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对流层散射通信在军事通信中的应用

[定义]

对流层散射通信是利用对流层散射信道进行的通信。对流层是大气层的一个区域，其顶部

位于地面上空十多公里处，并在不同的纬度地区有所不同。在中纬度地区约为10～12km，而

低（高）纬度地区较高（低）些。在对流层中存在着大量随机运动的不均匀介质-空气涡流、

云团等，它们的温度、湿度和压强等与周围空气不同，因此对电波的折射率也不同。当无线电

波通过这种存在大量不均匀介质的对流层时，电波将受到折射、散射和反射。电波再辐射的

方向是不均匀的，其大部分能量在电波通过的方向及其附近，而对流层散射通信系统的接收天

线接收到的信号，是收/发天线波束相交部分散射体内介质的前向散射信号之和。对流层散射

通信也是一种超视距通信，其单跳通信与传输速率、发射功率及天线口径有关，跨距可达几百

至上千公里。

对流层散射信道存在电波多径传播现象。由于多径传播引起的衰落都是所谓快衰落。实际

上，在对流层散射信道上，除快衰落之外，信号电平中值（或均方根值）都存在有较长的慢起

伏，称为慢衰落。对流层散射信道中，由于气象条件的有规律变化(昼夜、季节变化)和随机变

化（如气流运动、大气风的影响等），造成了接收信号短时平均功率或短时中值电平的缓

慢起伏而形成的慢衰落。因此，一般情况下对流层散射信道是由快衰落和慢衰落这两种信道组

成。

对流层散射信道具有以下特点：

1)抗核爆炸能力强：该特点是散射通信独具的，在现代战争核爆炸环境中，散射通信不但

不受影响，反而通信质量会更好，只要散射通信设备不炸毁，通信业务就不会中断。所以用散

射通信在现代战争中实施通信指挥能满足现代战争的需求。

2)通信必威体育官网网址好：散射通信采用方向性很强的抛物面天线，空间电波不易被截获，也不易被

干扰；采用数字信号加密时，即使能截获也不易破密，这两点在战时是十分重要的。

3)通信容量大：对流层散射通信的通信容量比视距微波通信小，但比卫星通信和短波大。

目前国外的散射通信的传信率最高达8Mb/s。

4)通信距离较远：单跳通信距离比卫星通信小，比视距微波通信的要大，固定站对流层散

射通信设备采用大口径抛物面天线及大功率的放大器，通信距离（单跳）可达几百公里。

5)机动性好：对于高山、峡谷地、中小山区、从林、沙漠、沼泽地、岸-岛等中间不适宜建

微波接力站地段，可使用移动散射通信设备进行通信，设备的架设和撤收都很快，可快速的将

设备移动到指定位置。

[相关技术]地面传输；超视距通信

[技术难点]

为了满足现代通信中高机动性、抗干扰性、抗毁性、低截获概率的需要，以及满足跨越海

峡、湖泊、高山和沙漠等特殊地形的需要，要着力解决以下关键技术问题：

(1)自适应均衡技术：包括变参信道、自适应均衡技术、失真自适应技术等。采用自适应

均衡技术之后可以消除码间干扰提高传输码速，可以在不加设备量的前提下额外取得隐频率

分集增益以及对频率选择性衰落可对敌方电子干扰提供干扰保护，提高对各种干扰威胁的适应

能力。美军在海湾战争中使用的AN/TRC-170就采用了失真自接收技术。

(2)变参信道差错控制技术：变参信道要高质量传数据就必须采取一些诸如高效级边扩散卷

积码、交织矩阵等抗衰落、抗大片突发误码的技术措施才能使变参信道的RER从1×10-3被纠

到1×10-6，满足散射信道传数据的要求。

(3)变参信道的分集接收技术：为了保障散射通信数据传输质量，分集重数一般应≥4重。

分集有显分集与隐分集。空间分集和频率分集等显分集对要求机动的地域网应用有一定局限，

因此要研究能减少接收天线数量的角分集技术及不增加设备的的隐分集以及其它分集技术。

[国外概况]

对流层散射通信作为一种通信手段付诸使用在国外已有三十多年的历史。对流层散射通信

的发展大体分四个阶段：六十年代中期以前，在此期间对散射传播机理进行了大量研究，并研

制出模拟散射设备，建立了大量的模拟散射通信线路。七十年代到七十年代中期，数字对流层

散射通信技术发展较快。主要研究适合于散射信道传输的调制解调技术、编解码技术、分级合

并技术、失真自适应技术及装车技术，并在高可靠性、实用性上取得了明显进行展。七十年代

后期至八十年代初期美、英、法、苏等国相继研制出一些数字对流层散射通信设备，并建立了

许多模拟和数字散射通信线路。自八十年代初期至今，美、英、法、前苏联一直保持在对流层

散射通信技术领域的领先地位。美国研制的对流层散射通设备有20多个型号，法国有10多个

型号，前苏联、英国、意大利等国也都有