辛登松

【摘要】 隨著我國信息技術(shù)的發(fā)展與經(jīng)濟的進步，短波通信技術(shù)取得了飛速發(fā)展，被廣泛應(yīng)用于通信行業(yè)各領(lǐng)域中?，F(xiàn)代短波通信技術(shù)的應(yīng)用深刻的影響著軍事、航空、海運、等各行業(yè)，極大的推進了我國信息技術(shù)的發(fā)展，滿足著人類的通信需求?；诖?，本文簡要介紹了短波通信發(fā)展的要求，闡述了我國短波通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及、常用的通信裝備、短波電波的傳播途徑，并就短波通信電臺的通信頻率選擇及通信技術(shù)的發(fā)展前景做了簡單分析，希望能對短波通信技術(shù)的應(yīng)用有所幫助。

【關(guān)鍵詞】 短波通信 頻率選擇

在現(xiàn)代社會中，通信技術(shù)在社會發(fā)展中起著非常關(guān)鍵的作用，尤其是短波通信技術(shù)更是不可或缺。短波通信不受有源中繼體及網(wǎng)路樞紐的控制，在山區(qū)、海洋、戈壁等任何地域都可覆蓋，是戰(zhàn)時唯一的可靠的實用遠程通信手段，是世界各國軍用遠距離通信的首要選擇；是抗震救災(zāi)、應(yīng)急處突是通信方式的重要通信手段。同時，短波通信技術(shù)成本較低，架設(shè)機動靈活，因此，即使是在各種新型通信技術(shù)不斷涌現(xiàn)的今天，無線短波這種傳統(tǒng)的通信手段依然獲得了快速發(fā)展并不斷拓展應(yīng)用空間。

一、短波通信發(fā)展要求

高度信息化是當今通信技術(shù)的總體特點，其對通信系統(tǒng)及通信技術(shù)的要求也越來越高。短波通信設(shè)備正朝著數(shù)字化、集成化、一體化、網(wǎng)絡(luò)化的趨勢發(fā)展，其未來主要的業(yè)務(wù)將是圖像與數(shù)據(jù)的整合。隨著電磁環(huán)境的日益惡化及無線電通信業(yè)務(wù)的發(fā)展，短波通信應(yīng)在如下幾方面開展深入研究：

1.1高速、大容量通信

傳統(tǒng)的短波通信發(fā)展較慢，主要制約因素是容量有限，如電報速率在200b/s以下，這很難滿足當今以圖像為主流的現(xiàn)代通信需要。而要適應(yīng)社會發(fā)展對短波通信技術(shù)的要求，就必須不斷提升短波通信的傳輸速度及容量。

1.2可靠通信

電離層反射、傳播損耗、電離層傾斜、電離層騷動、散射傳播及波導(dǎo)傳播的隨機性、多徑衰落等諸多因素對短波通信產(chǎn)生的不利影響，因此，需要不斷提高短波通信的可靠性。

1.3抗干擾通信

短波通信具有隱蔽性差的特點，其信道保密性能不足，缺乏必要的抗干擾能力。因此，要不斷提升短波通信的抗干擾性能。

二、我國民用短波通信技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀

2.1 HF.90H超小型跳頻短波電臺

HF.90H是引進的澳大利亞技術(shù)，其突出特征是運用智能邊帶跳頻技術(shù)，突破了語音跳頻技術(shù)中易被識破及跟蹤、不安全不隱蔽的弊端。該技術(shù)運用SSB邊帶跳頻模式傳送語音信號，其瞬時頻率與噪音類似，且跳頻編碼在語音起伏中，跳頻頻率很難確定。普通的短波信道經(jīng)常有噪聲及干擾信號存在，而HF.90H頻帶適應(yīng)性較強，可自動排除噪音信道，大大提高了通信質(zhì)量。

2.2 CHESS系統(tǒng)

CHESS系統(tǒng)利用數(shù)字信號處理技術(shù)及DSP芯片為基礎(chǔ)，其跳頻寬帶能到2.56MHz，跳頻速率可達5000HOPS/S，同時具有非常高的數(shù)據(jù)傳輸速率。該系統(tǒng)最顯著的特點是運用了差分跳頻技術(shù)，以及將編碼與頻率調(diào)制技術(shù)相結(jié)合，對頻率編碼后，控制了跳頻的頻率，可以實現(xiàn)通過頻帶換取音噪比及信干比。

三、常用短波通信電波傳播途徑分析

3.1天波傳播

3.1.1電離層

天波主要依靠電離層反射進行傳播，因此可研究總結(jié)電離層在不同時段對不同頻率電波的反射規(guī)律，以提高短波通信質(zhì)量。在整個電離層中，通常是D層、E層、F1及F2層對電波通信有較明顯的影響，不同層次之間并沒有明顯的界限。D層高度在60-80千米，午間電子密度達到最高，夜晚逐漸消失；E層高度在100-120千米，白天電子密度高于晚上；F1層高度在180千米，與D層一樣，中午電子密度最高而夜晚消失；F2層高度在200-400千米，電子密度是下午達到最高值，黎明降到最低值。

3.1.2電離層對電波的反射與折射

電離層的電波頻率及其電子密度對折射率有直接影響，其中，電波頻率與折射率呈現(xiàn)反向相關(guān)，即電波頻率越高，電離層對電波具有的折射率越小；電子密度與折射率呈正向相關(guān)，即電子密度越高，電波折射率越大。電子密度是隨著電離層高度的增加而升高的，同時導(dǎo)致電波折射率不斷升高。在電波頻率確定不變的前提下，電波的入射角度越大則越容易被反射回地面；當入射角小于某一數(shù)值時，電波會直接穿過電離層進入太空。電波的入射角度固定時，越高頻率的電波需要達到更高層次的電離層才有可能被反射回地面，當頻率達到一定數(shù)值時，在折射角不滿足條件的情況下，電波會透過電離層進入太空。

3.1.3電離層吸收電波

在電波穿過電離層的過程中，電離層中的自由電子會處于運動狀態(tài)，因此會消耗電波能量，這就是所謂的電離層吸收電波。電波頻率與電子密度影響著電離層對電波的吸收程度。電波頻率越低、電子密度越高，吸收能力就越強。

3.2地波傳播

地波傳播這一通信方式可以在特定距離內(nèi)搭建起比較穩(wěn)定可靠的網(wǎng)絡(luò)。此網(wǎng)絡(luò)的有效距離會受到電臺的發(fā)射頻率、傳播路徑及天線結(jié)構(gòu)等因素影響，同時載波頻段也會對其產(chǎn)生影響。假設(shè)前三個條件固定，載波頻率就是影響通信距離的特定因素。這是因為載波頻率越低，大地會吸收較少的電波，因此，應(yīng)該選擇低段的短波頻率用于地波通信頻率；地波傳播距離越遠時，通信信號越弱，當?shù)竭_距離的臨界點后，短波通信就無法保證其可靠性，造成信號中斷。

四、短波通信電臺通信頻率的選擇

由于電子密度及電離層的高度是不斷變化的，因此對于短波電臺來講，選擇合理的通信頻率是保障通信質(zhì)量的關(guān)鍵。若選擇過低的通信頻率，會造成電離層過度吸收電波，不能保證短波信號的信噪比；若選擇過高的通信頻率，則會造成電波穿過電離層，直接進入太空。因此，短波通信電臺在選擇通信頻率時要綜合考慮如下幾點：

首先，在通信距離固定的前提下，短波通信頻率要低于被電離層反射的最高頻率，以避免電波透過電離層直接進入太空；

其次，當短波電臺通信頻率較低，電離層會較強的吸收電波，這時短波電波通信頻率降低到某一區(qū)間，短波信噪比會大大下降，通信質(zhì)量沒有保證。正常來講，短波通信的最低通信頻率為3-4MHz；

再次，在選擇通信頻率時也要考慮時間段變化，日間與夜間的頻率應(yīng)該不同。

實踐證明，在黎明及黃昏時電離層的電子密度變化較為頻繁，應(yīng)根據(jù)實際情況對電波頻率進行相應(yīng)調(diào)整。

五、短波通信技術(shù)的發(fā)展展望

隨著短波通信技術(shù)的發(fā)展，其主要呈現(xiàn)出如下發(fā)展趨勢：

首先，由單一自適應(yīng)技術(shù)發(fā)展為全自適應(yīng)技術(shù)。自適應(yīng)主要是指頻率的自適應(yīng)，也被稱為實時選頻技術(shù)。在信息化時代，主要的通信方式是數(shù)據(jù)通信，因此單一頻率自適應(yīng)遠遠不能滿足通信要求。短波通信新技術(shù)的問世推動了短波數(shù)據(jù)網(wǎng)的搭建與發(fā)展，同時頻率自適應(yīng)技術(shù)可同其他自適應(yīng)技術(shù)構(gòu)成全自適應(yīng)通信系統(tǒng)，這也是短波通信技術(shù)的發(fā)展趨勢。

其次，抗干擾技術(shù)由低速窄帶發(fā)展為高速寬帶。大部分短波跳頻電臺依然是模擬跳頻電臺，其在技術(shù)上一直沒有攻克通信距離近、語音質(zhì)量低等難題，且是窄帶跳頻。若想提高短波通信的抗干擾能力，必須提高跳頻速率及信號帶寬。這同時也可有效提高信息的傳輸速率。

再次，短波通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)朝著第三代全自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展。通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化、通信數(shù)字化、通信業(yè)務(wù)綜合化是未來短波通信系統(tǒng)的發(fā)展主流趨勢，信息系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)以有效性、可靠性、抗毀性為基本要求。為提高通信系統(tǒng)的智能化、自動化，短波通信設(shè)備應(yīng)向第三代通信設(shè)備方向發(fā)展，以適應(yīng)未來短波通信業(yè)務(wù)的發(fā)展要求。

六、結(jié)語

隨著科技的發(fā)展，短波通信技術(shù)會逐漸發(fā)展為全自適應(yīng)技術(shù)，且其信號帶寬會不斷拓寬，抗干擾性能等也會不斷提升，通信過程將變得更為順暢，相信短波通信技術(shù)在未來會有更廣闊的應(yīng)用前景。

參 考 文 獻

[1] 李晉.短波通信發(fā)展現(xiàn)狀與前景探析[J].大陸橋視野，2013（12）

[2] 付彥哲.淺析短波通信發(fā)展現(xiàn)狀及的選頻研究[J].科學(xué)與財富，2015（21）