無線電通信中短波的作用和特點剖析

劉毅

（中國民用航空西北地區空中交通管理局 陜西西安 712000）

無線電通信中短波的作用和特點剖析

劉毅

（中國民用航空西北地區空中交通管理局 陜西西安 712000）

本文針對短波的傳播方式以及作用進行了分析，并探析了短波通信的特點，提出了短波通信的發展趨勢，以供參考。

無線電通信；短波；作用；特點

1 前言

短波指的是頻率介于3～30MHz之間的無線電波，短波傳播方式包括地波和天波兩種，在無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行信息的傳輸，不僅具有傳輸距離遠的優點，還不受地理條件的限制，能用將信號準確的傳播至地球的各個角落，安全性非常高，成本和其他通信方式相比較低，在現代無線電通信中具有非常廣泛的應用。因此，文章針對無線電通信中短波作用與特點的研究具有非常重要的現實意義。

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，地球表面傳播的電波統稱為無線電波，由于地面會對電波產生一定的吸收作用，會導致信號逐漸的衰弱，會對短波的波長產生一定的影響，再加上地面電氣的一些特殊性質，導致短波的傳輸距離相對較短。如果先將無線電波射向天空，然后再通過電離層的反射作用將無線電波傳送到地面，稱之為天波，即天波傳播的原理是借助電離層進行反射，射線路徑如圖1所示，如1中h′表示反射點的虛高，θ表示射線進入電離層的入射角，Δ′表示來波仰角，Δ表示發射仰角，D表示發射端T到接收端R的距離，以此實現無線電波的長距離傳送，并且在傳輸的過程中即使經過多次反射跳躍，也不會對船舶的信號產生較大的損失，基于該種特點，世界許多國家都采用該種傳播方式。但是，當電離層發生變化后，會對天波傳輸的信息產生不良的影響，導致信號出現不穩定甚至是失真等問題，影響天波信號傳輸的安全性和準確性。雖然存在上述問題，但騎在無線電傳播中的地位卻無法撼動，在復雜山地、遠距離信息傳輸中，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建，其優點在于采用合適的波長，能夠有效的減少信號在傳輸過程中產生的損耗，因此采用較小的功率能夠實現遠距離的通信，并且天波利用電離層反射進行信號傳播，反射一次的距離為4000km，能夠傳輸到地球的各個角落。如果信息傳輸距離相對較勁，則可以采用地波進行信息的傳播，而遇到高山、電氣特性差等狀況時，采用地波會對信號產生影響，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 短波在無線電通信中的作用分析

（1）從經濟方面來看，一個短波站臺雖然成本相對較高，但是其不需要復雜的中繼站、樞紐站等，相對于一個通信網絡來說成本相對較少，并且施工相對簡單。同時，和手持電話、衛星等收費系統相比，短波的運行成本更低，具有非常好的經濟效益。

（2）從覆蓋面積方面來說，尚未有通信方式的覆蓋范圍超過短波，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。短波利用電離層反射進行信號的傳播，能夠覆蓋到地球的所有角落。但是，隨著通信技術的快速發展，短波通信的一些缺點導致短波只能被應用在特定的區域，例如軍事領域、應急通信領域等，通常作為意外發生之后的備用通信方式。

（3）從安全性方面來看，其他任何通信方式都難以和短波相媲美，無論是在微波、蜂窩、集群等無線網絡還是有線網，全部都采用短波作為網絡的通信方式，特別是在自然災害、戰爭等特殊狀況導致中心樞紐或者網絡癱瘓后，其他通信方式都無法正常傳播信息。但是，短波不需要設置中心網絡樞紐，每一個臺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，也不至于出現通信網絡癱瘓的問題，依然保證通信網絡能夠安全、穩定的運行。

（4）從應用領域方面來說，短波在過去的通信中發揮著至關重要的作用，例如傳統的超短波對講機、CDMA手持電話、GSM、移動衛星電話、海事衛星電話等，上述具有設備、系統被廣泛的應用在社會各個領域，但是，上述無線通信設備的體積過大，不便于攜帶，并且在使用的過程中還會產生一定的噪音，影響信息傳播的準確性和穩定性，逐漸的被淘汰。但是，隨著短波通信技術的發展，人們逐漸的發現短波并沒有真正的被完全淘汰，因為沒有全能的通信方式，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。實際上，國外先進國家非常重視短波通信，無論是從技術發展方面、資金投入方面還是國家層面上，其投入和重視程度超過許多無線電通信技術。從短波的用途來看，短波通信主要包括語音廣播、低速數據以及電報等信息，隨著衛星通信技術的發展，短波被廣泛的應用在軍事通信、海難救援、防汛救災以及國際通信等方面，并且發揮了至關重要的作用，短波通信設備的價格相對較低，應用方便、靈活，被廣泛的應用在船舶、飛機以及國際廣播等移動體之間的通信；在軍事方面，可以將短波應用在被自然障礙物組個、被敵人分割的不對、方位不明以及能同運動中，短波已經成為軍事無線通信中的核心手段之一。并且，我國首次組織的南極考察中，南極站與北京的通信就是通過短波實現。

3 短波通信的特點分析

（1）短波通信不需要創建專門的中繼站，只需要創建完整的通信鏈路就能夠進行數據信息的傳播，創建成本和其他通信方式相比較低，并且建設耗時短，運行可靠，維護費用相對較少，在進行短距離、中距離通信設備安裝時非常方便，采用人力運輸、汽車運輸的方式能夠將設備運送到現場，節省大量的施工成本。

（2）短波通信設備具有重量輕、體重小等特點，便于進行臨時通信網絡的創建，在實踐應用過程中非常靈活、便利。短波通信設備的安裝非常簡單，操作非常方便，既可以在車輛、船舶等移動澀北上進行安裝和和使用，還可以在定點進行安裝和使用，同時還可以根據通信業務的實際需求對設備進行調整，以便于能夠更好的適應實際需求，保證通信能夠安全、高效的運行。

（3）短波通信的覆蓋面積廣、傳播距離長，既可以應用在全方位、遠距離廣播通信中，也可以應用在區域性、短距離通信業務中，因為只要在接收端安裝短波接收機，就應該接受廣播信息。通信衛星雖然也可以進行信息的遠距離傳輸，但是通信衛星信號接收裝置不僅結構復雜，安裝難度較高，而且成本相對較高。

（4）短波通信具有非常強的抗毀能力，因為短波通信設備具有體積小、重量輕、易于隱藏等，當發生戰爭或者自然災害對短波通信設備造成損害之后，為了防止短波頻率被敵人竊聽或者干擾，很容易進行快速的恢復，具有非常好的安全性。

4 短波通信的發展趨勢分析

4.1 網絡化趨勢

短波通信的傳輸效率相對較低，并不能夠適應快速發展的通信需求，特別是在戰爭信息中，戰爭中信息量大而復雜，實現短波通信的網絡化，能夠有效的提高短波通信的容量以及信息傳播速度，同時實現多路徑傳播，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

在信息化時代，信息泄露造成的后果非常嚴重，無論是軍事機密，還是私人秘密、商業機密等。通過加強短波通信的隱蔽化設計，能夠有效的提高短波通信的安全性，更好的滿足實際需求。

5 結束語

綜上所述，短波通信在無線電通信中發揮著至關重要的作用，尤其是在信息時代，信息傳播的安全性、效率性和穩定性，已經成為社會各界廣泛關注的焦點。短波通信具有抗干擾能力和抗毀滅能力強，覆蓋范圍廣和通信距離長，設備重量輕和體積小，安裝方便以及建設成本低等眾多優點，被廣泛的推廣和應用在現代通信領域，尤其是在民用通信、軍事通信方面。

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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備的維護管理工作。