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短波通信盲区及其解决方法

发表日期:2007年2月28日   【编辑录入:飞奔

    短波通信的发展前景

  尽管当前新型无线通信系统不断涌现,短波这一最古老和传统的通信方式仍然受到全世界的普遍重视,在卫星通信和移动通信快速发展的今天,短波通信不仅没有被淘汰,还在快速发展。其原因是:短波通信距离远、抗毁能力和自主通信能力强、运行成本低。

  短波通信技术发展状况

  近年来,短波通信技术在世界范围内获得了长足进步,出现了很多新电台、新装备和新技术。其主要特点是:

  1、短波电台

  短波单边带电台体积越来越小,功能越来越多,性能越来越好,兼容性越来越强。数字化是短波电台的必然发展趋势。

  2、短波天线

  短波天线主要是向宽带、全向、无“盲区”、高增益方向发展。体积越来越小,效率越来越高。现推出了多款新型基站天线和车载天线。

  3、频率选择

  在频率选择方面,除已广泛使用的ASAPS测频系统和ALE自适应选频方法外,又推出了短波全频段实时自适应选频系统和频率管理系统。

  4、噪声消除

  在抗噪声方面推出了多种静噪、消噪方式,尤其是美国SGC公司最近推出的ADSP2单端消噪器,可以串接在任何无线电台的收信音频放大电路中或做成消噪扬声器,消除信道中的背境噪声,使短波电台的收听质量,达到或接近超短波电台的收听水平。

  5、组网通信

  在组网通信方面,除自适应(ALE)功能中的选呼组网方式外,国外己推出了CCIR493数字选呼系,该系使每一部电台分得一个不重复的ID码(4~6位),通过它可组成万台级的大网,现在澳大利亚生产的短波电台,欧、美生产的部份短波电台,己作为常规功能,固化于整机中。CCIR493数字选呼系统可实现单呼、组呼、群呼,收发短信息,传送GPS定位信号,传送警报信号,实现短波/市话网双向自动拨号等功能。

  短波通信盲区及解决方法

  一、 短波传播方式

  无线电广播、无线电通信、电视、雷达等都要靠无线电波的传播来实现。

  电波在各种媒介质及媒介质分界面上传播的过程,由于反射、折射、散射及绕射,其传播方向经历各种变化,由于扩散和媒介质的吸收,其场强不断减弱。为使接收点有足够的场强,必须掌握电波传播的途径、特点和规律,才能达到良好的通信效果。

  常见的传播方式有:

  地波(表面波)传播,直射波(视距)传播,天波传播,散射传播。

  超短波适用直射波传播方式进通信。

  短波的基本传播途径有两种:

  A、地波(表面波)传播。

  B、天波传播。天波传播是短波通信的主要传输方式。

  1、地波传播

  沿大地与空气的分界面传播的电波,叫地面波或表面波,简称地波。地波的传播途径如图1-1 所示。其传播途径主要取决于地面的电特性。地波在传播过程中,由于部份能量被大地吸收,很快减弱,波长越短,减弱越快,因而传播距离不远。但地波不受气候影响,可靠性高。通常,超长波、长波、中波无线电通信,利用地波传播。

  2、天波传播

  天波是指由天线向高空辐射的电磁波受到天空电离层反射或折射后返回地面的无线电波。传播途径如图 1-2所示。

  天波是短波的主要传播途径。短波信号由天线发出后,经电离层反射回地面,又由地面反射回电离层,可以多次反射,因而传播距离很远(可上万公里),而且不受地面障碍物阻挡。但天波传播的最大弱点是信号很不稳定的,处理不好会影响通信效果。随着无线电通信新技术的不断涌现,天波传播弱点对短波通信的影响,正在逐步被克服。

  3、 通信盲区

  上面已介绍了地波和天波两种传播方式。一般来说,地波的传播距离可达20~30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80~100公里,可见20至100公里之间这一段,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,如图 1-3 所示。盲区内的通信大多是比较困难的。车载 台由于天线的限制,均存在通信盲区问题。

  二、解决通信盲区的方法

  1、常用方法:

  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”,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°时,盲区基本上就不存在了。

  在新式天线未出现之前,我们常用低架双极天线来解决近距离通信盲区问题,效果也不错。

  2、三线式天线是目前效果较好的短波基站无盲区天线

  澳大利亚月光公司生产的FD-230系列三线式宽带短波天线,已在我国推广使用较长时间,据我们反复测试和用户实际使用情况反映,该天线不用接天调,增益高,架设方便,通信效果好。水平架设使用,兼顾远、中、近距离通信(我们的用户最远的通1万3千公里);倒V架设使用,实现中、近距离无盲区通信。该天线目前正在武警系统、陆海空三军及二炮、公安系统、人防系统、林业部门、交通部门等单位大量推广使用。国内已有不少三线宽带天线仿制品,但关键部件的质量和性能与国外产品还有不少差距。

  3、ML-90天线是目前国内最好的车载无盲区短波天线

  长期以来,近距离通信盲区一直困扰着短波车载通信。人们尝试了各种天线,虽有不同程度的改善,但无法从根本上解决问题。现在由澳大利亚科麦克公司发明的ML-90车载电磁环天线完全解决了近距离通信盲区问题。

  ML-90天线采用单电磁环振子配合新式自动天调,其特殊结构和特殊调谐原理,使天线产生强力的垂直幅射分量,天波信号以喷泉方式向空中幅射,大大缩短了经电离层第一次反射落地(第一跳)电波的最短距离,使天波传播的最近距离与地波传播的最远距离衔接,从而完全消除了近距离通信盲区。

  ML-90天线在100公里范围内没有通信盲区,信号等级可达3~5分;600公里范围内信号等级可达2~4分;1000公里范围内信号等级可达1~3分。

  4、7006宽带软天线是便携式电台理想的无盲区天线

  7006天线结构轻巧,便于携带,能快速架设和收集。不需天调,2~30MHZ范围内均能良好配谐。适合个人携带电台、车载台、野外临时基站使用。它的全向通信半径可达1000公里,在600公里范围内能进行可靠通信。

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