無(wú)線電通信中短波的特點(diǎn)與作用研究

陳柳強(qiáng)

（廣州海格通信集團(tuán)股份有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引 言

近年來(lái)，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和完善，無(wú)線通信技術(shù)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，衛(wèi)星技術(shù)的應(yīng)用也逐漸推廣。在傳統(tǒng)通信發(fā)展中，短波通信無(wú)論是在理論研究還是在實(shí)踐應(yīng)用中都表現(xiàn)出良好的優(yōu)勢(shì)，保障了我國(guó)無(wú)線通信技術(shù)快速且平穩(wěn)地發(fā)展。在此將結(jié)合無(wú)線電通信中短波應(yīng)用的特點(diǎn)和作用，研究短波通信質(zhì)量水平的提升，以保證其能夠發(fā)揮最大優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)我國(guó)通信技術(shù)的完善和多樣化發(fā)展。

1 短波傳播原理分析

無(wú)線電波主要包括長(zhǎng)波、中波、短波以及微波等多種形式。其中，短波通信的頻率是3～30 MHz，主要通過(guò)電離大氣層發(fā)射，需要經(jīng)過(guò)一到兩次反射傳播[1]。該過(guò)程不需要中轉(zhuǎn)站，傳播距離遠(yuǎn)。此外，短波傳播也能夠有效利用地波以實(shí)現(xiàn)近距離傳播，傳播原理如圖1所示。

短波最主要的傳播方式是地波傳播和天波傳播，但在地球表面的傳播方式為無(wú)線電波。在地球表面的傳播過(guò)程中，地面的吸收會(huì)導(dǎo)致信號(hào)發(fā)生一定的衰減，衰減程度還受到波長(zhǎng)的影響，波長(zhǎng)越長(zhǎng)受影響程度越大。短波受地面氣壓的影響，在短距離傳播中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)更明顯[2]。

圖1 短波傳播原理圖

2 短波的特點(diǎn)

2.1 短波的優(yōu)點(diǎn)

隨著新型無(wú)電線的應(yīng)用和發(fā)展，傳統(tǒng)的短波通信方式并沒(méi)有消失，而是隨著應(yīng)用需求的增加得到了不斷地更新和進(jìn)步。這取決于通信方式應(yīng)用過(guò)程中獨(dú)有的優(yōu)點(diǎn)，具體如下。

2.1.1 建設(shè)費(fèi)用相對(duì)較低

傳統(tǒng)短波無(wú)線電通信建設(shè)中需要的設(shè)備僅有發(fā)信機(jī)、發(fā)信天線、收信機(jī)以及天線等。設(shè)備需求相對(duì)較低，所以建設(shè)的成本也能夠相應(yīng)地降低，而且后期的維護(hù)成本相對(duì)較小，從而提高了無(wú)線電通信建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2.1.2 設(shè)備安裝簡(jiǎn)便

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，我國(guó)發(fā)信機(jī)和收信機(jī)的制造已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了固態(tài)化和小型化。這不僅實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的便捷移動(dòng)，而且在安裝和操作上也更加方便。尤其是在一些較小距離范圍內(nèi)進(jìn)行安裝和安置時(shí)，可以直接借助汽車或者人力完成。此外，在通信技術(shù)的推動(dòng)下，通信天線的陣型無(wú)論是在樣式上，還是在結(jié)構(gòu)上，都呈現(xiàn)出多樣化和多功能性。在設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，能夠根據(jù)實(shí)際的業(yè)務(wù)需求進(jìn)行制造，有效解決了資源浪費(fèi)和不匹配等問(wèn)題，破除了技術(shù)壁壘，在臨時(shí)無(wú)線電通信系統(tǒng)搭建和移動(dòng)無(wú)線電設(shè)備安裝等方向提供了設(shè)備和技術(shù)支撐。短波通信設(shè)備圖如圖2所示。

圖2 短波通信設(shè)備圖

2.1.3 運(yùn)行成本低

短波在通信傳輸中的能量消耗相對(duì)較少。在其應(yīng)用過(guò)程中，無(wú)論是發(fā)射還是接收環(huán)節(jié)，都不需要大功率就能夠?qū)崿F(xiàn)。此外，與現(xiàn)代的衛(wèi)星通信和寬帶光纖通信相比較，短波通信不需要額外的通信費(fèi)用，在很大程度上降低了短波通信的運(yùn)行成本。

2.1.4 通信距離遠(yuǎn)

短波通信的覆蓋范圍大約為100 km[3]。和其他通信方式相比，短波通信在沙漠和山林等偏遠(yuǎn)復(fù)雜地勢(shì)環(huán)境中的應(yīng)用廣泛。這主要是因?yàn)閺?fù)雜的地勢(shì)環(huán)境難以實(shí)現(xiàn)超短波信號(hào)的全覆蓋，但合理應(yīng)用短波通信設(shè)備布置，能夠?qū)崿F(xiàn)短波無(wú)線通信，操作簡(jiǎn)單且方便快捷[4]。

2.1.5 抗毀性強(qiáng)

短波通信的線路在建設(shè)和使用中表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性，面對(duì)自然災(zāi)害和惡劣天氣時(shí)的抗毀性能力更強(qiáng)。其良好的抗毀性能為救援等活動(dòng)提供安全保障。

2.2 短波的缺點(diǎn)

短波是通過(guò)電離層的天波反射來(lái)實(shí)現(xiàn)信息的傳輸，這就導(dǎo)致晝夜的變化和季節(jié)的交替會(huì)影響到短波通信，在其應(yīng)用中會(huì)表現(xiàn)出信號(hào)不穩(wěn)定和噪聲較大等現(xiàn)象。因此，為保證在無(wú)線電通信中能夠更好使用短波，需要明確其優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改善其應(yīng)用的劣勢(shì)。

2.2.1 短波通信的可靠性差

短波通信的主要通信方式是天波通信。通信質(zhì)量的主要影響因素有電離層的變化和天波的反射次數(shù)等。這些因素的改變都將影響信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性，甚至可能導(dǎo)致信號(hào)的終端和數(shù)據(jù)丟失，最終影響信息傳輸?shù)馁|(zhì)量及準(zhǔn)確性。綜上，短波通信的可靠性相對(duì)較差。

2.2.2 短波通信的傳輸效率低

短波通信的傳輸效率較低，使得短波難以在無(wú)線電通信中的使用和推廣。隨著信息時(shí)代的到來(lái)，現(xiàn)代通信對(duì)信息傳輸效率的要求越來(lái)越高，尤其是在軍事和救援等方面，時(shí)間就是生命。其帶來(lái)的影響是難以估量的，因此對(duì)信息的準(zhǔn)確性和高效性都有嚴(yán)格的要求。

2.2.3 短波通信的抗干擾能力弱

在軍事領(lǐng)域，短波通信的使用還是較為常見(jiàn)的，是重要的指揮途徑。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，通信干擾設(shè)備和技術(shù)層出不窮，各種技術(shù)手段持續(xù)更新，這也致使短波通信的抗干擾能力需要不斷提升，為軍事指揮信息安全保駕護(hù)航。短波通信需要保障多元化和精準(zhǔn)化的發(fā)展方向，滿足軍事信息和軍事智慧的高保密要求。

2.2.4 短波通信的網(wǎng)絡(luò)化不足

網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代，WiFi的普及和應(yīng)用便捷了生活，在人們的生活中也承擔(dān)著越來(lái)越重要的任務(wù)。反觀短波通信，其發(fā)展過(guò)程中的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展還存在一定的不足。合理應(yīng)用和創(chuàng)新對(duì)于短波通信具有重要意義，不僅能夠進(jìn)一步提高短波的抗毀性，而且能夠使其得到進(jìn)一步的普及、推廣以及應(yīng)用。

3 無(wú)線電通信中短波的作用

短波在無(wú)線電通信中的應(yīng)用如圖3所示。目前，短波在無(wú)線電通信的實(shí)際應(yīng)用中，最常見(jiàn)的是無(wú)線衛(wèi)星電話。其在應(yīng)用中不僅操作簡(jiǎn)便，而且還融合了多種高科技元素，保障了無(wú)線電通信的實(shí)際應(yīng)用效果。

3.1 基本用途層面

在傳統(tǒng)通信領(lǐng)域中，短波通信一直承擔(dān)著無(wú)線電通信的重要任務(wù)。基于用途角度來(lái)說(shuō)，短波在電報(bào)和廣播等領(lǐng)域的信息傳輸中承擔(dān)著重要的任務(wù)。又因?yàn)槎滩ㄍㄐ旁O(shè)備的發(fā)展迅速且價(jià)格實(shí)惠，因此能夠靈活應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域。如飛機(jī)、軍事、國(guó)際廣播以及船舶等，是作戰(zhàn)通信和指揮調(diào)度的重要方式[5]。

3.2 通信安全層面

要保證通信的效果，首先要保證傳輸信息的準(zhǔn)確性和完整性，尤其是在軍事通信和應(yīng)急救援等特殊領(lǐng)域中。現(xiàn)代通信的核心是建設(shè)中心樞紐網(wǎng)絡(luò)，保證整個(gè)通信系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，保障中心樞紐網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。一旦其發(fā)生異常，將導(dǎo)致局部甚至是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)生異常或者崩潰。例如，無(wú)論衛(wèi)星通信的哪一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，都將使得整個(gè)通信過(guò)程受到打擊，產(chǎn)生破壞，整個(gè)系統(tǒng)也將癱瘓[6]。而短波通信不需要借助中心樞紐就能夠?qū)崿F(xiàn)通信傳輸，每一個(gè)臺(tái)站都能夠承擔(dān)主站的任務(wù)，所以單個(gè)的損壞對(duì)整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生的影響很小。

圖3 短波在無(wú)線電通信中的應(yīng)用

3.3 通信覆蓋層面

相比較其他通信技術(shù)而言，短波通信在傳播距離方面具有一定的限制。這主要是由于短波通信的傳輸方式是直線傳播，所以在地球的表面不僅要受到地球曲面和地表的阻隔，而且要受到各種介質(zhì)的阻擋，因此傳播距離有限。在不同的傳播環(huán)境下，其傳輸范圍在幾千米到幾百千米內(nèi)，具體不確定，同時(shí)可能存在一定范圍的盲區(qū)。不過(guò)從電離層的發(fā)射原理入手，短波能夠?qū)崿F(xiàn)全球范圍內(nèi)的通信。一旦發(fā)生突發(fā)性意外，短波通信能夠?yàn)橥ㄐ畔到y(tǒng)兜底保障。

3.4 經(jīng)濟(jì)層面

就經(jīng)濟(jì)層面來(lái)看，短波通信的站臺(tái)成本相對(duì)較低。由于不需要建立復(fù)雜的中樞和中繼站，設(shè)備簡(jiǎn)單，設(shè)備投入較少，工藝不復(fù)雜，收費(fèi)較少，所以整體的運(yùn)行成本較低，經(jīng)濟(jì)性較高。

4 結(jié) 論

綜上所述，短波通信在應(yīng)用和發(fā)展過(guò)程中要以具體問(wèn)題為基礎(chǔ)，充分發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，逐漸完善通信功能。結(jié)合生產(chǎn)和生活需要，深入研究，推動(dòng)短波通信的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。