短波通信原理 (DOC).docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑短波通信原理 (DOC) 短波通信原理 尽管当前新型无线电通信系统不断涌现，短波这一古老和传统的通信方式依旧受到全世界普遍重视，不仅没有被淘太，还在快速进展其理由主要有三： （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，一但发生战役或苦难，各种通信网络都可能受到破坏，卫星也可能受到攻击无论哪种通信方式，其抗毁才能和自主通信才能与短波无可相比； （二）在山区、戈壁、海洋等地区，超短波笼罩不到，主要依靠短波； （三）与卫星通信相比，短波通信不用支付话费，运行本金低 近年来，短波通信技术在世界范围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我国各个重要领域的无线通信网，使之更加先进和有效，得志新时代各项工作的需要，无疑是分外有意义的 这里简要介绍短波通信的一般概念，优化短波通信的阅历，以及一些热门的新技术 1、短波通信的一般原理 1.1.无线电波传播 无线电播送、无线电通信、卫星、雷达等都依靠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、超短波等若干波段，其中：超长波的波长为100,000米~10,000米，频率3~30千赫；长波的波长为10,000米~1,000米，频率30~300千赫；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1.6~30兆赫；超短波的波长为10米~1毫米，频率为30~300,000兆赫（注：波长在1米以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 电波在各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，其传播方向体验各种变化，由于分散和媒介质的吸收，其场强不断减弱为使接收点有足够的场强，务必掌管电波传播的途径、特点和规律，才能达成良好的通信效果 常见的传播方式有： 地波（地外观波）传播 沿大地与空气的分界面传播的电波叫地外观波，简称地波地波的传播途径如图1.1 所示其传播途径主要取决于地面的电特性地波在传播过程中，由于能量逐步被大地吸收，很快减弱（波长越短，减弱越快），因而传播距离不远。

但地波不受气候影响，稳当性高超长波、长波、中波无线电信号，都是利用地波传播的短波近距离通信也利用地波传播 直射波传播 直射波又称为空间波，是由放射点从空间直线传播到接收点的无线电波直射波传播距离一般限于视距范围在传播过程中，它的强度衰减较 慢，超短波和微波通信就是利用直射波传播的 在地面举行直射波通信，其接收点的场强由两路组成：一路由放射天线直达接收天线，另一路由地面反射后到达接收天线，假设天线高度和方向架设不当，轻易造成相互干扰（例如电视的重影） 限制直射波通信距离的因素主要是地球外观弧度和山地、楼房等障碍物，因此超短波和微波天线要求尽量高架 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，因此天波传播主要用于短波远距离通信 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平匀介质时产生散射，其中一部份到达接收点散射传播距离远，但是效率低，不易操作，使用并不广泛 1.2 电离层的作用 电离层对短波通信起着主要作用，因此是我们研究的重点。

电离层是指从距地面大约60公里到2000公里处于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射线和太阳外观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60~90公里，白天可反射2~9MHz的频率E层高度85~150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150~200公里，只在日间起作用，F2层高度大于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）来表示 电离层的高度和浓度随地区、季节、时间、太阳黑子活动等因素的变化而变化，这抉择了短波通信的频率也务必随之变更 1.3 短波频率范围 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，短波工作频段被确定为1.6MHz - 30MHz 1.4 短波传播途径 短波的根本传播途径有两个：一个是地波，一个是天波。

如前所述，地波沿地球外观传播，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；陆地外观介质电导特性差，对电波衰耗大，而且不同的陆地外观介质对电波的衰耗程度不一样（潮湿土壤地面衰耗小，枯燥沙石地面衰耗大）短波信号沿地面最多只能传播几十公里地波传播不需要经常变更工作频率，但要考虑障碍物的阻挡，这与天波传播是不同的 短波的主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，可以反射屡屡，因而传播距离很远（几百至上万公里），而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，路径衰耗、时间延迟、大气噪声、多径效应、电离层衰落等因素，都会造成信号的弱化和畸变，影响短波通信的效果 2、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？这就引出了?调制?的概念调制就是将信息的动态波形通过确定形式加到载波上发送出去，接收台收到被调制的载频信后，再恢复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 根据国际协议，短波通信务必使用单边带调幅方式（SSB），只有短波播送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 2.1 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组成的将载频和其中一个边带加以抑制，剩下的一个边带就成为单边带信号假设用一个边带再加上部份载频或全部载频，就成为兼容式调幅信号下面用图示的方法说明单边带信号是怎样产生的 2.2 单边带的优点 单边带的优点是： ① 提高了频谱利用率，裁减信道拥挤； ② 节省放射功率约四分之三； ③ 裁减信道互扰； — 6 —。