短波跳频电台的发展趋势

目录第一章绪论 (1)1.1 选题依据 (1)1.2 超短波电台通信国内外发展现状与趋势 (2)1.3 OFDM技术的发展及应用 (4)1.4 论文的主要工作和章节安排 (7)第二章 OFDM技术与超短波无线通信信道特性 (8)2.1 OFDM技术基本原理 (8)2.1.1 OFDM系统的基带模型 (8)2.1.2 保护间隔和循环前缀 (11)2.2 多径信道的描述参数 (12)2.2.1 瑞利/莱斯衰落 (12)2.2.2 时延扩展与相干带宽 (13)2.2.3 多普勒扩展与相干时间 (14)2.3 超短波电台通信信道特性 (15)2.3.1 信道的多径时延分布 (15)2.3.2 信道的多普勒分析 (17)2.4 本章小结 (19)第三章基于OFDM的无线宽带通信信号处理技术 (21)3.1 通信系统帧结构设计 (21)3.1.1 OFDM参数设计 (21)3.1.2 相位参考符号 (24)3.1.3 OFDM符号与成帧 (25)3.2 基带信号处理 (26)3.2.1 卷积编码和维特比译码 (26)3.2.2 差分调制和解调 (29)3.2.3 QPSK映射和QPSK解调 (30)3.2.4 频率交织和频率交织解调 (30)3.2.5 系统同步算法 (32)3.3 中频信号处理 (36)3.3.1 整数倍内插 (37)3.3.2 带通采样 (38)3.3.3 整数倍抽取 (39)3.4 本章小结 (40)第四章信号处理硬件平台及接口技术 (41)4.1 硬件平台及接口 (41)4.2 嵌入式系统及设备驱动 (42)4.2.1 嵌入式Linux系统 (42)4.2.2 嵌入式驱动程序 (43)4.3 ARM与DSP通信技术实现 (44)4.3.1 HPI读写 (44)4.3.2 HPI加载DSP技术 (45)4.4 ARM与FPGA通信技术实现 (46)4.4.1 S3C2410的GPIO读写 (46)4.4.2 通过GPIO加载FPGA技术 (46)4.5 DSP与FPGA通信技术实现 (48)4.6 ARM与PC机通信技术实现 (50)4.7 本章小结 (52)第五章超短波电台OFDM通信系统的实现 (53)5.1 DSP基带信号处理实现 (53)5.1.1 EDMA与中断实现 (53)5.1.2 发送端DSP信号处理 (55)5.1.3 接收端DSP信号处理 (56)5.2 FPGA中频信号处理实现 (60)5.2.1 数字上变频实现 (60)5.2.2 数字下变频实现 (62)5.3 超短波电台通信系统视频传输设计实现 (63)5.3.1 发送端视频数据传输设计 (64)5.3.2 接收端视频数据传输设计 (66)5.4 通信系统性能测试及性能分析 (67)5.5 本章小结 (72)结论 (73)参考文献 (75)攻读硕士学位期间发表的论文与研究成果清单 (77)致谢 (78)第一章绪论1.1 选题依据超短波(Very High Frequency，VHF)通信是指利用30MHz~300MHz超短波频段电磁波进行的无线电通信，也叫甚高频通信。

超短波通信新技术汇报人：2024-01-06•超短波通信技术概述•新型超短波通信技术•超短波通信新技术发展趋势目录•超短波通信新技术面临的挑战与解决方案•超短波通信新技术应用案例01超短波通信技术概述超短波通信是一种利用超短波频段的电磁波进行信息传输的无线通信方式。

超短波通信具有传输距离远、覆盖范围广、抗干扰能力强、传输速率高、信道容量大等优点，广泛应用于军事、航空、航海、应急救援等领域。

定义与特点特点定义超短波通信技术最早起源于20世纪20年代，随着电子管和调频技术的发展，超短波通信逐渐应用于军事和民用领域。

早期发展随着数字信号处理、软件无线电、智能天线等技术的发展，超短波通信技术不断得到改进和完善，传输速率和信道容量得到大幅提升。

现代发展技术发展历程超短波通信技术在军事领域中广泛应用于战术通信、卫星通信、雷达侦察等领域。

军事通信超短波通信技术在航空领域中用于飞机与地面控制中心之间的通信，以及飞机之间的空地通信。

航空通信超短波通信技术在航海领域中用于船舶与海岸电台之间的通信，以及船舶之间的船际通信。

航海通信超短波通信技术在应急救援领域中用于快速建立临时通信网络，保障救援工作的顺利进行。

应急救援应用领域02新型超短波通信技术高速数据传输技术高速数据传输技术是超短波通信领域的重要发展方向，通过提高数据传输速率，满足各种高速、实时的通信需求。

高速数据传输技术主要采用多载波调制技术、MIMO技术、OFDM技术等，这些技术能够有效地提高频谱利用率和数据传输速率。

高速数据传输技术的应用范围广泛，包括视频传输、远程控制、物联网等领域，为超短波通信带来了新的发展机遇。

抗干扰技术是超短波通信中的关键技术之一，能够有效地提高通信系统的抗干扰能力，保证通信的稳定性和可靠性。

抗干扰技术主要包括扩频技术、跳频技术、自适应滤波技术等，这些技术能够有效地抑制干扰信号，提高信噪比，保证通信质量。

抗干扰技术的应用范围广泛，包括军事通信、航空通信、卫星通信等领域，为超短波通信提供了更加可靠的通信保障。

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。

超短波跳频电台的原理和应用超短波跳频电台是一种使用跳频技术的通信设备，广泛应用于军事、航空、海上通信等领域。

本文将详细介绍超短波跳频电台的工作原理和应用。

超短波跳频电台是一种无线通信设备，它通过在短时间内在不同频率之间进行快速切换来传输信息。

其主要由三个部分组成：跳频器、发射机和接收机。

跳频器是核心部件，负责生成频率序列，并将之传输给发射机和接收机。

发射机负责将要传输的数据转换为电磁波信号，并根据频率序列进行快速跳频发送。

接收机接收到跳频信号后，通过与发射机使用相同的频率序列进行相应的解码和处理，还原出原始数据。

超短波跳频电台具有许多优点。

首先，由于频率在快速跳变，使其具有一定的抗干扰能力。

这是因为对方干扰设备很难在极短的时间内实现对所有频率的屏蔽。

其次，超短波跳频电台对周围环境的影响很小，不会干扰其他无线通信系统的正常运行。

此外，跳频技术还可以增加通信的安全性，因为频率的快速变换使得信息更难被窃听和解码。

在军事领域，超短波跳频电台被广泛应用。

它可以用于军用通信、情报收集、侦察和导弹制导等任务。

跳频技术使得军事通信更难被敌方干扰和侦察，保护了通信的安全性和机密性。

此外，超短波跳频电台还可以用于军队的战术联络和指挥控制，提供快速、可靠的通信手段。

在航空和海上通信中，超短波跳频电台也扮演着重要的角色。

航空器和舰船需要与地面指挥中心或其他航空器、舰船进行通信，实现协同作战和指挥控制。

超短波跳频电台的抗干扰能力和高效性使其成为航空和海上通信的理想选择。

通过快速而可靠的跳频技术，航空器和舰船可以实现更远距离的通信，并且在复杂的电磁环境下保持通信的稳定性。

此外，超短波跳频电台还有其他一些应用领域。

例如，它可以用于无线电遥控系统，控制无人机、机器人等设备的移动和操作。

超短波跳频电台还可以用于野外探险或登山等户外活动，提供安全可靠的远程通信手段。

在救灾和紧急救援中，超短波跳频电台也发挥着重要作用，为救援人员提供实时的通信和协调。

浅议超短波无线电通信抗干扰技术的发展趋势发布时间：2021-04-20T09:28:20.183Z 来源：《基层建设》2020年第29期 作者： 黄海[导读] 摘要：超短波无线电通信技术的研发对我国通信行业具有重要意义，并且在很多领域都有所应用。

北方自动控制技术研究所 山西省太原市 030000

摘要：超短波无线电通信技术的研发对我国通信行业具有重要意义，并且在很多领域都有所应用。与传统有线通信技术相比，超短波无线电通信技术具有成本低、灵活性强、传输距离远等优点。其能够大幅度降低建造成本，提高信息传输质。因此，对于超短波无线电通信技术的研究具有十分重要的现实意义。

关键词：超短波；无线电；通信抗干扰技术；发展趋势 1超短波无线通信技术概述

超短波无线通信技术发展现状：超短波无线通信技术其利用电磁波经地球电离层的反射来实现传输信息的目的，这便是该超短波无线通信技术关键要素。然而，电离层的多径效应和衰落现象导致了超短波无线通信处于不稳定状态，例如频繁的噪声和大量的干扰，大大降低了信息传输的质量。随着科学家的不断研究，跳频通信技术的出现可以有效地解决上述问题，而且可以提高信息的安全性，可以更好地发展超短波无线通信技术。超短波无线通信系统简介：通过分析可以发现超短波无线通信系统包含两大主要部分，分别是终端战和中继站。其中该终端站又包含天线、接收机、发射机、载波终端。中继站仅具有可同时访问两个方向的发送器、接收器以及相应的天线。其中天线的主要功能实现电磁波与射频载波信号相互转换，犹如一种转换器。载波终端主要作用将发送器、接收器的基带信号集成为二线语音信号，然后将其连接到通常在终端站上设置的本地电话交换机或用户的通信设备；发送机的作用是对载波信号进行调制，生成调制后的载波，然后通过频率转换技术将调制后的载波转换为射频载波，并传输至功率放大器。最终，天线接收功率放大器发射的射频载波，并在接收机中经滤波器以减少干扰，降噪效果明显。 2超短波无线通信常见干扰问题

短波跳频电台的抗干扰性能研究与改进引言短波通信是一种重要的远程通信方式，具备覆盖范围广、抗干扰性能强等特点，被广泛应用于军事、民用通信等领域。

然而，面对日益复杂的电波环境和各种干扰源，短波通信系统的抗干扰性能亟待研究和改进。

本文将重点研究短波跳频电台的抗干扰性能，并提出一些改进的方法。

一、短波跳频电台的工作原理短波跳频电台是一种通过频率跳变来抗击干扰的通信系统。

其工作原理是在一段时间内，跳频器能按照预先设定的频率序列迅速在不同频率上进行跳跃，从而使干扰源难以持续对特定频率干扰，提高通信质量和可靠性。

二、短波跳频电台的干扰源分析为了改进短波跳频电台的抗干扰性能，首先需要对干扰源进行分析。

常见的干扰源包括噪声干扰、多径传播干扰、临近频段干扰等。

1. 噪声干扰：噪声干扰是指在通信过程中被混入的不相关信号。

这些干扰信号会降低信号的信噪比，导致通信质量下降。

对于短波跳频电台，应采用合适的滤波器来减小噪声干扰对信号的影响，同时提高接收机的灵敏度。

2. 多径传播干扰：多径传播是指信号在传播途径中由于反射、衍射等现象导致信号传播路径多样化。

这种干扰会导致信号强度的变化，从而影响通信质量。

针对多径传播干扰，可以采用自适应均衡技术和多天线阵列技术来减小其对通信系统的影响。

3. 临近频段干扰：由于频谱资源的有限性，不同频段的通信系统可能会在临近频段上进行通信。

当临近频段的通信系统发射功率较大时，会对短波跳频电台的接收信号产生干扰。

为了解决这种干扰问题，可以采用频谱分配和频率监测技术，以优化频谱的利用和减小邻频干扰。

三、短波跳频电台的抗干扰性能改进方法针对短波跳频电台的抗干扰性能问题，可以从硬件和软件两个方面进行改进。

1. 硬件改进：在硬件方面，可以改进接收机的灵敏度，提高抗干扰性能。

可以采用先进的射频前端设计，如高性能低噪声放大器和高动态范围的中频放大器，以降低噪声干扰和提高信号捕获能力。

此外，采用滤波器来减小邻频干扰的影响也是有效的方法。

短波跳频电台的工作原理及应用领域分析短波跳频（HFH）是一种无线通信技术，通过频率跳跃的方式传输数据。

本文将详细介绍短波跳频电台的工作原理，并分析其应用领域。

一、短波跳频电台的工作原理短波跳频电台是一种采用频率跳跃技术的无线通信设备。

它通过在一定的频率范围内快速随机跳跃而实现通信。

具体工作原理如下：1. 频率跳跃序列生成短波跳频电台通过电路生成一系列的频率跳跃序列，这个序列由伪随机数生成器产生。

伪随机数的特点是看似随机，但实际上具有一定规律，这样可以使得频率跳跃更有效率。

2. 跳频调谐和发送根据所生成的频率跳跃序列，短波跳频电台在每个时间段内选择对应的频率进行调谐，并将待发送的数据通过无线电信号发送出去。

这样，短波跳频电台就能够在不同的频率上快速切换发送信号。

3. 接收和解调接收端的短波跳频电台也同样根据预定的频率跳跃序列进行调谐，接收无线信号并解调。

解调后的信号可以还原为原始的数据，从而实现通信。

二、短波跳频电台的应用领域短波跳频电台具有一定的特点和优势，其应用领域十分广泛。

以下是几个典型的应用领域分析：1. 军事通信短波跳频电台在军事通信领域具有重要的地位。

它可以有效抵抗干扰和窃听，提供更加安全可靠的通信传输。

军队可以利用短波跳频电台实现情报传递、指挥控制和士兵之间的通信等功能。

2. 紧急救援在自然灾害或紧急救援场景中，通常无法依赖传统的通信设备。

短波跳频电台因其传输范围广、抗干扰能力强的特点，被广泛应用于紧急救援通信中。

它可以在恶劣环境下实现与救援人员的远距离通信，提供重要的信息传递，并协助救援行动迅速展开。

3. 远距离通信短波跳频电台能够传输的范围广，能够在大规模地理区域内进行通信。

这使得它成为远距离通信的理想选择。

例如，在山区或海洋上使用短波跳频电台进行通信，能够有效地克服地形和距离因素，保持通信畅通。

4. 无线电控制系统短波跳频电台在无线电控制系统中有广泛应用。

例如，在工业自动化领域，利用短波跳频电台可以实现远程监控和控制，提高生产效率和安全性。

短波调制解调器的用途：配接短波电台可实现的功能有：传输文本、传真、图像、雷达情报等数据，实现有线无线的转接功能，组成各种短波自动化数据通信网。

一. 前言短波通信能较好地传输话音、文本、数据、图像等信息。

如何能实现高速高质量的数据传输，一直是通信领域科研人员研究的课题。

二. 短波调制解调器技术及发展概况1.短波调制解调器技术（1）编码技术常用的编码和差错控制技术有：自动重发（ARQ）、前向纠错（FBEC）、交织编码、硬判和软判译码等。

（2）自适应均衡技术自适应均衡是以时域波形抵消方式，实时跟踪信道的时变特性，自适应地改变均衡器参数以抑制和减弱判决取样时刻的码间串扰。

（3）分集技术短波信道上的衰落干扰具有空间、频率、时间上的独立性，而在空间、频率、时间上采用分集接收后，可有效地抗由衰落和宽带噪声所造成的突发错误。

主要分集方式有：空间分集、带内频率分集、时间分集和以上几种混用的方式。

（4）最大似然序列检测技术（MLSE）：MLSE是一种信号检测方法，利用观测数据的条件，概率分布对数据按最大似然准则进行统计处理，充分利用了信道的时间扩散效应，使系统获得隐分集效应。

当系统输入数据的符号是等概率出现的情况下，从整个系统差错概率最小观点出发，在时间扩散信道条件下，采用MLSE检测方法的串行短波调制解调器可获得最佳性能。

（5）其它常用技术码元同步信号的提取和校正；载波频率跟踪；相位同步及校正；帧同步及训练码插入技术等。

2.并行短波调制解调器就是在3kHz话音带宽内，以多音并发来传输信息，并采用自适应滤波技术来克服多径效应的影响。

在传输高速数据时，多路并发，每路速率低，码元宽度长，因此可减少码间干扰，而用多路传输，又可提高传输速率。

并行短波调制解调器的特点：（1）技术成熟，技术简单，容易实现；（2）采用多音信号后，发射机功率不能充分利用，峰包功率和平均功率比值较大；（3）对电台的指标要求较高，对非线形失真、互调失真比较敏感；（4）抗频率选择性衰落性能差。

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;这里简要介绍短波通信的一般概念,优化短波通信的经验,以及一些热门的新技术;1、短波通信的一般原理.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~兆赫；短波的波长为100米~10米,频率为~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;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;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;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;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;短波频率范围电离层最高可反射40MHz的频率,最低可反射的频率;根据这一特性,短波工作频段被确定为 - 30MHz;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;2、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;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;下面用图示的方法说明单边带信号是怎样产生的;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;优化短波通信的方法1、改善短波信号质量的三大要素由于短波传输存在固有弱点,短波信号的质量不如超短波;不过我们可以通过一些途径改善短波信号质量,使其尽可能接近超短波;改善短波信号质量的三大要素是：正确选用工作频率；正确选择和架设天地线；选用先进优质的电台和电源等设备;正确选用工作频率短波频率和超短波频率的使用性质完全不同;超短波属于视距通信,距离短,可以固定使用频段内的任何频点；而短波频率则受到电离层变化、通信距离和方向、海拔高度、天线类型等多种因素的影响和限制;用同一套电台和天线,选用不同频率,通信效果可能差异很大;对于有经验的短波工作者来说,选频并不困难,其中有明显的规律性可循;一般来说：日频高于夜频相差约一半；远距离频率高于近距离；夏季频率高于冬季；南方地区使用频率高于北方；等等;另外,在东西方向进行远距离通信时,因为受地球自转影响,最好采用异频收发才能取得良好通信效果;如果所用的工作频率不能顺畅通信时,可按照以下经验变换频率：1接近日出时,若夜频通信效果不好,可改用较高的频率；2接近日落时,若日频通信效果不好,可改用较低的频率；3在日落时,信号先逐渐增强,而后突然中断,可改用较低频率；4工作中如信号逐渐衰弱,以致消失,可提高工作频率；5遇到磁暴时,可选用比平常低一些的频率;计算机测频利用计算机测频软件预测可用频率对短波通信很有帮助,是国外经常采用的先进技术手段;计算机测频系统能够根据太阳黑子活动规律等因素,结合不同地区的历史数据,预测两点之间在未来一段时期每天各时节的可用频段,具有较高参考价值;美国、欧盟、澳大利亚政府的计算机测频系统数据比较准确,它们通过分布在全球的监测点采集和跟踪各种环境参数的变化提供频率依据;其中澳大利亚的ASPAS系统面向全世界提供测频服务,安装和服务费用不高,很有使用价值;正确选择和架设天线地线天线和地线是很多短波用户容易忽视的问题;当通信质量不好时,很多人习惯于从电台上找原因,而实际上信号不良常常源自天线或地线;短波和超短波使用的天线是完全不同的;超短波通信因为使用频率高,波长短,天线可以做得很小,通常为直立鞭状天线;而短波通信因使用的频率较低,天线必须做得足够大才能有效工作;简单的规律是：天线的长度达到所使用频率的1/2波长时,天线的效率最高;短波天线的理论原理比较高深;短波天线的种类繁多,用途各异,究竟应该选购何种天线,怎样安装架设才能获得良好的通信效果根据我们了解和掌握的情况作如下简要介绍：1了解天线的基本工作原理短波天线分地波天线和天波天线两大类;地波天线包括鞭状天线、倒L形天线、T形天线等;这类天线发射出的电磁波是全方向的,并且主要以地波的形式向四周传播,故称全向地波天线,常用于近距离通信;地波天线的效率主要看天线的高度和地网的质量;天线越高、地网质量越好,发射效率越高,当天线高度达到1/2 波长时,发射效率最高;天波天线主要以天波形式发射电磁波,分为定向天线和全向天线两类;典型的定向天波天线有：双极天线、双极笼形天线、对数周期天线、菱形天线等,它们以一个方向或两个相反方向发射电磁波,用天线的架设高度来控制发射仰角;典型的全向天波天线有：角笼形天线、倒V形天线等;它们是以全方向发射电磁波,用天线的高度或斜度来控制发射仰角;天波天线简单的规律为：天线水平振子一臂的长度达到1/2波长时,水平波瓣主方向的效率最高；天线高度越高,发射仰角越低,通信距离越远；反之,天线高度越低,发射仰角越高,通信距离越近；天线高度与波长之比H/λ达到二分之一时,垂直波瓣主方向的效率最高;2按用途选购天线随着短波通信技术的发展,短波天线出现了很多不同用途的新品种,例如用于短波跳频的高效能宽带天线；用于为了解决天线架设场地小和多部电台共用一副天线的多馈多模天线等;选择天线基本的着眼点应该是用途;近距离固定通信：选择地波天线或天波高仰角天线;点对点通信或方向性通信：选择天波方向性天线等;组网通信或全向通信：选择天波全向天线;车载通信或个人通信：选择小型鞭状天线;3 正确处理天线价格与质量的关系俗话讲一分钱一分货;首先同种用途的天线有不同种类,其增益有高低之分;此外同一种外形的天线,使用不同材料；不同制造工艺,其通信效果的差异是很大的;例如以特种不锈铜钢复合绞线为振子的天线,比用塑包线为振子的天线高频电磁转换效率高得多;又例如匹配器所用的磁性材料优劣,对电台与天线的匹配状态影响极大;高性能磁料能够保证全频段每个频点都能良好匹配；劣质磁料可能造成很多频点甚至整段频率匹配不好,驻波比过大;使用劣质天线,电台输出的功率可能只送出去不到三分之一甚至更少,通信效果可想而知;在投资增加不多的前提下,尽量选用高质量高增益的天线,能够保证长期稳定和优良的通信效果和延长使用寿命,是很划算的;4介绍二种性能和价格兼优的基站天线根据多年的对比实验和实际使用经验,我们认为有两种进口天线在性能上能够广泛满足我国大多数用户的通信要求,而且价格不高,性能价格比好,以下分别介绍：●用于全方位通信的三角组合型全向全角天线我国省级行政区,从省会到边缘地区的距离多数在1200公里以内;在这个区域内组建全省或地区的通信网,中心基站选用这种天线是比较理想的;这种天线既能照顾360°全方位,又能照顾近中远各种距离,接收效果好,对改善通信盲区特别有效,此外它能兼顾垂直极化波和水平极化波,对区域内各种台站的不同种类天线的兼容性好;●兼顾全向和定向两种用途的高增益三线式天线三线式天线是国际上近年流行的新型多用途天线,它虽然属于偶极天线类,但其性能是普通双极天线无法相比的;与普通双极天线相比它有以下优点：1.增益高,全频段内驻波比小,而且均匀辐射效率高；2.水平架设时不仅在天线宽边方向辐射强,而且在窄边方向也有较强辐射；3.架设状态平稳,抗风抗毁能力强；4.提供平行和倒V两种架设方式,分别支持2500公里内定向通信和2000公里半径内全向通信;以上两种天线的振子材质都是不锈铜钢复合绞线,电磁转换效率高而且经久耐用；其高性能磁性材料保证了全频段匹配良好;5正确架设天线和连接馈线选购好合适的天线后,还必须正确地安装架设,才能发挥出最佳效果;天线的长度和架设规范是不能改变的,但对于某些天线而言,架设的方向和高度是靠用户自己掌握的,应严格按通信的方向和距离来确定方向和高度;天线的架设位置以开扩的地面为好,没有条件的单位也可以架在两个楼房之间或楼顶;天线高度指天线发射体与地面或楼顶的相对高度;架在楼顶时,高度应以楼顶与天线发射体之间的距离计算,不是按楼顶与地面的高度计算;我们提醒用户,切忌因为架设场地不理想或怕麻烦,就随便把天线架起来完事,这样做通信效果很可能是不好的;另一个要点是馈线的选用和布设;馈线是将电台的输出功率送到天线进行发射的唯一通道,如果馈线不畅通,再好的电台和天线,通信效果也是很差的;馈线分为明馈线和射频电缆两类;目前100W~150W电台一般都使用射频电缆馈电方式;选用射频电缆时要注意两项指标：一是阻抗为50欧姆；二是对最高使用频率的衰耗值要小;一般来讲,射频电缆直径越粗,衰耗越小,传输功率越大;在实际使用中,100W级短波单边带电台,常选用SYV-50-5或SYV-50-7的射频电缆,必要时也可以选SYV-50-9的射频电缆;天线在进行安装选位和布设时,应尽可能缩短馈线的长度,普通SYV-50-5馈线每1米造成信号衰减,这意味着100W电台功率通过50米馈线送达天线时,功率剩下不到40W;因此通常要求馈线长度控制在30米以内;如果因为场地条件限制必须延长馈线,则应采用大直径低损耗电缆;另外在布设电缆,应尽量减少弯曲,以降低对射频功率的损耗,如果必需弯曲,则弯曲角度不得小于120度;6电台和天线的匹配天线、馈线、电台三者之间的匹配必须引起高度重视,否则,虽然电台、天线、馈线都选得很好,通信效果还是不好;所谓“匹配”就是要求达到无损耗连接,只有电台、馈线、天线三者保证高频输入输出阻抗一致,才能实现无损耗连接;多数短波电台的输出/输入阻抗为50欧姆,必须选用阻抗为50欧姆的射频电缆与电台匹配;天线的特性阻抗比较高,一般为600欧姆左右,只有宽带天线的特性阻抗稍低一点,大约200~300欧姆,因此,天线不能直接与射频电缆连接,中间必须加阻抗匹配器也叫单/双变换器;阻抗匹配器的输入端阻抗必须与射频电缆的阻抗一致50欧姆,输出端阻抗必须与天线的输入阻抗一致600欧姆或200/300欧姆;阻抗匹配器的最佳安装位置是与天线连为一体;自动天线调谐器也是匹配天线和电台阻抗用的;自动天调的输入端与电台连接,输出端与单极天线连接;自动天调与偶极天线连接时要根据不同产品而定;有些天调要求加单/双变换器,天调与单/双变换器之间用50欧姆射频电缆相连芯线接天调输出端,外皮接天调的地端,单/双变换器的双输出端与天线连接；多数新型天调不用加单/双变换器,用天调的输出端和接地端分别连接偶极天线的两臂,匹配效果更好,而且效率更高;7正确埋设接地体和连接地线地线是很多用户容易草率处理的问题;短波通信台站的地线是至关重要的,地线实际上是整个天馈线系统的重要组成部分;我们所说的地线,不是交流供电系统中的电源地或保安地;这里所说的地线是信号地,也称高频地;信号地一般不能接到电源地或保安地上,必须单独埋设;埋设接地体时,必须按有关标准进行,接地电阻不应大于4欧姆;电台的接地柱和接地体之间,必须用多股线铜、编织铜线或大截面优良导体连接,才能起到良好的高频接地作用;而良好的高频接地是减小发射驻波和减小接收噪声的必要前提;选用先进优质的电台和电源工作频率和天线地线搞好了,相当于铺了一条“好路”;好路上还要跑“好车”;好车就是先进优质的电台和电源等设备;1选择电台的原则和标准怎样评价电台的先进性和优质呢先进性体现在两个方面：一是电气特性和工艺结构,这方面先进与否决定了性能指标的优劣和设备的可靠性；二是使用功能,具有多种先进功能的电台不仅用途更广泛,而且也说明制造者的科技实力;电气特性涉及的内容很多,这里只简述三个方面：①频率特性;好的电台频率稳定性比差的电台高几倍、几十倍甚至几百倍;频率稳定性高的电台,不但话音清晰,信号等级高,而且是支持高速数传的必要条件;在评价频率稳定性时要注意两点：一是全频段各频点的稳定性要一致；二是要在很宽的温度范围内稳定,不能机器一发热就产生频漂;②通道特性;这一特性描述信号在通过高频、中频、低频几个通道后的畸变程度;当进行短波数传时,这一问题非常突出;使用通道特性差的电台,无论怎样改造,数传速率都上不去,原因之一就是高速数据脉冲通过不佳的通道后发生明显畸变,使其难以被识别;③干扰和抗干扰特性;这方面的性能在技术说明书上都是以dB分贝值表示的,我们统称为dB指标;电台发射方面的dB指标不好,说明你传给对方台的信号不好,而且干扰其它台；电台接收方面的dB指标不好,说明自身容易被别人干扰；二者都是不能容许的;工艺结构方面,主要看电路集成度和模块化程度;集成度高,可靠性必然高;模块化除了提高设备可靠性外,还使扩展功能和维修十分便利,是当今电台工艺的主流趋势;再来看使用功能;社会需求的发展和科技的进步,使短波通信日益向多功能化方向发展;像用于半自动优选频率的自适应功能和全自动优选频率的自优化功能,用于计算机和传真机的数据传输功能,用于保密和抗干扰的跳频功能,用于组网通信的数字选呼功能,用于卫星定位的GPS监控功能,用于连接有线网的有线无线转接功能,等等;在具有这些现代化功能的电台面前,那些只能进行简单通话的电台就显得太原始了;目前在国内有一种现象,就是很多单位致力于在一些单功能电台上添加数传、自适应等功能;这固然是由于有大量旧式电台要改造,可能还有造价方面的考虑;但可以肯定这种现象是过渡阶段;正像现在大家都用GSM手机,再也没有人使用土造的手持电话一样,未来的短波领域也势必普及先进的多功能电台;此外,先进优质电台的售价呈下降趋势,也越来越接近我国用户的经济承受能力;哪些电台先进而且优质,要具体分析,但有一点可以肯定：目前国内常见的多数日本电台,其电性能、可靠性、功能等与欧美和澳大利亚名牌产品不在一个等级上;澳大利亚柯顿公司首创的NGT自优化短波电台,正是先进电台的代表;2电源质量与通信效果的关系很多人认为只要稳压电源的输出电压和电流的数值符合要求就可以用,这种认识不够全面;其实有些干扰可能来自电源,有些话音失真也可能是电源动态范围不足所致;数据传输对电源的要求更严格,如果电源的电磁屏蔽特性不好,输出纹波大,将直接导致数传工作不正常;功率容量和设计余量也是考核稳压电源优劣的重要依据,有些电源为了降低生产成本,加强价格竞争能力,把功率容量设计在临界状态,并尽量简化电路,选用低指标元器件等等;这类电源的技术性能和可靠性肯定是做不高的;好汽车要用好发动机,好电台要用好电源,道理是相同的;在选购电源时,一定要挑选功率容量大、输出电压纹波小、电磁屏蔽特性好、电路设计余量大的静化电源产品;2、短波通信的常见难点及解决方法近距离盲区及解决方法前节已介绍了天波和地波二种传输途径;一般来说,地波最远可达30公里;而天波从电离层第一次反射落地第一跳的最短距离约为100公里;可见30至100公里之间这一段,地波和天波都够不到,形成了短波通信的“寂静区”,也称为盲区;盲区内的通信大多是比较。

一、短波通信短波通信(Short-wave Comunication)是无线电通信的一种。

波长在10 米～100 米之间，频率范围 3 兆赫～30 兆赫。

发射电波要经电离层的反射才能到达接收设备，通信距离较远，是远程通信的主要手段。

由于电离层的高度和密度容易受昼夜、季节、气候等因素的影响，所以短波通信的稳定性较差，噪声较大。

目前，它广泛应用于电报、电话、低速传真通信和广播等方面。

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，不仅没有被淘汰，还在快速发展。

1. 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。

2. 电离层的作用电离层对短波通信起着主要作用。

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。

超短波跳频电台的技术优势和特点超短波跳频电台是一种采用跳频通信技术的无线通信设备，具有许多技术优势和特点。

本文将重点介绍超短波跳频电台的技术优势和特点。

1. 抗干扰能力强超短波跳频电台采用跳频通信技术，通过在通信过程中频繁地变换信道，能够有效地抵御外界信号的干扰。

跳频技术可以使信号在宽带范围内随机跳变，提高了抗干扰能力，使通信更加稳定可靠。

2. 隐蔽性高由于超短波跳频电台频繁地在不同信道之间跳变，使得电台的信号难以被敌方获取和侦测。

这种特点使超短波跳频电台在军事通信、特种通信等领域具有较高的隐蔽性，有利于保护通信内容的安全性。

3. 抗干扰源突发干扰能力强跳频技术使超短波跳频电台具有较强的抗突发干扰的能力。

当跳频电台遭受到突然干扰时，可以及时切换到其他信道进行通信，有效避免了干扰对通信质量的影响。

4. 抗频谱监测能力强超短波跳频电台不断变换信道，使频谱监测者无法准确探测和定位其通信信号，从而具备较强的抗频谱监测能力。

这种特点使超短波跳频电台在电子战、情报战等领域发挥重要作用。

5. 拓展通信距离跳频通信技术能够通过频率变换和信道切换来拓展通信距离。

由于超短波跳频电台会在不同的频率上发送信号，这意味着它可以在不同的通信距离上工作。

与传统的单一频率通信方式相比，超短波跳频电台能够实现更远的通信距离。

6. 低概率截获超短波跳频电台信号的随机跳变特性使其具备较低的概率被敌方截获的优势。

跳频技术使通信信号的频率和时间都在不断变换，使敌方截获和解析通信内容变得困难。

7. 可靠性强跳频通信技术可以提高通信系统的可靠性。

当某个信道受到干扰或退化时，跳频电台可以快速切换到其他正常的信道，保证通信的持续性和稳定性。

这种可靠性优势在紧急通信、危机管理等领域尤为重要。

总之，超短波跳频电台作为一种采用跳频通信技术的无线通信设备，具有抗干扰能力强、隐蔽性高、抗干扰源突发干扰能力强、抗频谱监测能力强、拓展通信距离、低概率截获和可靠性强等技术优势和特点。