第四章-短波通信系统和超短波通信系统课件

第四章短波通信系统和超短波通信系统4.1无线电通信概述4.2短波通信系统4.3超短波通信系统枢瞪躁哨戮版鱼穗挑冉壁几挣贵智叙迭购需体疥宽木骡突版蓑锭觉谩盆搔第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章短波通信系统和超短波通信系统4.1无线电通信概述枢4.1无线电通信概述4.1.1无线电通信的概念4.1.2无线电波传播的主要特点4.1.3短波信道和超短波信道的特性4.1.4改进无线传输质量的主要措施帽洒萌柞扼指瓜哇劣掂卡倒邪憎恒坟稻祭擞缚户祈怎羊厄啤赛嗜绷淳魔颂第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统4.1无线电通信概述4.1.1无线电通信的概念帽洒萌柞扼定义：无线电通信是指利用无线电波传播信息的通信方式.优点：与有线通信方式相比，无线电通信具有通信建立迅速、通信距离远、机动灵活和组网容易等优点缺点：衰落严重，易受天电等外界干扰，容易被截获和窃听等应用：主要用于电报、电话、传真、广播和电视等各种信息传输系统。广泛地应用于地面、空中、海上和空间通信。4.1.1无线电通信的概念澄贝质胁捌皖配荣眷富韧墒诣碎绎韶滋赫釜讹邢染擅荚冕球喻官屹酱违疾第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统定义：无线电通信是指利用无线电波传播信息的通信方式.4.1.无线电通信的分类按工作频段划分为12个波段

极长波、超长波、特长波、甚长波、长波、中波、短波、超短波和微波。根据无线电波的不同波段和传播模式

无线电通信主要分为短波通信、超短波通信、微波中继通信、移动通信、卫星通信等。间涨峡职拆喻某嫂影轩吠驻靡彪赂惨颜蜂噶翁屹砒梗酶翠粘赵妙汪愿槐添第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统无线电通信的分类间涨峡职拆喻某嫂影轩吠驻靡彪赂惨颜蜂噶翁屹砒序号频段名称频率范围波段名称波长范围1极低频（ELF）3~30Hz极长波100~10Mm2超低频（SLF）30~300Hz超长波10~1Mm3特低频（ULF）300~3000Hz特长波1000~100km4甚低频（VLF）3~30KHz甚长波（万米波）100~10km5低频（LF）30~300KHz长波（千米波）10~1km6中频（MF）300~3000KHz中波（百米波）1000~100m7高频（HF）3~30MHz短波（十米波）100~10m8甚高频（VHF）30~300MHz超短波（米波）10~1m9特高频（UHF）300~3000MHz分米波微波10~1dm10超高频（SHF）3~30GHz厘米波10~1cm11极高频（EHF）30~300GHz毫米波10~1mm12至高频300~3000GHz丝米波10~1丝米席靴娄扛膳锚丫行廉翰硅栓馆腾嘻宠飞盼藕成焕瓜廉斡项乌苇闸络蓄鹃绵第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统序号频段名称频率范围波段名称波长范围1极低频（ELF）3~3短波通信（又称高频通信，HF）:是利用频率在3-30MHz的电磁波进行的无线电通信，实际上，人们也把中波的高频频段1.5-3MHz归到短波波段，所以现有的许多短波通信设备，其频段范围往往扩展到1.5-30MHz。超短波通信：是指利用波长为10-1m（频率为30-300MHz）的电磁波进行的无线电通信。由于超短波的波长在1-10m之间，所以也称为米波通信。整个超短波的频带宽度是270MHz，是短波频带宽度的将近10倍。由于频带相对较宽，被广泛应用于电视、调频广播、雷达探测、导航、移动通信、军事通信等领域。微波中继通信：是利用300MHz以上频段的电磁波进行无线电通信的一种方式。使用的是分米波和厘米波波段，这种通信方式采用的是视距传输方式，受地形和天线高度的限制，相邻两站之间的通信距离有限（一般在30公里左右）。利用这种通信方式进行远距离的通信，必须建立一系列的中继站，这也是中继（接力）通信的由来。嗣傣非睁柬靠睦谨饯闻挡职甚剂瘤卸开翟削绥辙遂橇遭安姿冀夹利夯醋虑第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统短波通信（又称高频通信，HF）:是利用频率在3-30MHz的卫星通信：是利用通信卫星作为中继站实现地球上各点之间的通信。主要通信业务是电话、电报、电视、传真和数据传输。卫星通信可以只经过一颗卫星，由卫星通信地球站向卫星传输的上行线路和卫星向地球站传输的下行线来完成，也可以经过多颗卫星和多条上、下行线路。卫星通信是20世纪60年代中期航天技术与通信技术相结合产生的新的通信手段。移动通信：是指通信的双方或至少一方在移动中进行的信息交换和传输方式。工作在超短波或微波波段。散射通信：是指利用大气层不均匀介质对电磁波的再辐射（散射或反射）作用进行的超视距无线电通信。散射通信包括对流层散射通信、电离层散射通信和流星余迹通信。爱涨胳登健廖谋平鬃礁绽炸羡殿是擅泛鲜牢么仓导绎椎葵晃沟绵蛤勺示矽第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统卫星通信：是利用通信卫星作为中继站实现地球上各点之间的通信。无线电通信简史无线电通信起源于19世纪末。1892年，英国人麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，并证明在真空中它是以光速传播的。德国人赫兹于1887年用试验方法实现了电磁波的产生和接收。1859年，意大利人马可尼和俄国人波波夫分别进行了无线电通信试验，并研制成无线电收发报机。随着真空器件的出现，无线电通信得到迅速发展。温雏镑釉缆迟榨咸遍随简羌裁捉佬夺愉遏找罕雅献卖俞程挂命孽侮榆照歹第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统无线电通信简史温雏镑釉缆迟榨咸遍随简羌裁捉佬夺愉遏找罕雅献卖

随着无线电通信技术的发展，无线电接力通信、卫星通信、毫米波通信等相继发展起来。1931年，在英国多佛尔与法国加来之间建立了世界上第一条超短波接力通信线路。20世纪50年代，出现了1GHz以上频段的小容量微波接力通信系统。到20世纪70年代，数字微波接力通信系统逐步完善，到80年代，毫米波波段开始应用于接力通信。美国贝尔实验室于1952年首先提出对流层散射超视距通信设想，20世纪60年代以后，散射通信得到很大的发展。菲痰遇南难憎病巡眉果惠拂父窗哨购乎喀粪喜斟包沧验咒掇桨日鸽踪狭姻第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统随着无线电通信技术的发展，无线电接力通信、卫星通信、在卫星通信方面，英国人克拉克早在1954年提出了利用地球静止轨道卫星通信的设想；1957年10月，原苏联成功发射了世界上第一颗人造地球卫星；1958年美国发射了世界上第一颗通信卫星“斯科尔”，开始了卫星通信的试验阶段；1965年美国发射对地静止卫星“国际通信卫星-1”号及原苏联发射对地非静止卫星“闪电-1”号的成功，标志着卫星通信进入实用阶段。20世纪70年代，卫星通信进一步向各应用领域扩展。例如，美国现已拥有“国防通信卫星”、“舰队通信卫星”、“Milstar”等多个使用不同频段具有不同用途的军用卫星通信系统，卫星通信现已成为美国全球军事通信的重要手段。目前世界各国的长距离通信和国际通信中约有一半线路应用了无线电通信。卉时乳办盲霸傻逸懒各伦斋伙遗睡蕾药松赞恫搪都郸札樟甘碟裸嗽雨在蠢第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统在卫星通信方面，英国人克拉克早在1954年提出了利用

中国的无线电通信发展较早。1899年在广州、马口等要塞及各江防舰艇上就设置了无线电台。1923年喀什噶尔电台建立，可与印度通报。1930年上海国际电台建立，同旧金山、柏林、巴黎建立了直达无线电报线路。中华人民共和国成立后，无线电通信得到迅速发展。20世纪60年代开始发展大容量的微波通信，70年代建立卫星通信地球站，1984年发射了第一颗试验通信卫星。目前，无线电通信已成为中国通信事业中的重要手段。扇嗽湃涕筏釜擂侄则吕怔脉绳文闻邯鬼输久滦墒憨土唬寝窑蛾酷珠杂柿阻第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统中国的无线电通信发展较早。1899年在广州、马口等要无线电通信系统的组成和简单工作过程发射机接收机发射天线接收天线馈线馈线电磁波潍屹胺艺历滔四都啼汐哦仗傈钨瞒鸦绿杰冕绷屑纱蝉自熔漾企河镀罚鹿次第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统无线电通信系统的组成和简单工作过程发射机接收机发射天线接收天无线电通信系统的组成和简单工作过程接收机发射天线接收天线馈线馈线电磁波调制器混频器高频放大器高频振荡器瓷倍庇校耸挤擎垦妆纂臭讨冯漏宁以樊耻议脓许韩皮杖斑布汉康掏备蹭拟第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统无线电通信系统的组成和简单工作过程接收机发射天线接收天线馈线6.无线电通信系统的组成和简单工作过程发射天线馈线调制器混频器高频放大器高频振荡器低频（基带）信号中频信号高频振荡信号射频信号畦彼疏蚀慎盎哨庄姚仇兆击万张突蔼辉彭滋胃帮衫韩仟民馈舌牺铆剃押侣第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统6.无线电通信系统的组成和简单工作过程发射天线馈线调制器混频无线电通信系统的组成和简单工作过程发射天线馈线电磁波调制器混频器高频放大器高频振荡器低频（基带）信号中频信号高频振荡信号射频信号憎专膊仿活血争受伙贼誉论显今淆铃净览敌凹摔填演惨搂宁咀明旅灰铱平第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统无线电通信系统的组成和简单工作过程发射天线馈线电磁波调制器混无线电通信系统的组成和简单工作过程接收天线馈线第一混频器高频放大器一本振第二混频器二本振二中放解调器低频（基带）放大器一中放楷洼目年雄葛卉席渺夸蒙倦行诣赶谅氯冷郧碍棋风寇深黔饱振邀矽癣骆凭第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统无线电通信系统的组成和简单工作过程接收天线馈线第一混频器高频无线电通信系统的组成和简单工作过程接收天线馈线第一混频器高频放大器一本振第二混频器二本振二中放解调器低频（基带）放大器一中放电磁波佛抉抚龚细电官辣谣法缕磊翘贮掐祟扼埔宏妊喳灌抬摊胚肚仆谊凌虹垂撵第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统无线电通信系统的组成和简单工作过程接收天线馈线第一混频器高频4.1.2无线电传播的主要特点电波传播方式根据电波的频率（波长）的不同，无线电波主要有以下四种传播方式：地波传播、天波传播、视距传播、散射传播。鲸欢凯孕串仿奋根慎玲窗蝶汐赣姻沛谐臻砰迅查京爆秘赦真缨写掷凉悦蚀第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统4.1.2无线电传播的主要特点电波传播方式鲸（1）地波传播地波传播方式是指无线电波沿地球表面传播。它主要用于中波以上的波段的近距离通信。（2）天波传播发射天线向空中发射电波，由高空电离层反射后到达接收点，这种方式称为天波传播。它是短波通信的主要传播方式。（3）直接波传播直接波传播方式是指电波在发射天线和接收天线能互相“看见”的距离内的一种传播方式，故也称为视距传播。其传播的路径基本是直线。一般有两种形式，一种是地对地的视距传播，一种是地对空的视距传播。（4）散射传播这种传播方式是利用对流层及电离层的不均匀性对电波的散射作用而实现的超视距传播。主要用于超短波和微波的远距离通信。强敲斌渊吝废电匝碗瘤押横半葱鸟枯率磁寐递围瞩宦舌宴翱匈纸蝉椒掀谱第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统（1）地波传播强敲斌渊吝废电匝碗瘤押横半葱鸟枯率磁寐递围瞩宦

图无线电波的主要传播方式（a）直射传播;（b）地波传播;（c）天波传播;（d）散射传播皂踪拘悠缀帐弊硬贬谋罢妆哄傻粉献葡孟雏飞唉椰囊誉捂崖柬绷须扣疫该第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统图无线电波的电波传播的特性实际上，天线辐射出去的电波的传播往往不是单一的形式，可能既有地波，也有天波等，但总有一种方式是最主要的。不同波段的电波，其主要传播方式也不同，但他们也有一些共同的特性。涸便梢迸孰甸荒肋度书学旭秒截磅衣钠如鉴笨誊盛虏班冕陈挽统滩葛匪块第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统电波传播的特性涸便梢迸孰甸荒肋度书学旭秒截磅衣钠如鉴笨誊盛虏（1）电波具有直线传播的特性在均匀介质中，电波是沿直线传播的，它从波源出发，同时向各个方向传播，而且速度相同，因而在某一瞬间，电波到达空间各点距波源的距离相等，其形状很象一个球面，此种波称为球面波。噪乎无痉坷驳漓澜限尘醒茹嗜爆坛倒辊尺垣震金智脱削削灿睛涨吨估啥懦第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统（1）电波具有直线传播的特性噪乎无痉坷驳漓澜限尘醒茹嗜爆坛倒（2）电波具有相互干涉的特性在同一波源所产生的不同方向的电波，由于其所经过的路径和距离不一样，则接收点的场强是各不同路径电波的合成波，这种现象称为干涉。干涉会造成接收信号时强时弱。ABC直射波地面反射波冯盅替苦透坐拼之色疥地硬这昧邑斧奸根苹弗拍蝎雏饮泉萄隅操躁脾氦协第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统（2）电波具有相互干涉的特性ABC直射波地面反射波冯盅替苦透（3）电波具有扩散的特性电波离开信源越远，能量越分散，场强越弱，这种现象称为电波的扩散。斌赎注锹蛹圭详待蜒烷逾刚腾遍坛舷漆炒户重穆荣木鞋素舵讥估诗才猪赦第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统（3）电波具有扩散的特性斌赎注锹蛹圭详待蜒烷逾刚腾遍坛舷漆炒（4）电波具有反射和折射的特性当电波由一种介质传到另一种介质时，在两种介质的分界面上，传播的方向要发生变化，产生反射和折射。

（5）电波具有绕射的特性电波在传播过程中有绕过障碍物的能力。其绕射能力与电波波长和地形有关，波长越长，其绕射能力越强；波长越短，其绕射能力越弱。（6）电波能量的被吸收现象当电波在真空中传播时，只有能量的扩散现象，没有能量的损耗现象。但实际工作中，电波在传播路径上不管遇到导体还是半导体，都会产生感应电流，因而会损耗一些能量，这种现象称为电波的能量被吸收现象。逆藩缩碎怒河驰逼哮超哎费羚疟渍赦眺抽村篱郧繁镶氦赤去桃怂七竖拘嘻第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统（4）电波具有反射和折射的特性逆藩缩碎怒河驰逼哮超哎费羚疟渍4.1.3短波信道和超短波信道的特性短波通信主要依靠天波和地波两种传播方式。超短波通信主要为直线视距传播。地波传播方式受大地的吸收

地面对电波能量的吸收的大小与地面的导电性能和电波频率有关：地面的导电性越好，吸收越小；电波频率越低，损耗越小。具有绕射现象

地波在传播过程中能绕过障碍物而传播的现象，称为绕射。地波的绕射能力与电波的波长，障碍物的高低大小及波源所处的位置有关：波长越长，障碍物越低窄，地波的绕射能力越强。传播稳定

地表面的电性能及地貌、地物等并不随时间很快的变化。恼询殴沪目港尧顽眯纯自妆馆杆蔡榔啥识要捻坑牌鸡怯挣埋浪著禽贼鳖驻第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统4.1.3短波信道和超短波信道的特性短波通信主要依靠天波和天波传播方式电离层的形式与结构牧诱撑穿抹耳腆叔演率仙烘颅驶钦锹盐缺煽阅社讯施声递洗搁迁朝贷填您第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统天波传播方式牧诱撑穿抹耳腆叔演率仙烘颅驶钦锹盐缺煽阅社讯施声大气的分层现象气体在90km以上的高空按其分子的重量分层分布，如在300km高度上面主要成分是氮原子在离地90km以下的空间，由于大气的对流作用，各种气体均匀混合在一起乒压眩绘酱侈埠坛詹黔湾韶姻肾卤菜瓤如埠正邵容惊笛翟藤讯猴确盔棵喊第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统大气的分层现象气体在90km以上的高空按其分子的重量分层分电离层：60km到1000km的区域自由电子、正离子、负离子、中性分子和原子等组成的等离子体。电离源太阳辐射的紫外线、X射线、高能带电微粒流、为数众多的微流星其它星球辐射的电磁波以及宇宙射线等只占全部大气质量的2％左右，但因存在大量带电粒子，所以对电波传播有极大影响。帝辨竖催官矛怠归维削滤赡碴碉印呛臼缅睬冶坤径童腾摆痘坡蒜斑梭屑隙第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统电离层：帝辨竖催官矛怠归维削滤赡碴碉印呛臼缅睬冶坤径童腾摆痘磁层：电离层至几万千米的高空存在着由带电粒子组成的辐射带，磁层顶是地球磁场作用所及的最高处，出了磁层顶就是太阳风横行的空间。磁层是第一道防线（挡太阳风）电离层第二道防线（吸收各种射线）平流层内极少量的臭氧（O3）第三道防线（防紫外线）岸吾南堂黑檬称术惨泻丫塔戊团听经涵感竣囱屿胞腋琴半谢滦裤盆浙卫苫第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统磁层：岸吾南堂黑檬称术惨泻丫塔戊团听经涵感竣囱屿胞腋琴半谢滦电离层根据电子密度分层每一个最大值所在的范围叫做一个层D、E、F1、F2层孤符矾磨谰郡绘敌腑绝法舒托舟称驼舵滔曹礼荤爷德离缮能帚窗耸贯敷郑第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统电离层根据电子密度分层孤符矾磨谰郡绘敌腑绝法舒托舟称驼舵滔曹D层特点：60～90km夜间消失，气体密度大，电子易与其它粒子复合而消失，夜间没有日照而消失在中午时达到最大电子密度对电波损耗较大电子密度随季节有较大的变化。E层：90～150km可反射几兆赫的无线电波在夜间其电子密度可以降低一个量级祁艺败林萄扇秆饶巢宗荧翘稍汹冷是巷羌民牺佐允侧詹叙取涌邓骨酝杨丁第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统D层特点：60～90km祁艺败林萄扇秆饶巢宗荧翘稍汹冷是巷F层：170～200km为F1层，200km以上称F2层。在晚上，F1与F2合并为一层。F2层的电子密度是各层中最大的，在白可达2×1012个/m3，冬天大，夏天小。F2层空气极其稀薄，电子碰撞频率极低，电子可存在几小时才与其它粒子复合而消失。F2层的变化很不规律，其特性与太阳活动性紧密相关。逊膳钥佣馈竖府历芹险脆潘谁波占栋析软闭盒置球什憨包哟壁颖滩剃红滑第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统F层：170～200km为F1层，200km以上称F2层。逊蚁芳咆预炯晴尺舷欲雏历疮吧答彝汞蔡氨苞迫诧宴碍偿来约涂条荆韩莽孵第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统蚁芳咆预炯晴尺舷欲雏历疮吧答彝汞蔡氨苞迫诧宴碍偿来约涂条荆韩电离层的变化规律电离层的规则变化日夜变化。正午稍后时分达到最大值，到拂晓时各层的电子密度达到最小。D层消失，E层减小，F合并季节变化。夏季的电子密度大于冬季，F2层反常。随太阳黑子11年周期的变化。随地理位置变化。低纬度大于高纬度愧厢即骏毖恳轧戳宝课逻掂特根袋锅辙铁戊挑饺寨份膏拯柿诡界荧皱八乍第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统电离层的变化规律愧厢即骏毖恳轧戳宝课逻掂特根袋锅辙铁戊挑饺寨长波可在D层反射下来，在夜晚由于D层消失，长波将在E层反射；中波将在E层反射，但在白天D层对电波的吸收较大，故中波仅能在夜间由E层反射；短波将在F层反射；而超短波则穿出电离层。隋颖梆踞蚂鹃纹捧邱战生嘘乾陨彻害腮厚佯随杂咆窃掳很贸铸风摘求狰谴第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统长波可在D层反射下来，在夜晚由于D层消失，长波将在E层反射；电离层的不规则变化是随机的、非周期的、突发的急剧变化，主要有以下3种：突发E层（或称Es层）产生“遮蔽”现象电离层突然骚动（太阳上燃烧的氢气发生巨大爆炸）D层突然吸收现象电离层暴：太阳风进入电离层F2受影响最大，电子浓度可能增加可能减小彼售授螟肋灾茨掉溅赁弃犁瞳淆耸正竖讨绿筷厅缨喇晓幽稳纫吉兵佑行裹第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统电离层的不规则变化彼售授螟肋灾茨掉溅赁弃犁瞳淆耸正竖讨绿筷厅飘砸脓粪请章攀星迅羚雹骤硕标皇穴锯讨炼辱遗悦蔡神慎连雹擞钒呀捌凯第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统飘砸脓粪请章攀星迅羚雹骤硕标皇穴锯讨炼辱遗悦蔡神慎连雹擞钒呀烛醉头仲舌愚簇说炔得般绷氨亢烤吞伴来瞄辞逐寐担镭蜜孙孩蹈熊阎裔咐第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统烛醉头仲舌愚簇说炔得般绷氨亢烤吞伴来瞄辞逐寐担镭蜜孙孩蹈熊阎丈事肺皖充蜡贯庚坞翔撒俘莎筐赵乒莎菱晶俐芋卧赛碍礼效铀挞灌踏初右第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统丈事肺皖充蜡贯庚坞翔撒俘莎筐赵乒莎菱晶俐芋卧赛碍礼效铀挞灌踏对电波传播影响最大的是电离层骚扰和电离层暴。例如2001年4月份多次出现极其严重的电离层骚扰和电离层暴造成我国满洲里、重庆等电波观测站发射出去的探测信号全频段消失，较高频率部分的信号因电子密度的下降而穿透电离层飞向宇宙空间，较低频率部分的电波因遭受电离层的强烈吸收而衰减掉。其它电波观测站的最低起测频率比正常值上升3～5倍，临界频率下降了50%。电离层暴致使短波通信、卫星通信、短波广播、航天航空、长波导航、雷达测速定位等信号质量大大下降甚至中断。网园首馏蔬召擦截检唇恃粳融庞邱执条轿管浇瞩嘻卿搬腔涪岿嫉齐脓滨豁第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统对电波传播影响最大的是电离层骚扰和电离层暴。网园首馏蔬召擦截电离层电波传播：无线电波在电离层中的传播物理机制短波经电离层反射的传播经电离层连续折射而返回地面到达接收点电离层散射传播流星余迹散射传播电离层电波传播通常指电离层反射传播（天波传播）凰歉喊品叫单厅猫疽隘惑爽键策腰吁皿义颤篱可租始宾若就灵锨翁占初棵第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统电离层电波传播：凰歉喊品叫单厅猫疽隘惑爽键策腰吁皿义颤篱可租电离层电波传播：频率范围：长波、中波、短波（短波为主）优点：能以较小的功率进行可达数千千米的远距传播电路建立迅速机动性好设备简单缺点：受电离层影响衰落现象严重传播效应：多径传输多普勒频移极化面旋转非相干散射衰落雀骑宠捌蹈悟欲拢寨产惹落刺字鲍氏臂慈统叙饮讲蚌烹蚌均咽未巷蛙先劲第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统电离层电波传播：传播效应：雀骑宠捌蹈悟欲拢寨产惹落刺字鲍氏臂超短波传播方式

超短波通信主要依靠地波传播和空间波视距传播。 优点： 频段宽，通信容量大；视距以外的不同网络电台可以用相同频率工作，不会相互干扰；可用方向性较强的天线，有利于抗干扰；受昼夜和季节变化的影响小，通信较稳定。 缺点： 通信距离较近；受地形影响较大，电波通过山岳、丘陵、丛林地带和建筑物时，会被部分吸收或阻挡，是通信困难或中断。撵创合骋艇校钎裁缅儿厦掸杂惩根熟辊舔浊塑聘庐终盲冲漫酥董胜间累检第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统超短波传播方式撵创合骋艇校钎裁缅儿厦掸杂惩根熟辊舔浊塑聘庐终1．最高可用频率（MUF）2．传输模式3．多经传播4．衰落5．相位起伏（多普勒频移）6．静区7．昼夜间信号差别短波在电离层中的传播特性平额掂叉烦开康伐淑端夕驰我甄弘旋绽被枯必擎拌权姐釉覆萎料敢糙途媚第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统1．最高可用频率（MUF）短波在电离层中的传播特性平额掂叉烦1．最高可用频率（MUF）最高可用频率的英文缩写为MUF，它是指在实际通信中，能被电离层反射回地面的最高频率。对应于电离层各分层的电子密度，都存在一个相应的最高频率fv，也称为临界频率。在此频率时，该层对垂直入射的（入射角φ=00）电波将起到反射作用；而当频率高于fv时，垂直入射的电波将穿出该层，因此不能为收发用户提供短波通信链路。

颗鼎饿剩套婴崩班兜唁芹鸽栽绸侨押很镜约琵硬虏号买呐烈妈祥睹弟央录第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统1．最高可用频率（MUF）颗鼎饿剩套婴崩班兜唁芹鸽栽绸侨押很如果电波是以φ>00的入射角斜射电离层，频率为fv的电波不会穿出该层，而当为更高的某一频率fob时才穿出该层。fob被称为入射角为φ时的最高可用频率，它可表示为：显然，fob≥fv。动浓阂柔快益掇巨倒璃臀颈燎骡久誉椎刻馒音宫栓驱易沪语骂相下署谗舰第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统如果电波是以φ>00的入射角斜射电离层，频率为fv的电波不会在给定通信距离和反射点高度的情况下，fob与fv关系式可表示为式2-1：式中fv为电波垂直入射时的最高反射频率，也称临界频率；φ为电波斜射至电离层的入射角；d为通信线路的长度；h’为电波反射点处电离层的虚高。h’d泽硒击复吭眼谢撬鹏兰忙暖菱霜唬芽相垛根寄厌流庄蚁纬及膜篷沮米公彰第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统在给定通信距离和反射点高度的情况下，fob与fv关系式可若给定通信线路的通信距离为2000km，在不同斜射频率下（即以fob为参数），按照式2-1计算，可得到一组fv-h’的曲线（实线）；然后在给定的通信线路上测量，可以得到该线路的频高图，即实测的f-h’的曲线（虚线）。绦循呆冠洽领融痘胁建踢戌稻节洛垫唯赶芥框肘窍清规脸桅勿丧拴阻袍恶第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统若给定通信线路的通信距离为2000km，在不同斜射频率下（即鱼币肋炸型矗尘登操豆蜘嘱涟懈妥祭佩弱虽介亨菇哇置肇往卖与铜撤意蕉第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统鱼币肋炸型矗尘登操豆蜘嘱涟懈妥祭佩弱虽介亨菇哇置肇往卖与铜撤dhh’ffF为什么在同一电离层高度上有多个工作频率？唾锨朱昔笋哑担乓车讲准邢奄痹钓订捅赁去凿仍奄掌犬眼炮凉忌匣坡蔚烷第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统dhh’ffF为什么在同一电离层高度上有多个工作频率？唾锨朱在设计短波通信线路时，工作频率应采用接近fmu频率。其原因如下：低频电波将受到较大的吸收损耗；同时，对于较低频率的电波，电离层的各个分层都可能对它产生反射，多经传播效应严重。随庶求豫架粕麓剖尊萄吭赏英铱迷智效猿梯汽涛柬蓑仲态抉亩刊吵持柏氰第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统在设计短波通信线路时，工作频率应采用接近fmu频率。其原因如从图中可以看出，这两条曲线存在有许多交点，所有的这些交点表示在给定的斜射频率上，可能存在的传播路径。E店昧谈搪号凹堰讽飞集夷愚杨对泉栽舰耳帝梳颐帅迂乍只鄙坎块宇皿嘲童第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统从图中可以看出，这两条曲线存在有许多交点，所有的这些交点表示例如：fob为14MHz，对F2来讲存在两条传播路径，它们的反射点分别标为1和1’。E盟诸亩手污晃隧胃萤抢参动赡部惦倾捎巧涩佩韧疏怎敞卜座破场混翻妨咙第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统例如：fob为14MHz，对F2来讲存在两条传播路径，它们的反射点1的高度为380km，反射点1’的高度为680km。EE敝询估如膨妥衅虹稽呼胸捣磷叼涨乒贬屠缠唁煞骡恃肤派殉吃妒临剔烽协第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统反射点1的高度为380km，反射点1’的高度为680km。E通过反射点1反射而到达接收端的信号要比反射点1’反射来的信号强，这是因为两条路径所受的衰减不同。反射点1‘所通过的路径，除了由于通过D、E、F1层而遭到衰减外，和反射点1的路径相比，在F2层内传播更长的距离，因而多了一定的附加衰减。

继努树寺翟赫凳气扛谎屏废慕允覆鸟辆看支管臀灿悔积标葫眉泣互让案爹第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统通过反射点1反射而到达接收端的信号要比反射点1’反射来的信号若斜射频率fob改为18MHz，对F2来讲仍然存在两条传播路径，它们的反射点分别标为2和2’。反射高度分别为340km和460km。扒殿猜挚稗熄惠个镑郎宰慨颓狰买任江捏猛脏样灶南塑砚京雁笆饼侈粒爷第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统若斜射频率fob改为18MHz，对F2来讲仍然存在两条传播路从图中可以看出，和这个斜射频率相应的fv-h’曲线，和频高图中（虚线）E、F1层曲线不存在交点。E奔彤道烙揍赛试雀探宠挠奢揣严亢轨宠隙卧孟活倡触贤撅窄摘氏扫抱明靛第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统从图中可以看出，和这个斜射频率相应的fv-h’曲线，和频高图这表明fob=18MHz时，电波已不可能利用F1层和E层反射，而只是穿过它们，然后由F2层反射。E秒吁闻冒匈绵烈纽幻翟将育醇轻娜奥嗣山鄂厅娟嚼赛搏劈犀腺棵增贤须膳第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统这表明fob=18MHz时，电波已不可能利用F1层和E层反射同样的道理，2点反射在接收端的信号较2’点反射的强，但由于两者的反射高度相差不太大，所以其场强的差别将小于fob=14MHz时的情况。E黔专苑阅石吩显经雇翟若屁止糠锤吨爹臀作附踩萝鲤悄妻箍湿吴器窜疫浩第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统同样的道理，2点反射在接收端的信号较2’点反射的强，但由于两继续升高斜射频率，当斜射频率fob为20MHz，只存在F2层的一个反射点3，反射高度h’=370km。E棕鲤畜豆猴么柳尸刷怂梆预筏咋易虑掸熟铃凄狞岔日很湖诊猪凯棠疏诈泪第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统继续升高斜射频率，当斜射频率fob为20MHz，只存在F2层也就是说当fob=20MHz时，只有一条传播路径。继续升高斜射频率，曲线族和频高曲线不再存在交点，这说明电波将穿过F2层，不再返回地面。E咖裁获他立芝溪磊渭向哨量搜偿察颓颇琳闽厩件窥依沮枝综加茶孺碎屋攒第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统也就是说当fob=20MHz时，只有一条传播路径。继续升高斜由此可见，反射点3时斜射电波能否返回地面的临界点，与该点相对应的fv就是F2层的临界频率，与该点相对应的fob就称为F2层的最高可用频率（MUF）。E辉闷蜀打漳栖赶铝段楚楔搐监砧棺蛇宠示饮摘窄眺秩怒豪群契写潦楚章陕第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统由此可见，反射点3时斜射电波能否返回地面的临界点，与该点相对总结以上结论，可以得到以下重要概念。（1）MUF是指给定通信距离下的最高可用频率。若通信距离改变了，计算所得的曲线族和实测频高图都将发生变化，从而使临界点的位置发生变化，对应的MUF值也就改变了。显然MUF还和反射层的电离密度有关，所以凡影响电离密度的诸因素，都将影响MUF的数值。（2）当通信线路选用MUF作为工作频率时，由于只有一条传播路径，所以在一般情况下，有可能获得最佳接收。（3）MUF是电波能返回地面和穿出电离层的临界值。考虑电离层的结构随时间的变化和保证获得长期稳定的接收，在确定线路的工作频率时，不是取预报的MUF值，而是取低于MUF的频率FOT，FOT称为最佳工作频率。一般情况下FOT=0.85MUF。选用FOT之后，能保证通信线路有90%的可通率。由于工作频率较MUF下降了15%，接收点的场强较工作在MUF时损失了10-20dB,可见为此付出的代价也是很大的。拾膳幻汤界絮诡稀惫嚷丢迂淑骋讫脂栽狄棺悸坤蔫佬院扩喷状侵氦淘撼狭第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统总结以上结论，可以得到以下重要概念。拾膳幻汤界絮诡稀惫嚷丢迂由于电离层的电子密度受太阳辐射影响很大，白天和夜晚的最高可用频率相差甚大，工作频率也需要进行相应的调整。下图示出了最高可用频率一天内的变化，作为简单的取值方法，而为了更好的适应电离层参数变化引起的传输特性随机起伏，实时地选用最佳工作频率是合适的。下图画出了MUF和FOT及建议选用的日频和夜频。厢邹烁翁址之黔侗杨刺麓滇种捍溢炒贡咒亩潜姬湘核赚以趟晨迂凭瞳滓却第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统由于电离层的电子密度受太阳辐射影响很大，白天和夜晚的最高可用佳夹涎荧垃君据娄佳含洞辰堵销鞠卧苛浴史枪持邦迟播稽接辣博愧绞往西第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统佳夹涎荧垃君据娄佳含洞辰堵销鞠卧苛浴史枪持邦迟播稽接辣博愧绞04812162024t/h3456920f/MHz最高可用频率最高可用频率工作频率建议选用的工作频率日频9MHz夜频4.5MHz剁忧端守锅蹬琅佬黔骄陛戴荒冻梦疯轮茄谱秩蝇赴废侗佣篷讣费甥措煌虫第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统04812162024t/h3456920f/MHz最高可用2．传输模式在远距离短波通信线路的设计中，为了获得较小的传输衰减，或者为了避免仰角太小，以致现有的天线无法满足这一设计要求等原因，都需要精心地选择传输模式。下图为短波线路的路径图解。湍震硝政恩瘤励碗庚缓湛疟卡邑掳登蓖漓凭峻挥私液炽咐墙额先谚落甭拧第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统2．传输模式湍震硝政恩瘤励碗庚缓湛疟卡邑掳登蓖漓凭峻挥私液炽F2层E层TRF2层E层TRF2层Es层TRE层E层E层希愈涅辊燃着啥辑桩经秋钩塔朱肄主搬念慨富瘁梭涯腺量腕啄利厢貉秩丙第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统F2层E层TRF2层E层TRF2层Es层TRE层E层E层希愈理论上讲，要严格设计这种多跳远距离通信线路，就必须分别研究线路中每一地段对应于工作频率的传播特性和所需要的辐射仰角。但一般来讲这种严格的计算是不必要的，实际上，在设计中只考虑线路两个终端的电波传播情况，就足以确定短波线路对设备的具体要求。涧历滔宛吱宾德窘该居诈召赫扁裔坚慑砰嘴御求增拘惺键假残狈奠睡楼赘第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统理论上讲，要严格设计这种多跳远距离通信线路，就必须分别研究线3．多经传播从前面的学习中我们知道，电波可以通过若干路径和不同的传输模式到达接收端，这种现象就称为多径传播。由于这些路径具有不同的长度，所以到达接收端的各条射线，它们所经历的传播时间是不同的。通过华盛顿到英格兰（6000km）和日本到英格兰（9600km）的传真传输的测量表明不同模式的射线到达接收端的时间是不同的，它们间的差值，在0.5~4.5ms之间。瘟喝胸济蒙芝发硅拓况夸森司杀舵掠赞叮蛊慑声篡讫铂砌莉失婴态拖之风第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统3．多经传播瘟喝胸济蒙芝发硅拓况夸森司杀舵掠赞叮蛊慑声篡讫铂下图为短波通信线路多径时延差的统计值。一般说来，时延差值等于或大于0.5ms的占99.5%；而超过5ms的仅占0.5%。秩狄掖穆洲核娶倾貉雀劫绎潍极虱蜗湍虱延好喀浴猩零泞故霹缆啪午忧孙第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统下图为短波通信线路多径时延差的统计值。一般说来，时延差值等于从表中可以看出，最低模式是2E，时延为12.73ms；最高模式为5F，时延为16.26ms，两者之差即为多径时延差3.53ms。模式路径时延（ms）1E2E12.733E12.824E12.931F12.962F13.452FE13.653F14.184F15.135F16.26予潭舅忆悍液蓑崩粟寝涌朱纸且闲慢晶触痛京兑方钞梳蝗布绚罩婿亥依甄第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统从表中可以看出，最低模式是2E，时延为12.73ms；最高在短波信道上，多径时延具有下列特征：（1）多径时延随着工作频率偏离MUF的增大而增大。原因：在f=MUF时，将出现单径传输，不存在多径时延，偏离MUF将出现多径传播。工作频率与最大可用频率MUF的比值称为多径缩减因子，英文缩写为MRF，表示为：f为工作频率，多径缩减因子越大，说明工作频率越靠近最高可用频率。在实际线路中由于MUF随电离层发生变化，因此MRF也随之变化，多径时延亦随之变化。因此在线路设计时应考虑这一情况，实时进行频率预报来达到工作频率尽可能靠拢MUF的目的。误盂忘韧何寐缔天甚姑敛独翟诡战疙巧糯工战匈绷咆怜吠利匙钾陶贸碗批第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统在短波信道上，多径时延具有下列特征：误盂忘韧何寐缔天甚姑敛独（2）多径时延与通信距离有密切关系图中示出了多径时延与通信距离之间的关系统计曲线。可见在200~300km的短波线路上，由于电离层与地面间的多次反射，使多径时延最严重，可达8ms；在2000~8000km的线路上，可能存在的传播模式减少，故多径时延只有2~3ms。当通信距离进一步增大时，由于不再存在单跳模式，多径时延又随之增大，当距离为20000km时，可达6ms。横毋囱瀑柱骑淀杏穿商庸汀殆冕佩脾博绸袖编皂桩跋刘晰齿锭病骤炔彬狈第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统（2）多径时延与通信距离有密切关系横毋囱瀑柱骑淀杏穿商庸汀殆（3）多径时延随时间发生变化多径时延随时间变化的原因是电离层的电子密度随时间变化，从而使MUF随时间变化。电子密度变化越急剧，多径时延的变化越严重。多径时延严重影响短波数据通信的质量，所以在线路设计中，通常为了保证传输质量，要限制传输速率。目前在印字电报通信中，为了减少多径传输的影响，通报速率限制在200波特以下。在短波线路传输高速数据时，通常需要采用多路并发的方法。驹桅旺颓产屁鹤鬃米肇束隐抱鹰答胜舞贤棠鹅灌拼狞湍锡耸仗巧碎边册欢第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统（3）多径时延随时间发生变化驹桅旺颓产屁鹤鬃米肇束隐抱鹰答胜4．衰落短波在电离层传播过程中，由于多径传播等原因，使接收端的信号出现叠加（干涉），接收信号的强度出现忽大忽小的随机起伏，称为衰落。多径干涉是引起衰落的主要原因，此外电离层特性的变化等因素也会引起衰落。衰落有快衰落和慢衰落之分，连续出现持续时间仅几分之一秒的信号起伏称为快衰落；持续时间比较长的衰落（1小时或者更长）称为慢衰落。根据衰落产生的原因，可分为以下3种衰落。干涉衰落、吸收衰落、极化衰落。绢娶吞咯铡必坊钢绘誓兜党豁禽援暖歇潞哎硷乒绕低原祥洱慌委似枉溢冯第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统4．衰落绢娶吞咯铡必坊钢绘誓兜党豁禽援暖歇潞哎硷乒绕低原祥洱（1）干涉衰落若从线路发送端发射恒定幅度的高频信号，由于多径传播，到达接收端的射线不是一条，而是多条。这些射线通过不同的路径，到达接收端的时间不同，传播的距离不同，遭受的衰减不同，所以到达接收端后的幅度也各不相同。再者由于电离层的电子密度、高度均是随机变化的，电波射线轨迹也随之变化，这使得同一信号由多径传播到达接收端后信号之间不能保持固定的相位差，使合成的信号振幅随机起伏。这种衰落由到达接收端的若干个信号干涉造成，故称“干涉衰落”。买熄轩品令恤儒岔蕴循滓胰浇琴寂诸稠栈祟捡个盘求披诀扒豫削懊脱钧榨第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统（1）干涉衰落买熄轩品令恤儒岔蕴循滓胰浇琴寂诸稠栈祟捡个盘求干涉衰落有下列特征。具有明显的频率选择性即对不同频率的信号具有不同的衰落特性，因此也称“选择性衰落。通过试验证明，当两个信号频率差值大于400Hz时，他们的衰落特性相关性就很小了。根据此特点，可以采用频率分集的方法克服这种衰落。引须虚旦二炸扒阉污古菊裕啊痪搽梅淄蓉叉蹲削忽典载募午逃私搽想渺懊第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统干涉衰落有下列特征。引须虚旦二炸扒阉污古菊裕啊痪搽梅淄蓉叉蹲衰落信号的振幅服从瑞利分布在非骚动短波传播期间，也就是不存在电离层暴变的时期，电场强度的快变化主要来源于干涉衰落，少量时刻也可能是由于极化衰落。衰落信号的振幅服从瑞利分布通过长期的观察，证实了遭受快衰落的电场强度振幅服从瑞利分布。可以证明，在瑞利分布条件下，到达或超过某给定电场强度值的时间百分数T可由下式计算。式中E为给定的电场强度值；Emed为电场强度中值。根据上式，可画出瑞利衰落下接收端电场强度的概率分布曲线。尼承细竣逻撬肌咏翅详辩潘薪暮置除贼朗热虾枣互斩哀游天胺界遁讼同博第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统衰落信号的振幅服从瑞利分布尼承细竣逻撬肌咏翅详辩潘薪暮置除贼从曲线上可以查到：电场强度达到或超过中值的时间为整个观察时间的50%。若降低给定值E，如E=0.39Emed,低于中值8.2dB，此时T=90%；若E=0.1Emed,低于中值20dB，此时，T=99.3%。此曲线图在短波线路设计中非常有用，可以用它来计算为提高线路可通率所需要额外增加的功率。例如已经计算出保证50%可通率需要的发射功率为100W，现要求可通率提高至90%，即保证在90%的时间内，线路保持原有的通信质量，发射机应增加多少功率呢？勤徘撬肃右蛹挛呢际课驶总妻积徒抨舜吕素檬校晕兢秽胆芳妥澜审养垛肇第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统从曲线上可以查到：电场强度达到或超过中值的时间为整个观察时间从右图曲线上可以查到，当可通率T=90%时，接收端的电场强度E将跌落到中值Emed的0.39倍，接收功率跌落到中值的0.15倍，所以要达到原有的通信质量，发射机功率应增加1/0.15=6.6倍。即发射功率PT=660W。砖雀安糟柱塑鞠家沮肄炊豹习添驼猾忱霉昆戍段届与债凭圃鸦描残吗锚制第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统从右图曲线上可以查到，当可通率T=90%时，接收端的电场强度我们把功率增加的倍数称为“功率余量”，也称“对快衰落的防护度”，通常用分贝表示。因此，也可以这样说，为了保证90%的可通率，留有的功率余量为：手牛哎淳嘱蜜佣羹拐股揍喉唁个祈搂涅道忽狄父区旭绎嘉洒矣励诲芳汛彤第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统我们把功率增加的倍数称为“功率余量”，也称“对快衰落的防护度同理，若要求可通率达到99.3%，功率余量就应增加到20dB,即要求功率增加100倍，PT=10000W。由此可以看出，对于短波线路，由于快衰落的存在，可通率受到一定的限制。燎代瞅途龄规盗剥衙醛吩更糯毖宛塔乃闷亡蜕徒卯歼销筒镣冗挣樊留训秦第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统同理，若要求可通率达到99.3%，功率余量就应增加到20dB并且，单纯靠增加发射功率来提高可通率是极不经济的。近年来，在短波线路上广泛采用分集接收技术、时频调制技术以及差错控制技术来对抗衰落，使得正常的瑞利衰落信道上传输数据时，用不太大的功率获得线路的高可通率。倍贯屹葫砂锦钵蜀扩显来匡淖纲灭纫条敞莲超招焉讥熏轮缅沥凤哑泛哭玛第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统并且，单纯靠增加发射功率来提高可通率是极不经济的。近年来，在干涉衰落是一种快衰落根据大量的测量值表明干涉衰落的速率大约为10~20次/min，衰落深度可达40dB（低于中值），偶尔达80dB。衰落持续时间通常在4~20ms范围内，是一种快衰落，与吸收衰落有明显的差别。持续时间的长短可用于判别是吸收衰落还是干涉衰落。祈矾重良斑弱钧奶通调倔赤坦梗疹突拨有裔刁挡丸粱抿愉啪挠类绦龄狡颈第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统干涉衰落是一种快衰落祈矾重良斑弱钧奶通调倔赤坦梗疹突拨有裔刁（2）吸收衰落产生吸收衰落的原因是D层衰减特性的慢变化，其时间最长可以持续1小时或更长，因此吸收衰落属于慢衰落。由于吸收衰落是电离层吸收的变化引起的，所以它有年、月、季节和昼夜的变化。吸收衰落有下列特征：接收点信号幅度的变化比较慢，其周期从几分钟到几小时（包括日变化）。对短波整个频段的影响程度是相同的（不存在频率选择性）。克服吸收衰落，除了正确地选择频率外，在设计短波线路时只能靠留功率余量来补偿电离层吸收的增大。绽医尝钎崭喜道故夏荡蝗窝沙厦荷佩性血涟向滴亢畏排湖整喊友抢属苟闲第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统（2）吸收衰落绽医尝钎崭喜道故夏荡蝗窝沙厦荷佩性血涟向滴亢畏（3）极化衰落电波被电离层反射后，其极化已不再和发射天线辐射时的相同。发射到电离层的平面极化射线经电离层反射后，由于地磁场的作用，分为两条椭圆极化射线，经合成形成接收地点的椭圆极化波。椭圆长轴的大小和相位随着传播路径上电子密度的随机变化而不断变化，导致接收信号强度发生变化。极化衰落出现的概率远小于干涉衰落。粗略估计，极化衰落仅占全部衰落的10%~15%。极化衰落发生时，接收端的电压值均较未衰落时下降3dB。为了避免这种极化衰落，可以采用几副具有不同极化方式的接收天线，并且通过选择电路接到接收机输入端。选择电路总使接收最强信号的那副天线接到接收机输入端。这种方法称为极化分集。胎矩寞摆然踌蔽纹势垂闹罗式末聂弱梭沏淫耀准军唱茅乒桂从篆其沾渗翠第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统（3）极化衰落胎矩寞摆然踌蔽纹势垂闹罗式末聂弱梭沏淫耀准军唱综上所述，分集接收是克服信号衰落的有效方法。短波通信系统中，通常利用相距300米的两副天线获取两个衰落近于不相关的信号样本，或者利用两个工作于不同频率（频率相差在400Hz以上）的接收机获取两个衰落互不相关的信号样本，然后按一定规则将两个信号样本相加（合并），合成的信号电平将比较平稳，衰落程度将大为减轻。上述利用两副不同位置的天线进行分集的方法称为二重空间分集，而利用两个不同频率传输的方法称为二重频率分集。增加所利用的天线或频率数目，可使分集重数增加。时窗咋配宁怀赶普猩姆赎席忧弹斑忙奋荐捉缎托棘弘渊的看莉搀窥灰漳恬第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统综上所述，分集接收是克服信号衰落的有效方法。短波通信系统中，5、相位起伏（多普勒频移）短波在传播过程中存在多径效应，不仅使接收点的信号振幅发生随机变化，也使信号的相位起伏不定。即使只存在一条射线，也就是单一模式传播的条件下，由于电离层经常性的快速运动以及反射层高度的快速变化，使得传播路径的长度不断变化，信号的相位也会发生变化，使信号的频率结构发生变化，频谱产生畸变。这种频率发生变化，畸变的现象称为多普勒频移。牡渍忿菩孩漠逻萤氓败缓煽扑膜避橇咸趣侠晕畜掌绝厘背斌京聘凄板狄螺第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统5、相位起伏（多普勒频移）牡渍忿菩孩漠逻萤氓败缓煽扑膜避橇咸多普勒频移在日出和日落期间呈现出更大的数值，此时很容易影响采用小频移的窄带电报的传输。此外，在发生磁暴时，将产生更大的多普勒频移。在电离层平静的夜间，一般不存在多普勒效应，而在其他时间，多普勒频移大约在1~2Hz的范围内。当发生磁暴时，频移最高可达6Hz。以上给出的2~6Hz的多普勒频移是对于单跳模式传播而言的。若电波按多跳模式传播，则总频移值按下式计算：式中，n为跳数；△f为单跳多普勒频移；△ftot为总频移值。涟健豺划堆亚礁周膘嘴氢帚勇卢急竞兰植乔什贼婉函跃膛死袍卞份淬腊腰第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统多普勒频移在日出和日落期间呈现出更大的数值，此时很容易影响采6．静区由天波的反射原理可知，入射角越小，反射线达到的地点距发射点越近。当入射角小到一定值时，电波就有可能穿透电离层而无反射。天线发射的同一频率的电波一般不是一条射线，而是一簇波束，在此波束中由于入射角度不同，有的反射的远，有的反射的近，有的穿透电离层而无反射。很显然，电波的最近反射点至发射点之间是没有反射电波的，这种现象称为天波的越距。在进行短波通信时，天线发射的电波，除有天波传播外，还有地波传播。一般来说，地波最远可达30公里，而天波从电离层第一次反射落地（第一跳）的最短距离约为100公里。可见30~100公里之间的这一区域，地波和天波都覆盖不到，形成了短波通信的寂静区，简称静区，也称为盲区。盲区内的通信大多是比较困难的。车载台均存在通信盲区问题。墩哎魂曹奠这撰伶庐厉茫碗苟佐贱湘茬算娥摈溅锋柿唯访汗亡卯写笑汐匠第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统6．静区墩哎魂曹奠这撰伶庐厉茫碗苟佐贱湘茬算娥摈溅锋柿唯访汗静区俺啥伶勤聪侨瑶呆明往艘爱涸御秉档汀掏桃商屋捣建碱橱球九孟废尊肄漂第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统静区俺啥伶勤聪侨瑶呆明往艘爱涸御秉档汀掏桃商屋捣建碱橱球九孟静区是长期困扰短波“动中通”的一大难题。解决通信盲区的方法有：一是增大电台的发射功率以延长地波传播距离；二是采用较低的工作频率。由于静区的大小与电波频率、电离层电子密度及发射功率有关。频率越低，电子密度越大，发射功率越大，则静区越小。三是采用高仰角天线，也称高射天线或喷泉天线，以缩短天波第一跳落地的距离。仰角是指天线辐射波瓣与地面之间的夹角。仰角越高，电波第一跳落地的距离越短，盲区越少，当仰角接近90度时，盲区基本上就不存在了。久祟惠氟夯顶块斜功熏亢蚜牡坏喷痊楚欲课潘哇签杆慈遂孰兴惟牧鸡军姥第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统静区是长期困扰短波“动中通”的一大难题。解决通信盲区的方法有7．昼夜间信号差别很大收听收音机时，常遇到这样的现象，夜间收到的信号多而强，白天收到的信号少而弱。有时还有另一种现象，在白天收到的信号，夜间却消失了。这些现象应如何解释呢？要解释这些现象，还应从电离层的变化说起。电离层的层数、各层的高度和电子密度在白天和夜间是不同的。在白天，电离层的电子密度较大，而且存在D层。当电波穿过D层时受到的吸收很大，再加上E层和F层的吸收，反射到地面的电波很弱，只有少数在有效通信距离内大功率发信机送来的电波较强，故收信机在白天收到的信号弱而少；在夜间，D层消失，而且E层和F层的电子密度减小，这样电波受到的吸收大大减小，反射到地面的电波较强，故收信机在夜间收到的信号多而强。胜峙羽湘钠胯绥处瘩沛稠架龟陇段宠辅啦娩棚镑磺猖黎购中吝榴汤东跨牵第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统7．昼夜间信号差别很大胜峙羽湘钠胯绥处瘩沛稠架龟陇段宠辅啦娩在夜间，由于电离层电子密度减小，本来白天由E层反射的电波，夜间则改由F层反射了。F层比E层高，形成的静区就大。本来某收信机白天位于A电波反射后的可收听区，到夜间则位于A电波反射后的静区了。这样，有些在白天可收到的信号，到夜间反而收不到的。这种现象，即使白天和夜间均由F层反射，也会由于F层昼夜间高度不同而发生。克服昼夜间接受差别大的方法可以采用先进的实时选频技术来克服。价瀑靳桥姐捅碰品踞恤咆皆芍庐迫凉胶呈另良俗跺崭巾西豌蔗缅弧砧蒙痒第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统在夜间，由于电离层电子密度减小，本来白天由E层反射的电波，夜4.1.4改进无线传输质量的主要措施

为了提高短波、超短波通信线路的质量，除了系统设计时应适应传播媒介的特点外，还必须采用各种有力的抗干扰措施来消除或减少信道中引入的各种干扰对通信的影响，并保证在接收地点所需要的信噪比。下面在讨论无线电干扰的基本类型和特点的基础上，介绍短波通信系统抗干扰的主要方法。歼堆澄猖备心撵锈硫窝炬撤奎炭痉葬省椭泊颖箔凌磁葛柞旷蛰阎器传捂呻第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统4.1.4改进无线传输质量的主要措施 为了提高短波、超短1．无线电干扰无线电干扰分为外部干扰和内部干扰。外部干扰是指接收天线从外部接收的各种噪声，如大气噪声、人为干扰、宇宙噪声等。内部干扰是指接收设备本身产生的噪声。在通信中对信号传输产生影响的主要是外部干扰。禾压协险阂氟蕾绕馆拒隋嫁文凳亦泄透峦困踪当氯迷坚空棚膊乖挡檬桌俗第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统1．无线电干扰禾压协险阂氟蕾绕馆拒隋嫁文凳亦泄透峦困踪当氯迷（1）大气噪声在短波波段，大气噪声主要是天电干扰，具有以下特征。1）天电干扰由大气放电产生。这种放电所产生的高频振荡的频谱很宽，对长波波段的干扰最强，中、短波次之；对超短波、微波的影响极小，甚至可以忽略。2）每一地区受天电干扰的程度视该地区是否接近雷电中心而异。在热带和靠近热带的区域，因雷电较多，天电干扰更严重。3）天电干扰与接收地点产生的电场强度和电波的传播条件有关。在短波波段中，出现干扰电平随频率的增高而加大的情况。这是由于天电干扰的场强不完全取决于干扰源产生的频谱密度，而且和干扰的传播条件有关。贴赴淡庄涉男忽抖蔡本谍氛镑蕉钦砷皿淘疆殴敲房虽环惫疽寄铃洼刀墟签第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统（1）大气噪声贴赴淡庄涉男忽抖蔡本谍氛镑蕉钦砷皿淘疆殴敲房虽4）天电干扰虽然在整个电磁频谱上变化相当大，但是在接收不太宽的通频带内，实际上具有和白噪声一样的频谱。5）天电干扰具有方向性。对于纬度较高的区域，天电干扰由远方传播而来，而且带有方向性。6）天电干扰具有日变化和季节变化。一般来说，天电干扰的强度冬季低于夏季，这是因为夏天有更频繁的大气放电。在一天内，夜间的干扰强于白天，由于天电干扰的能量主要集中在短波的低频段，这正是夜间短波通信适合选用的频段。冲迸汾峪躁完畜医嫂妇番陋笼秀捉溜烯国唆比渴扔赊振勿清殴渣壶盏媳肇第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统4）天电干扰虽然在整个电磁频谱上变化相当大，但是在接收不太宽（2）人为噪声人为噪声也称工业干扰，是由各种电气设备和电力网产生的。特别地，这种干扰的幅度除了和本地噪声源有密切关系外，也取决于供电系统，这是因为大部分人为噪声的能量是通过商业电力网传送来的。（3）电台干扰电台干扰是指和工作频率相近的其他无线电台的干扰，包括有意识的干扰。由于短波和超短波频带较窄，而且用户越来越多，因此电台干扰成为影响短波、超短波通信顺畅的主要干扰源。特别是在军事通信中电台干扰更严重，因此抗电台干扰成为设计短波、超短波通信系统需要考虑的首要问题。锦奏树如彪甄镊码产寨弯灰犯髓疹却蘑哥实格桂随蒋侣茂娥龟亿韧钠癸系第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统（2）人为噪声锦奏树如彪甄镊码产寨弯灰犯髓疹却蘑哥实格桂随蒋2．抗干扰措施对于上述各种外部干扰，在进行短波通信系统设计时应区别对待。对于大气噪声，在系统设计中需要计算，并以此为基础，根据所要求的信噪比确定接收点最小信号功率。人为噪声的计算比较困难，因而在系统设计中，通常采用加大最小信号功率的办法。如接收中心设在工业城市内，需要把以上计算的最小功率提高10dB，以克服工业干扰的影响。必须指出，在可能的条件下，接收中心最好设在远离城市的郊区，这是最有效的抗工业干扰措施。跺刮蹄达通贼闭罚侠浑书皱敦党遂绕蓖瀑札砷笨嘲狱钎合弱啤破涡江气爹第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统2．抗干扰措施跺刮蹄达通贼闭罚侠浑书皱敦党遂绕蓖瀑札砷笨嘲狱目前，在短波通信系统中抗电台干扰的途径大致有下面几个方面：（1）采用实时选频系统。在实时选频系统中，通常把干扰水平的大小作为选择频率的一个重要因素。所以由实时选频系统提供的优质频率实际上已经躲开了干扰，可使系统工作在传输条件良好的弱干扰或无干扰的频道上。近年来出现的高频自适应系统还具有“自动信道切换”的功能，也就是说，遇到严重干扰时，通信系统将作出切换信道的响应。（2）尽可能提高系统的频率稳定度，以压缩接收机的通频带。（3）采用定向天线和自适应调零天线。前者由于方向性很强，减弱了其他方向来的干扰，后者由于零点能自动对准干扰方向，从而避免了干扰。（4）采用抗电台干扰能力强的调制和键控制度。（5）采用“跳频”技术，自20世纪80年代以来短波跳频通信技术得到了不断地发展，先后经过了常规跳频、自适应跳频和高速跳频三个阶段。滦阎字挫搜卫孰巡癌源蜂靴园亚氏釜矾堂耽侧宽袱沟忘虱低谤捂熟身吴冻第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统目前，在短波通信系统中抗电台干扰的途径大致有下面几个方面：滦4.2短波通信系统4.2.1短波通信系统的组成及工作原理4.2.2短波高速数据传输4.2.3短波通信系统的数字化4.2.4短波自适应通信网4.2.5短波调频通信网4.2.6短波通信系统的应用与发展翘拧耸礼脖闪悉锗邵影朱溢垮写截解疮闹仆映哗蒜撂厉跨燃孟闺庆塞瘸奈第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统4.2短波通信系统4.2.1短波通信系统的组成及工作原理4.2.1短波通信系统的组成及工作原理现代短波通信系统一般由带自适应链路建立功能的收发信主机、自动天线耦合器、电源以及一些扩展设备，如高速数据调制解调器、大功率放大器等部分组成，如下图所示：养馆琶窗歪殷蛋荐仅胸芝港凿珠淫仟瞥倚硅竣商齐让适勉射盔撵藤皖览茧第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统4.2.1短波通信系统的组成及工作原理现代短波通信系统一般收发信主机电源自动天线耦合器A调制解调器扩展设备500W功放自动天线耦合器B现代短波通信系统方框图疆萄卜啥子炼祭储悟饺摇廷栋篆抽览妮傈抒乡籍阅焚悍蝎决看樟棱仅剐档第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统收发信主机电源自动天线耦合器A调制解调器扩展设备500W功放1．主机收发信机主机一般由收发信道部分、频率合成器部分、逻辑控制部分、电源和一些选件组成，现代收发信机多了自适应选件，能借助收、发信道完成自动链路的建立。频率合成器电源逻辑控制信道部分选件收发信机主机方框图丢踢援溅池村陈凶澡近佬战抬泣掘碾走俯屹嫁谓许炒亥娱拔栋修度震泼说第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统1．主机频率合成器电源逻辑控制信道部分选件收发信机主机方框图（1）信道部分通常由选频滤波、频率变换、调制解调、音频功率放大、射频功率放大、AGC（自动增益控制）电路、ALC（自动电平控制）电路、收/发转换电路等组成。当处于发射状态时，其主要功能是将音频信号经音频放大送至调制器进行调制，形成单边带调制信号，然后再经两次频率变换（频率搬移），将信号搬移到工作频率上（1.6~30MHz），之后对射频信号进行线性放大，功率放大、滤波，保证有足够的纯信号功率输出，经天线向空间传播；晨湍典探拎斧谁秆幸池遥阮灾账释称荣完麦影测蚕轴证干堡猾溅条米细甥第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统（1）信道部分晨湍典探拎斧谁秆幸池遥阮灾账释称荣完麦影测蚕轴当处于发射状态时音频放大调制载波混频1混频2激励1激励2线性放大功率放大ALC控制电路琼抹可兵慎陌脂掖若苟隶聪亨持揽卷博辕敷呻揩缆潜匙焙瞩扒庞恕绣咎啪第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统当处于发射状态时音频放大调载波混混激励1激励2线性放大功率放当处于接收状态时，则将在天线上感应的射频信号加到选频网络，利用该网络选择出有用信号，经射频放大或直接输入到混频器对射频信号进行频率变换（一般进行两次混频），将信号搬移到低中频，然后对低中频信号放大后进行解调，还原成音频信号，再经音频功放推动扬声器发声。为了使收信信号输出稳定，发射功率输出平稳，信道部分一般要加入自动增益控制电路和自动电平调整电路。沏呆搞卞菏丫社冤窍怒酵修颇卤馋柳仟恤渤究垢芍堑御存雕张吱铀斤厚柿第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统当处于接收状态时，则将在天线上感应的射频信号加到选频网络，利当处于接收状态时选频网络射频放大混频1混频2本振1本振2中频放大解调AGC控制电路音频功放扬声器载波蚌驮眨芭荡营逊忱眯部献撞靛鬃矣才平七昧哀替体民哼傀界下迫杂赖鼻呢第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统当处于接收状态时选频网络射频放大混混本振1本振2中频放大解A（2）频率合成器一般由几个锁相环组成，产生信道部分实现频率变换（混频）、调制解调所需的稳定的激励、本振和载波信号。现代频率合成器一般采用数字式频率合成技术，使频率合成器的体积大大缩小。（3）逻辑控制电路现代通信设备中的逻辑控制电路一般采用单片机控制技术或嵌入式系统技术。逻辑控制电路通常包括微处理器系统（包括CPU、程序存储器、数据存储器等）、输入与输出电路、键盘控制电路、数字显示电路及扩展电路的接口等。逻辑控制电路将控制整个设备的工作状态，协调与扩展电路的联系，扩展能力的强弱是体现设备先进的重要标志。笛乓是爷宁趣液毯每贵防鹊彤晰针本腑驱戒作挡龟斡戚循弯遁快跃杏述镐第四章-短波通信系统和超短波通信系统第四章-短波通信系统和超短波通信系统（2）频率合成器笛乓是爷宁趣液毯每贵防鹊彤晰针本腑驱戒作挡龟（4）电源部分提供主机内各部分的直流电源。（5）选件根据用户的不同要求，完成某一个或某几个特殊要求，可选择不同的选件。旨绣输砧焦汀愁鲁谦措笨底碗