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l短波通信的发展历史及现状

短波通信(Short-waveCommunication)，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

球上空形成了电离层。正是因为短波通信电磁波信号在地球电离

层的折射现象，人们才可以利用短波进行长距离的无线通信。在

这些电离层中离地面最近的一层，平均厚度为1公里。这层电离

层在日间中午时电离程度达到最高，到了晚上，电离层内的正负

离子逐渐复合，这层电离层也随之消失。这一层电离层只吸收电

磁波信号的能量，但并不进行反射。一般情况下这层电离层的电

离化的程度越高，其吸收无线电波能量的能力也就越强。第二层

电离层的距离地面约为100公里，其平均厚度约为25公里，电

离程度高于第一层，在没有太阳光照射的时候(例如夜间)，这层

电离层失去离子的速度很快，所以它也是主要在白天对短波通信

的传播产生影响。但是第二层与第一层不同，它不会吸收较低频

率的短波通信电磁波信号的能量而让较高频率的电磁波通过，而

第二层可以把电磁波反射回地面。一般在晚间电离层可以把频率

范围在10MHz到30MHz的信号反射到地面上。因为这个时候第一

次层电离层消失，第二层电离层也变得很弱。电波经由发射机的

天线发射后，利用电离层反射回地球表面，这段距离称为跳跃距

离(简称为跳距)，电磁波信号经一次反射(也就是一个跳距)最多

可传输达到4000Km，短波电磁波信号经过多次反射后便可以作

环球传播。电离层的反射角与跳距有关，而反射角又与发射机天

线的仰角又关，仰角越小，则反射角越大，跳距也就越远。当前

电离层的条件直接影响着不同频率的无线通信电磁波信号的传

播。太阳黑子活动可以使得地球电离层反射短波信号的能力增

强，除此之外，太阳流也会使电离层扰动，进而导致电磁暴。这

种情况下，电离层会