鄭志國(guó)，林美蓉

（1.海南科技職業(yè)大學(xué)信息工程學(xué)院，?？?570100； 2.海南大學(xué)信息與通信工程學(xué)院，?？?510500）

引言

熱帶自然環(huán)境條件復(fù)雜，地形地貌具有多樣性，同時(shí)又具有高溫、高濕和高鹽霧等特征。在各種地形地貌環(huán)境下通指裝備要想獲得較好的通信效能，需要加強(qiáng)在此地貌環(huán)境下的通信效能試驗(yàn)，只有選擇適當(dāng)?shù)耐ㄐ欧绞郊巴ㄐ蓬l率，才能順利的完成在此條件下的通信任務(wù)。本文就開(kāi)展通信裝備典型自然條件下環(huán)境試驗(yàn)組織方法進(jìn)行研究，提出通指裝備在熱帶典型地貌環(huán)境下通信試驗(yàn)的試驗(yàn)方法和具體內(nèi)容，得到了在五種典型地貌環(huán)境下的短波無(wú)線(xiàn)設(shè)備和超短波無(wú)線(xiàn)設(shè)備的通信特征，為在以上條件下如何更好的使用無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備提供指導(dǎo)。

1 試驗(yàn)方案

1.1 典型地貌的選取

根據(jù)熱帶自然環(huán)境的特點(diǎn)，我們選取了熱帶地區(qū)的典型地理地貌條件進(jìn)行研究，包括海邊、叢林、山區(qū)、城區(qū)和鄉(xiāng)村等五種條件。我們將重點(diǎn)研究在這些條件下的通信方式和通信效能，以了解熱帶地區(qū)通信系統(tǒng)面臨的通信效果、面臨的挑戰(zhàn)以及解決方案。

1）海邊地區(qū)是熱帶地區(qū)的一個(gè)典型環(huán)境，但由于其高濕度和腐蝕性，對(duì)通信設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性提出了要求。我們需要采用防水和防腐蝕技術(shù)，并考慮大氣濕度對(duì)無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸?shù)母蓴_。此外，信號(hào)放大和干擾抑制技術(shù)也需要加強(qiáng)，以提高通信效能。

2）叢林地區(qū)是熱帶地區(qū)的另一個(gè)典型條件。茂密的植被、復(fù)雜的地形和有限的視野對(duì)無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸造成了阻礙。在叢林地區(qū)，我們需要克服植被阻擋和信號(hào)衰減的問(wèn)題，選擇合適的頻段和傳輸技術(shù)。同時(shí)我們要考慮使用的頻段問(wèn)題，如使用超短波頻段時(shí)可能會(huì)因?yàn)橐暰嘤绊懚绊懲ㄐ诺男Ч?/p>

3）山區(qū)地形是熱帶地區(qū)的另一個(gè)典型條件。陡峭的山坡、峽谷和起伏的地勢(shì)給通信系統(tǒng)的布局和信號(hào)傳輸帶來(lái)了挑戰(zhàn)。我們需要考慮信號(hào)在山體反射、折射和衰減的影響，并選擇合適的天線(xiàn)高度和傳輸功率來(lái)優(yōu)化信號(hào)覆蓋范圍。此外，無(wú)線(xiàn)中繼和微基站等技術(shù)可以提高通信的可靠性和覆蓋范圍。

4）城區(qū)是熱帶地區(qū)的人口密集區(qū)域，通信需求很高。然而，高樓大廈、繁忙的街道和電磁干擾源等因素給通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和部署帶來(lái)了挑戰(zhàn)。在城區(qū)，我們需要考慮信號(hào)的穿透能力和抗干擾能力，采用合適的天線(xiàn)設(shè)計(jì)和頻譜管理策略，以確保信號(hào)的可靠傳輸和良好的通信質(zhì)量。

5）鄉(xiāng)村地區(qū)是熱帶地區(qū)的農(nóng)業(yè)和農(nóng)村地帶。鄉(xiāng)村地區(qū)通常具有廣闊的土地和分散的人口，對(duì)通信覆蓋和可及性提出了要求。我們需要考慮信號(hào)傳輸?shù)木嚯x和衰減，選擇合適的傳輸技術(shù)和頻段，以確保信號(hào)覆蓋到較遠(yuǎn)的地區(qū)。此外，使用移動(dòng)通信車(chē)輛或便攜式設(shè)備可以提供臨時(shí)性的通信解決方案。

綜上所述，通過(guò)研究熱帶自然環(huán)境下不同地理地貌條件下的通信方式和通信效能，我們可以為熱帶地區(qū)提供更可靠、高效的通信解決方案。海邊、叢林、山區(qū)、城區(qū)和鄉(xiāng)村等條件下的通信系統(tǒng)都面臨著獨(dú)特的挑戰(zhàn)，我們需要根據(jù)實(shí)際情況選擇適當(dāng)?shù)募夹g(shù)和策略來(lái)應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)根據(jù)熱帶自然環(huán)境的特點(diǎn)，選取熱帶自然環(huán)境的典型地理地貌條件。因此，在本文中共選取海邊、叢林、山區(qū)、城區(qū)、鄉(xiāng)村等五種典型條件，研究在以上五種條件下的通信方式和通信效能。

1.2 典型地貌通信效能實(shí)驗(yàn)方案

熱帶叢林濃密的植物會(huì)極大的減少無(wú)線(xiàn)電傳播的范圍，也就是說(shuō)通信距離會(huì)變短。本方法主要研究的是短波、超短波無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備在典型地形地貌下通信距離的變化規(guī)律。背負(fù)式短波無(wú)線(xiàn)設(shè)備還將進(jìn)行鞭天線(xiàn)、便攜式雙極天線(xiàn)的通信測(cè)試。

1）試驗(yàn)內(nèi)容

無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備在典型地形地貌條件下的通信效能測(cè)試。

圖1 熱帶典型地貌環(huán)境選取

2）初始檢測(cè)

①無(wú)線(xiàn)設(shè)備基本電性能指標(biāo)測(cè)試；

②近距離通信測(cè)試。

3）大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

需要監(jiān)測(cè)的大氣環(huán)境項(xiàng)目包括：太陽(yáng)輻射、空氣濕度、風(fēng)速、溫度等。

4）試驗(yàn)時(shí)間

試驗(yàn)選擇在5 月~10 月期間進(jìn)行。

5）試驗(yàn)步驟

步驟1：在被測(cè)環(huán)境的一方固定（近點(diǎn)），另一方（遠(yuǎn)點(diǎn)）以該點(diǎn)作為參考進(jìn)行拉距通信試驗(yàn)；

步驟2：近點(diǎn)無(wú)線(xiàn)設(shè)備固定不動(dòng)，不斷移動(dòng)遠(yuǎn)點(diǎn)無(wú)線(xiàn)設(shè)備，測(cè)量在不同的距離和通信方式條件下的通信質(zhì)量，記錄下最遠(yuǎn)的通信距離；

步驟3：近點(diǎn)無(wú)線(xiàn)設(shè)備的短波無(wú)線(xiàn)設(shè)備在使用鞭天線(xiàn)通信后，換成便攜式雙極天線(xiàn)進(jìn)行通信，記錄此時(shí)的通信效能。

6）結(jié)果分析

①在近點(diǎn)和遠(yuǎn)點(diǎn)無(wú)線(xiàn)設(shè)備通信距離不斷增加的情況下的通信效能；

②短波無(wú)線(xiàn)設(shè)備在通信距離不變條件下，使用不同天線(xiàn)的通信效能分析。

2 試驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果分析

2.1 試驗(yàn)內(nèi)容

根據(jù)熱帶自然環(huán)境的特點(diǎn)，在本次試驗(yàn)中選取了五種能代表熱帶地區(qū)的自然環(huán)境進(jìn)行試驗(yàn)，分別為海邊、城區(qū)、鄉(xiāng)村、山區(qū)、叢林等五種地形。

2.2 試驗(yàn)結(jié)果分析

1）超短波無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備試驗(yàn)情況：

從圖2 可以看出，超短波無(wú)線(xiàn)設(shè)備在使用相同的頻率相同的發(fā)射功率條件下，通信距離較遠(yuǎn)為鄉(xiāng)村地形，最短為城區(qū)繁華地形。

圖2 超短波無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備不同地貌的通信距離

無(wú)線(xiàn)通信一般要求話(huà)音質(zhì)量等級(jí)要達(dá)到3 級(jí)以上才合格，通過(guò)圖3 可以看出：山區(qū)地形3 級(jí)以上話(huà)音質(zhì)量等級(jí)較其他地形高，相同條件下城區(qū)通話(huà)效果較差。

圖3 不同地形環(huán)境下定頻通話(huà)質(zhì)量

通過(guò)圖4 可以看出：在叢林和山區(qū)地形使用跳頻通信，話(huà)音質(zhì)量等級(jí)相對(duì)定頻通信差；在叢林中由于灌木叢密集使用跳頻通信效果較差。

圖4 不同地形環(huán)境下調(diào)頻通話(huà)質(zhì)量

2）短波無(wú)線(xiàn)通信試驗(yàn)情況：

從圖5 可以看出，短波無(wú)線(xiàn)設(shè)備在使用相同的頻率相同的發(fā)射功率條件下，通信距離較遠(yuǎn)為海邊地形，最短為城區(qū)繁華地形。

圖5 短波無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備典型地貌下通信距離

圖6 短波無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備在不同地貌下定頻通話(huà)效果

城區(qū)和鄉(xiāng)村地形使用種地頻率以下頻率進(jìn)行通信的基本無(wú)法使用，叢林和山區(qū)使用頻率短波頻段范圍內(nèi)均可以通信，通過(guò)比較幾種地形，海邊的可通率較其他地形高。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)，可以看出利用短波和超短波無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備進(jìn)行需要根據(jù)通信的地點(diǎn)來(lái)選取不同的通信頻段和通信方式，從而保證通信效果。比如在城區(qū)和鄉(xiāng)村地區(qū)，由于城區(qū)的工業(yè)噪聲較大，對(duì)短波的干擾嚴(yán)重，建議使用短波無(wú)線(xiàn)設(shè)備的高端頻率進(jìn)行通信，或者選用超短波通信。