劉毅

（中國(guó)民用航空西北地區(qū)空中交通管理局 陜西西安 712000）

無(wú)線電通信中短波的作用和特點(diǎn)剖析

劉毅

（中國(guó)民用航空西北地區(qū)空中交通管理局 陜西西安 712000）

本文針對(duì)短波的傳播方式以及作用進(jìn)行了分析，并探析了短波通信的特點(diǎn)，提出了短波通信的發(fā)展趨勢(shì)，以供參考。

無(wú)線電通信；短波；作用；特點(diǎn)

1 前言

短波指的是頻率介于3～30MHz之間的無(wú)線電波，短波傳播方式包括地波和天波兩種，在無(wú)線電通信中最常用的是天波傳播方式，天波利用電離層的反射原理進(jìn)行信息的傳輸，不僅具有傳輸距離遠(yuǎn)的優(yōu)點(diǎn)，還不受地理?xiàng)l件的限制，能用將信號(hào)準(zhǔn)確的傳播至地球的各個(gè)角落，安全性非常高，成本和其他通信方式相比較低，在現(xiàn)代無(wú)線電通信中具有非常廣泛的應(yīng)用。因此，文章針對(duì)無(wú)線電通信中短波作用與特點(diǎn)的研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 短波的傳播方式以及作用分析

2.1 短波的傳播方式分析

短波的傳播方式包括天波、地波，地球表面?zhèn)鞑サ碾姴ńy(tǒng)稱(chēng)為無(wú)線電波，由于地面會(huì)對(duì)電波產(chǎn)生一定的吸收作用，會(huì)導(dǎo)致信號(hào)逐漸的衰弱，會(huì)對(duì)短波的波長(zhǎng)產(chǎn)生一定的影響，再加上地面電氣的一些特殊性質(zhì)，導(dǎo)致短波的傳輸距離相對(duì)較短。如果先將無(wú)線電波射向天空，然后再通過(guò)電離層的反射作用將無(wú)線電波傳送到地面，稱(chēng)之為天波，即天波傳播的原理是借助電離層進(jìn)行反射，射線路徑如圖1所示，如1中h′表示反射點(diǎn)的虛高，θ表示射線進(jìn)入電離層的入射角，Δ′表示來(lái)波仰角，Δ表示發(fā)射仰角，D表示發(fā)射端T到接收端R的距離，以此實(shí)現(xiàn)無(wú)線電波的長(zhǎng)距離傳送，并且在傳輸?shù)倪^(guò)程中即使經(jīng)過(guò)多次反射跳躍，也不會(huì)對(duì)船舶的信號(hào)產(chǎn)生較大的損失，基于該種特點(diǎn)，世界許多國(guó)家都采用該種傳播方式。但是，當(dāng)電離層發(fā)生變化后，會(huì)對(duì)天波傳輸?shù)男畔a(chǎn)生不良的影響，導(dǎo)致信號(hào)出現(xiàn)不穩(wěn)定甚至是失真等問(wèn)題，影響天波信號(hào)傳輸?shù)陌踩院蜏?zhǔn)確性。雖然存在上述問(wèn)題，但騎在無(wú)線電傳播中的地位卻無(wú)法撼動(dòng)，在復(fù)雜山地、遠(yuǎn)距離信息傳輸中，依然廣泛的采用天波傳播方式。短波通信鏈路主要采用天波傳播創(chuàng)建，其優(yōu)點(diǎn)在于采用合適的波長(zhǎng)，能夠有效的減少信號(hào)在傳輸過(guò)程中產(chǎn)生的損耗，因此采用較小的功率能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離的通信，并且天波利用電離層反射進(jìn)行信號(hào)傳播，反射一次的距離為4000km，能夠傳輸?shù)降厍虻母鱾€(gè)角落。如果信息傳輸距離相對(duì)較勁，則可以采用地波進(jìn)行信息的傳播，而遇到高山、電氣特性差等狀況時(shí)，采用地波會(huì)對(duì)信號(hào)產(chǎn)生影響，造成一定的傳播損耗，因此依然采用天波傳播方式。

圖1 射線路徑圖

2.2 短波在無(wú)線電通信中的作用分析

（1）從經(jīng)濟(jì)方面來(lái)看，一個(gè)短波站臺(tái)雖然成本相對(duì)較高，但是其不需要復(fù)雜的中繼站、樞紐站等，相對(duì)于一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)成本相對(duì)較少，并且施工相對(duì)簡(jiǎn)單。同時(shí)，和手持電話、衛(wèi)星等收費(fèi)系統(tǒng)相比，短波的運(yùn)行成本更低，具有非常好的經(jīng)濟(jì)效益。

（2）從覆蓋面積方面來(lái)說(shuō)，尚未有通信方式的覆蓋范圍超過(guò)短波，微波、超短波以及超越短波等都為直線傳播方式，受地面障礙物以及地球曲率的影響，其傳輸距離只有幾十公里，或者借助其他工具能夠傳輸幾百公里，但是依然存在許多覆蓋盲區(qū)。短波利用電離層反射進(jìn)行信號(hào)的傳播，能夠覆蓋到地球的所有角落。但是，隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展，短波通信的一些缺點(diǎn)導(dǎo)致短波只能被應(yīng)用在特定的區(qū)域，例如軍事領(lǐng)域、應(yīng)急通信領(lǐng)域等，通常作為意外發(fā)生之后的備用通信方式。

（3）從安全性方面來(lái)看，其他任何通信方式都難以和短波相媲美，無(wú)論是在微波、蜂窩、集群等無(wú)線網(wǎng)絡(luò)還是有線網(wǎng)，全部都采用短波作為網(wǎng)絡(luò)的通信方式，特別是在自然災(zāi)害、戰(zhàn)爭(zhēng)等特殊狀況導(dǎo)致中心樞紐或者網(wǎng)絡(luò)癱瘓后，其他通信方式都無(wú)法正常傳播信息。但是，短波不需要設(shè)置中心網(wǎng)絡(luò)樞紐，每一個(gè)臺(tái)站既可以作為從站也可以作為主站，即使其中一部分被破壞，也不至于出現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)癱瘓的問(wèn)題，依然保證通信網(wǎng)絡(luò)能夠安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。

（4）從應(yīng)用領(lǐng)域方面來(lái)說(shuō)，短波在過(guò)去的通信中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，例如傳統(tǒng)的超短波對(duì)講機(jī)、CDMA手持電話、GSM、移動(dòng)衛(wèi)星電話、海事衛(wèi)星電話等，上述具有設(shè)備、系統(tǒng)被廣泛的應(yīng)用在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域，但是，上述無(wú)線通信設(shè)備的體積過(guò)大，不便于攜帶，并且在使用的過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生一定的噪音，影響信息傳播的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，逐漸的被淘汰。但是，隨著短波通信技術(shù)的發(fā)展，人們逐漸的發(fā)現(xiàn)短波并沒(méi)有真正的被完全淘汰，因?yàn)闆](méi)有全能的通信方式，所有的通信方式都有其地位與作用，任何其他的通信方式都不可能完全替代短波通信方式。實(shí)際上，國(guó)外先進(jìn)國(guó)家非常重視短波通信，無(wú)論是從技術(shù)發(fā)展方面、資金投入方面還是國(guó)家層面上，其投入和重視程度超過(guò)許多無(wú)線電通信技術(shù)。從短波的用途來(lái)看，短波通信主要包括語(yǔ)音廣播、低速數(shù)據(jù)以及電報(bào)等信息，隨著衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展，短波被廣泛的應(yīng)用在軍事通信、海難救援、防汛救災(zāi)以及國(guó)際通信等方面，并且發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，短波通信設(shè)備的價(jià)格相對(duì)較低，應(yīng)用方便、靈活，被廣泛的應(yīng)用在船舶、飛機(jī)以及國(guó)際廣播等移動(dòng)體之間的通信；在軍事方面，可以將短波應(yīng)用在被自然障礙物組個(gè)、被敵人分割的不對(duì)、方位不明以及能同運(yùn)動(dòng)中，短波已經(jīng)成為軍事無(wú)線通信中的核心手段之一。并且，我國(guó)首次組織的南極考察中，南極站與北京的通信就是通過(guò)短波實(shí)現(xiàn)。

3 短波通信的特點(diǎn)分析

（1）短波通信不需要?jiǎng)?chuàng)建專(zhuān)門(mén)的中繼站，只需要?jiǎng)?chuàng)建完整的通信鏈路就能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的傳播，創(chuàng)建成本和其他通信方式相比較低，并且建設(shè)耗時(shí)短，運(yùn)行可靠，維護(hù)費(fèi)用相對(duì)較少，在進(jìn)行短距離、中距離通信設(shè)備安裝時(shí)非常方便，采用人力運(yùn)輸、汽車(chē)運(yùn)輸?shù)姆绞侥軌驅(qū)⒃O(shè)備運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)，節(jié)省大量的施工成本。

（2）短波通信設(shè)備具有重量輕、體重小等特點(diǎn)，便于進(jìn)行臨時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)建，在實(shí)踐應(yīng)用過(guò)程中非常靈活、便利。短波通信設(shè)備的安裝非常簡(jiǎn)單，操作非常方便，既可以在車(chē)輛、船舶等移動(dòng)澀北上進(jìn)行安裝和和使用，還可以在定點(diǎn)進(jìn)行安裝和使用，同時(shí)還可以根據(jù)通信業(yè)務(wù)的實(shí)際需求對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，以便于能夠更好的適應(yīng)實(shí)際需求，保證通信能夠安全、高效的運(yùn)行。

（3）短波通信的覆蓋面積廣、傳播距離長(zhǎng)，既可以應(yīng)用在全方位、遠(yuǎn)距離廣播通信中，也可以應(yīng)用在區(qū)域性、短距離通信業(yè)務(wù)中，因?yàn)橹灰诮邮斩税惭b短波接收機(jī)，就應(yīng)該接受廣播信息。通信衛(wèi)星雖然也可以進(jìn)行信息的遠(yuǎn)距離傳輸，但是通信衛(wèi)星信號(hào)接收裝置不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝難度較高，而且成本相對(duì)較高。

（4）短波通信具有非常強(qiáng)的抗毀能力，因?yàn)槎滩ㄍㄐ旁O(shè)備具有體積小、重量輕、易于隱藏等，當(dāng)發(fā)生戰(zhàn)爭(zhēng)或者自然災(zāi)害對(duì)短波通信設(shè)備造成損害之后，為了防止短波頻率被敵人竊聽(tīng)或者干擾，很容易進(jìn)行快速的恢復(fù)，具有非常好的安全性。

4 短波通信的發(fā)展趨勢(shì)分析

4.1 網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)

短波通信的傳輸效率相對(duì)較低，并不能夠適應(yīng)快速發(fā)展的通信需求，特別是在戰(zhàn)爭(zhēng)信息中，戰(zhàn)爭(zhēng)中信息量大而復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)短波通信的網(wǎng)絡(luò)化，能夠有效的提高短波通信的容量以及信息傳播速度，同時(shí)實(shí)現(xiàn)多路徑傳播，能夠有效的提高短波通信的抗干擾能力與抗毀滅能力。

4.2 隱蔽化趨勢(shì)

在信息化時(shí)代，信息泄露造成的后果非常嚴(yán)重，無(wú)論是軍事機(jī)密，還是私人秘密、商業(yè)機(jī)密等。通過(guò)加強(qiáng)短波通信的隱蔽化設(shè)計(jì)，能夠有效的提高短波通信的安全性，更好的滿足實(shí)際需求。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，短波通信在無(wú)線電通信中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，尤其是在信息時(shí)代，信息傳播的安全性、效率性和穩(wěn)定性，已經(jīng)成為社會(huì)各界廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)。短波通信具有抗干擾能力和抗毀滅能力強(qiáng)，覆蓋范圍廣和通信距離長(zhǎng)，設(shè)備重量輕和體積小，安裝方便以及建設(shè)成本低等眾多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛的推廣和應(yīng)用在現(xiàn)代通信領(lǐng)域，尤其是在民用通信、軍事通信方面。

[1]白景春.短波在無(wú)線電通信中的作用及發(fā)展趨勢(shì)[J].通信設(shè)計(jì)與應(yīng)用，2016（1）：73～74.

[2]張峰.軍事通信應(yīng)用認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)效果探討[J].通訊世界，2015（18）：56～57.

[3]白燕.解析短波通信電臺(tái)在人防通信中的重要作用[J].科學(xué)中國(guó)人，2015（12）：2.

[4]林劍芳.短波在無(wú)線電通信中的作用及特點(diǎn)[J].中國(guó)新通信，2015（14）：99～100.

[5]左 衛(wèi).短波通信系統(tǒng)發(fā)展及關(guān)鍵技術(shù)綜述[J].通信技術(shù)，2014（8）：125～126.

TN925

A

1004-7344（2016）09-0277-02

2016-3-15

劉毅（1988-），男，助理工程師，本科，主要從事民航空管通信設(shè)備的維護(hù)管理工作。