短波通信组网技术

短波通信原理优化短波通讯的方法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。

不过我们可以经过一些途径改善短波信号质量，使其尽能够接近超短波。

改善短波信号质量的三大要素是：正确选用任务频率；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。

1.1 正确选用任务频率短波频率和超短波频率的运用性质完全不同。

超短波属于视距通讯，距离短，可以固定运用频段内的任何频点；而短波频率那么遭到电离层变化、通讯距离和方向、海拔高度、天线类型等多种要素的影响和限制。

用同一套电台和天线，选用不同频率，通讯效果能够差异很大。

关于有阅历的短波任务者来说，选频并不困难，其中有清楚的规律性可循。

普通来说：日频高于夜频〔相差约一半〕；远距离频率高于近距离；夏季频率高于夏季；南方地域运用频率高于南方；等等。

另外，在东西方向停止远距离通讯时，由于受地球自转影响，最好采用异频收发才干取得良好通讯效果。

假设所用的任务频率不能顺疏通讯时，可依照以下阅历变换频率：〔1〕接近日出时，假定夜频通讯效果不好，可改用较高的频率；〔2〕接近日落时，假定日频通讯效果不好，可改用较低的频率；〔3〕在日落时，信号先逐渐增强，然后突然中缀，可改用较低频率；〔4〕任务中如信号逐渐安康，致使消逝，可提高任务频率；〔5〕遇到磁暴时，可选用比往常低一些的频率。

计算机测频应用计算机测频软件预测可用频率对短波通讯很有协助，是国外经常采用的先进技术手腕。

计算机测频系统可以依据太阳黑子活动规律等要素，结合不同地域的历史数据，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拟准确，它们经过火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效劳，装置和效劳费用不高，很有运用价值。

1.2 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无视的效果。

无线电通信中短波的特点与作用在当前海岸电台无线电通信中，短波发挥着重要作用。

本文重点研究了无线电通信中短波的特点与作用的相关问题，先从短波的技术特征出发，阐述了短波的优缺点；之后结合无线电通信的要求，分析了无线电通信中短波的作用。

标签：无线电通信；短波；通信质量前言：短波通信是海岸电台重要的通信技术形式，虽然近几年我国的无线电通信技术得到了迅猛的发展，但是海岸电台的短波通信并没有被淘汰。

这一结果证明短波通信在当前通信体系中依然占据着重要位置，所以对相关技术人员而言，必须要深入了解无线电通信中短波的特点与作用，为进一步保证通信质量奠定基础。

1.无线电通信中短波的特点为了进一步加深相关人员对短波特点的认识，本文主要从短波通信的优缺点对其做深入研究。

1.1短波通信的优点在无线电通信中，短波通信的优点主要表现在以下几方面：（1）短波通信不需要接力进行中续，所以能够建立长距离的通信链路，在这种情况下，整个短波通信的建设费用低廉，并且需要在后期维护上投入过多的物力与人力资源，保证了运营成本。

并且从当前短波技术的发展情况来看，车载式设备让进一步提高了短波的通信质量，只要车载设备到达指定地点后，就能在短时间内完成通信，这是其他技术所不具备的优点。

（2）短波通信设备的结构十分简单，完全能够按照用户的业务开展要求进行设置。

例如，当前短波通信技术完全可以按照定点通信的方法，被安装在船舶、车辆、飞行设备等诸多设备中。

这是因为短波通信设备具有体积小的特点，能够支持手持、背负或者简易安装的要求。

（3）短波通信是实现远距离、全方位通信的有效手段，这是因为只需要在信息接收端放置短波接收机之后就能有效的接收信息，所以能够被大多数人所接受。

同时，随着软件无线电、调制解调等技术的发展，短波通信的技术水平进一步提高，强化了短波通信的整体水平。

1.2短波通信的缺点在无线电通信中，短波通信的缺陷主要包括：（1）在无线电通信中，短波天波通信主要是变参信道，这将会导致信号传输质量受到影响。

Doi:10.19661/ki.mi.2019.03.004!借息技术】基于短波广域分集组网通信的海洋物联网徐伯禺J#,吴永宏（1.中国电波传播研究所青岛266107；2.青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋短波通信开放工作室青岛266237）摘要信息技术的高速发展，使海洋信息的互联互通得到世界各国的空前重视。

本文通过分析国内外海洋物联网的发展，认为海洋区域中可靠远程通信手段的匮乏制约了海洋物联网的发展，提出了一种基于短波广域分集组网的海洋物联网结构,该技术通过提高短波通信的可通率与通信服务质量，解决了海洋物联网与其他网络的互联互通问题。

此外，通过详细分析基于短波广域分集组网的海洋物联网在远洋渔船船队调度的应用，证明了海洋物联网可以为海洋区域的经济建设和相关活动提供信息和通信保障。

关键词海洋物联网；远程通信；短波通信；分集协同中图分类号TN923Marine Internet of Things Based on Wide-Area Diversity of High-FrequencyNetwork CommunicationXU Bo-yu1,2,WU Yong-hong1,2(1.China Research Institute of Radiowave Propagation,Qingdao266107,China;2.Pilot National Laboratory for Marine Science and Technology,Qingdao266237,China$Abstract In the rapid development of information technology,the interconnection of marine information has received unprecedented attention from all countries.By analyzing the development of Marine Internet of Things at home and abroad,it is suggested that the lack of reliable remote communication in the marine area restricts the development of the Marine Internet of Things.This paper proposes a Marine Internet of Things structure based on wide-area diversity high-frequency network communication.This technology solves the problem of interconnection and interoperability between the Marine Internet of Things and other networks by improving the communication rate and service quality of high-frequency communication.Furthermore,by analyzing its application of in ocean fishing fleet scheduling,it is proved that the Marine Internet of Things provide information and communication guarantee for economic development and other activities in the marine area.Keywords Marine Internet of Things;long-haul communication;high-frequency communication;collaborative diversity物联网是数字世界和现实物理世界相互联系的媒介，根据国际电信联盟的定义，它是信息社会中全球性的基础设施，通过基于现有和不断发展的可互操作信息技术和通信技术实现事物（物理和虚拟$的相互连接，从而实现更加高级的服务叫通过物联网平台，设备将变得日益智能,信息处理将变得日益智能化，通信内容将变得日益丰富&虽然物联网自身的相对完善的组织结构收稿日期：2019-07-15项目支撑：山东省支持青岛海洋科学与技术试点国家实验室重大科技专项（No.2018SDKJ0210）||182019年第3期||还在探索之中，但它作为连接场景的通用解决方案已经取得了令人难以置信的进步叫地球上海洋所占的面积约为71%,随着人类对于海洋不断地开发，在这片区域中现在已经有越来越多的数字设备，它们服务于近海、远海的水产养殖、自主航运以及远洋捕捞等业务，因此，对于信息统合以及知识获取提出了越来越高的要求，成了海洋物联网发展的原动力叫海洋物联网是利用互联网技术，使海洋区域的各种数字设备互通互联，整合海洋区域内的数字信息，并通过云平台利用大数据和机器学习等相关技术进行分析提取，实现对海洋数据进行统一的管理，在此基础上提供更加完善智能的高级服务叫因此，建立和健全海洋物联网，对于我国开发海洋资源，保障近海安全，对远洋舰队提供信息支撑都有着至关重要的作用。

短波通信的特点短波按照国际无线电咨询委员会（CCIR，现在的ITU-R），的划分是指波长在l00m~l0m，频率为3MHz~30MHz的电磁波。

利用短波进行的无线电通信称为短波通信，又称高频（HF）通信。

实际上，为了充分利用短波近距离通信的优点，短波通信实际使用的频率范围为1.5MHz~30MHz。

短波通信的发展历程自从1921年发生在意大利罗马的一次意外事故，短波被发现可实现远距离通信以来，短波通信迅速发展，成为了世界各国中、远程通信的主要手段，被广泛地用于政府、军事、外交、气象、商业等部门，用以传送电报、电话、传真、低速数据和图像、语音广播等信息。

在卫星通信出现以前，短波在国际通信、防汛救灾、海难救援以及军事通信等方面发挥了独特的重要作用。

短波通信可以利用地波传播，但主要是利用天波传播。

地波传播的衰耗随工作频率的升高而递增，在同样的地面条件下，频率越高，衰耗越大。

利用地波只适用于近距离通信，其工作频率一般选在5MHz以下。

地波传播受天气影响小，比较稳定，信道参数基本不随时间变化，故地波传播信道可视为恒参信道。

天波是无线电波经电离层反射回地面的部分，倾斜投射的电磁波经电离层反射后，可以传到几千千米外的地面。

天波的传播损耗比地波小得多，经地面与电离层之间多次反射（多跳传播）之后，可以达到极远的地方，因此，利用天波可以进行环球通信。

天波传播因受电离层变化和多径传播的严重影响极不稳定，其信道参数随时间而急剧变化，因此称为变参信道。

天波不仅可以用于远距离通信，而且还可以用于近距离通信。

在地形复杂，短波地波或视距微波受阻挡而无法到达的地区，利用高仰角投射的天波可以实现通信。

与卫星通信、地面微波、同轴电缆、光缆等通信手段相比，短波通信也有着许多显著的优点：1）短波通信不需要建立中继站即可实现远距离通信，因而建设和维护费用低，建设周期短；2）设备简单，可以根据使用要求固定设置，进行定点固定通信。

也可以背负或装入车辆、舰船、飞行器中进行移动通信；3）电路调度容易，临时组网方便、迅速，具有很大的使用灵活性；4）对自然灾害或战争的抗毁能力强。

无线电工程中短波信号处理技术分析摘要：无线电工程是研究无线电波的传播、接收和处理以及相关技术应用的一门学科。

作为电子信息科学的重要分支，无线电工程在现代社会中发挥着重要作用。

它广泛应用于通信、雷达、卫星导航等领域，为人们的生活和工作提供了便利。

关键词：无线电工程；短波信号；处理技术1短波信号处理技术概述1.1短波信号产生原理1.1.1短波信号的特点和应用场景短波信号是具有短波长的无线电信号，通常在1-30MHz的频段内工作。

短波信号具有穿透力强、传播距离远、抗干扰能力好等特点，因此在无线电工程中得到了广泛的应用。

短波信号可以用于通信、雷达、卫星导航等领域。

在通信领域，短波信号可以实现远距离的通信，特别适用于广域通信和移动通信。

1.1.2短波信号的产生原理短波信号的产生原理是指通过一定的方式产生短波信号的过程。

常用的短波信号产生方式包括直接发射方式和间接发射方式。

直接发射方式是指通过振荡器产生短波信号后，直接进行发射。

间接发射方式是指通过调制、放大等步骤产生短波信号后，再进行发射。

1.2短波信号调制与解调技术1.2.1短波信号调制技术短波信号调制技术是指将要传输的信息信号与短波载频进行叠加，形成调制后的信号。

调制技术可以实现对信息的编码和传输，常用的调制方式包括幅度调制(AM)、频率调制(FM)和相位调制(PM)等。

幅度调制是指通过改变载频信号的幅度来实现对信息信号的编码和传输，适用于低频信号的传输。

频率调制是指通过改变载频信号的频率来实现对信息信号的编码和传输，适用于音频信号的传输。

1.2.2短波信号解调技术短波信号解调技术是指将调制后的信号恢复为原始的信息信号的过程。

解调技术可以实现对信息的解码和恢复，常用的解调方式与调制方式相对应，包括幅度解调(AM)、频率解调(FM)和相位解调(PM)等。

幅度解调是指通过提取调制信号的幅度来恢复原始的信息信号，适用于低频信号的解调。

频率解调是指通过提取调制信号的频率来恢复原始的信息信号，适用于音频信号的解调。

民航的短波通信探讨1、短波的传播方式民航通信中使用到的短波实质为无线电波，主要用于地面与飞机间的通信，其通信传播方式主要有以下三种：1.1地面波。

地面波是沿着地球表面传播的波，它沿着半导电性质和起伏不平的地表面进行传播，一方面使电波的场结构不同于自由空间传播的情况而发生变化并引起电波吸收，另一方面使电波不像在均匀媒质中那样以一定的速度沿着直线路径传播，而是由于地球表面呈现球形使电波传播的路径按绕射的方式进行。

1.2天波。

天波是经过地面上空40~800公里高度含有大量自由电子离子的电离层的反射或折射后返回地面的电波传输方式。

天波是短波的主要传播途径，可实现长距离的传播，短波信号由天线发出后，经电离层的多次反射，传播距离可以由几百公里达到上万公里，且不受地面障碍物阻挡。

在天波传播的过程中，路径衰耗、大气噪声、时间延迟、电离层衰落、多径效应等因素，都会造成信号的畸变与弱化，影响短波通信的效果。

1.3直接波。

直接波是从发射天线到接收天线之间，不经过任何发射，直接到达，电波就象一束光一样，所以有人称它为视线传播。

由于民航中，飞机大多数时间都是在飞行，所以有些时候地、空之间的短波通信，实际上是可以靠直接波完成的。

2、短波通信的特点与卫星通信、地面短波等通信手段相比，无线电短波通信有许多显著的优点：(1)短波通信无需建立中继站即可实现远距离通信，(2)短波通信元器件要求低、技术成熟、制造简单、设备体积小、价格便宜，建设和维护费用低;(3)设备简单，目标小、架设容易、机动性强，即使遭到损坏也容易修理，由于其造价相对较低，可以大量装备，因而系统顽存性强。

(4)电路调度容易，灵活性强，可以使用固定设置，进行定点固定通信，也可背负或装入车辆，实现移动中的通信。

这些优点是短波通信被长期保留、至今仍被广泛应用的主要原因。

同时，短波通信也存在着一些明显的缺点：(1) 信道拥挤、频带窄;(2)短波的天波信道是变参信道，故信号传输不稳定;(3)大气和工业无线电噪声干扰严重;(4)天线匹配困难。

浅谈短波通信及在民航中的应用短波通信是波长在十米到一百米之间的一种无线电通信技术，随着自适应技术、数字信号处理技术的发展，短波通信被广泛地应用在军事、外交、气象等部门，因其使用方便、组网灵活等优势，近年来在民用航空领域之中也有较大的发展。

标签：短波通信；应用研究；民用航空短波通信的频率范围在三兆赫到三十兆赫之间，因此无法传输到较远的范围，同时，传统的短波通信技术还受季节、气候等因素的影响，因此短波通信的稳定性一直是一个大问题，但随着自适应技术、扩频技术的发展，短波通信逐渐克服了上述的几种缺陷，并在民用航空领域被迅速的推广应用，本文将立足于短波通信的特点，深入研究短波通信在民航中的应用，以供相关从业人员借鉴学习。

1 短波通信的特点1.1 适用性强我国国土幅员广阔，南北之间存在较大的环境差异，因此灾害也呈区域分布，并且覆盖面广，灾害造成的结果严重，为保证电网的正常使用，必须确保通信方式高效、组网方便，而短波通信是唯一不受网络枢纽中继体制约的通信手段，并且作为一种无线通信技术，短波通信抗毁能力较强，由于这个特点，短波通信被广泛地应用于军事领域之中，负责战争时期的通信工作。

此外，短波通信的适用性还表现在覆盖范围广上面，相比其他通信方式，短波通信的适用性非常广，能够用于山区、戈壁等地区。

同时，短波通信的投资小、维护方便，因此容易推广。

1.2 灵活性好虽然短波通信的频率范围只有三十兆赫，却能与其他通信技术配合，从而提高短波通信的灵活性。

例如，可以使用扩频技术，在不影响短波通信质量的前提下，增加短波通信的频率范围。

相比移动网通信，短波通信的自主通信能力较强，而移动网络通信则依靠通信设备与同轴电缆，一旦同轴电缆损毁，移动网通信就无法发挥功能了，因此短波通信還被用于突发事件处理工作中，还可以根据事态的发展，增加短波通信的信息容量，这些因素，都决定了短波通信的灵活性要远远高于其他的通信方式。

[1]1.3 建立通信快相比卫星通信，短波通信的建设成本与维护成本要低得多，并且短波通信在我国拥有十分悠久的应用历史，因此技术较为成熟，临时组网也方便快捷。

短波通信的现状及发展趋势发布时间：2021-04-14T14:01:22.827Z 来源：《中国科技信息》2021年4月作者：吕桂茹陈玉莲，吴乒乒，赵阳路，韩靖[导读] 短波通信是一种远距离的通信方式，在通信行业中具有非常广泛的应用。

随着社会经济文化的不断进步与科学技术的迅猛发展，短波通信作为先进的科学技术在信息化时代中被广泛应用于各领域中，同时也取得显著的成效。

中国电波传播研究所吕桂茹陈玉莲，吴乒乒，赵阳路，韩靖 266107摘要：短波通信是一种远距离的通信方式，在通信行业中具有非常广泛的应用。

随着社会经济文化的不断进步与科学技术的迅猛发展，短波通信作为先进的科学技术在信息化时代中被广泛应用于各领域中，同时也取得显著的成效。

在我国通信技术的不断普及和发展过程中，新的通信技术不断涌现，在一定程度上使短波通信能力得到提高，短波通信技术在通信行业中的应用也逐渐占有十分重要的地位，因此本文通过短波通信技术的发展现状对其未来发展趋势进行研究具有参考意义。

关键词：短波通信；发展现状；发展趋势1.短波通信的基本概念短波通信是一种远距离的通信方式，应用其进行通信，不用使用中继站，而是直接通过电波进行传输。

时代在发展，新型的无线电通信系统不断出现在大众面前，但是短波作为一种古老的通信方式仍旧被人们所青睐、所重视。

不仅没有因为它的年代久远被淘汰，反而顺应时代的步伐不断翻新，更加快速地发展。

短波通信是利用电离层对天波的反射作用来实现信号的传播的，电离层是60km以上的大气层，这一层大气的特点在于，其受到太阳辐射的作用而产生了电离现象。

由于这一特点，使短波通信具有比较大的通信范围。

1.短波通信的发展现状2.1发展历程短波通信的发展经历了三个阶段，第一阶段是军方应用阶段，短波通信协议最早是由美国军方发布的，进而在各国军方通信中得到了广泛应用；第二阶段是短波通信载体的更新换代，在这一阶段，短波通信的载体——电离层得到了很好的发展与创新，与第一阶段相比，第二阶段的短波通信稳定性能更好，通信效果更好；第三阶段是短波通信中分频调整技术、组科技的发展与创新，这类技术的发展为短波通信活动多种模式的发展提供了技术基础。

短波电台通信原理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。

----高频数据链路协议 高频数据链路协议
指定用户的 指定数据的速 指定目的/源 有高速数据链路协议（HDLP）和低速数据链路协 ID、各种特 率、格式、字 地址、信息传 殊功能的编 （LDLP），该数据链路协议分成控制帧和数据帧两 节数、后续数 输的控制方式 码 据的帧数等 种。
帧头部
控制帧
链路管理
3G HF网络的协议体系 网络的协议体系
1、物理层协议 2、高频数据链路协议 3、高频网络管理协议
----物理层协议 物理层协议
3G—HF中定义了五种波形，不同的用途对应不同的 信号格式，并且使用突发波BW。BW0一BW4五种突发 波形每一种波形有其特定的结构。每一种波形用于通信 的不同阶段。
BWO用于3G—ALE数据单元 BW1用于业务管理协议数据单元HDL确认 协议数据单元 BW2用于高速数据链路(HDL)数据流协议 数据单元 BW3用于低速数据链路(LDL)数据流协议 数据单元 BW4用于LDL确认协议数据单元
第三代短波通信网(3G HF)是一种全自动短波数据 第三代短波通信网 是一种全自动短波数据 通信网，它仍然遵循第二代的基本技术体制，但相 通信网，它仍然遵循第二代的基本技术体制， 比之下在很多方面做了进一步的提高和改进。 比之下在很多方面做了进一步的提高和改进。
◆自动链路建立更快 ◆在信噪比较低的情况下，链路建立可靠且 成功率高 ◆信道效率提高，可以处理更多的站点和业 务数据 ◆自动链路建立和数据链路协议使用同一簇 波形 ◆对Internet协议和应用具有更好的支撑
(2)网络层动态控制扫描 网络把扫描次序设计为非线性，是为了提 高建立链路的可能性。
例如：
在一次扫描中，当扫到8MHz时不能满足， 那么如果是线性的次序，则下次扫描的是 10MHz，10MHz和8MHz相差不多，连接 的成功率就降低了，但如果用非线性排序， 下次扫描的是4MHz，这样由于相差比较 大，连接的成功率就提高了

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。

的网络 拓扑结 构 等 因素 对频 谱进 行分 配 ，但是 由于 电离层 的不 断变化 ，分 配 的频率 并不 一定 总是 最佳 的通信 频率 。动态 频率 管理 和建 链过 程 中的实 时选
频 就 是 在 通 信 过 程 中选 择 最 佳 或 者 近 似 最 佳 的 工 作
２ 频 率 自适 应 系统 ）
能在 很短 的时 间 内对短 波全 频段 进行 快速 扫描
使 第三代 短 波通信 的建 链速 率 比第二 代短 波通 信大
大 提高
及探 测 ， 断 预报 各 频率 可 用 情 况 ， 使用 者 参 考 。 不 供 它速度 较 快 ，能给 出实 时 的最佳 频率 或近 似最 佳频 第三 代短 波通 信频率 管 理 的关 键技 术包 括 短波 频 率 的预规 划 、动态频 率 管理 和通 信建链 过 程 中的
实时选 频 Ｉ。短 波频率 的预规 划 是指 通 过短 波 通信 ３ ］
率 ， 不能 自动 完成 信道 建立 。 类频 率管 理技 术最 但 该
大 的缺 点就是 通信 和检 测 是分 别进 行 的 。检测 时 的
最佳 频率 不一 定是 通信 时 的最佳 频率 ，并 没 有做 到
真正 的 “ 时 ” 频 。 实 选
第 三代 短 波通 信 系统 中的 同步 管理 、 率 管 理 、 据 传输 和物 理 调 制 解调 等 方 面 的 先进 频 数 技 术。 然后 阐述 第三 代短 波通 信发 展 的新 趋势 。
关 键 词 短 波 通 信 ； 自适 应 技 术 ；组 网技 术 ； 软 件 无 线 电
第 三 代 短波 通 信是 在 １ ９ ９ ９年美 军 公 布 了 一 系
用 是通 过不 断选 择最 佳或 近似 最佳 的 工作频 率来 适 应 电离层 的不断 变化 ， 能有 效减 少信 道 衰落 的影 响 ， 减 少传输 损 耗 ， 高 通信 质量 ， 提 同时还可 以提 高短 波 通 信 的抗 干 扰能 力 。频率 自适 应技 术包 括 自适 应 频 率 管理 和频 率 自适应 系统 两 大类 ．它们 的主 要 区别 是 能否 自动完 成信 道 建立 ， 有各 自的 优缺点 。 １ 自适应 频率 管理 ）