外,对流层散射通信已成为美国全球战略通信网的重要组成部分,主要用于跨越极区,海峡,湖泊,高山,沙漠等特殊地形进行通信.另外,在远程预警网中也应用甚广.在战术网中,对流层散射通信主要用于三军联合战术通信网(配备于集团军,旅级指挥机关)和保障战区的指挥通信网中. 1,美军对流层散射通信的历史发展美空军最早于20世纪80年代中期部署多信道对流层散射通信系统,旨在为联合三军战术网络提供远程扩展能力.在"沙漠风暴"行动期间,美军的100多个高数据率对流层散射系统首次在军事行动中得到了广泛应用,它把有史以来安装的最大的一个军事通信网络连接了起来.20世纪90年代初期之中期,美军开始向陆军和空军交付并部署AN/TRC一170(V)2(重型)和AN/TRC一170(V)3(轻型)对流层散射系统.同时,美海军陆战队也配发了AN/TRC一170(V)5(轻型)对流层散射系统.重型对流层散射系统的最大计划工作距离设计为15O英里,最大可靠数据率为每秒4兆位.轻型系统更适用于战术作战,而重型系统主要用于扩展从支持基地到战术任务区域的通信.2003年3月,美军及其联军开始了"伊拉克自由"行动,对流层散射通信系统在第11通信旅和美海军陆战队中就得到了有效而广泛的应用.战斗期间,美军从科威特北部到巴格达曾一度部署对流层散射系统,为军队行动提供关键的远程"骨干"通信.2004年1月,第7 通信旅接防第11通信旅后,继续使用对流层散射系统.例如,第7通信旅的甲连和第72通信营部署了对流层散射通信/J,组,为海军陆战队第1陆战队远程部队在伊拉克的作战行动提供支持.在战术卫星终端寥寥无几时,美军通过部署对流层散射系统把关键的指挥控制链路延伸到了整个战区.2,对流层散射通信在陆军国民警卫队中的应用美陆军国民警卫队的第356通信连(重型)和第114通信连(轻型)参加了第一阶段的"伊拉克自由"行动,从2003年5月开始.这些部队在网络中安装了对流层散射系统,并在科威特和伊拉克南部的浩瀚沙漠里使用了这些系统. 2004年3月,第143通信连(重型) 和第321通信连(轻型)接防了第356和第114通信连.第143通信连建立的从科威特弗吉尼亚兵营到伊拉克南部的乌姆盖斯尔的链路,是"伊拉克自由"行动第二阶段网络中最为稳定的链路之一,第321连的系统和链路也同样非常可靠.第143通信连部署了8套AN/TRC一170(V)2对流层散射系统.根据地形情况的不同,训练有素的士兵能够在4—5小时内安装一套重型对流层散射系统.第143通信连总共能够安装4条150 英里的链路,每条链路的最大可靠数据率可达每秒4兆位.第321通信连部署了16套~—Emall:gfkj@—外军了望FoREIGNFoRCESoVERV1日W AN/TRC一170(V)3对流层散射系统.专业操作员能够在1—2小时内安装一套轻型对流层散射系统. 第321通信连总共能够安装8条100英里长的链路,每条链路最大可靠数据率为每秒2兆位.3,对流层散射系统在综合战区通信营中的规划应用美军对军以上梯队的通信兵率先开始了部队结构的重大变革, 即建立综合战区通信营(ITSBo ITSB设有3个连,每个连都包括有交换,视距,战术卫星,轻型对流层散射,电缆和数据设备.目前,对对流层散射通信资源规划了三种ITSB模型:轻型,重装和混装.专门就对流层散射设备而言,轻装营只有AN/TRC一170(V)3,重装营只有AN/TRC一170(V)2.而混装营既有轻型设备又有重装设备.根据当前提出的ITSB概念,现役组成部队有4个轻装营,3个重装营和2个混装营,国民警卫队和预备役也是类似的混编情况.目前的ITSB模型旨在将对流层散射用于远程交换机至交换机链路.在最终决定ITSB概念的执行时,应考虑战术/战略上的差异.那些完全装备轻型对流层散射设备的营,应当更多地锁定战术任务,而只装备重型对流层散射设备的营则应更多AN/TRC一(V)2对流层散射系统20077◆国防科技95外军了望…:唑FoRE●GNFoRCESoVERV●日W 地限于战略/支持基地作战.三,美军对流层散射通信的未来发展"沙漠风暴"和"伊拉克自由"行动都证明了陆军对流层散射系统的有效性.轻型及重型系统都可为通信计划人员提供所需的手段, 使其能够在不使用紧缺的卫星资源的情况下扩展数据率相对较高的链路.在不远的将来,美陆军远程通信既会使用轻型对流层散射系统,也会使用重型系统.不幸的是,轻型及重型对流层散射系统配备的仍然是比较陈l13的数字群多路复用/三军战术设备.美军将会对其进行技术升级,使得它们能够运行在不断扩展的全球信息网格(GIG)中.1,将对流层散射通信系统带宽增加至每秒4.096~t1~位以上AN/TRC一170目前的带宽处理能力严重限制了战区用户的所需服务.带宽增加后,将可改进向作战人员提供全面通信服务的能力,而且还可提高系统的使用率.此外,增加带宽还可改进远程及战术传输的效率,有助于满足联合作战环境下的通信需求.联合战术作战要求向卫戍部队以及途中_和已部属机动部队提供高速多媒体通信和信息流.当今作战人员所需的许多服务,如"捕食者"无人机,联合全球情报通信系统(JWICS),视讯会议(VTC),AN厂rYQ一127等,其数据文件大小有数百Kb至数Mb,必须要有散射通信示意图有效的带宽才能对其进行传输.在这些装备和临界电路中,绝大多数需要至少2—4MB的带宽才能运行.现有的AN/TRC一170调制解调器的带宽容量只有有限的2MB,因而与这些已增加的带宽需求不匹配.要在短时间内及时分发信息产品,如图像,情报信息,导弹预警,气象,记录报文业务,联合及单军种新闻,教育,训练,视频及其他所需的信息服务,美军需要大容量的AN/TRC一170能力.美国防部支持采购和使用升级型AN/TRC一170调制解调器,以便为作战人员提供大容量信息流,还可有效克服当前及所计划的通信系统中存在的容量局限性问题.2,使用最新的FCC一100和FCC一100用于对流层散射通信设备升级96国防科技~'2007.7Promina交换机等多路复用设备对轻型及重型对流层散射系统进行升级和AN/TSC一93及AN/TSC一85战术卫星系统的"Charliemodel"升级类似,美军将会对对流层散射系统的调制解调器,合成器,上/下变频器,发射机,接收机和HPA进行最新的升级.因为在无法使用战术卫星资源的情况下,美军将继续使用对流层散射链路来实现远程交换机至交换机的连接.在对流层散射系统的升级中,美军将考虑可支持实时数据压缩的调制解调器和多路复用器,以代替有限的战术卫星资源.这样,不但可以将关键的任务设备解放出来,而且还可以为客户提供可靠的通信能力.美陆军对流层散射系统的现代化,将为通信兵提供又一种支持作战人员的关键工具.随着战术卫星在ITSB营之间的调配整合,对流层散射系统将会成为远程通信中的一个更为关键的组成部分.最后,使用最新的FCC一100和Promina对当前的对流层散射系统进行升级,将可延长美陆军大量远程设备的服务寿命,还可扩展全球信息网格(GIG).因此,对流层散射系统在美陆军中前景光明. 豳。

对流层散射通信新应用韩飞1 曹合修1 冯强2发布时间：2023-06-15T03:47:43.067Z 来源：《中国电业与能源》2023年7期作者：韩飞1 曹合修1 冯强2 [导读] 对流层散射通信的优势十分显著，因此广泛应用在我国的军事、民用等领域，但对流层散射通信信道属于随参信道，具有较大的信号传输损耗，而且还会产生多径效应，存在明显的快衰落与慢衰落现象，最终对信号传输产生了严重影响。

因此，在对流层散射通信应用过程中，需要充分了解其信道特性，并对其应用加以创新，以此来发挥出对流层散射通信具有的重要作用。

本文针对对流层散射通信新应用展开分析，介绍了散射通信特点，探讨了对流层散射传播损耗，并提出具体的应用对策，希望能够为相关研究人员起到一些参考和借鉴。

1.66736部队；2.92146部队摘要：对流层散射通信的优势十分显著，因此广泛应用在我国的军事、民用等领域，但对流层散射通信信道属于随参信道，具有较大的信号传输损耗，而且还会产生多径效应，存在明显的快衰落与慢衰落现象，最终对信号传输产生了严重影响。

因此，在对流层散射通信应用过程中，需要充分了解其信道特性，并对其应用加以创新，以此来发挥出对流层散射通信具有的重要作用。

本文针对对流层散射通信新应用展开分析，介绍了散射通信特点，探讨了对流层散射传播损耗，并提出具体的应用对策，希望能够为相关研究人员起到一些参考和借鉴。

关键词：对流层散射；信道特性；损耗分析；应用对策对比其他的通信方式，对流层散射通信要具有更为明显的优势，具体表现在抗毁能力强、保密性能好以及通信距离远等方面，但在实际通信传播过程中也会产生相应的损耗，因此需要明确损耗影响因素，并采取有效的应用对策，以此来发挥出对流层散射通信优势。

一、散射通信特点在对流散射信道当中，有着电波多径传播现象存在。

对于多径传播，其所产生的衰落均为快衰落。

在对流层散射信道上，不仅有着快衰落，信号电平中值的慢起伏较长，因此也将其称之为慢衰落。

对流层散射通信在军事通信中的应用[定义]对流层散射通信是利用对流层散射信道进行的通信。

对流层是大气层的一个区域，其顶部位于地面上空十多公里处，并在不同的纬度地区有所不同。

在中纬度地区约为10～12km，而低（高）纬度地区较高（低）些。

在对流层中存在着大量随机运动的不均匀介质-空气涡流、云团等，它们的温度、湿度和压强等与周围空气不同，因此对电波的折射率也不同。

当无线电波通过这种存在大量不均匀介质的对流层时，电波将受到折射、散射和反射。

电波再辐射的方向是不均匀的，其大部分能量在电波通过的方向及其附近，而对流层散射通信系统的接收天线接收到的信号，是收/发天线波束相交部分散射体内介质的前向散射信号之和。

对流层散射通信也是一种超视距通信，其单跳通信与传输速率、发射功率及天线口径有关，跨距可达几百至上千公里。

对流层散射信道存在电波多径传播现象。

由于多径传播引起的衰落都是所谓快衰落。

实际上，在对流层散射信道上，除快衰落之外，信号电平中值（或均方根值）都存在有较长的慢起伏，称为慢衰落。

对流层散射信道中，由于气象条件的有规律变化(昼夜、季节变化)和随机变化（如气流运动、大气风的影响等），造成了接收信号"短时"平均功率或"短时"中值电平的缓慢起伏而形成的慢衰落。

因此，一般情况下对流层散射信道是由快衰落和慢衰落这两种信道组成。

对流层散射信道具有以下特点：1)抗核爆炸能力强：该特点是散射通信独具的，在现代战争核爆炸环境中，散射通信不但不受影响，反而通信质量会更好，只要散射通信设备不炸毁，通信业务就不会中断。

所以用散射通信在现代战争中实施通信指挥能满足现代战争的需求。

2)通信保密好：散射通信采用方向性很强的抛物面天线，空间电波不易被截获，也不易被干扰；采用数字信号加密时，即使能截获也不易破密，这两点在战时是十分重要的。

3)通信容量大：对流层散射通信的通信容量比视距微波通信小，但比卫星通信和短波大。

对远程警戒雷达的超视距侦察和干扰技术研究作者：张洪水来源：《科技传播》 2017年第23期摘要远程警戒雷达一般具备有作用距离远、发射功率大以及抗干扰性能强等诸多优势，并能够起到良好的搜索以及监控目标的效果，还能够引导我方战斗机进行相关任务的执行，因此也在各个国家的军事领域中得到了非常广泛的应用。

本文主要就对超视距侦察以及干扰技术进行了分析研究，并在此基础上对现有的远程警戒雷达技术进行了一定程度的优化与完善。

关键词远程警戒雷达；超视距侦察；干扰技术中图分类号 TN954 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2017）200-0158-02远程警戒雷达具备有作用距离远等诸多优势，其在军事领域中也有着非常广泛的应用意义，并能够让武器系统的作战半径得到大幅度的增加，此外在远程警戒雷达中，还能够有效避免外界的信号干扰，从而保障定位的准确性，这样也就为超远距离的武器打击提供了一定的基础。

因此进一步提升远程警戒雷达的研究工作，对于我国军事能力的提升也有着非常重要的现实意义。

1 远程警戒雷达超视距侦察以及干扰技术的用途简析在远程警戒雷达的应用过程中，其能够对敌方雷达起到一定的告饶效果，并能够掩护我方目标进行攻击，具体用途如下。

1）能够进行地方雷达脉冲参数和频率参数的提取工作，并在此基础上安排干扰机对准地方雷达进行工作，从而起到良好的干扰效果。

2）能够进行动态噪声干扰信号环境的模拟，并包含有灵巧噪声、窄带噪声以及宽带噪声等多种干扰形式，还能够对远距离地面警戒雷达的信噪比起到良好的降低效果，从而减少其作用距离。

3）远程警戒雷达还能够模拟出一个动态的欺骗干扰信号环境，并能够通过密集加密包以及欺骗干扰的方式来起到一定的干扰效果，并能够在自身有效的干扰区域内形成虚假目标信息。

4）通过该系统还能够直接模拟欺骗干扰信号和噪声干扰信号。

2 超视距侦察和干扰设备传输原理简析一些地面或者舰载的警戒雷达，因为考虑到了馈线损耗的影响，因此其发射天线在进行安装的过程中不会距离地面过高，为了对敌方的远程警戒雷达起到良好的干扰效果，也就需要进行新的干扰途径的积极探寻，来进一步提升自身的干扰效果。

对流层散射通信频段对流层散射通信频段是指利用对流层中大气的不均匀性来散射无线电波，实现超视距通信的一种无线通信方式。

对流层散射通信通常使用的频段较高，一般在100 MHz到10 GHz之间。

对流层散射通信的原理是：当无线电波遇到对流层中的不均匀体（如温度、湿度的变化）时，会发生散射现象。

一部分无线电波会被散射到接收端，从而实现超视距通信。

对流层散射通信的距离一般在100公里到1000公里之间，具有覆盖范围广、抗干扰能力强等优点。

对流层散射通信频段的选择主要考虑以下几个因素：1. 频率选择：对流层散射通信通常使用较高的频段，如100 MHz 到10 GHz。

这是因为高频段的无线电波在对流层中的传播损耗较小，有利于实现远距离通信。

同时，高频段的无线电波具有较好的抗干扰性能，有利于提高通信质量。

2. 频谱分配：对流层散射通信频段需要遵循国际电信联盟（ITU）和国家无线电管理机构的规定，避免与其他无线电业务产生干扰。

因此，在选择对流层散射通信频段时，需要考虑到频谱资源的合理分配和利用。

3. 系统容量：对流层散射通信频段的选择还需要考虑到系统的容量需求。

一般来说，频段越高，可用的频谱资源越丰富，系统的容量也越大。

因此，在选择对流层散射通信频段时，需要综合考虑系统容量的需求。

4. 技术成熟度：对流层散射通信技术的发展和应用需要一个过程。

在选择对流层散射通信频段时，需要考虑到技术的成熟度和可靠性。

一般来说，已经得到广泛应用和验证的频段具有较高的技术成熟度和可靠性。

总之，对流层散射通信频段的选择需要综合考虑频率选择、频谱分配、系统容量和技术成熟度等因素，以实现高效、可靠的超视距通信。

超短波超视距通信的一种设计方法A Design Method of VHF/UHF Over Sight Communication赵利(中国电子科技集团公司第十研究所,四川成都610036)Zhao Li(The10th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation,Sichuan Chengdu610036)摘要：超短波通信是无线电通信的一种重要手段，在军事通信中得到了广泛应用和高度重视。

超短波频段电磁信号通常采用视距传播，其通信距离易受地球曲率和遮挡物等影响。

在地-空、地-地以及海面通信时，通信距离非常有限，迫切需要一种远距离通信保障手段，如超短波超视距通信。

文中根据超视距通信的特点，结合实际使用需求，提出了一种基于高接收灵敏度实现超短波超视距通信的设计方法。

在传统超短波接收机基础上进行改进，通过专用电路与通用电路的巧妙结合以及仿真计算分析，以比较小的代价实现了高接收灵敏度，对超短波超视距通信的设计有一定指导意义。

关键词：超视距通信；对流程散射传播；噪声系数；接收灵敏度；通信距离中图分类号：TN802文献标识码：A文章编号：1003-0107(2021)05-0015-06Abstract:VHF/UHF communication is an important way of wireless communication,it has been widely used and highly valued in military communication.The electromagnetic signal in VHF/UHF band usually propagates by line of sight,its communication distance is easily affected by the curvature and shelter of earth.In the ground to air,ground to surface and sea communication,the communication distance is very limited,a long-distance communication support means is urgently needed,like VHF/UHF over sight communication.According to the characteristics of over sight communication and the actual needs,a design method of VHF/UHF over sight communication based on reception sensitivity is presented.Through the improvement on the basis of tradi-tional VHF/UHF receiver,the ingenious combination of special circuit and general circuit,and simulation ca-lculation and analysis,high receiving sensitivity is achieved at low cost.This method can help to design VHF/ UHF over sight communication.Key words:over sight communication;tropospheric scattering propagation;noise figure;reception sensitivity; communication distanceCLC number:TN802Document code:A Article ID：1003-0107(2021)05-0015-060引言军用超短波话音/数据通信主要集中在V/U频段，该频段电磁信号频率低，空间传输损耗小，通信距离远，天线较小，便于移动通信；在对流层传播，不受太阳黑子、太阳磁暴、核爆炸和极光的影响，具有很好的抗毁性[1]，因此，超短波通信在陆、海、空等军事通信中得到广泛应用[2]，是非常重要的通信手段之一。

对流层散射超视距信道传输损耗快慢衰落特性研究卫佩佩;杜晓燕;江长荫【摘要】对流层散射通信是一种地面微波超视距传播的重要手段.针对现有对流层散射传输损耗预测模型无法描述大气环境等因素随机变化问题,该文基于电场强度的快慢衰落特性,首次开展了传输损耗的快慢衰落特性研究,建立了传输损耗分布模型,并结合ITU-R P.617-3给出了该分布待定参数的计算方法.选取了国际电信联盟公布的部分散射链路试验数据,借助正态分布的坐标图纸,验证了该分布模型的有效性,结果表明传播损耗慢衰落特性服从正态分布,可为下一步计算散射链路误码率奠定基础.此外,基于分布模型还提出一种传输损耗预测方法,并利用试验数据验证了所提方法具有较好的精度,克服了现有方法无法计算任意概率传输损耗的问题.【期刊名称】《电子与信息学报》【年(卷),期】2018(040)007【总页数】7页(P1745-1751)【关键词】对流层散射通信;超视距传播;传输损耗快慢衰落特性;正态分布【作者】卫佩佩;杜晓燕;江长荫【作者单位】解放军信息工程大学信息系统工程学院郑州 450002;解放军信息工程大学信息系统工程学院郑州 450002;中国电波传播研究所新乡 453003【正文语种】中文【中图分类】TN929.2对流层散射是由大气中的非均匀体引起的[1]，导致信号沿各个方向传播。

部分信号被地面无线电系统接收，该过程称为对流层散射通信。

利用它的传播机理，可以使地面微波实现超视距传播[2]。

无线电系统可利用该模式，对于频率在1~10 GHz的信号实现传播距离达300 km以上的通信[3]。

相比其它超视距手段，鉴于这种水平非均匀体是一直存在的，使得对流层散射可以在复杂环境下实现全天候可靠通信。

此外，对流层散射通信还具有通信容量大、抗干扰、抗截获、抗摧毁、抗核爆能力强等特点，使得它成为地面微波超视距的一种重要手段。

为了评价对流层散射链路超视距通信性能，需要了解对流层散射链路的电波传播特性。

对流层散射通信在跨海通信系统中的应用研究作者：赵彬来源：《科学与信息化》2019年第28期摘要在分析对流层散射通信的特点的基础上，讨论对流层散射通信在跨海通信系统的适用性，研究了对流层散射通信在跨海通信中的实际应用场合，对促进未来我军跨海通信的发展，起到积极的推动作用。

关键词岛屿通信;跨海通信;对流层散射通信引言跨海通信系统，是保障联指对跨海作战的陆海空军和第二炮兵作战集团实施指挥控制及信息传输的公共通信网，基本设想是依托国防固定通信网，以战区机动骨干通信系统为基础，以卫星通信、散射通信和海底光缆为信道，将各军兵种通信系统进行综合集成，构成一个分布式一体化跨海通信系统[1]。

随着现代科技的进步，敌对人为干扰日益增多，电磁环境日益恶劣，因此在未来渡海登岛作战环境中，跨海通信系统受敌打击威胁大，“跨海通”保障生存难。

一旦我跨海通信枢纽被敌摧毁，将对我渡海登岛作战形成致命打击。

因此在未来渡海作战战场环境中，确保通信系统的安全是前提。

对流层散射通信由于其具有单跳跨距远、通信容量大、抗干扰和抗截获能力强、不受核爆影响，以及能够跨越复杂地形进行全天候可靠通信等突出优点，在各军兵种中得到了广泛的应用，并在当代高技术战争中发挥重要的作用。

1 对流层散射通信简介对流层散射通信是一种利用对流层大气媒介中的不均匀体对电波的前向散射作用而实现的超视距无线通信方式。

对流层散射通信使用超短波和微波波段，是一种传统的、成熟的通信方式。

在对流层大气中普遍存在着涡旋性的湍流运动，这些湍流不断地变化，使产生的涡旋分裂成较小的涡旋，较小的涡旋又分裂成更小的涡旋，直到最小的涡旋在流体黏滞力的作用下消失，最终转变为热能，而与此同时，又有新的涡旋在大气对流中产生了。

各种尺寸的涡旋团的不断运动和变化，其温度、湿度、氣压也不断起伏的变化，这就造成了每个涡旋的介电常数与周围大气的介电常数有微小的差异，每个涡旋都是一个介电常数的局部不均匀体。

在入射无线电波的激励下，每一个不均匀体在其尺寸与入射无线电波的波长可以比拟时，就像一个小偶极子天线，能感应出电流并把入射电波的能量向四面八方辐射出去，我们称这些“小天线”为散射体。