對流層散射通信在跨海通信系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

摘 要 在分析對流層散射通信的特點的基礎(chǔ)上，討論對流層散射通信在跨海通信系統(tǒng)的適用性，研究了對流層散射通信在跨海通信中的實際應(yīng)用場合，對促進(jìn)未來我軍跨海通信的發(fā)展，起到積極的推動作用。

關(guān)鍵詞 島嶼通信;跨海通信;對流層散射通信

引言

跨海通信系統(tǒng)，是保障聯(lián)指對跨海作戰(zhàn)的陸海空軍和第二炮兵作戰(zhàn)集團(tuán)實施指揮控制及信息傳輸?shù)墓餐ㄐ啪W(wǎng)，基本設(shè)想是依托國防固定通信網(wǎng)，以戰(zhàn)區(qū)機(jī)動骨干通信系統(tǒng)為基礎(chǔ)，以衛(wèi)星通信、散射通信和海底光纜為信道，將各軍兵種通信系統(tǒng)進(jìn)行綜合集成，構(gòu)成一個分布式一體化跨海通信系統(tǒng)[1]。隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)步，敵對人為干擾日益增多，電磁環(huán)境日益惡劣，因此在未來渡海登島作戰(zhàn)環(huán)境中，跨海通信系統(tǒng)受敵打擊威脅大，“跨海通”保障生存難。一旦我跨海通信樞紐被敵摧毀，將對我渡海登島作戰(zhàn)形成致命打擊。因此在未來渡海作戰(zhàn)戰(zhàn)場環(huán)境中，確保通信系統(tǒng)的安全是前提。對流層散射通信由于其具有單跳跨距遠(yuǎn)、通信容量大、抗干擾和抗截獲能力強(qiáng)、不受核爆影響，以及能夠跨越復(fù)雜地形進(jìn)行全天候可靠通信等突出優(yōu)點，在各軍兵種中得到了廣泛的應(yīng)用，并在當(dāng)代高技術(shù)戰(zhàn)爭中發(fā)揮重要的作用。

1對流層散射通信簡介

對流層散射通信是一種利用對流層大氣媒介中的不均勻體對電波的前向散射作用而實現(xiàn)的超視距無線通信方式。對流層散射通信使用超短波和微波波段，是一種傳統(tǒng)的、成熟的通信方式。

在對流層大氣中普遍存在著渦旋性的湍流運動，這些湍流不斷地變化，使產(chǎn)生的渦旋分裂成較小的渦旋，較小的渦旋又分裂成更小的渦旋，直到最小的渦旋在流體黏滯力的作用下消失，最終轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽c此同時，又有新的渦旋在大氣對流中產(chǎn)生了。各種尺寸的渦旋團(tuán)的不斷運動和變化，其溫度、濕度、氣壓也不斷起伏的變化，這就造成了每個渦旋的介電常數(shù)與周圍大氣的介電常數(shù)有微小的差異，每個渦旋都是一個介電常數(shù)的局部不均勻體。在入射無線電波的激勵下，每一個不均勻體在其尺寸與入射無線電波的波長可以比擬時，就像一個小偶極子天線，能感應(yīng)出電流并把入射電波的能量向四面八方輻射出去，我們稱這些“小天線”為散射體。在實際大氣中，入射電磁波在傳播路徑上遇到無數(shù)個散射體，這些散射體都對接收天線提供電磁波場強(qiáng)，于是接收端就能夠接收到超視距以外散射過來的無線電波[3]。

2跨海通信的理論依據(jù)

對流層散射通信是一種成本效益高、中遠(yuǎn)程鏈路的通信手段。并且由于其電磁波散射的傳播機(jī)理，對流層散射通信與其他通信手段相比有著比較突出的特點，軍事意義極大。

一是單跳跨距遠(yuǎn)，通常可達(dá)100～500km，并且有明顯的“越障”能力。海島間的距離通常為200公里左右，屬于對流層散射通信的單跳距離，在不利于建設(shè)中間站的海面可以被散射通信跨越掉。并且散射天線面向大海輻射電磁波，前方基本無遮擋，非常符合散射通信的技術(shù)要求，二是通信容量大，可達(dá)8Mb/s以上，目前國際上已成功實現(xiàn)了40Mb/s的傳輸速率。利用對流成散射通信鏈路可以作為我軍跨海通信網(wǎng)干線傳輸?shù)闹鞲删€。三是對流層傳播信道穩(wěn)定，支持全時域、全天候工作，基本不受雷電、極光、磁暴和太陽黑子等惡劣自然環(huán)境的影響。四是抗干擾、抗截獲能力強(qiáng)、抗毀性能好，這是其他通信方式不可比擬的。

另外，在跨海通信中散射通信鏈路要經(jīng)過海面上空傳播，按照瑞利分布的散射信道傳播模式進(jìn)行統(tǒng)計，海上的散射年中值電平比陸地要高6～10dB;海上還常常呈現(xiàn)規(guī)則、不規(guī)則層反射及大氣波導(dǎo)現(xiàn)象，造成了通信信號異于陸地的反常傳播，這使得散射通信系統(tǒng)在海上的通信性能大大優(yōu)于在陸地上的使用性能。在同樣的設(shè)備能力下，可獲得海上傳輸容量或單跳通信距離的大幅度提升;而為了實現(xiàn)同等容量和通信距離的信息傳輸，散射通信對設(shè)備能力（發(fā)射功率、天線口徑）等的要求顯著低于陸地傳播需求[2]。

3對流層散射通信在跨海通信中的應(yīng)用

海島作戰(zhàn)環(huán)境往往比較偏僻，地形復(fù)雜，兵力部署分散，且不在國防固定通信網(wǎng)范圍內(nèi)。因此，要求通信裝備要有很強(qiáng)的越障能力和機(jī)動性能，通信系統(tǒng)要由較強(qiáng)的抗毀能力和保密性，對流層散射通信系統(tǒng)在滿足這些要求上顯得獨具優(yōu)勢。

3.1 登島作戰(zhàn)的跨海多路通信

利用我軍某型散射裝備，配合衛(wèi)星通信、海底光纜，以點對點通信方式，為大陸與海島、海島與海島間提供無線信道，可以實現(xiàn)登陸部隊與指揮所之間的話音、傳真、數(shù)據(jù)、視頻等大容量通信。

3.2 擴(kuò)大干線引接通信機(jī)動范圍

目前我軍散射裝備已經(jīng)實現(xiàn)小型化，建站時間短，機(jī)動性強(qiáng)。因此，作戰(zhàn)部隊指揮所的選擇和戰(zhàn)場機(jī)動范圍基本不受限制，可以滿足數(shù)百公里的通信需求，大大提高作戰(zhàn)部隊的機(jī)動作戰(zhàn)能力。

3.3 惡劣電磁環(huán)境下的應(yīng)急通信

在電磁環(huán)境非常惡劣，群路無法正常通信時，可以使用對流層散射裝備實現(xiàn)最低限度應(yīng)急通信。雖然通信容量比較低，但在通信距離上成倍的延長，且保障特殊用戶的最低通信需求是非常有效的。如指揮所、通信樞紐等配備散射裝備，是保障戰(zhàn)時通信系統(tǒng)頑存能力的重要手段之一。

4結(jié)束語

對流層散射通信在軍事通信中具有衛(wèi)星通信和微波接力通信無法替代的地位和作用，憑借其自身固有的突出優(yōu)點，一直受到世界各個國家軍事部門的重視。由于海島地理環(huán)境和氣候環(huán)境的特殊要求，同其他通信手段相比，采用散射通信手段達(dá)成跨海通信具有更強(qiáng)的抗破壞能力和更高的可靠性，尤其在核條件下，它是能可靠地指揮部隊的為數(shù)不多的通信方式之一。因此，散射通信有著廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉勇，于德深，陸雪娟.聯(lián)合登島作戰(zhàn)“跨海”通信研究[J].空軍軍事學(xué)術(shù)，2005，（3）：40-44.

[2] 李榮海，任香凝，劉瑩，等.數(shù)字對流層散射傳輸技術(shù)新動向綜述[J].無線通信技術(shù)，2007，33（3）：8-13.

[3] 張明高.對流層散射傳播[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004：87.

作者簡介

趙彬（1983-），男，學(xué)歷：碩士研究生，現(xiàn)就職單位：陸軍通信訓(xùn)練基地講師，研究方向：軍事通信，衛(wèi)星通信，散射通信。