万字长文短波通信原理,这可能是讲短波讲的最透彻的一文章!.pdfVIP

万字长⽂短波通信原理，这可能是讲短波讲的最透彻的⼀篇⽂章！

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。

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：

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。

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。

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