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1、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，频率范畴6兆赫30兆赫。发射电波要经电离层的反射才干达到接受设备，通信距离较远，是远程通信的重要手段。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，因此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。 尽管目前新型无线电通信系统不断涌现，短波这一古老和老式的通信方式仍然受到全世界普遍注重，不仅没有被淘太，还在迅速发展。其因素重要有三：一、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，多种通信网络都也许受到破坏，卫星也也许受到袭击。无论哪种通 信方式，
2、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，重要依托短波；三、与卫星通信相比，短波通信不用支付话费，运营成本低。 近年来，短波通信技术在世界范畴内获得了长足进步。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国内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，无疑是非常故意义的。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、雷达等都依托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
3、若干波段，其中：超长波的波长为100,000米10,000米，频率330千赫；长波的波长为 10,000米1,000米，频率30300千赫；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1.630兆赫；超短波的波长为10米1毫米，频率为30300,000兆赫（注：波长在1米如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。 电波在多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，其传播方向经历多种变化，由于扩散和媒介质的吸取，其场强不断削弱。为使接受点有足够的场强，必须掌握电波传播的途径、特点和规律，才干达到良好的通信
4、效果。 常用的传播方式有：(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。其传播途径重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取，不久削弱(波长越短，削弱越快)，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，都是运用地波传播的。短波近距离通信也运用地波传播。 (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受点的无线电波。直射波传播距离一般限于视距范畴。在传播过程中，它的强度衰减较慢，超短波和微波通信就是运用直射波传播的。 在地面进行直射波通信，其接受点的场强由两路构成：一路由发射天线直达接受天
5、线，另一路由地面反射后达到接受天线，如果天线高度和方向架设不当，容易导致互相干扰(例如电视的重影)。限制直射波通信距离的因素重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规定尽量高架。 (3)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，因此天波传播重要用于短波远距离通信。 (4)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，其中一部份达到接受点。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重要作用，因此是我们研究的重点
6、。电离层是指从距地面大概60公里到公里处在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6090公里，白天可反射29MHz的频率。E层高度85150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150200公里，只在日间起作用，F2层高度不小于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
7、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）来表达。电离层的高度和浓度随处区、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变化。3、短波频率范畴电离层最高可反射40MHz的频率，最低可反射1.5MHz的频率。根据这一特性，短波工作频段被拟定为1.6MHz - 30MHz。4、短波传播途径短波的基本传播途径有两个：一种是地波，一种是天波。 如前所述，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，并且不同的陆地表面介质对电
8、波的衰耗限度不同样（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。地波传播不需要常常变化工作频率，但要考虑障碍物的阻挡，这与天波传播是不同的。 短波的重要传播途径是天波。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），并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，途径衰耗、时间延迟、大气噪声、多径效应、电离层衰落等因素，都会导致信号的弱化和畸变，影响短波通信的效果。二、单边带的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
9、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，接受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。 根据国际合同，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。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构成的。将载频和其中一种边带加以克制，剩余的一种边带就成为单边带信号。如果用一种边带再加上部份载频或所有载频，就成为兼容式调幅信号。2、单边
10、带的长处 单边带的长处是：(1) 提高了频谱运用率，减少信道拥挤；(2)节省发射功率约四分之三；(3)减少信道互扰；(4)抗选择性衰落能力强。一部100W单边带电台的实际通话效果，相称于过去1000W以上双边带电台。3、短波单边带重要术语SSB 载波和一种边带全克制的单边带话 USB 上边带话 LSB 下边带话 AM 全载波单边带话（全载波兼容式调幅话） J2A 单边带报（用上边带或下边带传送手键报）优化短波通信的措施一、改善短波信号质量的三大要素由于短波传播存在固有弱点，短波信号的质量不如超短波。但是我们可以通过某些途径改善短波信号质量，使其尽量接近超短波。改善短波信号质量的三大要素是：对的
11、选用工作频率；对的选择和架设天地线；选用先进优质的电台和电源等设备。1. 对的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，通信效果也许差别很大。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。此外，在东西方向进行远距离通信时，由于受地球自转影响，最佳采用异频收发才干获得良好通信效果。如
12、果所用的工作频率不能顺畅通信时，可按照如下经验变换频率：（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，而后忽然中断，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，可选用比平常低某些的频率。运用计算机测频软件预测可用频率对短波通信很有协助，是国外常常采用的先进技术手段。计算机测频系统可以根据太阳黑子活动规律等因素，结合不同地区的历史数据，预测两点之间在将来一段时期每天各时节的可用频段，具有较高参照价值。美国、欧盟、澳大利亚政府的计算机测频系统数据比较精确，它
13、们通过度布在全球的监测点采集和跟踪多种环境参数的变化提供频率根据。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。2. 对的选择和架设天线地线天线和地线是诸多短波顾客容易忽视的问题。当通信质量不好时，诸多人习惯于从电台上找因素，而事实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。超短波通信由于使用频率高，波长短，天线可以做得很小，一般为直立鞭状天线。而短波通信因使用的频率较低，天线必须做得足够大才干有效工作。简朴的规律是：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。短波天线的理论原理比较高深。短波天线的种类繁多，用途各异，究
14、竟应当选购何种天线,如何安装架设才干获得良好的通信效果？根据我们理解和掌握的状况作如下简要简介：(1)理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。地波天线涉及鞭状天线、倒L形天线、T形天线等。此类天线发射出的电磁波是全方向的，并且重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。典型地波天线和波瓣分布如图1.2和图1.3所示。地波天线的效率重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。图1.1 典型地波(T形)天线构造示意图图1.2 典型地波天线垂直波瓣分布图天波天线重要以天波形式发射电磁波，分为定向
15、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，它们以一种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，其典型波瓣分布如图3.3、图3.4和图3.5所示。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。图1.3 典型天波天线（双极天线）构造示意图图1.4 典型天波天线水平波瓣分布图图1.5 典型天波天线垂直波瓣分布图天波天线简朴的规律为：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/）达到一半时，垂直波瓣主方向的效率最高。(2)按用途选购天线随着短波通信技术的发展，短波天线浮现了诸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；用于为理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当是用途。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
