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短波通信在邊防部隊的應(yīng)用與發(fā)展

2014-10-20 10:02:54

來源:互聯(lián)網(wǎng)

短波通信(Short-wave Communication)是無線電通信的一種。波長在100米~10米之間,頻率范圍3兆赫~30兆赫。發(fā)射電波要經(jīng)電離層的反射才能到達接收設(shè)備,通信距離較遠,是遠程通信的主要手段。由于電離層的高度和密度容易受晝夜、季節(jié)、氣候等因素的影響,所以短波通信的穩(wěn)定性較差,噪聲較大。目前,它廣泛應(yīng)用于電報、電話、低速傳真通信和廣播等方面。盡管當前新型無線電通信系統(tǒng)不斷涌現(xiàn),短波這一古老和傳統(tǒng)的通信方式仍然受到全世界普遍重視,不僅沒有被淘汰,還在快速發(fā)展。

近年來,短波通信技術(shù)在世界范圍內(nèi)獲得了長足進步。這些技術(shù)成果理應(yīng)被中國這樣的短波通信大國所用。用現(xiàn)代化的短波設(shè)備改造和充實我國各個重要領(lǐng)域的無線通信網(wǎng),使之更加先進和有效,滿足新時代各項工作的需要,無疑是非常有意義的。

本文介紹了短波通信的特點,現(xiàn)狀以及在軍事方面的應(yīng)用,并闡述了如何改善短波通信質(zhì)量的一些途徑方法和技術(shù),使短波通信能夠在邊防部隊日常工作和處突任務(wù)中發(fā)揮更有效的作用。最后簡要介紹了現(xiàn)代短波通信的一些新技術(shù)及其應(yīng)用。

 

 

【關(guān)鍵詞】短波通信;抗毀;跳頻;頻率自適應(yīng)

引言

隨著通信事業(yè)的飛速發(fā)展,在各級公安邊防部隊中使用移動電話的現(xiàn)象越來越普遍,這為官兵工作、生活帶來一定便利,以至于在官兵中產(chǎn)生了“手機就是通信保障”的錯誤認識。然而公安邊防部隊作為一支擔(dān)負著維護國家邊境地區(qū)社會穩(wěn)定、保護人民生命財產(chǎn)安全重要任務(wù)的戰(zhàn)斗隊伍,其執(zhí)勤任務(wù)的復(fù)雜性、多樣性、艱巨性、突發(fā)性、偶然性,給無線通信和有線通信保障都提出了很大的難題。越來越高的通信保障要求部隊必須具有迅速、準確、保密和不間斷的通信聯(lián)絡(luò)保障能力。無線電短波通信具有機動性強、方便、快捷等特性,是十分適合公安邊防部隊工作的通信保障手段。因此,不斷加強公安邊防部隊無線電短波通信建設(shè)具有十分重要的意義。衛(wèi)星通信和短波通信是目前遠距離通信的兩種主要手段。對軍事通信而言,衛(wèi)星在戰(zhàn)爭期間易被干擾或阻塞,甚至被摧毀而失去通信能力,因此,就通信的頑存性、機動性和靈活性而言,短波通信具有無可比擬的優(yōu)越性。其發(fā)射功率小,設(shè)備簡單,通信方式靈活,抗毀性強,且以電離層為傳輸媒質(zhì)(電離層基本具有不可摧毀性),其傳輸距離更可達數(shù)千公里而不需要轉(zhuǎn)發(fā)。這些優(yōu)點使短波通信成為軍事部門及其它機構(gòu)遠距離通信和指揮各項工作、戰(zhàn)斗任務(wù)的重要工具!此外,在海上通信和機載通信中短波通信占有重要地位。潛艇、水面戰(zhàn)艦、遠洋商船、漁輪和科考船隊通常都配備短波電臺與外界建立通信聯(lián)系,而且海上通信對數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣纫笤絹碓礁撸@更有力地推動了海上短波通信技術(shù)的發(fā)展。機載短波、超短波通信是航空通信的重要手段,特別當飛機要進行低空、超視距和遠距離通信而又缺乏現(xiàn)代預(yù)警機與機載衛(wèi)星通信系統(tǒng)時,機載短波通信成為了唯一的通信渠道。

短波通信的發(fā)展歷程

光纖通信、衛(wèi)星通信、移動通信、視圖通信、網(wǎng)絡(luò)通信是人們談?wù)摰臒衢T話題,從事現(xiàn)代通信的工程人員可能認為,短波通信在目前不值得一談。其實,別小看短波通信.它在通信史上曾有著光輝的一頁,為信息的傳遞立下了汗馬功勞。1899年,馬可尼成功地進行了使無線電波越過45km寬的英吉利海峽進行傳送的實驗;1900年,海維賽和肯內(nèi)利首次提出“在大氣的上層空間存在一種反射無線電波的介質(zhì)”。據(jù)此.可以認為海維賽和肯內(nèi)利是短波通信之父。1901年馬克尼又使用800KHz中波信號進行了從英國到北美紐芬蘭的世界上第一次橫跨大西洋的無線電波的通信試驗,傳送距離達3000km,開創(chuàng)了人類無線通信的新紀元;1919年,在研究無線電波在垂直輻射器中的傳播時,英國物理學(xué)家、雷達專家沃森.瓦特,從理論上間接證明了大氣層上空存在一個導(dǎo)電的氣層;1925年開始,許多科學(xué)家便開始進行電離層的探測工作;1930年,英國物理學(xué)家沃森.瓦特正式把存在于高空大氣層中的帶電粒子層命名為“電離層”;1938年,前蘇聯(lián)建成了一個當時世界上功率最大短波無線電廣播電臺PB620年代問世的短波通信,改變了無線電通信發(fā)展的歷史進程。

短波通信基本知識

1   無線電各個波段的波長及頻率范圍數(shù)據(jù)

波長名稱

波段名稱

波長范圍

頻率范圍

極長波

 

105m以上

3KHz以下

超長波

 

105104m

330KHz

長波

低 頻

104103m

30300KHz

中波

中 頻

103102m

3003000KHz

短波

高 頻

10210m

330MHz

超短波(米波)

甚高頻

101m

30300MHz

微波(分米)

超高頻

101dm

3003000MHz

微波(厘米)

特高頻

101cm

330GHz

微波(毫米)

極高頻

101mm

30300GHz

微波(亞毫米)

超極高頻

10.1mm

3003000GHz

1介紹了無線電各個波段的各項數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)我們可以知道短波是指波長在100m以下,10m以上的電磁波,其頻率為330MHz,在這個頻段,電波可以通過高層大氣的電離層進行折射或反射而回到地面達到遠距離通信,當電波被地面再次反射而由天空二次返回時,傳送距離更遠,多次反射的電波可以實現(xiàn)全球通信。短波通信長期以來被廣泛應(yīng)用于國家各部門,進行語言、文字、圖像、數(shù)據(jù)等信息的傳遞。尤其是在我國公安邊防部隊,它始終是保證軍事通信的指揮暢通的重要手段之一。短波通信盡管通信容量較小,通信質(zhì)量受電離層等多種因素的影響,但短波這一古老而傳統(tǒng)的通信方式仍具有自己的特點:

1)電離層這個天然的“中繼系統(tǒng)”不易遭人為破壞,更不易長期破壞;電離層這個的“中繼系統(tǒng)”因自然條件、人為條件造成的“中斷”時間也是短暫的;

2)短波是唯一不受網(wǎng)絡(luò)樞紐和有源中繼體制約的遠程通信手段,一但發(fā)生戰(zhàn)爭或災(zāi)害,各種通信網(wǎng)絡(luò)都可能受到破壞,衛(wèi)星也可能受到攻擊。無論哪種通信方式,其抗毀能力和自主通信能力與短波通信都是無可比擬的;

3)在山區(qū)、戈壁、海洋等地區(qū),超短波覆蓋不到,主要依靠短波進行通信。

短波通信在公安邊防部隊中的應(yīng)用

公安邊防部隊擔(dān)負著維護國家主權(quán)和領(lǐng)土的完整和安全,保護我國邊疆地區(qū)和沿海一線地區(qū)人民生命財產(chǎn)安全的重大歷史使命。特別是在執(zhí)行處突和海上執(zhí)法任務(wù)時,及時通信顯得尤為重要!船艇作為一種海上交通工具的同時也是邊防部隊的作戰(zhàn)平臺,其活動范圍從幾十平方公里到幾百平方公里甚至更廣闊;艇隊中保持艇與艇之間不間斷的通信聯(lián)絡(luò)是至關(guān)重要的,因此必須采取多種技術(shù)手段來保證通信的暢通。短波計算機通信是目前應(yīng)用比較廣泛的一種高科技現(xiàn)代化通信手段。

4.1 短波計算機通信 4.1.1硬件構(gòu)成


一個最基本的短波數(shù)據(jù)通信站由電臺系統(tǒng)(包括電臺、天線地線、電源以及自適應(yīng)等選配設(shè)備)和計算機系統(tǒng)(包括計算機、各種外設(shè)、軟件)構(gòu)成,兩大系統(tǒng)由調(diào)制解調(diào)器相連。主發(fā)站和接收站的構(gòu)成是相同的。這一數(shù)據(jù)系統(tǒng)與有線數(shù)傳的基本原理相同,只是利用電臺搭建了一條無線數(shù)據(jù)通道,而不是通過有線線路。其原理如圖1所示:

通過原理圖我們可以了很清楚地知道調(diào)制解調(diào)器的作用是把計算機的數(shù)據(jù)信號變換成適應(yīng)短波傳輸?shù)男盘柛袷剑笏腿腚娕_去調(diào)制載頻,并發(fā)送到對方數(shù)據(jù)通信站。對方站按相反的順序解調(diào)出原發(fā)數(shù)據(jù)文件。

4.1.2 數(shù)據(jù)傳輸軟件的重要性

數(shù)傳軟件非常重要。它的主要作用是:

1)提供人機對話操作界面;

2)自動管理和控制雙方臺站的數(shù)傳過程;

3)處理被傳送的數(shù)據(jù)文件;

4)執(zhí)行對被傳送文件的糾錯,保證收到的文件準確無誤。

4.1.3 可傳送文件類型

對于比較好的短波數(shù)傳系統(tǒng)來說,二進制文件和文本文件都可傳送。來自數(shù)碼相機、掃描儀、攝像機的圖像或圖形、文字,只要能轉(zhuǎn)換為計算機文件,也能夠傳送,只是受短波傳輸帶寬和速率所限,動態(tài)畫面則很難傳送的。

4.1.4 數(shù)傳速率

短波數(shù)傳因受到空間傳播條件等方面的限制,傳輸速率不可能做得很高。現(xiàn)在超短波數(shù)傳速率可以達到9600 bps,微波和光纜的傳輸速率就更高了。而目前短波并行體制的標稱傳輸速率最高只達到2400 bps

4.2 短波通信在海上通信和陸地高原山區(qū)環(huán)繞地帶的價值

短波通信由于傳播距離遠,所需發(fā)射功率小,設(shè)備成本較低,迄今為止仍然是執(zhí)行海上任務(wù)的重要通信手段,通過將短波電臺與GPS全球定位系統(tǒng)的連接即可對對海上漁船、空中飛行目標、地面移動目標或固定目標的導(dǎo)航定位、集中監(jiān)控及通信聯(lián)絡(luò)和指揮管理:

1)用于海上漁船的監(jiān)控。通過其可靠通信及GPS定位功能,即可實現(xiàn)對漁船在諸如禁漁期內(nèi)的24小時海事活動的實時監(jiān)控任務(wù)等;

2)用于遠距離油、氣管道輸送無人執(zhí)守監(jiān)測站數(shù)據(jù)的可靠、實時無線傳輸。如我國的“西氣東輸”工程、俄中石油管道輸送等;

3)用于野外分散目標或空中、地面移動目標的可靠通信及GPS定位與遠程監(jiān)控,等等。

在邊遠山區(qū)地帶由于短波是唯一不受網(wǎng)絡(luò)樞紐和有源中繼體制約的遠程通信手段,因此短波通信又是不可缺少的重要手段。

4.3 對新型短波電臺研究使用的必然性

為適應(yīng)信息時代數(shù)據(jù)信息量飛速增長、電磁環(huán)境進一步惡化,短波通信必須提高數(shù)傳速率和抗干擾能力,有效利用短波頻率資源,提高頻帶利用率,加強網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。因此針對我們公安邊防部隊職能的特殊性和重要性,搞好部隊通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是非常必要的,這使我們的任務(wù)變得更加艱巨,因此緊跟時代和科技的步伐,加大力度對新型短波電臺進行研究和使用,用科技用現(xiàn)代化知識來武裝通信系統(tǒng)是邊防部隊必然要走的道路。

5短波通信的新技術(shù)

微型計算機、移動通信和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展,促進了短波通信技術(shù)的更新,八十年代以來,人們利用微處理器、數(shù)字信號處理(DSP)、自適應(yīng)技術(shù)、跳頻技術(shù),正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)等新技術(shù)不斷提高短波通信的質(zhì)量和數(shù)據(jù)傳輸速率,增強自動化、新業(yè)務(wù)功能,提高自適應(yīng)與抗干擾能力,使現(xiàn)代短波通信煥發(fā)一新。各國競相推出和裝備各種短波自適應(yīng)和跳頻電臺,我國也研制出了短波自適應(yīng)通信系統(tǒng)、頻率管理預(yù)報系統(tǒng)、跳頻系列電臺等。下面介紹幾種較為常見的新技術(shù):

5.1跳頻技術(shù) 

5.1.1跳頻技術(shù)的原理


跳頻通信主要用于保密和抗干擾。所謂跳頻,就是指網(wǎng)內(nèi)所有電臺按事先編制的指令和順序不斷地自動更換頻率,并且變換頻率并不是按信道順序,而是隨機跳躍式變換。它可以實現(xiàn)對抗多徑干擾、鄰道干擾、人為瞄準式干擾,提高通信的保護性和可靠性。傳統(tǒng)的短波慢跳頻眺速101O0HS。其跳頻原理如圖2所示:

跳頻是指載波頻率在很寬的頻帶內(nèi)按跳頻圖案(跳頻序列)進行跳變,信息數(shù)據(jù)經(jīng)信息調(diào)制變成帶寬為B1的信號D后,進入載波調(diào)制。載波頻率受跳頻序列發(fā)生器控制,在帶寬為B2的頻帶內(nèi)隨機跳變,實現(xiàn)信號帶寬B1擴展到發(fā)射信號使用的帶寬B2。可變頻率合成器受跳頻序列控制,使載波頻率隨跳頻的序列值而改變。跳頻信號經(jīng)射頻濾波器至天線發(fā)射后,被接收機接收。接收機首先從發(fā)射來的跳頻信號中提取跳頻同步信號,使本機跳頻序列控制的頻率跳變與接收到的跳頻信號同步,得到被同步的本地載波,使載波解調(diào)獲得攜帶有信息的信號D,從而得到發(fā)射機送來的信息。跳頻通信的原理并不復(fù)雜。它是在普通無線電短波通信基礎(chǔ)上增加一個“碼控跳頻器”。它的主要作用是使跳頻通信發(fā)射的載波按一定規(guī)則的隨機跳變序列發(fā)生變化。實現(xiàn)跳頻通信的關(guān)鍵是,收發(fā)雙方受偽隨機碼控制的、用來改變載頻頻率的本振頻率必須嚴格同步。跳頻偽隨機碼的改變可用微型計算機控制;改變計算機的程序,就可改變跳頻的規(guī)律。跳頻變化的方案不止一套,可以經(jīng)常更換,所以要識破它就好比大海撈針,十分困難。

5.1.2跳頻技術(shù)的優(yōu)點

1)具有很強的抗干擾、抗衰落能力。它對干擾信號的處理是隨機躲避式的,即采用快速逃脫來排除干擾,這對電子對抗的頻率跟蹤式干擾非常有用。它所傳遞信號的頻譜已被擴展,頻譜密度很小,例如在傳輸中有小部分頻譜衰落,信號也不會造成嚴重畸變。

2)信息傳輸可數(shù)模兼容。它所傳遞的信息可以是模擬信號,也可以是數(shù)字信號。

3)具有任意選址功能。它所傳遞信息的載頻是隨機跳變的,在一個公共射頻信道中可同時傳輸許多信號,各信號載頻跳變的規(guī)律不同,因此可實現(xiàn)多址,且任意選擇地址,頻帶利用率高。

4)能夠安全通信。它所傳輸?shù)男盘柧哂须S機噪聲的統(tǒng)計特性,使竊聽設(shè)備無法檢測或識別,屬于低概率檢測系統(tǒng)。在接收端只有具備與發(fā)送端相同的頻率合成器及跳頻序列,才有可能收到跳頻信息。

5.1.3跳頻技術(shù)的軍事價值

跳頻通信技術(shù)是短波抗干擾技術(shù)的主要選擇。在軍事方面的用途顯而易見。直到目前為止,在對抗敵方的竊聽和電子壓制方面,跳頻是最有效的,并且是無可替代的手段。對于邊防部隊來說,在執(zhí)行任務(wù)時對保密系統(tǒng)也有很嚴的要求。利用跳頻可以防止通話被竊聽,并能自動躲避短波信道的各種干擾,對執(zhí)行任務(wù)是非常有利的。

5.2實時選頻與自適應(yīng)技術(shù) 5.2.1實時選頻

實時選頻采用實時信道評估技術(shù), 探測電離層傳輸和噪聲干擾情況,即實時發(fā)射探測信號,根據(jù)收端對收到的探測信號處理結(jié)果進行信道評估,實現(xiàn)自動選擇最佳工作頻率。實時選頻系統(tǒng)目前有兩類:

1)自適應(yīng)頻率管理系統(tǒng)在短時間內(nèi),對全頻段快速掃描和探測,不斷預(yù)報各頻率可能出現(xiàn)的情況。

2)頻率自適應(yīng)系統(tǒng)與短波通信融為一體,采用收發(fā)雙方可靠呼應(yīng)技術(shù)、線路質(zhì)量分析(LQA)技術(shù)和自動線路建立(ALE)技術(shù),使短波通信頻率隨信道條件變化而自適應(yīng)地改變,確保通信始終在質(zhì)量最佳信道上進行自適應(yīng)選頻能充分利用頻率資源、降低傳輸損耗、減少多徑影響,避開強噪聲與電臺干擾,提高通信鏈路的可靠性。短波模擬通信已普遍采用自適應(yīng)實時選頻。

5.2.2自適應(yīng)技術(shù)

自適應(yīng)技術(shù)指實時或頻繁地利用各種探測技術(shù)。它是一種將頻率、天線、氣候、時間、干擾、探測等通過邏輯處理建立起來的實時處理技術(shù),其目的是為了克服短波通信隨時間、空間和工作頻率變化而隨機變化的缺點。根據(jù)探測結(jié)果自動調(diào)整設(shè)備參數(shù),達到最佳通信效果短波自適應(yīng)通信的核心是自動選擇最佳的工作頻率。自動選用無線電信道和自適應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸運用自適應(yīng)選頻、收發(fā)、調(diào)制、 解調(diào)、編碼、均衡以及天線等多種自適應(yīng)技術(shù),在嚴重干擾條件下,短波通信自動改變工作頻率、數(shù)傳速率、調(diào)制方式、編碼和糾錯編碼方式最大限度地降低誤碼率。

5.3實時選頻和自適應(yīng)技術(shù)結(jié)合

自適應(yīng)技術(shù)與跳頻技術(shù)相結(jié)合,實現(xiàn)自適應(yīng)跳頻,能在質(zhì)量良好的信道上進行跳頻,跳額信道駐留時間可隨意變動。短波跳頻有兩種自適應(yīng)方式:

1)頻率自適應(yīng)跳頻:基于對信道參數(shù)的探測,并適應(yīng)信道質(zhì)量的變化,自動在最佳頻率上進行。

2)干擾自適應(yīng)跳頻:基于對信道中干擾信號參數(shù)的估計,采用干擾自適應(yīng)抑制和自動躲避干擾的跳頻。完整的自適應(yīng)跳頻通信系統(tǒng),包括頻率自適應(yīng)和功率自適應(yīng)控制,自適應(yīng)跳頻控制器完成跳頻序列產(chǎn)生、被干擾頻點的檢測與自動更換、跳頻同步及跟蹤、信令協(xié)議及執(zhí)行;自適應(yīng)功率控制跟據(jù)信道誤碼測量結(jié)果,自動調(diào)整輸出功率,實現(xiàn)以最小的發(fā)射功率獲得正常通信效果。

5.4短波跳頻電臺組網(wǎng)

短波跳頻電臺組網(wǎng)有其特殊性,跳頻網(wǎng)絡(luò)是一個復(fù)雜的隨機時序系統(tǒng)、實現(xiàn)跳頻互通技術(shù)體制和系統(tǒng)所有參數(shù)要完全相同,還要進行管理和授權(quán)。短波跳頻電臺有同步組網(wǎng)和異步組網(wǎng)兩種方式,一般短波跳頻跳速慢,同步保持時間長,大多采用同步保持法組網(wǎng),由一部電臺發(fā)出同步信號完成初始同步,在通信過程中隨機地補發(fā)一些同步校正信號,以消除各臺之間時鐘誤差。理論上組網(wǎng)數(shù)等于跳頻頻率數(shù),經(jīng)優(yōu)化設(shè)計實際可達到頻率數(shù)的80% ~85%,同步頻率數(shù)越多,組網(wǎng)效率越高,但同步時間和組網(wǎng)時間加長,同步組網(wǎng)一定是正交的,適用于電臺密集的場合。異步組網(wǎng)容易,使用方便,各網(wǎng)建立時間不分先后,但組網(wǎng)效率低,頻率碰撞概率與組網(wǎng)數(shù)按指數(shù)規(guī)律增加。隨著科技的日益更新,各項通信設(shè)備技術(shù)也越來越先進了,在我們邊防部隊執(zhí)行任務(wù)中使用短波跳頻電臺不但能夠增加任務(wù)的保密性,更能得到更加良好的通信質(zhì)量。

5.5正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)

OFDMOrthogonal Frequency Division Multiplexing)是一種特殊的多載波傳輸方式,由于各子載波之間存在正交性,允許子信道的頻譜互相重疊,與常規(guī)的頻分復(fù)用系統(tǒng)相比,OFDM可以最大限度地利用頻率譜資源。同時它把高速數(shù)據(jù)通過串行轉(zhuǎn)換,使得每個子載波上的數(shù)據(jù)符號持續(xù)長度相對增加,降低了子信道的信息速率,將頻率選擇性衰落信道轉(zhuǎn)換為平衰落信道,從而具有良好的抗噪聲、抗多徑干擾的能力,適于在頻率選擇性衰落信道中進行高速數(shù)據(jù)傳輸。在OFDM中通過引入循環(huán)前綴,克服了OFDM相鄰塊之間的干擾(IBI),保持了載波間的正交性,同時循環(huán)前綴長度大于信道擴展長度,有效地抑制了符號干擾(ISI)。目前OFDM技術(shù)已在IEEE8.2.11aETSI BRAN HIPERLAN/2、本地多點業(yè)務(wù)分配系統(tǒng)(LMDS)、數(shù)字用戶線路(ADSL/VDSL)、數(shù)據(jù)音頻廣播(DAB)、數(shù)據(jù)視頻廣播(DVB)、Digital Radio Mondial(DRM)中得到廣泛應(yīng)用。

標準不同的情況下各個傳輸速率就有所不同,因此提高通信速率是短波通信領(lǐng)域研究的一個主要方向。HIL-STD-188-110B2400bps以上傳輸速率中,提供從3200480064008000960012800bps(無編碼)的傳輸服務(wù),STANG5066也支持高速HF數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)。在并行和串行兩種調(diào)制方式中尋找新的發(fā)送波形和新的編碼方式是提高HF通信速率的關(guān)鍵。由于OFDM技術(shù)具有較強的抗多徑干擾的能力,能夠有效地抑制符號干擾(ISI)和子載波干擾(ICI),已被成功應(yīng)用于數(shù)據(jù)視頻廣播(DRM)中。

如何更好的利用和改善通信效果

隨著信息時代數(shù)據(jù)信息量飛速增長、電磁環(huán)境進一步惡化,改善現(xiàn)代短波通信必然要在選擇通信頻率和改進通信效果上下一凡功夫。因此我建議從以下三個方面進行改善:

6.1改善通信設(shè)備工作環(huán)境的措施

通信設(shè)備工作環(huán)境包括自然環(huán)境和人工環(huán)境。自然環(huán)境主要指山川、島嶼、電離層等,自然環(huán)境我們難以改變,我們能做的只是加強對電離層的變動、太陽黑子的活動等主要影響因素的監(jiān)控和預(yù)測,針對不同的環(huán)境制定不同的、合理適用的通信方案。人工環(huán)境主要是指通信設(shè)備所在地。建立一個好的通信工作環(huán)境是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程,任何設(shè)備產(chǎn)生的無線電干擾都要消除。

1)盡量使用不產(chǎn)生或產(chǎn)生無線電干擾較小的元件和部件代替產(chǎn)生或可能產(chǎn)生無線電干擾的元件和部件。

2)將電氣設(shè)備的繞組對稱地接入產(chǎn)生干擾元件(即產(chǎn)生接點火花)的電路中去;對各種電纜線路進行屏蔽,將電纜屏蔽層及設(shè)備殼體接地。

3)對整個無線電工作環(huán)境進行系統(tǒng)評估。最優(yōu)的系統(tǒng)應(yīng)保證所需效益,技術(shù)上容易實現(xiàn),維護方便和低成本。

6.2科學(xué)選擇通信頻率

無線電波頻率是寶貴而有限的自然資源,是實現(xiàn)無線電通信的基礎(chǔ)和保證,要根據(jù)各段頻率傳播特點和部隊實際技術(shù)水平、業(yè)務(wù)種類等綜合考慮,選擇好通信頻率。短波頻率受到電離層變化、通信距離和方向、海拔高度、天線類型等多種因素的影響和限制。用同一套電臺和天線,選用不同頻率,通信效果可能差異很大。對于有經(jīng)驗的短波通信研究工作者來說,選頻并不困難,其中有明顯的規(guī)律性可循。

一般來說:短波主要靠電離層反射(天波)來傳播,也可通過地波進行近距離傳播,每種傳播形式都具有各自的頻率范圍和傳播距離。地波的頻率范圍大約是1.5-5MHz,地波的衰減隨頻率的升高而增大,即便使用很大功率的發(fā)射機,在陸上的傳播距離也僅有100km左右,但沿海面?zhèn)鞑サ木嚯x可遠遠超過陸上。天波能夠進行遠距離傳播,可以跨越高山峻嶺傳播幾千公里。天波傳播主要是靠電離層EF層的反射,它的特點是路徑損耗、時延散布、噪聲和干擾等都是隨著頻率、地點、季節(jié)、晝夜而不斷變化的,因此在短波天波通信中,工作頻率是不能任意選擇的。當天波傳播時如選擇的工作頻率高于最高可用頻率時,電波就會穿過電離層,不能反射到達預(yù)定的接收地點;頻率低于最低可用頻率時,電波能量就會被電離層吸收,反射到接收點的信號強度就不能保證最小信噪比,導(dǎo)致通信質(zhì)量變壞,甚至中斷。在東西方向進行遠距離通信時,因為受地球自轉(zhuǎn)影響,最好采用異頻收發(fā)才能取得良好通信效果。如果所用的工作頻率不能順暢通信時,可按照以下經(jīng)驗變換頻率:

1)接近日出時,若夜頻通信效果不好,可改用較高的頻率;

2)接近日落時,若日頻通信效果不好,可改用較低的頻率;

3)在日落時,信號先逐漸增強,而后突然中斷,可改用較低頻率;

4)工作中如信號逐漸衰弱,以致消失,可提高工作頻率;

5)遇到磁暴時,可選用比平常低一些的頻率。

6.3 提高短波通信設(shè)備的性能及其抗干擾能力

主要是從實際需要出發(fā),根據(jù)具體情況選擇通信器材,制定合適的通信方案,做到有的放矢,發(fā)揮裝備的最大效率。短波無線通信設(shè)備包括:電源,收、發(fā)信機(電臺),饋線和天線。在我們邊防部隊常用的設(shè)備有ICOM710ICOM710TYTRC-80等型號短波電臺,同軸電纜式饋線,以及鞭狀、倒L、雙極寬帶等型號天線。   

1)電源是無線通信設(shè)備的能量供應(yīng)裝置,其作用不言而喻。電源應(yīng)具有足夠大的功率,能提供穩(wěn)定的電壓,在這點上通信用電源和其它用途的直流穩(wěn)壓源并無差別,須注意的是必須保證電源有良好的接地,接地線應(yīng)該用匯流銅排代替單芯線以減少接地電阻和對通信設(shè)備的高頻干擾。

2)安裝電臺時,我們必須保證電臺有良好的接地。無線電設(shè)備的接地分為高頻接地和保護接地兩種,高頻接地不好(地線太細、接觸電阻太大等)會給調(diào)諧帶來困難,因此高頻接地對無線通信效果有重要作用。從防干擾的觀點看,設(shè)備在安裝腳上接地是最理想的,這時的接觸電阻最小。如果必須跨線接地,那么地線便對高頻電流具有感性,并且與接地線的長度有關(guān),所以在可能的情況下都應(yīng)使接地跨線盡可能的短,且最好用獨立的接地匯流銅排代替單芯線。

3)天線把饋線傳來的高頻電流能量轉(zhuǎn)化成電磁波能量并使它向預(yù)定方向輻射,或在接收點將預(yù)定方向傳來的電磁波能量接收下來轉(zhuǎn)換成高頻電流能量并通過饋線送到接收機去。在其它條件不變的情況下,天線的效率越高通信距離就越遠。為提高天線的工作效率應(yīng)選用良導(dǎo)體制作天線,拉牽天線的絕緣子應(yīng)該用高頻損耗小的材料。短波天線按其傳播方式,可分為天波天線、地波天線和復(fù)合波天線三種類型。常用的天波天線有雙極天線、籠型天線,地波天線有鞭狀天線,復(fù)合波天線有倒L型天線、斜天線。

對于邊防部隊來說,無線電通信是否暢通,聯(lián)絡(luò)是否及時準確,直接關(guān)系到各項任務(wù)能否順利完成。特別是在海上執(zhí)行處處突任務(wù)時,艇與艇之間,艇與基地之間能否不間斷的取得聯(lián)絡(luò)是至關(guān)重要的,因此,正確使用各種無線通信設(shè)備,充分發(fā)揮它們的使用效率,是加強部隊建設(shè),提高部隊戰(zhàn)斗力的重要組成部分。

結(jié)束語

盡管當前新型無線通信系統(tǒng)不斷涌現(xiàn),但是短波通信這一最古老而傳統(tǒng)的通信方式仍然受到全世界的普遍重視,在衛(wèi)星通信和移動通信快速發(fā)展的今天,短波通信憑借其距離遠、抗毀能力和自主通信能力強、運行成本低,而且保密性能好等各種優(yōu)越性受寵于各個國家,各個領(lǐng)域之間。尤其是在軍事領(lǐng)域中應(yīng)用更為廣泛。隨著微處理技術(shù)及大規(guī)模集成電路的發(fā)展,短波通信的優(yōu)越性得到了充分體現(xiàn),計算機短波數(shù)傳系統(tǒng)可兼容電傳、電報、傳真等通信方式,其數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用越來越廣。如在遠海區(qū)執(zhí)勤,在無超短波中繼的情況下,衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)信號就要通過短波信道發(fā)送至指揮中心。21世紀是網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)的世紀,現(xiàn)代通信電子戰(zhàn)不是設(shè)備與設(shè)備之間的對抗,而是網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)之間的對抗。各軍、兵種聯(lián)合作戰(zhàn)協(xié)同通信,戰(zhàn)場橫向信息迅速增加,用高科技武裝短波通信設(shè)備及組網(wǎng)技術(shù)是短波通信的必由之路。加強短波通信網(wǎng)建設(shè)與應(yīng)用,不僅是更好地適應(yīng)我們邊防部隊處置各類突發(fā)事件工作新形勢的需要,也是履行“千里眼、順風(fēng)耳”工作職責(zé)的需要,而且從根本上提高了部隊通信保障能力,提升了部隊戰(zhàn)斗力,為部隊順利完成各項執(zhí)勤任務(wù)打下堅實基礎(chǔ),更能對維護邊疆地區(qū),沿海一線地區(qū)安全穩(wěn)定、經(jīng)濟發(fā)展、社會進步、民族團結(jié)作出更大貢獻。

 


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