短波通信原理.(DOC)

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（一）（二）在山区、戈壁、海洋等地区，超短波覆盖不到，主要依靠短波；（三）与卫星通信相比，短波通信不用支付话费，运行成本低国各个重要领域的无线通信网使之更加先进和有效满足新时代各项作的需要，无疑是非常有意义的1、短波通信的一般原1.1.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0米0米，频率3~30千赫；长波的波长0米0米，频30~300千赫；中波的波长0~100米，频300千赫6兆赫；短波的波长为100米~10米，频率1.6~30兆赫超短波的波长为10米~1毫米频率为30~300,000（注：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1，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慢，超短波和微波通信就是利用直射波传播的限制直射波通信距离的因素主要是地球表面弧度和山地、楼房等散射传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效率低，不易操作，使用并不广泛。电离层的作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射线和电离层分为DEF1F2四层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F1F2两层。F1层高度150~200公里，只日间起作用，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1.6MHz30MHz。短波的基本传播途径有两个：一个是地波，一个是天波如前所述，地波沿地球表面传播，其传播距离取决于地表介质特性0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、单边带的概般采用调幅方式，超短波一般采用调频方式单边带的定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①提高了频谱利用率，减少信道拥挤②节省发射功率约四分之三③减少信道互扰④抗选择性衰落能力强一部100W单边带电台的实际通话效果，相当于过去1000W以上双边带电优化短波通信的方1、改善短波信号质量的三大要改善短波信号质量的三大要素是：正确选用工作频率；正确选择和架设天地线；选用先进优质的电台和电源等设备。短波频率和超短波频率的使用性质完全不同。超短波属于视距通信可循。一般来说：日频高于夜频（相差约一半）；远距离频率高于近距离；夏季频率高于冬季；南方地区使用频率高于北方；等等。另外，在在日落时，信号先逐渐增强，而后突然中断，可改用较低频率工作中如信号逐渐衰弱，以致消失，可提高工作频率利用计算机测频软件预测可用频率对短波通信很有帮助采用的先进技术手段。计算机测频系统能够根据太阳黑子活动规律等因的可用频段，具有较高参考价值。中澳大利亚的ASPAS系统面向全世界提供测频服务，安装和服务费用高，很有使用价值正确选择和架设天线地天线和地线是很多短波用户容易忽视的问题当通信质量不好时多人习惯于从电台上找原因，而实际上信号不良常常源自天线或地线。短波和超短波使用的天线是完全不同的。超短波通信因为使用频率的长度达到所使用频率的1/2波长时，天线的效率最高。(1)了解天线的基本工作原短波天线分地波天线和天波天线两大类地波天线包括鞭状天线、倒L形天线、T形天线等。这类天线发射出天线常用于近距离通信地波天线的效率主要看天线的高度和地网的量。天线越高、地网质量越好，发射效率越高，当天线高度达到1/2波天波天线主要以天波形式发射电磁波，分为定向天线和全向天线两类。典型的定向天波天线有：双极天线、双极笼形天线、对数周期天线、V天波天线简单的规律为天线水平振子（一臂的）长度达到1/2波长近距离固定通信：选择地波天线或天波高仰角天线点对点通信或方向性通信：选择天波方向性天线等组网通信或全向通信：选择天波全向天线。车载通信或个人通信：选择小型鞭状天线(3)正确处理天线价格与质量的关俗话讲一分钱一分货首先同种用途的天线有不同种类其增益有塑包线为振子的天线高频电磁转换效率高得多又例如匹配器所用的磁分之一甚至更少，通信效果可想而知介绍二种性能和价格兼优的基站天能上能够广泛满足我国大多数用户的通信要求而且价格不高性能价比好，以下分别介绍用于全方位通信的三角组合型全向全角天我国省级行政区，从省会到边缘地区的距离多数在1200公里以内这种天线既能照顾360全方位，又能照顾近中远各种距离，接收兼顾全向和定向两种用途的高增益三线式天三线式天线是国际上近年流行的新型多用途天线它虽然属于偶极增益高，全频段内驻波比小，而且均匀辐射效率高水平架设时不仅在天线宽边方向辐射强，而且在窄边方向也有较强辐射；架设状态平稳，抗风抗毁能力强提供平行和倒V两种架设方式分别支持2500里内定向通信和2000正确架设天线和连接馈选购好合适的天线后还必须正确地安装架设才能发挥出最佳效果随便把天线架起来完事，这样做通信效果很可能是不好的是很差的馈线分为明馈线和射频电缆两类目前100W~150W电台一般都50欧姆；二是对最高使用频率的衰耗值要小。一般来讲，射频电缆直径越粗，衰耗越小，传输功率越大。在实际使用中，100W级短波单边带常选用SYV-50-5或SYV-50-7的射频电缆必要时也可以选SYV-50-的射频电缆天线在进行安装选位和布设时，应尽可能缩短馈线的长度，普通SYV-50-5馈线1米造成信号衰减0.082dB，这意味着100W电台功率通过50米馈线送达天线时，功率剩下不到40W。因此通常要求馈线长度控制在30米以内。如果因为场地条件限制必须延长馈线，则应采用大直径耗，如果必需弯曲，则弯曲角度不得小于120度。电台和天线的匹所谓‚匹配‛就是要求达到无损耗连接只有电台、馈线、天线三保证高频输入输出阻抗一致才能实现无损耗连接多数短波电台的输/输入阻抗为50欧姆，必须选用阻抗为50欧姆的射频电缆与电台匹配天线的特性阻抗比较高一般为600欧姆左右只有宽带天线的特性阻稍低一点，大200~300欧姆，因此，天线不能直接与射频电缆连接，中须与射频电缆的阻抗一致（50欧姆），输出端阻抗必须与天线的输入阻抗一致（600欧姆或200/300欧姆）。阻抗匹配器的最佳安装位置是与天同产品而定。有些天调要求加单/双变换器，天调与单/双变换器之间用50欧姆射频电缆相连（芯线接天调输出端，外皮接天调的地端），单/双变换器的双输出端与天线连接；多数新型天调不用加单/双变换器，用正确埋设接地体和连接地4选用先进优质的电台和电工作频率和天线地线搞好了相当于铺了一条‚好路。好路上还要跑‚好车。好车就是先进优质的电台和电源等设备。选择电台的原则和标怎样评价电台的先进性和优质呢？先进性体现在两个方面特性和工艺结构，这方面先进与否决定了性能指标的优劣和设备的可靠明制造者的科技实力。电气特性涉及的内容很多，这里只简述三个方面③干扰和抗干扰特性。这方面的性能在技术说明书上都是以dB（分贝给对方台的信号不好，而且干扰其它台；电台接收方面的dB指标不好，必然高。模块化除了提高设备可靠性外，还使扩展功能和维修十分便利是当今电台工艺的主流趋势率的自优化功能用于计算机和传真机的数据传输功能用于保密和抗扰的跳频功能用于组网通信的数字选呼功能用于卫星定位的GPS监控能的电台面前那些只能进行简单通话的电台就显得太原始了目前在虑。但可以肯定这种现象是过渡阶段正像现在大家都用GSM手机澳大利亚柯顿公司首创的NGT自优化短波电台，正是先进电台的代电源质量与通信效果的关很多人认为只要稳压电源的输出电压和电流的数值符合要求就可以能是电源动态范围不足所致数据传输对电源的要求更严格如果电源2、短波通信的常见难点及解决方2.1近距离盲区及解决方30公里而天波从电离层第一次反射落（第一跳的最短距离约为100公里。可30100里之间这一段，地波和天波都够不到，形成了短波通信的‚寂静区‛也称为盲区。盲区内的通信大多是比较困难的决盲区通信主要有两个方法：一是加大电台功率以延长地波传播距离；二是常用的有效方法就是选用高仰角天线，也称‚高射天线‛或‚喷泉天线‛跳落地的距离越短，盲区越少，当仰角接近90°时，盲区基本上就不存2车载台的通信困难及解决方法架长天线其辐射能力怎么也比不上固定台因此必须从合理设计天形态和合理选择架设位置等方面来弥补尽可能利用车体的反射效应可能增加天线的‚电长度‛车载天线有多种，现在国际上多认为鞭状天线更适合车辆运动中通效率比较高。美军现在就大量使用这种天线。鞭状天线可选择两种架设形态①远距离通信时多用直立形态，这时可以利用地面以下部分的‚镜象线‛效应，使天线鞭的电长度比实际架高增加将近一倍国外目前还建议采用加大车载台功率的方法延长地波通信距离100W电台基础上接续500W杆，便于架设天、地波兼顾的斜天线二是海面地波传得远而且船离基台距离也较远，不容易形成通信盲区但是船载天线要求抗风强度高腐蚀能力强短波通信是指波长１００－１０米（频率为３－３０ＭＨｚ）的电磁波进行的无线电通信星、微波、光纤好。短波通信系统的效果好坏，主要取决于所使用电台信效果极为重要。下面简单介绍短波天线如何选型和几种常用的天线性能。一、衡量天线性能因极天线作为参考天线其它类型天线最大方向上的辐射强度可以与参考线进行比较，得出天线增益。一般高增益天线的带宽较窄二、几种常用的短波天１．八木天线（ＹａｇｉＡｎｔｅｎｎａ）八木天线在短波通信中通Ｂ，八木天线应用于窄带和高增益短波通信可架设安装在铁塔上具有２．对数周期天线（ＬｏｇＰｅｒｉｏｄｉｃＡｎｔｅｎｎａ）对数周期天线价格昂贵但可以使用在多种频率和仰角上对数周期天线适３．长线天线（Ｌｏｎｇ－ＷｉｒｅＡｎｔｅｎｎａｓ）长线天线优点可以找到最佳接收线的长度和角度通过比较信号波长计算出线的长度６ｄＢ（ＭｏｂｉｌｅＡｎｔｅｎｎａｓ）移动天线一般工０～２５ＭＨｚ特性限制了天线的选择但天线可以放置为倒"Ｌ"这样增加了天线方向性天线简单的双极天线适用于短距离通信但短波远距离通信信四、不同环境下天线选型１．固定站间远／近距离通讯由于固定站间通讯方向是固定不变的，所２．固定站与移动站间通讯由于移动站在运动中，通讯方向不固定，（５０３０００公里"Ｌ型，这样使用增加了天线的垂直辐射面，可以提高发射效率。只要天（３０８０公里的通信困难。３．干扰环境下的天线选型电台干扰是指工作在当前工作频率附近的无在影响短波通信效果的主要因素中天线是首要的选择一副好天线可使电台的有效幅射功率成倍甚至成几倍增加振子组成，工作频段2～30MHz，不用天调。与普通双极宽带天线相比，1、三线天线有3～5dbi的相对增益，而且在全频段基本上保持2:1以下的优异驻波比，而普通宽带天线在很多频率上的驻波比超2.5:1，因此易损坏而三线天线的形态和结构非常合理架设后三条振子始终保持平，性能稳定，且抗风能力强，不易损坏以下分别介绍三线天线的两种架设方式及其不同用途平拉架之间拉直但是三线天线平拉架设的方向图与普通宽带天线不同在较窄边方向也有一定幅射因此三线天线在平拉状态下能够兼顾窄边方向倒V架设倒V架设方式是三线天线独有的特点这种架设方式产生360°全向幅射在较低频率下还能够产生高仰角幅射，因此能够胜任通信网的中心站天我们发现不少用户使用双极宽带天线或鞭状天线作为短波移动网的中心用做中心站天线。原因在于：、它们的方向图都不适合全方位全距离通信，不适合移动通信的要求；、在高仰角方向辐射微弱，近距离效果不好，存在通信盲区。也必须同时改造，才能从根本上提高移动通信的质量以下使用实例能够充分说明三线天线的通信效果信距离超过5500海里；在我国北部的黑龙江和南部的海南岛之间通信，距离超过3200公里，通三线式短波基站天线全频段、高效率、状态平稳、架设方便、抗风力强