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什麼是短波通信

利用波長為100~10米(頻率為3~30兆赫)的電磁波進行的無線電通信,亦稱高頻通信。短波通信主要靠天波和地波兩種方式傳播。天波傳播是靠電離層的反射(見圖)。電離層的D、E層是吸收層,F層是反射層,短波通信利用的是F層。天波傳播衰耗較小,因而用較小功率就能進行遠距離的通信和廣播。

什麼是短波通信

傳播

利用天波傳播必須適應電離層參數的變化,正確地選擇和適時地更換工作頻率,否則會發生通信中斷。天波傳播還存在多徑傳播現象。圖中實線是電磁波經電離層一次反射的傳播路徑,虛線是經兩次反射的傳播路徑,在接收地點可以同時收到由同一天線發出但經不同路徑傳來的電磁波。電離層不斷變化,從不同路徑來的電磁波不能保持固定的相位差,從而使接收點合成信號的振幅有劇烈的變化,這種現象稱為快衰落,它是影響短波通信的一個重要因素。此外,多徑傳播還使短波傳輸數據的速率受到限制。短波也可利用地波傳播。地波衰耗隨着頻率增高而加大,因此通常使用短波的低頻端實現近距離通信。

短波波段寬度只有27兆赫,波段內電台擁擠,相互干擾嚴重,而且波段內大氣噪聲電平也很高,易受太陽耀斑和核爆炸的影響,因此短波信道不夠穩定。短波通信的優點是用較小功率和以較低成本就能實現遠距離通信,而且電路建立和拆除容易,機動性好,抗毀能力強,因而在通信中一直佔有重要地位。

設備

短波通信設備通稱為短波電台,它由發射機、接收機、天線、終端和電源等設備組成。對於小型便攜式短波電台、發射功率較小,採用鞭狀天線,主要用於近距離傳輸電話信號。對於中型短波電台,移動式通常採用水平對稱天線,固定式通常採用菱形天線或對數週期天線,利用天波能進行數百至數千公里的通信。雖然中型短波電台具有多種工作種類,如等幅電報、印字電報、調幅電話和單邊帶電話等,但以印字電報為主,人工電報為輔。若終端設備是多路音頻電報機,還可以進行多路數據或高速數據信號的傳輸。為了保證國際超遠距離的短波通信,通常要使用大發射功率的大型短波電台。

調製體制

短波電台在傳輸電話信號時,採用調幅(AM)和單邊帶(SSB)調製方式。為了提高頻譜利用率,除廣播業務外調幅制漸被單邊帶制代替。在傳輸電報信號時採用移頻鍵控(FSK)和移幅鍵控(ASK)。前者主要用於傳輸印字電報,後者主要用於傳輸人工電報。對於傳輸多路或高速數據信號,多是採用WTK制,即在短波線路上傳輸頻分多路數據的體制。鍵控方式可以是移頻鍵控也可以是差分移相鍵控(DPSK)。

短波通信的主要發展方向是:

(1)採用實時選頻技術,以選擇最佳信道。由於短波電離層反射信道參數和各種干擾的時變性,工作頻率的選擇不能完全依賴於長期預報而要求實時預報,即利用實時選頻技術找到電波不會穿出電離層、傳播衰耗小、多徑時延小和無干擾或弱干擾的最佳工作頻率。採用實時選頻可以在百分之九十的時間內,使短波的信道誤碼率保持在10-5或更好。

(2)採用各種自適應技術,以適應變參和干擾嚴重的短波信道。這些技術包括數據速率的自適應、發射功率的自適應、對基帶內窄帶干擾的自適應(即帶內頻率捷變技術)、自適應均衡和使天線方向圖的零點自動對準干擾方向的自適應等技術。

(3)採用新的調製制度、分集接收技術、差錯控制技術和壓縮擴張技術等,進一步提高短波通信抗衰落和抗干擾的性能。

標籤: 短波 通信
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