提高短波通信質量及常見問題對策措施

吳輝

（78167 部隊，四川 成都 610000）

0 引言

眾所周知，短波通信是靠天波、地波兩種方式進行信號傳遞的，而當今日益惡劣的電磁環境與各項基礎設施建設也給這兩種傳播方式形成了嚴重干擾，影響了通信效果。如何提高短波通信抗干擾能力，有效改善通信質量，達到通信效果顯得尤為重要。

1 影響短波通信效果的相關因素

影響短波通信效果的因素非常多，從可控的角度來講包括臺站選址、設備選型、工程建設等因素；從不可控的角度來講主要包括傳播過程中的多徑效應、路徑衰耗、各類噪聲等因素。本文重點從可控的角度介紹影響短波通信效果的相關因素。

1.1 臺址的選擇

良好的臺址非常重要，決定著天線與通信設備的效率發揮，更是決定著通信質量的好壞。選擇臺址時首先要考慮天線對場地的要求，因為天線發射和接收的效果與天線架設場地有很大關系，天線除了本身占用場地外，還需在天線前方預留足夠的場地用于電磁波反射。整個天線場地要開闊、平坦、潮濕，場地的土壤應具備良好的電導特性，天線周圍不應有高大的樹木于防止吸收電磁波，天線前方不應有高大的建筑物阻擋電磁波發射或接收[1]。

1.2 設備選型

在短波通信系統中，收發信設備、天線及其相關配套設施必不可少，必不可分，各有各的功效。

1.2.1 發射機

按照臺站通信距離范圍合理配置各等級功率的發射機，目前常用的有10KW、1KW、400W三種功率等級的發射機，按照通信距離遠近和對方接收環境合理選用相應等級的發射機，如從北京到西藏、新疆應選用10KW發射機，北京到重慶、成都選用1KW發射機。

1.2.2 接收機

接收機功率選用要求不高，重點是接收靈敏度和最大接收電平兩個配置，即滿足能夠在不超過一定誤碼率情況下識別的最小信號強度和在不發生失真的情況下能夠接受的最大信號功率[2]。目前常用的接收機有125W、400W、1KW三種功率等級的發射機。

1.2.3 天線

設備選型中，最重要的是天線配置及架設。天線按傳播途徑可分為地波與天波天線兩類。

常見的地波天線有T形天線、倒L形天線、鞭狀天線，主要是近距離通信，其通信效率主要是看天線架設高度、地網材質及其阻值，天線架設越高，地網使用材質越好，阻值越小，發射效率越好。

1.2.4 配套附屬設施

配套附屬設施中最重要的是電源系統、光傳輸系統和防雷接地系統。在整個短波通信系統中電源系統是心臟、光傳輸系統是血脈、防雷接地系統是金鐘罩，在此不多闡述。

1.3 工程建設

在整個工程建設中影響短波通信效果的因素可能存在于天線架設、饋線連接、地網敷設三個環節。

1.3.1 天線架設

主要體現在天線架高不夠、方向有偏移（對于定向天線而言）、天線陣子展開不夠或垂度不夠、陣子線絞鏈或斷裂等，直接導致收發信號效果不好影響通信效果。

1.3.2 饋線連接

主要體現在饋線破損或變形、連接頭焊接工藝不高、連接頭自身材質不過關、防雷保護器阻抗不匹配、接頭與饋線連接不緊密、接頭防水效果不好等，都可導致天線駐波比增大而影響通信效果[4]。

1.3.3 地網敷設

現行的天線基本都是行波天線，地網是整個天線輻射體的重要組成部分，不僅起著防雷保護的作用，同時承載著信號傳輸時減少發射駐波和減少接收噪聲的作用，一般情況下要求接地阻值小于4Ω，特殊地質可放寬至10Ω。

2 提高短波通信質量的相關措施

改善短波信號質量的主要途徑包括選用合適的工作頻率、正確選用和架設天線、收發信機要和天線相互匹配。

2.1 選用合適的工作頻率

由于短波的工作頻率經常受電離層的變化、通信距離的遠近、海拔的高度、收發天線的類型等因素影響，如果用同一套電臺和天線，而用不同的頻率工作其通信效果是截然不同的。一般來講，白天工作頻率要高于夜間（相差約一半）、遠距離工作頻率要高于近距離；夏季工作頻率要高于冬季；南方地區工作頻率要高于北方。

2.2 正確選用和架設天線

當電臺工作信號不是很好時，大家通常習慣于在電臺上找問題，而實際上問題往往出現在天線或地線上。

2.2.1 天線類型選用原則

天線類型的選用應遵從以下三個原則：一是近距離通信選用地波天線或天波高仰角天線；二是點對點通信或方向性通信選用天波定向天線；三是組網通信或全向通信選用天波全向天線。

2.2.2 天線材質選擇要求

天線用途不同，增益高低也不同；天線材質不同，制造工藝不同，通信效果差異也很大。如以特種不銹鋼絞線為材質的陣子天線比塑包線為材質的陣子天線的高頻電磁轉換效能要高許多；再比如天線上的阻抗匹配器如果用高性能的磁料能保證整個短波工作頻段上的每個頻點都能很好的匹配，而劣質的磁料會造成很多頻點不能很好匹配，導致駐波比過大。

2.2.3 正確架設天線和連接饋線

天線架設、饋線連接、地網敷設要求在前文有述，此處重點對天線架高和饋線進行相關說明。天線的架高是指天線陣子與大地地面或樓房樓頂的相對高度[5]。天線饋線是收發信機通過收發天線收發信號的唯一通道，目前廣泛使用的是特性阻抗為50Ω的同軸射頻饋線。

2.3 收發信機要和天線相互匹配

匹配是指收發信機、饋線、天線三者的輸入輸出阻抗一致。目前使用的短波收發信機輸入輸出阻抗和同軸饋線阻抗均為50Ω，但目前使用的短波寬帶天線其特性阻抗為200-300Ω，導致天線不能直接與饋線連接，兩者之間須加裝單/雙變換器。天調是匹配天線與發信機的，老式的天調加有單/雙變換器，天調與單/雙變換器之間用特性阻抗為50Ω的射頻線相連，單/雙變換器的雙輸出端與天線引線相連。目前使用的新型天調沒有單/雙變換器，其輸出端通過饋線與天線相連，輸入端通過射頻線與功放射頻輸出端相連[6]。

3 短波通信常見問題及解決方法

3.1 盲區間的通信難題及解決方法

正常情況下，地波最遠可傳輸30公里（潮濕土壤地面），但是天波的第一跳落地最短距離約為100公里，從而在30至100公里之間形成一個通信盲區。解決盲區間的通信方法有兩種：一是用大功率發射機增加信號功率使地波的傳輸距離延長，在發射功率上做補償；二是把天波天線的仰角調高，縮短電波第一跳落地距離，使盲區變小。

3.2 固定站與移動站之間通信難題及解決辦法

通常情況下，移動站接收固定站信號強，但固定站接收移動站信號弱，因為固定站使用的發射機和天線功率大，而移動站使用的發射機和天線功率小，加之存在通信盲區，所以通信困難[7]。解決方法是選用鞭狀天線，在30-100公里近距離通信時將天線拉成倒L型，利用車頂的反射作用增加天線的垂直輻射面，提高發射效率，當天線的發射仰角和電臺工作頻率恰當，可以有效克服盲區通信困難；在500-3000公里中遠距離通信時將天線豎直，利用地面以下部分的“鏡像天線”效應使天線鞭的電長度比實際架高增加一倍，只要頻率合適，也能達到較好的通信效果；在3000公里以上超遠距離通信時，按照通信方向和組網運用可臨時架設攜帶方便的樹籠形天線、倒V形天線、大功率鞭狀天線。

3.3 干擾環境下的通信難題及解決辦法

針對敵方有意識的干擾，可采用三種有效方法應對：一是在敵方釋放電磁干擾來破壞和壓制我接收方接收信號時，我發射方可采用高增益、方向性強的大功率天線配合大功率發射機發射信號，使其無法干擾；二是如果敵方想要跟蹤、截獲、分析我方信號然后再施放干擾信號，我方可使用擴頻、跳頻、跳時、混頻等技術，減少其偵察干擾的概率；三是從源頭上減少敵方干擾的能力，提高電臺的性能（如發射功率、接收靈敏度等），綜合運用自適應、分集、猝發等技術[8]。

4 結語

隨著我國信息技術以及科技水平的不斷提升，人們對無線通信的依賴度也不斷提高，而短波通信作為無線通信的一個分支，其系統安全性及抗干擾能力都顯得越來越重要，只有對其干擾性進行深入分析研究，不斷優化創新，開發自身具有良好安全性和抗干擾能力的新型短波通信系統，為信號的傳輸與接收提供技術保障，才能從根本上解決短波通信受干擾的問題，這對有效提升我國通信系統生存能力也有著重大意義。