第二章短波和超短波通信系统.ppt
第二章短波和超短波通信系统2-7
三、短波自适应通信
根据是否发射探测信号分为：主动式选频系统和 根据是否发射探测信号分为：主动式选频系统和被动 式选频系统。前者要发射探测信号， 来完成自适应选频； 式选频系统 。 前者要发射探测信号 ， 来完成自适应选频 ； 后 者无需发射探测信号， 者无需发射探测信号 ， 而是通过某种计算方法计算出电路的 可通频段，在该可通频段内测量出安静频率作为通信频率。 可通频段，在该可通频段内测量出安静频率作为通信频率。
三、短波自适应通信
由以上定义可以引出以下几个重要概念。 由以上定义可以引出以下几个重要概念。
采用RTCE RTCE的短波自适应系统和给定的通信线路与所要传输 3 ） 采用 RTCE 的短波自适应系统和给定的通信线路与所要传输 的通信业务密切相关。它并不考虑电离层结构和电离层的具体变化， 的通信业务密切相关。它并不考虑电离层结构和电离层的具体变化， 而从特定线路出发，发送某种形式的探测信号，接收端在规定的彝 而从特定线路出发， 发送某种形式的探测信号， 族信道上测量被选定的参数，通过实时处理所得数据， 族信道上测量被选定的参数，通过实时处理所得数据，即可定量地 区分被测信道的优劣，从而为通信线路提供实时的频率资源信息。 区分被测信道的优劣，从而为通信线路提供实时的频率资源信息。 RTCE最终目的是要能描述在一组信道上传输某种通信业务 4 ） RTCE 最终目的是要能描述在一组信道上传输某种通信业务 的能力。在RTCE中反映这种能力最好是和线路上传输某种通信业务 的能力。 RTCE中反映这种能力最好是和线路上传输某种通信业务 的质量指标联系起来。通常传输数据采用误码率， 的质量指标联系起来。通常传输数据采用误码率，传输语音时用清 晰度较为适宜。 晰度较为适宜。
三、短波自适应通信
5．有效拓展了短波通信业务范围 ． 短波自适应通信系统不仅可以进行传统的报话通信， 短波自适应通信系统不仅可以进行传统的报话通信，而 在外接数字调制解调器和相应的终端设备，如计算机、 且，在外接数字调制解调器和相应的终端设备，如计算机、 传真机等，可以进行数据、传真和静态图像等非话业务通信。 传真机等，可以进行数据、传真和静态图像等非话业务通信。
短波通信原理[课件资料]
![短波通信原理[课件资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/5f5e6508c4da50e2524de518964bcf84b9d52d4f.png)
短波通信原理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信方式仍然受到全世界普遍重视，不仅没有被淘太，还在快速发展。
其原因主要有三：一、短波是唯一不受网络枢钮和有源中继体制约的远程通信手段，一但发生战争或灾害，各种通信网络都可能受到破坏，卫星也可能受到攻击。
无论哪种通信方式，其抗毁能力和自主通信能力与短波无可相比；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。
近年来，短波通信技术在世界范围内获得了长足进步。
这些技术成果理应被中国这样的短波通信大国所用。
用现代化的短波设备改造和充实我国各个重要领域的无线通信网，使之更加先进和有效，满足新时代各项工作的需要，无疑是非常有意义的。
这里简要介绍短波通信的一般概念，优化短波通信的经验，以及一些热门的新技术。
1、短波通信的一般原理1.1.无线电波传播无线电广播、无线电通信、卫星、雷达等都依靠无线电波的传播来实现。
无线电波一般指波长由100,000米到0.75毫米的电磁波。
根据电磁波传播的特性，又分为超长波、长波、中波、短波、超短波等若干波段，其中：超长波的波长为100,000米~10,000米，频率3~30千赫；长波的波长为10,000米~1,000米，频率30~300千赫；中波的波长为1,000米~100米，频率300千赫~1.6兆赫；短波的波长为100米~10米，频率为1.6~30兆赫；超短波的波长为10米~1毫米，频率为30~300,000兆赫（注：波长在1米以下的超短波又称为微波）。
频率与波长的关系为：频率=光速／波长。
电波在各种媒介质及其分界面上传播的过程中，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（地表面波）传播沿大地与空气的分界面传播的电波叫地表面波，简称地波。
短波通信原理
短波通信原理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信方式仍然受到全世界普遍重视，不仅没有被淘太，还在快速发展。
其原因主要有三：（一）短波是唯一不受网络枢钮和有源中继体制约的远程通信手段，一但发生战争或灾害，各种通信网络都可能受到破坏，卫星也可能受到攻击。
无论哪种通信方式，其抗毁能力和自主通信能力与短波无可相比；（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。
近年来，短波通信技术在世界范围内获得了长足进步。
这些技术成果理应被中国这样的短波通信大国所用。
用现代化的短波设备改造和充实我国各个重要领域的无线通信网，使之更加先进和有效，满足新时代各项工作的需要，无疑是非常有意义的。
这里简要介绍短波通信的一般概念，优化短波通信的经验，以及一些热门的新技术。
1、短波通信的一般原理1.1.无线电波传播无线电广播、无线电通信、卫星、雷达等都依靠无线电波的传播来实现。
无线电波一般指波长由100,000米到0.75毫米的电磁波。
根据电磁波传播的特性，又分为超长波、长波、中波、短波、超短波等若干波段，其中：超长波的波长为100,000米~10,000米，频率3~30千赫；长波的波长为10,000米~1,000米，频率30~300千赫；中波的波长为1,000米~100米，频率300千赫~1.6兆赫；短波的波长为100米~10米，频率为1.6~30兆赫；超短波的波长为10米~1毫米，频率为30~300,000兆赫（注：波长在1米以下的超短波又称为微波）。
频率与波长的关系为：频率=光速／波长。
电波在各种媒介质及其分界面上传播的过程中，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（地表面波）传播沿大地与空气的分界面传播的电波叫地表面波，简称地波。
短波和超短波通信系统共48页文档
短波和超短波通信系统
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无ห้องสมุดไป่ตู้言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
长波、中波、短波、超短波和微波
长波、中波、短波、超短波和微波长波：指频率为100～300KHz，相应波长为3～1km范围内的电磁波。
中波：指频率为300KHz～3MHz，相应波长为1km～100m范围内的电磁波。
短波：指频率为3～3MHz，相应波长为100～10m范围内的电磁波。
超短波：指频率为30～300MHz，相应波长为10～1m范围内的电磁波。
微波：指频率为300MHz～300GHz，相应波长为1m～1mm范围内的电磁波。
混合波段：指长、中、短波、超短波和微波中有两种或两种以上波段混合在一起的电磁波。
长波的传播主要是靠地面波和经电离层折回的天空波来进行的，它的传播距离由发射机的功率和地面情况所决定，一般不超过3000公里。
主要用作无线电导航，标准频率和时间的广播以及电报通信等。
中波靠地面波和天空波两种方式进行传播。
在传播过程中，地面波和天空波同时存在，有时会给接收造成困难，故传输距离不会很远，一般为几百公里。
主要用作近距离本地无线电广播、海上通信，无线电导航及飞机上的通信等。
短波的传播主要靠天空波来进行的，它能以很小的功率借助天空波传送到很远的距离。
主要是远距离国际无线电广播、远距离无线电话及电报通信、无线电传真、海上和航空通信等。
超短波，又叫米波或甚高频无线电波。
主要传播方式是直射波传播，传播距离不远，一般为几十公里。
主要用作调频广播、电视、导航、雷达及射电天文学等。
微波;主要是直射波传播。
微波的天线辐射波束可做得很窄，因而天线的增益较高，有利于定向传播；又因频率高，信道容量大，应用的范围也很广。
主要用作定点及移动通信、导航。
雷达定位测速、卫星通信、中继通信、气象以及射电天文学等方面。
我们按照无线电波的波长人为地把电波分为长波（波长1000米以上），中波（波长100-1000米），短波（波长10-100米），超短波和微波（波长为10米以下）等等.各个波段的传播特点如下：1．长波传播的特点由于长波的波长很长，地面的凹凸与其他参数的变化对长波传播的影响可以忽略.在通信距离小于300km时，到达接收点的电波，基本上是表面波.长波穿入电离层的深度很浅，受电离层变化的影响很小，电离层对长波的吸收也不大.因而长波的传播比较稳定.虽然长波通信在接收点的场强相当稳定，但是它有两个重要的缺点：①由于表面波衰减慢，发射台发出的表面波对其他接受台干扰很强烈.②天电干扰对长波的接收影响严重，特别是雷雨较多的夏季.2．中波传播的特点中波能以表面波或天波的形式传播，这一点和长波一样.但长波穿入电离层极浅，在电离层的下界面即能反射.中波较长波频率高，故需要在比较深入的电离层处才能发生反射.波长在3000－2000米的无线电通信，用无线或表面波传播，接收场强都很稳定，可用以完成可靠的通信，如船舶通信与导航等.波长在2000－200m的中短波主要用于广播，故此波段又称广播波段.3．短波传播的特点与长，中波一样，短波可以靠表面波和天波传播.由于短波频率较高，地面吸收较强，用表面波传播时，衰减很快，在一般情况下，短波的表面波传播的距离只有几十公里，不适合作远距离通信和广播之用.与表面波相反，频率增高，天波在电离层中的损耗却减小.因此可利用电离层对天波的一次或多次反射，进行远距离无线电通信.4．超短波和微波传播的特点超短波，微波的频率很高，表面波衰减很大；电波穿入电离层很深，甚至不能反射回来，所以超短波，微波一般不用表面波，天波的传播方式，而只能用空间波，散射波和穿透外层空间的传播方式.超短波，微波，由于他们的频带很宽，因此应用很广.超短波广泛应用于电视，调频广播，雷达等方面.利用微波通信时，可同时传送几千路电话或几套电视节目而互不干扰.超短波和微波在传播特点上有一些差别，但基本上是相同的，主要是在低空大气层做视距传播.因此，为了增大通信距离，一般把天线架高.长波(包括超长波)是指频率为300kHz以下的无线电波。
02_第二章 甚高频通信系统
通信系统
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6
2.1 超短波传播特性
例 A.假设视距传输，求一个飞机VHF发射机与一个300 km远的接收站之间的最大自由空间路径损耗。 B.假设发射机的发射功率不变，欲使接收机接收到 四倍的功率，飞机与接收站的距离需要变为多远？ 解：A.
B.
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在自由空间条件 下，欲使传播距 离翻倍，应使发 射功率增至四倍
R h1
d1 2Rh1 d1(km) 3.6 h1(m)
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2.1 超短波传播特性 ❖ 无线电地平线的计算(续)
▪ 在B处增加一机载或高塔天线， 高度为h2
▪ 两点间的视距距离为
d (km) 3.6 h1(m) h2 (m)
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2.1 超短波传播特性 ❖ 无线电地平线的计算(续)
6 26
626
✓ 波程差等于整数倍波长的时，衰减达到极大值
✓ 地表反射系数 值越大，曲线起伏程度就越大
通信系统
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2.1 超短波传播特性
✓ 接收点处的功率/场强随天线高度变化而变化 ✓ 接收点处的功率/场强随站机间距离变化而变化
存在地表反射时，接收功率随距离和天线高度变化的情况
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不同飞行高度的地平线距离
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2.1 超短波传播特性
VHF台站对不同飞行高度的覆盖情况
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2.1 超短波传播特性
❖ 电磁波的反射、绕射、折射、散射和吸收 ▪ 平坦地表对电磁波的反射
T
短波通信系统介绍
短波通信系统介绍短波通信系统介绍一、短波通信概述 (5)二、短波通信的优势 (5)三、短波通信的一般原理 (6)3.1.无线电波传播 (6)3.2 电离层的作用 (7)3.3 短波频率范围 (7)3.4 短波传播途径 (8)四、单边带概念 (8)4.1 单边带的定义 (9)4.2 单边带的优点 (9)五、优化短波通信的方法 (9)5.1 正确选用工作频率 (9)5.2计算机测频 (10)5.3 正确选择和架设天线地线 (10)六、短波电台天线知识 (11)6.1了解天线的基本工作原理 (11)6.2正确选择电台天线 (11)6.3正确处理天线价格与质量的关系 (12)6.4常用的天线 (12)6.4.1用于全方位通信的三角组合型全向全角天线 (12)6.4.2兼顾全向和定向两种用途的高增益三线式天线 (12)七、工程施工要点 (13)7.1正确架设天线和连接馈线 (13)7.2电台和天线的匹配 (14)7.3正确埋设接地体和连接地线 (14)7.4选用先进优质的电台和电源 (15)八、短波电台的应用 (16)9.1 近距离盲区及解决方法 (17)小知识： (18)一、衡量天线性能因素 (18)二、几种常用的短波天线 (18)一、短波通信概述短波通信是利用波长为100-10米(3-30兆赫兹)的电磁波进行的无线电通信，也称高频通信，主要靠天波传播，可经电离层一次或数次反射，最远可传至上万公里，如按气候、电离层的电子密度和高度的日变化，以及通信距离等因素选择合适的频率，就可用较小功率进行远距离通信。
但是由于电离层的高度和密度容易受昼夜、季节、气候等因素的影响，所以短波通信的稳定性较差，噪声较大。
目前，它广泛应用于电报、电话、低速传真通信和广播等方面。
由于采用大气空间及电离层为传输媒介无需投资，仅需配置短波收发信机和天线、馈线系统即可组成短波通信系统。
该系统通信设备较简单，机动性大，因此，可用于电话、电报、传真和广播等业务，特别适合应急通信和抗灾通信。
短波和超短波通信系统
（二）短波高速数据传输
（2）抗衰落性良好的调制键控技术，时 频调制技术就是其中的一种。
（3）分集接收技术，在给定信号形式的 条件下，接收端通过接收信号的某些处理来提 高系统的抗衰落和抗干扰能力的一种技术。
（二）短波高速数据传输
（4）差错控制技术，在短波数据传输系 统中加入某种类型的差错控制技术，使接收端 具有检测和纠正信息错误的能力。差错控制技 术与前面提到的各种技术不同，不论是由多径、 衰落还是干扰造成的数据错误接收，在一定条 件下，绝大部分错误都能通过差错控制系统予 以纠正，从而提高了系统的通信质量。
1．主机
（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。
（二）短波高速数据传输
采用分集接收技术应研究两个基本问题： 一是信号的分散传输问题。即将同一信号分散传输， 以求在接收端获得多个独立衰落的信号样品，实践证明， 在空间、频率、时间、角度和极化等方面分离得足够远的 无线电信道，衰落可以认为是相互独立的，所以利用信号 分散传输，在接收端获得独立衰落的样品是完全可能的。 必须指出，在接收端能获得多个独立衰落的信号样品，是 分集接收克服快衰落，达到可靠通信的依 (t) i 1
（二）短波高速数据传输
（3）合并方式
3）最大比值合并方 式，各路信号合并时，加 权系数按各路的信噪比而 自适应地调整，以求合并 后获得最大信噪比输出。
m
f (t) ai fi (t) i 1
短波通信系统和超短波通信系统
智能化发展
随着人工智能和大数据技术的应用，短波通信系统和超短波通信系统的智能化发展成为未来的重要趋 势。通过引入智能化技术，可以实现自适应调制解调、自适应天线调整、自适应信道选择等功能，进 一步提高通信系统的性能和可靠性。
智能化发展还可以实现通信系统的自主管理和维护，减少人工干预和故障率，提高整个通信系统的稳 定性和可用性。同时，智能化技术还可以帮助通信系统更好地适应各种复杂环境和应用场景，满足各 种不同的通信需求。
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短波通信系统和超短波通信系统
目录
• 引言 • 短波通信系统 • 超短波通信系统 • 短波通信系统与超短波通信系统的比较 • 未来发展趋势
01 引言
通信系统的定义与分类
通信系统定义
通信系统是实现信息传输和交换的设 备、设施和网络的组合，主要用于传 递信息，满足人们通信交流的需求。
通信系统分类
根据传输媒介和工作频段，通信系统 可分为短波通信系统、超短波通信系 统、微波通信系统、卫星通信系统等 。
超短波通信系统
传输质量相对较稳定，信号不易受到干扰和衰落，适用于高 质量的语音和数据传输。
覆盖范围
短波通信系统
覆盖范围较广，可以实现全球范围内的通信。
超短波通信系统
覆盖范围相对较小，通常只能实现较近距离的通信，适用于局域网或城域网的应用。
05 未来发展趋势
融合发展
短波通信系统与超短波通信系统的融合，可以充分利用两者的优势，提高通信的 可靠性和稳定性。例如，在复杂环境中，超短波通信系统可以提供稳定的通信链 路，而在远程通信中，短波通信系统则具有更好的穿透能力和覆盖范围。
短波和超短波解读
CDMA2000： 这也是3G通信标准之一，在几年前中国发放3G牌照的时候，将 这个牌照发放给了中国电信，但因为中国目前所运营的3种3G模式都互 不兼容，所以我们平常市场上支持该模式的手机也比较少。
总的来说，现在市场上的中高端手机普遍都支持两种模式，它们的组合 模式是： 中国移动：GSM、TD-SCDMA 中国联通：GSM、WCDMA 中国电信：CDMA、CDMA2000
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。
射线
(a) 电离层
(b)
对流层
(c)
(d)
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
二、短波通信系统
主要依靠天波和地波两种传播方式。
短波通信系统和超短波通信系统
一、 无线电通信
二、 短波通信系统
三、 超短波通信系统
一、无线电通信
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
1 01 0 1 01 1 1 01 2
气温 随高度 变化曲 线 温度
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k m
E层 D层 中波 长波 短波
1 00 km 6 0 km～7 0 k m
短波和超短波通信系统卷积编码PPT课件
g2 g3
输出序列 111，001，100，110
三、卷积码的编码过程
+
+
g1
输入序列
11
g2
…… 01101
g3
+
卷积码（3，1，3）编码器生成函数
输出序列
g1=an
111，001，100，110，010 ……
g2=an+ an-2
g3=an+ an-1+ an-2 卷积码（3，1，3）编码器
常用的纠错编码
三、卷积码的编码过程
+ +
输入序列
… … ，an+2 an+1， an
an-1 an-2 +
g2 g3
卷积码（3，1，3）编码器生成函数
g1=an
g2=an+ an-2 g3=an+ an-1+ an-2
卷积码（3，1，3）编码器
三、卷积码的编码过程
例1：一个卷积编码器如图所示，试写出这
个编码器各函数发生器的矢量？
特点：纠错能力随着N的增加而增加。 适合用于前向纠错。
译码复杂。
常用的纠错编码
一、卷积码的概念 二、卷积码编码器的一般形式 三、卷积码的编码过程 四、卷积码的图解描述 五、卷积码的译码 六、交织编码和去交织编码
二、卷积码编码器的一般形式
卷积码表示形式：（n， k， N） k: k个信息位 n: n位输出
输入序列
… … ，an+2 an+1， an
+ an-1 an-2
+
g1 =101 g2 =111
g1 g2
输出序列
三、卷积码的编码过程
短波与超短波
一、短波通信短波通信(Short-wave Comunication)是无线电通信的一种。
波长在10 米～100 米之间，频率范围 3 兆赫～30 兆赫。
发射电波要经电离层的反射才能到达接收设备，通信距离较远，是远程通信的主要手段。
由于电离层的高度和密度容易受昼夜、季节、气候等因素的影响，所以短波通信的稳定性较差，噪声较大。
目前，它广泛应用于电报、电话、低速传真通信和广播等方面。
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信方式仍然受到全世界普遍重视，不仅没有被淘汰，还在快速发展。
1. 短波传播途径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。
海面介质的电导特性对于电波传播最为有利，短波地波信号可以沿海面传播1000 公里左右；陆地表面介质电导特性差，对电波衰耗大，而且不同的陆地表面介质对电波的衰耗程度不一样（潮湿土壤地面衰耗小，干燥沙石地面衰耗大）。
短波信号沿地面最多只能传播几十公里。
地波传播不需要经常改变工作频率，但要考虑障碍物的阻挡，这与天波传播是不同的。
短波的主要传播途径是天波。
短波信号由天线发出后，经电离层反射回地面，又由地面反射回电离层，可以反射多次，因而传播距离很远（几百至上万公里），而且不受地面障碍物阻挡。
但天波是很不稳定的。
在天波传播过程中，路径衰耗、时间延迟、大气噪声、多径效应、电离层衰落等因素，都会造成信号的弱化和畸变，影响短波通信的效果。
2. 电离层的作用电离层对短波通信起着主要作用。
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 射线和太阳表面喷出的微粒流作用下，大气气体分子或原子中的电子分裂出来，形成离子和自由电子，这个过程叫电离。
产生电离的大气层称为电离层。
电离层分为D、E、F1、F2 四层。
D 层高度60~90 公里，白天可反射2~9MHz 的频率。
第二章短波和超短波通信系统2-2
3．多经传播
（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。
3．多经传播
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。
1．最高可用频率（MUF）
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：
f sec ob v 显然， f ≥ f 。 f
ob v
1．最高可用频率（MUF）
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。
1．最高可用频率（MUF）
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
1．最高可用频率（MUF）
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
1．最高可用频率（MUF）
反射点1的高度为380km，反射点1’的高度为680km。
Es层
E层
T
R
（二）短波在电离层中的传播特性
2．传输模式
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。
短波和超短波通信系统
2
（二）短波在电离层中的传播特性
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
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（二）短波在电离层中的传播特性
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。
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：
ftotnf
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5．相位起伏（多普勒频移）
ftotnf
式中，n为跳数；△f为单跳多普勒频移； △ftot为总频移值。
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（二）短波在电离层中的传播特性
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。
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。
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一、短波信道和超短波信道的特性
（一）短波和超短波传播的形式 （二）短波在电离层中的传播特性 （三）改进无线传输质量的主要措施
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一、短波信道和超短波信道的特性
（三）改进无线传输质量的主要措施
短波通信原理
短波通信原理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信方式仍然受到全世界普遍重视，不仅没有被淘太，还在快速发展。
其原因主要有三：（一）短波是唯一不受网络枢钮和有源中继体制约的远程通信手段，一但发生战争或灾害，各种通信网络都可能受到破坏，卫星也可能受到攻击。
无论哪种通信方式，其抗毁能力和自主通信能力与短波无可相比；（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。
近年来，短波通信技术在世界范围内获得了长足进步。
这些技术成果理应被中国这样的短波通信大国所用。
用现代化的短波设备改造和充实我国各个重要领域的无线通信网，使之更加先进和有效，满足新时代各项工作的需要，无疑是非常有意义的。
这里简要介绍短波通信的一般概念，优化短波通信的经验，以及一些热门的新技术。
1、短波通信的一般原理1.1.无线电波传播无线电广播、无线电通信、卫星、雷达等都依靠无线电波的传播来实现。
无线电波一般指波长由100,000米到0.75毫米的电磁波。
根据电磁波传播的特性，又分为超长波、长波、中波、短波、超短波等若干波段，其中：超长波的波长为100,000米~10,000米，频率3~30千赫；长波的波长为10,000米~1,000米，频率30~300千赫；中波的波长为1,000米~100米，频率300千赫~1.6兆赫；短波的波长为100米~10米，频率为1.6~30兆赫；超短波的波长为10米~1毫米，频率为30~300,000兆赫（注：波长在1米以下的超短波又称为微波）。
频率与波长的关系为：频率=光速／波长。
电波在各种媒介质及其分界面上传播的过程中，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（地表面波）传播沿大地与空气的分界面传播的电波叫地表面波，简称地波。
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一、短波信道和超短波信道的特性 二、短波通信系统 三、短波自适应通信系统 四、短波通信系统的应用与发展 五、超短波通信系统
一、短波信道和超短波信道的特性
（一）短波和超短波传播的形式 （二）短波在电离层中的传播特性 （三）改进无线传输质量的主要措施
（二）短波在电离层中的传播特性
1．最高可用频率（MUF）
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
1．最高可用频率Biblioteka MUF）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
1．最高可用频率（MUF）
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。
1．最高可用频率（MUF）
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。
E
1．最高可用频率（MUF）
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
1．最高可用频率（MUF）
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。
1．最高可用频率（MUF）
1．最高可用频率（MUF）
为什么在同一电离层高度上有多个工作频率？
h’
f
h
F
f
d
1．最高可用频率（MUF）
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。
1．最高可用频率（MUF）
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
1．最高可用频率（MUF）
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
1．最高可用频率（MUF）
反射点1的高度为380km，反射点1’的高度为680km。
f/MHz
20
日频 9 9MHz
6 夜频 5 4.5MHz 4
3 04
最高可用频率
工作频率
E
1．最高可用频率（MUF）
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。
1．最高可用频率（MUF）
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。
显然fo，b
fob
≥fvfv。sec
1．最高可用频率（MUF）
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。
fob fv sec fv
1．最高可用频率（MUF）
（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。
1．最高可用频率（MUF）
（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。
1
d 2h'
2
h’
式2-1
d
1．最高可用频率（MUF）
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）。
1．最高可用频率（MUF）
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。
1．最高可用频率（MUF）
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：
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
一、短波信道和超短波信道的特性
（二）短波在电离层中的传播特性 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。
E
1．最高可用频率（MUF）
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
1．最高可用频率（MUF）
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。