第9章 一波三折——短波通信(1 / 1)

短波通信是無線電通信的一種,波長在50?10米之間,頻率範圍6兆?30兆赫。短波通信發射的電波要經過電離層的反射才能到達接收設備,通信距離較遠,是遠程通信的主要手段。

由於電離層的高度和密度容易受晝夜、季節、氣候等因素的影響,所以短波通信的穩定性較差,噪聲較大。目前,它廣泛應用於電報、電話、低速傳真通信和廣播等方麵。

當前,盡管新型無線電通信係統不斷湧現,短波這一古老和傳統的通信方式仍然受到全世界普遍重視,不僅沒有被淘汰,還在快速發展。

這是主要因為:

(1)短波是唯一不受網絡樞紐和有源中繼體製約的遠程通信手段,一但發生戰爭或災害,各種通信網絡都可能受到破壞,衛星也可能受到攻擊。無論哪種通信方式,它的抗毀能力和自主通信能力與短波無可相比。

(2)在山區、戈壁、海洋等地區,超短波覆蓋不到,主要依靠短波。

(3)與衛星通信相比,短波通信不用支付話費,運行成本低。

短波在通信過程中,電離層起著主要作用。

電離層是指從距地麵大約60~2000千米處於電離狀態的高空大氣層。上疏下密的高空大氣層,在太陽紫外線、太陽日冕的軟X射線和太陽表麵噴出的微粒流作用下,大氣氣體分子或原子中的電子分裂出來,形成離子和自由電子,這個過程叫電離。產生電離的大氣層稱為電離層。電離層分為D、E、F1、F2四層。D層高度60~90千米,白天可反射2~9兆赫茲的頻率。E層高度85~150千米,這一層對短波的反射作用較小。F層對短波的反射作用最大,分為F1和F2兩層。F1層高度150~200千米,隻在日間起作用,F2層高度大於200千米,是F層的主體,日間夜間都支持短波傳播。

電離層的濃度對工作頻率的影響很大,濃度高時反射的頻率高,濃度低時反射的頻率低。電離層的高度和濃度隨地區、季節、時間、太陽黑子活動等因素的變化而變化,這決定了短波通信的頻率也必須隨之改變。

電離層最高可反射40兆赫的頻率,最低可反射1.5兆赫的頻率。根據這一特性,短波工作頻段被確定為1.6兆~30兆赫。

短波的基本傳播途徑有兩個:一個是地波,一個是天波。

地波沿地球表麵傳播,它的傳播距離取決於地表介質特性。海麵介質的電導特性對於電波傳播最為有利,短波地波信號可以沿海麵傳播1000千米左右;陸地表麵介質電導特性差,對電波衰耗大,而且不同的陸地表麵介質對電波的衰耗程度不一樣(潮濕土壤地麵衰耗小,幹燥沙石地麵衰耗大)。短波信號沿地麵最多隻能傳播幾十千米。地波傳播不需要經常改變工作頻率,但要考慮障礙物的阻擋,這與天波傳播是不同的。

短波的主要傳播途徑是天波。短波信號由天線發出後,經電離層反射回地麵,又由地麵反射回電離層,可以反射多次,因而傳播距離很遠(幾百至上萬千米),而且不受地麵障礙物阻擋,但天波是很不穩定的。在天波傳播過程中,路徑衰耗、時間延遲、大氣噪聲、多徑效應、電離層衰減等因素,都會造成信號的弱化和畸變,影響短波通信的效果。

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