短波通信系统介绍
一、短波通信概述 (2)
二、短波通信的优势 (2)
三、短波通信的一般原理 (3)
3.1.无线电波传播 (3)
3.2 电离层的作用 (4)
3.3 短波频率范围 (4)
3.4 短波传播途径 (5)
四、单边带概念 (5)
4.1 单边带的定义 (6)
4.2 单边带的优点 (6)
五、优化短波通信的方法 (6)
5.1 正确选用工作频率 (6)
5.2计算机测频 (7)
5.3 正确选择和架设天线地线 (7)
六、短波电台天线知识 (8)
6.1了解天线的基本工作原理 (8)
6.2正确选择电台天线 (8)
6.3正确处理天线价格与质量的关系 (9)
6.4常用的天线 (9)
6.4.1用于全方位通信的三角组合型全向全角天线 (9)
6.4.2兼顾全向和定向两种用途的高增益三线式天线 (9)
七、工程施工要点 (10)
7.1正确架设天线和连接馈线 (10)
7.2电台和天线的匹配 (11)
7.3正确埋设接地体和连接地线 (11)
7.4选用先进优质的电台和电源 (12)
八、短波电台的应用 (13)
9.1 近距离盲区及解决方法 (14)
小知识： (15)
一、衡量天线性能因素 (15)
二、几种常用的短波天线 (15)
一、短波通信概述
短波通信是利用波长为100-10米(3-30兆赫兹)的电磁波进行的无线电通信，也称高频通信，主要靠天波传播，可经电离层一次或数次反射，最远可传至上万公里，如按气候、电离层的电子密度和高度的日变化，以及通信距离等因素选择合适的频率，就可用较小功率进行远距离通信。但是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。
由于采用大气空间及电离层为传输媒介无需投资，仅需配置短波收发信机和天线、馈线系统即可组成短波通信系统。该系统通信设备较简单，机动性大，因此，可用于电话、电报、传真和广播等业务，特别适合应急通信和抗灾通信。
短波通信载频低，可用频带窄，容量不大，并且稳定性较差，所以较少用于民用通信。但近几年，随着新技术的发展，利用计算机进行自动测量传播参数和自动选择最佳通信频率的高频自适应通信，不但使电报电话短波通信可随时保持畅通，而且还可以进行数据速率达4800比特/秒的低速数据通信。
二、短波通信的优势
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：
1、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；
2、在山区、戈壁、海洋等地区，超短波覆盖不到，主要依靠短波；
3、与卫星通信相比，短波通信不用支付话费，运行成本低。
三、短波通信的一般原理
3.1.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。
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。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。
3.2 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。
3.3 短波频率范围
电离层最高可反射40MHz的频率，最低可反射1.5MHz的频率。根据这一特性，短波工作频段被确定为1.6MHz - 30MHz。
3.4 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。
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。
四、单边带概念
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。
4.1 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。
4.2 单边带的优点
单边带的优点是：
●提高了频谱利用率，减少信道拥挤；
●节省发射功率约四分之三；
●减少信道互扰；
●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。
五、优化短波通信的方法
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。
5.1 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。
5.2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。
5.3 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。
六、短波电台天线知识
6.1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。
6.2正确选择电台天线
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。
6.3正确处理天线价格与质量的关系
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。
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。
6.4常用的天线
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：
6.4.1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。
6.4.2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： 增益高，全频段内驻波比小，而且均匀辐射效率高；
●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；
●架设状态平稳，抗风抗毁能力强；
●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。
七、工程施工要点
7.1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0.082dB，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。
7.2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。
7.3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。
7.4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。
7.4.1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。
八、短波电台的应用
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。
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。
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。
九、短波通信的常见难点及解决方法
9.1 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困难的。解决盲区通信主要有两个方法：一是加大电台功率以延长地波传播距离；二是常用的有效方法就是选用高仰角天线，也称“高射天线”或“喷泉天线”。仰角是指天线辐射波辨与地面之间的夹角。仰角越高，电波第一跳落地的距离越短，盲区越少，当仰角接近90°时，盲区基本上就不存在了。
车载通信一直都是短波通信中的一个难题。车的体积就那么大，没办法架长天线，其辐射能力怎么也比不上固定台。因此必须从合理设计天线形态和合理选择架设位置等方面来弥补，尽可能利用车体的反射效应，尽可能增加天线的“电长度”。
车载天线有多种，现在国际上多认为鞭状天线更适合车辆运动中通信，而自动天调应该安装在车外，最好是与天线鞭结合为一体，也就是常说的自调谐鞭状天线，这种天线因天调输出端与天线连接的馈线很短，故效率比较高。美军现在就大量使用这种天线。
不管采取何种措施，车载台因天线长度的限制，发射效率肯定不如固定台高，因此实际通信中常常发现车载台收固定台的信号好，而固定台收车载台的信号不好的现象，为了弥补这种差异，建议车载台备份野外应急软天线供停车时使用。
国外目前还建议采用加大车载台功率的方法延长地波通信距离，改善盲区。提高车载台功率需要在原有100W电台基础上接续500W功率放大器，并相应改用大功率车载天线和大功率车载电源，这种大功率车载系统是行之有效的。
小知识：
一、衡量天线性能因素
天线是无线通信系统最基本部件，决定了通信系统的特性。不同的天线有不同的辐射类型、极性、增益以及阻抗。
1、辐射类型：决定了辐射能量的分配，是天线所有特性中最重要的因素，它包
括全向型和方向型。
2、极性：极性定义了天线最大辐射方向 电气矢量的方向。垂直或单极性天线
（鞭天线）具有垂直极性，水平天线具有水平极性。
3、增益：天线的增益是天线的基本属性，可以衡量天线的优劣。增益是指定方
向上的最大辐射强度与天线最大辐射强度的比值，通常使用半波双极天线作为参考天线，其它类型天线最大方向上的辐射强度可以与参考天线进行比较，得出天线增益。一般高增益天线的带宽较窄。
4、阻抗和驻波比（ＶＳＷＲ）：天线系统的输入阻抗直接影响天线发射效率。
当驻波比（ＶＳＷＲ）１：１时没有反射波，电压反射比为１。当ＶＳＷＲ大于１时，反射功率也随之增加。发射天线给出的驻波比值是最大允许值。
例如：ＶＳＷＲ为２：１时意味着，反射功率消耗总发射功率的１１％，信号损失０．５ｄＢ。ＶＳＷＲ为１．５：１时，损失４％功率，信号降低０．１８ｄＢ。
二、几种常用的短波天线
1、八木天线
八木天线在短波通信中通常用于大于６ＭＨｚ以上频段，八木天线在理想情况下增益可达到１９ｄＢ，八木天线应用于窄带和高增益短波通信，可架设安装在铁塔上 具有很强的方向性。在一个铁塔上可同时架设几个八木天线，八木天线的主要优点是价格便宜。
2、对数周期天线
对数周期天线价格昂贵，但可以使用在多种频率和仰角上。对数周期天线适合于中、短波通信，利用天波信号，效率高，接近于发射期望值。与其它高增益天线相比，对数周期天线方向性更强，对无用方向信号的衰减更大。
3、长线天线
长线天线优点是结构简单，价格低，增益适中。与八木天线和对极周期天线比，长线天线长度方向性和增益低。但其优势在于，由于其增益与线长度有关，用户可以找到最佳接收线的长度和角度。通过比较信号波长，计算出线的长度，非常适合于远距离通信。当线长４倍波长在仰角为２５度时与双极天线比增益高３ｄＢ，当线长８倍于波长时，增益高６ｄＢ，仰角下降到１８度
4、车载移动天线（ＭｏｂｉｌｅＡｎｔｅｎｎａｓ）
移动天线一般工作在２．０～２５ＭＨｚ频段上，为垂直极性天线，性能与机械特性有关，天线长度较短，在低仰角工作时，发射效率适中。在通常情况下，车载天线仰角应大于４５度，因为天线长度较短，是低效天线。在汽车上，机械特性限制了天线的选择，但天线可以放置为倒"Ｌ"型，这样增加了天线的垂直辐射面，可以提高发射效率，倒"Ｌ"天线适宜用于中短波通信。
超短波综述
超短波综述 1.超短波的概念、特点、优势 2.超短波的工作原理优势 3.超短波现有应用情况介绍 4.结合我单位的实际情况超短波能做到的业务等 5.超短波的发展前景 一、超短波的概念 1.1无线通信的划分 通常无线通信按工作频段可分为以下几个频段：极长波、超长波、特长波、甚长波、长波、中波、短波、超短波和微波。表1-1列出了无线通信各工作频段所对应的频段名称、频率范围、波段名称和波长范围。 超短波通信是指利用波长为10~1m（频率为30~300MHz）的电磁波进行的无线电通信。由于超短波的波长在1~10m之间，所以也称为米波通信。整个超短波的频带宽度是270MHz，是短波频带宽度的将近10倍。由于频带相对较宽，被广泛应用于电视、调频广播、雷达探测、导航、移动通信、军事通信等领域。 表1-1无线通信按工作频段的划分
1.2 超短波的传播方式 图1-1描绘了几种无线电波的主要传播方式，超短波通信主要依靠地波传播和空间波视距传播，。 优点：频段宽，通信容量大；视距以外的不同网络电台可以用相同频率工作，不会相互干扰；可用方向性较强的天线，有利于抗干扰；受昼夜和季节变化的影响小，通信较稳定。 缺点：通信距离较近；受地形影响较大，电波通过山岳、丘陵、丛林地带和建筑物时，会被部分吸收或阻挡，导致通信困难或中断。 (a ) 射线 (b ) (c ) 电离层(d )
图1-1 无线电波的主要传播方式 （a）直射传播; （b）地波传播; （c）天波传播; （d）散射传播 二、超短波通信的工作原理 超短波电台一般用于近距离通信，其形式主要是车载、机载、背负、手持等，一般要求其体积小、重量轻、功能多、抗干扰能力强。超短波电台经历多年的发展，其电路形式变化不大。但就具体电路而言，新技术、新器件大量地应用于超短波电台，使超短波电台的性能和功能得到明显的提高和改善，特别是扩频通信技术在超短波电台中的应用，使得电台的抗干扰能力、组网能力都有了质的变化。 传统超短波通信系统由终端站和中继站组成，终端站装有发射机、接收机、载波终端机和天线。中继站则仅有通达两个方向的发射机、接收机以及相应的天线。 （1）超短波发射机：一般采用间接调频法，即利用调相获得调频的方法。这样可用频率稳定度较高的晶体振荡器作主振器，而不必用复杂的频率控制系统。但为了减少寄生调幅和非线性失真，调制系数不能太大（一般小于0.5 rad）。因此，在这种发射机中要用多级倍频器，以获取所需的频偏，从而提高发射频率的边带功率。发射机末端使用高频率高功率放大器。在超短波低频段尚可用集中参数元件构成调谐回路，其高频端可用微带部件。 （2）超短波接收机：一般采用典型的调频式超外差接收机。主要由高频放大、本地震荡、变频（一次或二次）、中频放大、限幅、鉴频及基带放大等部件组成。超短波段外来干扰较多，需在接收机输入端加螺旋式滤波器，在中放级加输入带通滤波器以抑制干扰。中放后的调频信号，通过限幅器，可消去混杂近来的脉冲干扰或寄生调幅波，以改善信噪比。然后用鉴频器把原来的基带信号恢复出来，加以放大，再由载波终端机分路输出相应用户。 （3）载波终端机：将超短波发射机和超短波接收机的四线基带信号分路还原合并为多路二线语音信号，接通用户或接至市话交换机的设备。载波终端机只装载超短波终端站。 （4）天线：由于超短波波长较短，一般采用结构简单、增益较高、方向性较好的三单元或五单元八木天线。在接近微波段的高频段，也可采用角形面反射天线。 现代超短波通信系统的组成可归结为发信通道、接收通道、频率合成器、逻辑控制器、跳频单元、电源及其辅助电路等，如图所示。图中，发信通道部分主要由音频信号处理部分、锁相环调频单元、功放、滤波输出单元电路组成，其作用是将音频信号放大后送至锁相环对VCO调制，形成调频波，再经功率放大、
《短波通信概述》word版
短波通信概述 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。 一、短波通信的一般原理 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： 1）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。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。 2）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。
短波通信系统介绍
一、短波通信概述 (1) 二、短波通信的优势 (2) 三、短波通信的一般原理 (2) 3.1.无线电波传播 (2) 3.2 电离层的作用 (4) 3.3 短波频率范围 (4) 3.4 短波传播途径 (4) 四、单边带概念 (5) 4.1 单边带的定义 (5) 4.2 单边带的优点 (5) 五、优化短波通信的方法 (6) 5.1 正确选用工作频率 (6) 5.2计算机测频 (7) 5.3 正确选择和架设天线地线 (7) 六、短波电台天线知识 (7) 6.1了解天线的基本工作原理 (7) 6.2正确选择电台天线 (8) 6.3正确处理天线价格与质量的关系 (8) 6.4常用的天线 (9) 6.4.1用于全方位通信的三角组合型全向全角天线 (9) 6.4.2兼顾全向和定向两种用途的高增益三线式天线 (9) 七、工程施工要点 (10) 7.1正确架设天线和连接馈线 (10) 7.2电台和天线的匹配 (10) 7.3正确埋设接地体和连接地线 (11) 7.4选用先进优质的电台和电源 (11) 八、短波电台的应用 (12) 9.1 近距离盲区及解决方法 (13) 小知识： (14) 一、衡量天线性能因素 (14) 二、几种常用的短波天线 (15)
一、短波通信概述 短波通信是利用波长为100-10米(3-30兆赫兹)的电磁波进行的无线电通信，也称高频通信，主要靠天波传播，可经电离层一次或数次反射，最远可传至上万公里，如按气候、电离层的电子密度和高度的日变化，以及通信距离等因素选择合适的频率，就可用较小功率进行远距离通信。但是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。 由于采用大气空间及电离层为传输媒介无需投资，仅需配置短波收发信机和天线、馈线系统即可组成短波通信系统。该系统通信设备较简单，机动性大，因此，可用于电话、电报、传真和广播等业务，特别适合应急通信和抗灾通信。 短波通信载频低，可用频带窄，容量不大，并且稳定性较差，所以较少用于民用通信。但近几年，随着新技术的发展，利用计算机进行自动测量传播参数和自动选择最佳通信频率的高频自适应通信，不但使电报电话短波通信可随时保持畅通，而且还可以进行数据速率达4800比特/秒的低速数据通信。
短波通信技术发展与分析解析
技术市场 从1924年实验室发现了电离层及短波通信实现以后,短波通信以其远距离通信、良好的机动性能、顽固性强及同时具备多种通信能力的特点在战术通信、军事领域、生产领域得到广泛的应用。上个世纪80年代之后,随着大规模的集成电路、电子信息技术、数字化信息处理技术、高速度数字信号处理器等一系列科学技术的发展,短波通信正式进入现代化的数字通信时代。就目前形势而言,短波通信技术虽然大量的应用低速跳频、低速数据传输、声码等,自身的通信能力拥有了一定的抗干扰性,但仍存在一些不足之处。随着数字科学技术的发展,数字信息处理技术、扩频通信技术及自适应技术的应用,短波通信技术中长期处于研究阶段的成果正在逐步地迈向实用阶段。 一、短波通信技术的特点分析 1.波形 短波通信西洞中的自动链路及数据传输将使用相同的突发波,进而起到提高系统灵活性的作用。 2.信道分离 短波通信系统把呼叫信道及数据流信道进行分离并让二者之间相邻,以便他们保持传输特性上相近。信息分离一方面可以让信息流量各自承担,另一方面可以保证信息传送过程中的高效率性及链路建立的快速性。 3.链路建立的同步性 第二代短波通信以异步方式建立链路系统,而第三代短波通信技术将异步方式和同步方式都采用。同步方式相比之于异步方式具有延时更小的特点,电台的驻留信道在在这种方式下某一时间内是确定的。 4.管理业务能力强
第三代短波通信技术对各种业务都具备良好的管理能力,在建立链路的同时可以自动的确定通信的双方所采用的抗干扰及数据体制。同时还具备快速建立链路、同步建立及信息携带的功能。 5.具有可靠地最低限度的通信能力 第三代短波通信技术技术与极低速技术结合在一起,在极其恶劣的环境下实现最低限度通信。极低速的链路建立能力可以达到-20dB,定调频和数据通讯在正常的情况下无法实现的极低速可以完成。 二、短波通信技术的发展趋势 目前的短波通信技术主要指的是频率自适应技术,而未来的短波通信技术将朝着更全方位的方向发展。 1.短波自适应数字通信技术 (1专用选频和通信系统建立。目前我们常用到的自适应选频与信道建立技术都是与通信结合在一起,这种方法的缺点是选频质量大大低于专用选频系统的频率质量。为了确保频率质量,为了提高短波通信质量,我们应该将专用选频系统和自适应通信系统结合在一起;(2传输速率技术。短波通信选定工作频率后,前提是采用传输速率自适应技术,才可能随时获得信道上最大数据吞吐量。我们在允许的误码率范围内应尽可能选择高的数据传输率。为便于确保通信质量,系统所采用的编码和调制方法应与信道条件相关联。当信道传播性良好的时候选择较高传输效率发送信息,反之较差的时候,降低传输速率。 2.高速调制解调技术 当前受到广泛应用的窄带短波电台一共有串行调制调解器和并行调制调解器。串行体制的调制调解器使用的是单载波进行信息发送,最高速率可达到9.6kb/s,这种体制的调制调解器对均衡提出了较高的要求。并行体制的调制调解器主要是将传输
通信系统的组成
第一章概论 通信系统的组成 可以把通信系统概括为一个统一的模型。这一模型包括有：信源、变换器、信道、噪声源、反变换器和信宿六个部分。 通信网的基本概念 通信网是由一定数量的节点（包括终端设备和交换设备）和连接节点的传输链路相互有机地组合在一起，以实现两个或多个规定点间信息传输的通信体系。也就是说，通信网是由相互依存、相互制约的许多要素组成的有机整体，用以完成规定的功能。 通信网的构成要素 通信网在硬件设备方面的构成要素是终端设备、传输链路和交换设备。为了使全网协调合理地工作，还要有各种规定，如信令方案、各种协议、网路结构、路由方案、编号方案、资费制度与质量标准等，这些均属于软件。终端设备：是用户与通信网之间的接口设备。 传输链路：是信息的传输通道，是连接网路节点的媒介。 交换设备：是构成通信网的核心要素，它的基本功能是完成接入交换节点链路的汇集、转接接续和分配。 通信网的基本结构 通信网的基本结构主要有网形、星形、复合形、总线形、环形、树形和线形通信网的质量要求 对通信网一般提出三个要求： ●接通的任意性与快速性； ●信号传输的透明性与传输质量的一致性； ●网路的可靠性与经济合理性。 对电话通信网是从以下三个方面提出的要求 接续质量：电话通信网的接续质量是指用户通话被接续的速度和难易程度，通常用接续损失（呼损）和接续时延来度量。 传输质量：用户接收到的话音信号的清楚逼真程度，可以用响度、清晰度和逼真度来衡量。 稳定质量：通信网的可靠性，其指标主要有：失效率（设备或系统投入工作后，单位时间发生故障的概率）、平均故障间隔时间、平均修复时间（发生故障时进行修复的平均时长）等等。 现代通信网的构成 一个完整的现代通信网，除了有传递各种用户信息的业务网之外，还需要有若干支撑网，以使网络更好地运行。 业务网 业务网也就是用户信息网，它是现代通信网的主体，是向用户提供诸如电话、电报、传真、数据、图像等各种电信业务的网络。 业务网按其功能又可分为用户接入网、交换网和传输网三个部分。 支撑网
浅谈通信系统的结构及特点
浅谈通信系统的结构及特点 一、概念 所谓通信系统，就是用电信号（或光信号）传递和交换信息过程的系统，也叫电信系统。 通信的目的在于传递消息中所包含的信息。可分为两类：数字通信与模拟通信，数字通信与模拟通信比更能适应人类对通信的更高要求：（1）数字信号便于处理、存储，如VCD 、DVD 光盘等；（2）数字通信的抗干扰能力大大增强，因数字信号取值用二进制数码表示，有干扰时容易检测；（3）数字信号便于传输与交换，因数字信号易变为光脉冲信号，易于传输；（4）数字信号容易加密而且有良好的保密性；（5）可靠性高，传输与交换产生的差错便于控制； （6）灵活性与通用性良好，因数字通信中各类消息可变成统一二进制数码，便于计算机处理。 二、通信系统的构成 通信系统的组成，一般包括信息源、发送设备、信道、噪声源、接收设备、受信者。如下图： 信息源（简称信源）：把各种消息转换成原始电信号，如话筒（声音→音频信号）、摄像机（图像→视频信号）。信源可分为模拟信源和数字信源。 发送设备：产生适合于在信道中传输的信号，即使发送信号的特性和信道特性相匹配，具有抗信道干扰的能力，并且具有足够的功率以满足远距离传输的需要。因此发送设备涵盖的内容很多，可能包括变换、放大、滤波、编码、调制等过程。 信道：将来自发送设备的信号传送到接收端的物理媒质。分为有线信道和无线信道两大类。 噪声源：集中表示分布于通信系统中各处的噪声。 接收设备：从受到减损的接收信号中正确恢复出原始电信号。 受信者（信宿）：把原始电信号还原成相应的消息，如扬声器等。 对于不同的通信系统，其具体的分类情况可能不同，但只是形式上做了些改变，其本质内容没变。如模拟系统的结构如下图： 而数字系统的结构如下图： 信息 源信源编 码信道译码信道编 码信 道数字调制加密数字解调解密信源译 码受信者 噪声源
短波通信的发展历程
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。通信设备体积小，容易隐蔽，便于改变工作频率以躲避敌人干扰和窃听，破坏后容易恢复。 这些是短波通信被长期保留，至今仍然被广泛使用的主要原因。短波通信也存在着一些明显的缺点： 1）可供使用的频段窄，通信容量小。按照国际规定，每个短波电台占用3.7kHz的频率宽度，而整个短波频段可利用的频率范围只有28.5MHz。为了避免相互间的干扰，全球只能容纳
优化短波通信的方法
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。 1.1 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。 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。
短波通信系统介绍
一、短波通信概述 (3) 二、短波通信的优势 (3) 三、短波通信的一般原理 (4) 3.1.无线电波传播 (4) 3.2 电离层的作用 (5) 3.3 短波频率围 (6) 3.4 短波传播途径 (6) 四、单边带概念 (7) 4.1 单边带的定义 (8) 4.2 单边带的优点 (8) 五、优化短波通信的方法 (8) 5.1 正确选用工作频率 (9) 5.2计算机测频 (9) 5.3 正确选择和架设天线地线 (10) 六、短波电台天线知识 (10) 6.1了解天线的基本工作原理 (10) 6.2正确选择电台天线 (11) 6.3正确处理天线价格与质量的关系 (11) 6.4常用的天线 (12) 6.4.1用于全方位通信的三角组合型全向全角天线 (12) 6.4.2兼顾全向和定向两种用途的高增益三线式天线 (12) 七、工程施工要点 (13)
7.1正确架设天线和连接馈线 (13) 7.2电台和天线的匹配 (14) 7.3正确埋设接地体和连接地线 (15) 7.4选用先进优质的电台和电源 (15) 八、短波电台的应用 (17) 9.1 近距离盲区及解决方法 (18) 小知识： (19) 一、衡量天线性能因素 (19) 二、几种常用的短波天线 (20)
一、短波通信概述 短波通信是利用波长为100-10米(3-30兆赫兹)的电磁波进行的无线电通信，也称高频通信，主要靠天波传播，可经电离层一次或数次反射，最远可传至上万公里，如按气候、电离层的电子密度和高度的日变化，以及通信距离等因素选择合适的频率，就可用较小功率进行远距离通信。但是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、、低速传真通信和广播等方面。 由于采用大气空间及电离层为传输媒介无需投资，仅需配置短波收发信机和天线、馈线系统即可组成短波通信系统。该系统通信设备较简单，机动性大，因此，可用于、电报、传真和广播等业务，特别适合应急通信和抗灾通信。 短波通信载频低，可用频带窄，容量不大，并且稳定性较差，所以较少用于民用通信。但近几年，随着新技术的发展，利用计算机进行自动测量传播参数和自动选择最佳通信频率的高频自适应通信，不但使电报短波通信可随时保持畅通，而且还可以进行数据速率达4800比特/秒的低速数据通信。 二、短波通信的优势 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：
通信系统的组成
通信系统的组成 1.2.1 通信系统的一般模型 实现信息传递所需的一切技术设备和传输媒质的总和称为通信系统。以基本的点对点通信为例，通信系统的组成（通常也称为一般模型）如图 1-1 所示。 图 1-1 通信系统的一 般模型 图中，信源（信息 源，也称发终端）的作 用是把待传输的消息转 换成原始电信号，如电 话系统中电话机可看成是信源。信源输出的信号称为基带信号。所谓基带信号是指没有经过调制（进行频谱搬移和变换）的原始电信号，其特点是信号频谱从零频附近开始，具有低通形式，。根据原始电信号的特征，基带信号可分为数字基带信号和模拟基带信号，相应地，信源也分为数字信源和模拟信源。 发送设备的基本功能是将信源和信道匹配起来，即将信源产生的原始电信号（基带信号）变换成适合在信道中传输的信号。变换方式是多种多样的，在需要频谱搬移的场合，调制是最常见的变换方式；对传输数字信号来说，发送设备又常常包含信源编码和信道编码等。 信道是指信号传输的通道，可以是有线的，也可以是无线的，甚至还可以包含某些设备。图中的噪声源，是信道中的所有噪声以及分散在通信系统中其它各处噪声的集合。 在接收端，接收设备的功能与发送设备相反，即进行解调、译码、解码等。它的任务是从带有干扰的接收信号中恢复出相应的原始电信号来。 信宿（也称受信者或收终端）是将复原的原始电信号转换成相应的消息，如电话机将对方传来的电信号还原成了声音。 图 1-1 给出的是通信系统的一般模型，按照信道中所传信号的形式不同，可进一步具体化为模拟通信系统和数字通信系统。 1.2.2 模拟通信系统 我们把信道中传输模拟信号的系统称为模拟通信系统。模拟通信系统的组成可由一般通信系统模型略加改变而成，如图 l-2 所示。这里，一般通信系统模型中的发送设备和接收设备分别为调制器、解调器所代替。 对于模拟通信系统，它主要 包含两种重要变换。一是把连续 消息变换成电信号（发端信息源 完成）和把电信号恢复成最初的 连续消息（收端信宿完成）。由 信源输出的电信号（基带信号） 由于它具有频率较低的频谱分 量，一般不能直接作为传输信号而送到信道中去。因此，模拟通信系统里常有第二种变换，即将基带信号转换成其适合信道传输的信号，这一变换由调制器完成；在收端同样需经相反的变换，它由解调器完成。经过调制后的信号通常称为已调信号。已调信号有三个基本特性：一是携带有消息，二是适合在信道中传输，三是频谱具有带通形式，且中心频率远离零频。因而已调信号又常称为频带信号。 必须指出，从消息的发送到消息的恢复，事实上并非仅有以上两种变换，通常在一个通信系统里可能还有滤波、放大、天线辐射与接收、控制等过程。对信号传输而言，由于上面
短波通信概述
短波通信概述 短波通信是无线电通信的一种。波长在50米～10米之间，频率围6兆赫～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、、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，一旦发生战争或灾害，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围获得了长足进步。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。 一、短波通信的一般原理 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： (1)地波（地表面波）传播 沿与空气的分界面传播的电波叫地表面波，简称地波。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。 (2)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
关于短波通信技术发展
关于短波通信技术发展 摘要：在经过长达数十年发展历程之后的短波通信技术，从初始的初级阶段到 现在的成熟应用，经过多年来不断的技术创新。如今已经被广泛运用于各个领域，尤其是日常及军事领域。短波通信技术具有与其他相似技术与众不同的特性，其 技术优势必将是不可比拟的，必将成为当今科学研究的热点之一。短波通信技术 发展分析，以其优异的技术特性来成为未来通信的发展趋势。 关键词：短波通信；特征；发展方向 引言：自2000年以来，科学发展飞跃式的前进，经济的快速发展带动了一系列的行业， 其中通信类行业发展更是速度惊人，科学技术作为第一生产力，通信技术顺应了市场的发展。经济的推动力下，通信行业不断地成长与发展。1925年左右，研究人员通过实验发现了电离 层和短波，短波通信具有比其他同类产品更好的机动性和顽固性在三十年前宣告加入数字通信，开启了数字通信的新纪元。当今，短波通信技术应用范围日益广泛，能力不断提高，不 断改善和强化，在数字化越来越先进的今天，数字媒介，频率扩容通信技术的不断发展，短 波通信技术不断地向更加实用性发展。 一、短波通信概述 短波通信(也称高频通信,Nigh frequency,HF)是国际上军、民最常用的基本通信手段之一,且具有明显的优势和特点。随着反卫星武器的逐步成熟,军用短波通信及其装备的地位越来越重要,装备规模很大,应用很广。 短波通信作为战略指挥通信、战役指挥通信、战术指挥通信以及协同通信的重要手段之一,在有些情况下(比如在卫星通信中断时)甚至是中、远程指挥通信的唯一手段。随着短波通 信战技性能的进一步提高,短波通信的作用地位越来越重要,主要表现在指挥通信和协同通信 两个方面。 指挥通信主要分战略通信、战役通信和战术通信三个层次,还有特殊需求的专线通信等。 指挥通信距离近至几十千米,远至数千千米。由于短波的地波和天波特性,其通信距离能满足 指挥通信对通信距离的要求。 在协同通信方面,短波通信比VHF、UHF频段电台表现出了距离上的优越性,因为飞机上天、舰艇出海时,其协同通信下不能依靠VHF、UHF解决问题,比如超低空突防的武装直升机、远程 轰炸机等,短波通信几乎是唯一的手段。 二、自适应频率 短波信道(电离层)是一种典型时变色散信道，其路径损耗、时延散布、噪声和干扰等都随 频率、地点、季节、昼夜的变化不断变化，因此，短波通信中工作频率是不能任意选择的。 统计表明，即使在夜间通信环境最坏的情况下，短波频段也有4%左右的无噪声信道，而中午约有27%的信道干扰很小或不存在干扰。所以，实时避开干扰，找出具有良好传播条件的无 噪声信道是提高短波通信质量最有效的途径。实现这一目标的关键是采用短波自适应频率技术，目前自适应频率经历了短波频率管理、2G-ALE两个成熟阶段，正向3G-ALE发展。 2.1频率管理系统 短波频率管理系统是在一定区域内组成频率管理网格，在短波范围内测量和分析各种信 道参数和干扰分布，根据综合分析和计算结果，得到通信质量优劣的频率排序表，统一分配 给区域内各短波通信用户，使用户在最佳工作频率上的建立通信链路。短波频率管理实质是 对区域内的用户提供实时频率预报，采用的技术称为实时信道估值RTCE(Real Time Channel Evaluation)技术。频率管理系统的特点是通信与探测分离，探测设备昂贵，这一发展过程也 称为短波自适应技术的1G-ALE阶段。 2.2 2G-ALE通信系统 20世纪80年代中期，出现了在通信系统中直接采用RTCE技术，对短波信道进行探测、 评估和通信一并完成的短波自适应电台。这种电台能够实时选择出最佳的短波通信信道，使 得短波工作频率随信道条件变化而改变，确保了通信始终在质量最佳的信道上进行。2G-ALE 通信系统具备如下功能：
数字通信系统结构
潜艇声纳的原理？ 声纳是利用水中声波进行探测、定位和通信的电子设备。声学(声纳)是各国海军进行水下监视使用的主要技术，用于对水下目标进行探测、分类、定位和跟踪；进行水下通信和导航，保障舰艇、反潜飞机和反潜直升机的战术机动和水中武器的使用。此外，声纳技术还广泛用于鱼雷制导、水雷引信，以及鱼群探测、海洋石油勘探、船舶导航、水下作业、水文测量和海底地质地貌的勘测等。声纳可按工作方式，按装备对象，按战术用途、按基阵携带方式和技术特点等分类方法分成为各种不同的声纳。例如按工作方式可分为主动声纳和被动声纳；按装备对象可分为水面舰艇声纳、潜艇声纳、航空声纳、便携式声纳和海岸声纳，等等。声纳装置一般由基阵、电子机柜和辅助设备三部分组成。基阵由水声换能器以一定几何图形排列组合而成，其外形通常为球形、柱形、平板形或线列行，有接收基阵、发射机阵或收发合一基阵之分。电子机柜一般有发射、接收、显示和控制等分系统。辅助设备包括电源设备、连接电缆、水下接线箱和增音机、与声纳基阵的传动控制相配套的升降、回转、俯仰、收放、拖曳、吊放、投放等装置，以及声纳导流罩等。主动声纳技术是指声纳主动发射声波"照射"目标，而后接收水中目标反射的回波以
测定目标的参数。大多数采用脉冲体制，也有采用连续波体制的。被动声纳技术是指声纳被动接收舰船等水中目标产生的辐射噪声和水声设备发射的信号，以测定目标的方位。影响声纳工作性能的因素除声纳本身的技术状况外，外界条件的影响很严重。比较直接的因素有传播衰减、多路径效应、混响干扰、海洋噪声、自噪声、目标反射特征或辐射噪声强度等，它们大多与海洋环境因素有关。例如，声波在传播途中受海水介质不均匀分布和海面、海底的影响和制约，会产生折射、散射、反射和干涉，会产生声线弯曲、信号起伏和畸变，造成传播途径的改变，以及出现声阴区，严重影响声纳的作用距离和测量精度。现代声纳根据海区声速--深度变化形成的传播条件，可适当选择基阵工作深度和俯仰角，利用声波的不同传播途径(直达声、海底反射声、会聚区、深海声道)来克服水声传播条件的不利影响，提高声纳探测距离。又如，运载平台的自噪声主要与航速有关，航速越大自噪声越大，声纳作用距离就越近，反之则越远；目标反射本领越大，被对方主动声纳发现的距离就越远；目标辐射噪声强度越大，被对方被动声纳发现的距离就越远。
短波通信发展综述复习过程
短波通信发展综述 邹光辉 短波通信又称高频（HF）通信，使用频率范围为3-30MHZ，主要利 用天波经电离层反射后，无需建立中继站即可实现远距离通信。同时由于电离层的不可摧毁特性，短波通信始终是军事指挥的重要手段之 一。由于短波通信在军事通信上的不可替代性，从20 世纪80 年代初,短波通信进入了复兴和发展的新时期。许多国家加速了对短波、超短波通信技术的研究与开发，推出了许多性能优良的设备和系统。短波通信再次占领一定的地位, 随着技术的进步, 对于通信的一些缺点, 不少已找到克服和改进的办法。短波通信的可靠性、稳定性、通信质量和通信速率都已提高了一个新水平。 一、由单一自适应技术向全自适应技术方向发展 短波通信存在着短波信道的时变色散特性和高电平干扰的弱点。因此, 为了提高短波通信的质量, 最根本的途径是“实时地避开干扰找出具有良好传播条件的无噪声信道”。完成这一任务的关键是采用自适应技术。所谓自适应, 就是能够连续测量信号和系统变化, 自动改变系统结构和参数, 使系统能自适应环境的变化和抵御人为干扰。因此短波自适应的含义很广。现已发展的自适应技术有自适应选频与信道建立技术、功率自适应技术、传输速率自适应技术、自适应调制解调技术、自适应分集技术、自
适应信道均衡及辨识技术、自适应编码技术、自适应调零天线技术。 传统意义上的自适应主要是指频率自适应, 是以事实信道估值为基础, 采用自动链路建立和链路质量分析技术, 因此也称为实时选频技术。在未来信息时代, 网络数据通信将成为主要的通信方式, 但是单一的频率自适应还无法满足网络数据通信的要求, 由于短波通信中各种新技术的出现, 特别是分组交换和各种自适应短波通信技术的发展, 为短波数据网的发展打下了基础, 频率自适应技术可与其他自适应功能综合构成全自适应短波通信系统。未来通信的需求促进了短波自适应通信系统正向全自适应技术的方向发展。 二、由窄带低速数据通信向宽带高速数据通信发展 针对短波通信存在的保密（或隐蔽）性不强、抗干扰能力差的弱点以及电磁环境的特点和规律, 为了提高短波通信干扰能力,发展起来了短波通信电子防御技术。这类技术以短波扩频通信技术为主体, 包括短波自适应跳频技术、短波直接序列扩频技术等。传统的绝大多数短波跳频电台都是传输模拟话音的模拟跳频电台, 此类短波跳频电台在技术上存在话音质量差、通信距离短、跳数低（通常为几十跳）等问题, 而且几乎都是窄带跳频。为提高抗干扰能力, 一方面必须提高跳频速率, 另一方面可以增加信号带宽, 使信号淹没于噪声之中。通常采取纠错、交织、加密等措施, 但与此同时, 又会使信息的有效传输速率降低。
短波通信原理
短波通信原理 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。地波的传播途径如图1.1 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。
l短波通信的发展历史及现状
l短波通信的发展历史及现状 短波通信(Short-wave Communication)，也被称为高频通信，一般指的是利用波长范围为100m到10m(相应的频率范围为3MHz 到30MHz)的电磁波的无线通信。短波的传播方式主有两种：一个为地波，另一个为天波。其中地波沿着地球表面进行传播，这种方式的传播距离主要由地表介质特性决定。因为地波的衰减随着频率的升高而增强，短波以地波方式传播时，使用常用的发射功率，短波的传播距离最多只有几百公里，所以地波不是短波通信中使用的主要传播方式。然而地波传播不需要经常改变无线通信的工作频率，但需考虑障碍物的影响，这也是其与天波传播方式不同的地方。 1901年，意大利无线电工程师马可尼在英国与纽芬兰之间(距离为3400Km)，实现了跨越整个大西洋的无线电通信。在这以后，因为无线电短波通信设备的价格低廉、便携性强、操作简单和灵活等优点，无线电短波通信迅速发展成为远距离无线通信的主要技术。从第二次世界大战开始一直到20世纪6O年代的这一段时间是短波无线通信发展的黄金时期，该技术广泛地应用于军事、广播、商业、气象等诸多领域，世界上许多国家并建立了覆盖本地区或世界性的专用通信网或公用通信网。但自从20世纪60年代以后，卫星通信等新兴远距离通信技术的出现使得短波通信的缺点越来越多地暴露出来：带宽较窄，射频频谱资源紧张，存在信道间干扰问题，易被窃听等等。相反的是，新型卫星通信技术
具有信道稳定、可靠性高、通信质量好、信道容量大等优点，许多本来是属于短波通信的重要业务逐步被卫星通信所取代。在20世纪60至7O年代，短波无线通信技术的研究与应用陷入低谷。但电子战、卫星战等战争方式的出现，使得人们发现一旦发生战争，各种通信系统都有可能被破坏，就是卫星也不能避免，如果过分依赖卫星作为中继站进行无线通信，在战时卫星一旦被摧毁，那么整个通信系统将瘫痪，后果是不堪设想的。短波自身的特点决定其是唯一不受网络枢纽和有源中继体制约的远程通信手段，该技术的抗打击能力和自主通信能力超出其他通信方式，再加之卫星通信技术成本很高，而短波通信技术起点较低、价格低廉，一般的国家均能进行部署和使用。短波无线通信和卫星通信一样，都能够实现全球的通信，基于以上原因，人们对短波无线通信的发挥的作用又重新予以重视。 随着微电子技术、计算机技术和数字信号处理技术的不断发展，短波无线通信技术在自适应收发信机、自适应调制解调器、自适应均衡及检测、白适应天线阵等方面上取得了突破，使得短波无线通信技术有可能解决高干扰电平、衰落和多径传播等信道时变特性方面的问题，向着数字化、低误码率、高速率的方向继续发展。 2现有短波通信存在的缺陷 2．1地球电离层对短波通信的影响太阳的辐射使得地球大气层中的氮原子、氧原子失去电子，变成离子这些离子态的气体在地