短波通信系统介绍
短波通信系统的设计与实现
短波通信系统的设计与实现短波通信是一种广域无线电通信方式，适合于长距离和跨区域的通信。
它具有可靠性高、抗干扰能力强等优点，广泛应用于航空、海运、野外探险、应急救援和国防等领域。
本文将介绍短波通信系统的设计与实现。
一、系统设计1. 频率规划短波频率在3 MHz至30 MHz范围内，被分为多个频带。
在频率规划中，需要考虑以下几个因素：（1）频带选择：不同频带具有不同的传播特性，需要根据通信距离、天气条件和使用环境等因素来选择频带。
（2）频率选择：在同一频带内选择频率可以实现多路通信，需要针对不同通信需求选择不同频率。
（3）频率稳定性：短波频率的稳定性对通信质量影响很大，因此需要选择稳定性较好的频率。
2. 信号调制信号调制是将原始信息转换成适合无线电传输的信号形式。
在短波通信中，常用的调制方式有两个：（1）幅度调制（AM）：将原始信息的幅度调节成与载波同步的波形，适用于低速数据传输和语音通信。
（2）频率调制（FM）：将原始信息的频率调节成与载波同步的波形，适用于高速数据传输和无线电广播。
3. 发射机发射机是将调制后的信号送入天线，发射出去的设备。
在短波通信中，发射机应具备以下特点：（1）输出功率大：短波通信需要跨越长距离，因此需要输出功率较大的发射机。
（2）频率稳定：频率稳定性对通信质量影响较大，因此需要选择频率稳定性较好的发射机。
（3）调制灵活：应该具备多种调制方式以适应不同通信需求。
4. 天线天线是收发短波信号的主要设备，其特点对通信质量和传输距离影响较大。
在设计短波通信系统时，需要考虑以下几个因素：（1）频率：天线的设计要根据频率来进行，以达到最佳的阻抗匹配和较高的增益。
（2）方向：对于需要定向收发的情况，应选择定向天线，以增强发送信号和接收信号的方向性。
（3）阻抗匹配：天线与发射机之间的阻抗匹配对信号的传输距离和传输效率有很大影响，应该进行精确匹配。
二、系统实现1. 硬件配置短波通信系统的实现需要使用到多种硬件设备，如信号源、功放、调制器、解调器、天线等。
第3章短波通信系统
➢E层 • 出现在太阳升起时,中午达到最大值， 之后逐渐减小;太阳降落后，对短波传 播不起作用 • 电离开始后可反射高于1.5MHz的短波
➢ES层 (E-sporadic 偶发E层) • 偶尔发生 • 具有很高的电子浓度，能将高于短波 波段的电波反射回来
• 如何利用尚待研究
➢ F层 (反射层) • 白天有两层：F1层和F2层 • F1层夜间消失，常出现于夏季 • F2层电子浓度白天大夜间小、冬大夏小 • 适合远距离短波通信
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。
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。
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：
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。
fob = fv secj = fv 1+骣 琪 琪 桫2dh' 2
显然， fob ≥ fv。
h’
d
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
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(frequency of optimum traffic)。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。
kW短波通信系统的性能特点及技术指标介绍
10kW短波通信系统的性能特点及技术指标介绍1、主要用途和性能特点10kW短波通信固态发射机是专为基地台站设计的新一代大功率发射机，该机采用DSP技术实现射频信号的数字化处理，功放采用大功率场效应管放大、大功率合成技术，电源采用PS-FB-ZVS软开关技术。
整机具有远程遥控接口和CAN总线接口，并具有现场可编程功能。
可与短波数字化接收机、短波综合数字业务单元等组成固定式10kW短波通信系统，能实现远距离可靠通信，在恶劣电磁环境和强烈干扰条件下能够正常工作，快速自动建立链路，进行可靠的数据通信，为数据链等应用提供短波无线数据通信。
该系统关键模块可与本厂研制的20kW短波通信系统通用。
该系统主要用于短波固定台站，用于构建稳定可靠的短波通信网，遂行远程、抗干扰通信保障任务，可应用于远程通信联络。
当短波通信遭遇压制干扰时，可利用系统的大功率优势直接对抗干扰，使中远程指挥通信得以顺畅。
该系统同时还可以兼作干扰设备用。
2、主要性能指标2.1 10kW短波发射机主要技术指标1) 频率范围：4.5～26MHz;2) 频率间隔：10Hz;3) 工作种类：USB、LSB、ISB、AM、CW;4) 信道存储：1000个;5) 输出功率：平均功率10kW±1dB;6) 频率稳定度：1×10-8/d;7) 相对音频互调产物：≤-34dB;8) 谐波抑制：≤-70dB;9) 载波抑制：≤-60dB;10) 边带抑制：≤-60dB;11) 连续工作时间：72h。
2.2 短波数字化接收机主要技术指标1) 频率范围：10kHz～29.999999MHz;2) 频率间隔：1Hz;3) 工作种类：USB、LSB、ISB、AM、CW;4) 频率稳定度：1×10-8/d;5) 灵敏度：≤0.5μV SINAD=12dB;6) 音频响应：≤2dB(300～3000Hz);7) 总失真系数：≤2%;V。
8) 倒易混频：≥95dB2.3 短波综合数字业务单元功能指标1) 新型自动通信功能;2) 数字加密功能;3) 600bit/s低速语音编码功能;4) 定频数据通信功能;5) 极低速抗干扰数据传输功能;6) 汉字短信息功能。
短波通信系统课件
发射机输出的电信号通过馈线传输到天线，然后由天线辐射到空间中。
接收机
接收机是短波通信系统中的另 一重要组成部分，负责接收空 间中的电信号并将其还原为原 始信息。
它通常包括天线、高频放大器、 混频器、解调器和音频放大器 等部分，用于接收和处理电信号。
接收机将天线接收到的电信号 处理后输出，供用户使用。
应急通信是短波通信系统的另一个重 要应用领域。在发生自然灾害、事故 灾难等紧急情况时，由于通信设施可 能受到破坏，因此需要依靠短波通信 系统进行应急通信。
短波通信系统在应急通信中主要用于 各部门之间的协调和信息传递，如消 防、公安、医疗等部门之间的信息传 递和调度，对于保障应急救援工作的 顺利实施具有重要作用。
天线
天线是短波通信系统中用于辐射和接 收电信号的重要设备。
天线的性能对短波通信系统的通信质 量和可靠性有着重要影响。
它通常由金属导线或金属面构成，能 够将电信号转换为电磁波并辐射到空 间中，或者接收空间中的电磁波并将 其转换为电信号。
终端设备
终端设备是短波通信系统中的用 户设备，用于输入和输出信息。
通信距离
通信距离
短波通信系统的通信距离受到多种因素的影 响，如发射功率、天线高度、工作频率、大 气条件等。在理想条件下，短波通信可以达 到数百公里甚至数千公里的距离。
通信质量
通信距离的远近与通信质量有关。在长距离 通信中，信号可能会受到噪声、干扰和多径 效应的影响，导致通信质量下降。为了提高 通信质量，可以采取适当的信号处理和编码 技术。
航海通信
航海通信是短波通信系统的又一个重要应用领域。在航海领域中，由于船舶经常 处于海洋之中，远离陆地，因此需要依靠短波通信系统进行海上通信。
短波通信系统在航海通信中主要用于船舶与岸上控制中心之间的通信，如航行调 度、气象信息传输、紧急情况报告等，对于保障航海安全和航行顺利具有重要意 义。
第2章现代短波通信
X
10
第
2.4 短波数据通信技术
页
➢短波通信原来主要用于话音通信，但各类数据信息 包括数字传真、慢扫描图像和计算机等各类数据终 端的数据，也希望能在短波信道上传输。
➢在短波数据传输中，要解决的最大问题就是短波信 道对数据传输的影响。主要是： (1)多径衰落引起的短波数据通信中的突发错误； (2)多径效应造成码元的时间扩展引起的码间干扰； (3)电离层的快速运动和变化引起多普勒频移，使发 射信号的频率结构发生变化造成数据信号的错误接 收。
2.5 短波自适应选频技术
页
2.5.4 自适应控制技术
➢在短波自适应通信系统中，自适应控制器是系统的 指挥中心，是系统成败的关键。 ➢自适应控制系统是一种特殊的非线性控制系统，系 统本身的特性(结构和参数)、环境及干扰特性存在某 种不确定性。在系统运行期间，系统本身只能在线 地积累有关信息，进行系统结构有关参数的修正和 控制，使系统处于所要求的最佳状态。
X
14
第
2.4 短波数据通信技术
页
2.4.2 时频组合调制
➢时频调制的主要优点是它能够抗瑞利衰落。 ➢由于它的一个二进制符号就发送两个不同频率的高 频脉冲，只要选用的频率f1、f2之间有足够大的频差 (＞500Hz)，这两个频率就具有几乎不相关的衰落特 性，可以达到频率分集的效果。 ➢时频调制可以克服分集接收的一些不足之处，如可 能造成的功率分散、设备复杂度增加等。 ➢另外，如果采用比较好的编码方式，时频调制不仅 可以在抗衰落方面达到分集接收的效果，而且还可 以起到抗码间串扰的作用。
页
2.6.2 短波跳频扩频通信技术
1、跳频通信的优点 (1)抗干扰性强 (2)有较强的抗截获能力 (3)可实现码分多址通信，可以组网工作 (4)抗多径衰落的效果好 (5)便于和定频电台兼容
短波通信原理
短波通信原理
短波通信是一种利用短波频段进行通信的技术，它具有覆盖范围广、穿透能力强、抗干扰能力好等特点，因此在无线通信领域有着广泛的应用。
短波通信原理涉及到无线电波的传播、调制解调、天线设计等多个方面，下面将对短波通信原理进行详细介绍。
首先，短波通信的原理是基于无线电波的传播。
无线电波是一种电磁波，它的
传播具有直射传播和地面波传播两种方式。
在短波通信中，地面波传播是主要的传播方式，它能够沿着地球表面传播，覆盖范围广，适合用于远距离通信。
此外，短波通信还利用了电离层的反射作用，使得信号可以在大范围内传播，这也是短波通信能够覆盖全球的重要原因之一。
其次，短波通信的原理还涉及到调制解调技术。
调制是指将要传输的信息信号
转换成适合在载波上传输的调制信号的过程，而解调则是将接收到的调制信号转换成原始的信息信号的过程。
在短波通信中，常用的调制方式有调幅调制（AM）和
单边带调制（SSB），它们能够有效地利用频谱资源，提高信号的传输效率。
另外，短波通信的原理还涉及到天线设计。
天线是短波通信中至关重要的组成
部分，它的设计直接影响到通信质量。
在短波通信中，常用的天线类型有垂直天线、水平偶极天线等，它们各自具有不同的辐射特性和波束方向，可以根据实际需求进行选择和设计。
总之，短波通信原理涉及到无线电波的传播、调制解调、天线设计等多个方面，它是一门综合性的学科，需要对无线电技术有深入的了解和掌握。
随着科技的不断发展，短波通信技术也在不断创新和完善，相信在未来会有更多的新技术应用到短波通信中，为人类的通信带来更多的便利和可能性。
短波通信原理
短波通信原理短波通信是一种利用短波无线电波进行远距离通信的技术。
短波通信具有穿透力强、传播距离远、适应性广等特点，因此在军事、航空、海事、天气预报、应急通信等领域得到了广泛的应用。
短波通信的原理主要包括发射、传播和接收三个基本环节。
首先是发射环节，发射机产生的高频电流通过天线辐射出去，形成电磁波信号。
这些信号经过电离层的反射和折射，可以传播到地球上的远处地区。
其次是传播环节，短波信号在传播过程中会受到电离层、大气层、地球曲率等因素的影响，因此会发生多种传播方式，如地面波、天波、空间波等。
最后是接收环节，接收机接收到传播回来的信号，经过解调、放大等处理，最终还原成原始的信息信号。
短波通信的原理中，电离层的影响是至关重要的。
电离层是地球大气层的一部分，位于地球表面以上约80至500千米的高空，主要由电离气体组成。
在白天，由于太阳辐射的作用，电离层会发生电离，形成一个能够反射短波信号的层次，这被称为F层。
而在夜晚，电离层会发生变化，F层会消失，但会出现一个能够反射短波信号的E层。
这种变化会影响短波信号的传播距离和传播方式，因此也会影响到短波通信的可靠性和稳定性。
除了电离层的影响，大气层和地球曲率也会对短波信号的传播产生影响。
大气层的不均匀性会导致信号的折射和散射，从而影响信号的传播路径和传播距离。
而地球曲率则会导致信号的衰减，使得远距离传播的信号强度逐渐减弱。
总的来说，短波通信的原理是基于电磁波在大气层中的传播特性，利用电离层的反射和折射，以及大气层和地球曲率的影响，实现远距离通信。
了解短波通信的原理对于合理地选择频率、天线和设备，以及预测和改善通信质量都是非常重要的。
在实际应用中，需要综合考虑各种因素，才能确保短波通信的可靠性和稳定性。
第五章短波通信系统5-1.ppt [修复的]
![第五章短波通信系统5-1.ppt [修复的]](https://img.taocdn.com/s3/m/09e26d166bd97f192279e9fc.png)
– 只占全部大气质量的 2 ％左右，但因存在大 量带电粒子，所以对电波传播有极大影响。
5.1.2.1 电离层的特性
2.电离层基本分层特性
电离层中电 离浓度相对分层 集中，较显著的 有三层：D、E 、 F。
5.1.3 短波信道传输特性
（2） 最高可用频率（MUF）
5.1.3 短波信道传输特性
（2） 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 fMUF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。
5.1.3 短波信道传输特性
（2） 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
5.1.3 短波信道传输特性
（2） 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’。
（1）地波传播
地波传播方式是指无线电波沿地球表面传播。它主要用于中波以 上的波段的近距离通信。 （2）天波传播 发射天线向空中发射电波，由高空电离层反射后到达接收点，这 种方式称为天波传播。它是短波通信的主要传播方式。 （3）视距传播
直接波传播方式是指电波在发射天线和接收天线能互相“看见”的 距离内的一种传播方式，故也称为视距传播。其传播的路径基本是直 线。一般有两种形式，一种是地对地的视距传播，一种是地对空的视 距传播。
E
5.1.3 短波信道传输特性
（2） 最高可用频率（MUF）
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。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
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
第3章 短波通信系统
显然， fob ≥ fv。
h’
d
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
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(frequency of optimum traffic)。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。
静区是长期困扰短波“动中通”的一大难题。解决通信 盲区的方法有：一是增大电台的发射功率以延长地波传播距 离；二是采用较低的工作频率。由于静区的大小与电波频率、 电离层电子密度及发射功率有关。频率越低，电子密度越大， 发射功率越大，则静区越小。三是采用高仰角天线，也称高 射天线或喷泉天线，以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度时，盲区基本 上就不存在了。
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。
多经传播
从前面的学习中我们知道，电波可以通过 若干路径和不同的传输模式到达接收端，这 种现象就称为多径传播。
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。
短波通信系统的设计与实现
短波通信系统的设计与实现第一章短波通信系统概述短波通信系统是一种利用短波频段的无线通信系统，具有传输距离长、覆盖范围广、抗干扰能力强等优点，被广泛应用于军事、民用、广播等领域。
本章将从短波通信系统的基本原理、特点和应用等方面进行介绍。
1.1 短波通信系统的基本原理短波通信系统是利用电磁波在大气电离层中的反射和传播实现远距离通信的一种系统，其原理是利用发射机将信号转换为电磁波并传输到大气电离层上空，再由大气电离层反射回地面接收机接收。
由于电离层存在交错不定的电子浓度层次，使得短波信号能够反射和穿透这些层次，因此能够在不同区域之间传输。
短波通信系统还可利用波束形成技术使其具有通过目标点、提高信噪比、抑制目标干扰等能力。
1.2 短波通信系统的特点短波通信系统具有传输距离远、传输速率低、频段资源丰富、抗干扰能力强、不受区域限制等特点。
传输距离远：短波通信系统的传输距离可达数百甚至几千千米，在相对较小功率的情况下即可实现跨越县市地区和国界的通信。
传输速率低：短波通信系统的传输速率相较于高速率、高频段的通信方式较低，但在一些特殊应用领域（如军事、远洋航海等）中已经足够。
频段资源丰富：短波通信系统的频段资源较为丰富，涵盖了HF和MF频段，频段覆盖了整个短波电磁频谱，同时可以利用不同的调制方式（如AM、SSB、CW、DSB等）和不同的调频带宽适应不同的通信需求。
抗干扰能力强：短波通信系统具有良好的抗干扰能力，能够在大气遭受闪电、电磁干扰、电离层扰动等自然因素和恶劣环境中依然保持通信。
不受区域限制：短波通信系统完全不受区域限制，越是处于偏远、山区、海洋等区域，反而越能展现出其通信的优势。
1.3 短波通信系统的应用短波通信系统主要应用领域包括：军事、民用、广播等。
军事应用：短波通信是军事通信的重要手段之一。
一些困难地区、战争环境和敌人大面积干扰的情况下，短波通信系统能够提供一种较可靠和保密的通信手段，提高战场指挥和作战效果。
短波通信系统设计与应用实践
短波通信系统设计与应用实践第一章引言短波通信是一种基于天空传输的无线通信方式，具有信号传输稳定、受电波干扰小、覆盖范围广等优势，被广泛应用于军事、民用和科学研究等领域。
本篇文章将介绍短波通信系统的设计与应用实践。
第二章短波通信系统设计2.1 系统框架设计短波通信系统的框架设计主要涉及信号源、调制解调、功放、天线等模块的选择和组合。
其中，信号源一般选择稳定性高、干扰少的DDS（直接数字合成）信号源；调制解调采用QPSK（正交振幅调制）技术，功放考虑到功率的输出和效率，选择高频功率管；天线采用小型化的方向性天线。
2.2 系统参数设计系统参数的设计包括中心频率、带宽、输出功率等，其中，中频一般取5MHZ；带宽一般为2KHz；输出功率一般为5W。
此外，还需要考虑调制方式和调制深度等参数的设计。
2.3 电路设计电路设计包括信号源电路、调制解调电路、功放电路和输出端匹配网络的设计，其中，信号源电路主要是为了提高DDS的频率稳定度和频率分辨率；调制解调电路的设计要考虑到QPSK调制的特点，并适当添加相位同步电路；功放电路的设计要保证输出功率稳定，而且功率管的工作状态不能超出厂家的规定。
第三章短波通信系统应用实践3.1 军事领域短波通信在军事领域得到广泛应用，主要是由于它具有抗电波干扰、通信稳定可靠等优点，且可以通过天空传输实现远距离通信。
同时，短波通信系统的装备也在不断的更新升级，如全数字短波通信系统、数字化交换机、大功率短波发射机等。
3.2 民用领域短波通信在民用领域也有着广泛的应用，如短波广播、短波电视、天气预报、航空、海运等。
其中，短波广播是应用最为广泛的民用领域，它能够实现广域覆盖，可以传递各类新闻、音乐和广播剧等信息。
3.3 科研领域短波通信在科研领域的应用主要是地球物理学、天文学和大气科学等领域。
其中，地球物理学研究短波信号的传输和反射特性，可以利用短波信号进行地下探测和探矿；天文学研究信号传播的机理，可以通过短波通信进行地球天文观测；大气科学可以利用短波信号进行大气层的探测和研究，还可以应用于空间科学研究等。
《短波通信系统》PPT课件 (2)
4 衰落
• 在短波通信的接收端，信号振幅总是呈现忽 大忽小的随机变化，这种现象称为“衰落” 。在短波传播中，衰落有快衰落和慢衰落之 分。
• 连续出现持续时间仅几分之一秒的信号起伏 称为快衰落，持续时间比较长的衰落（可能 达1小时或者更长）称为慢衰落。
衰落的种类（依衰落原因划分）
（1）干涉衰落：由于多径传播，到达接收端的 若干个信号的时间不同而造成的衰落。
制FM
常用调制技术
二 数据传输的相关技术
• 1 短波信道对数据传输的影响
（1）多径效应引起的衰落。它使传输的数据信号幅度 减小，甚至完全消失，是造成短波数据通信中出现突 发错误的主要原因。
（2）多径效应引起的波形展宽。它使传输的数据 码元间互相串扰，是限制数据速率的主要原因。
（3）电离层快速运动和反射层高度变化引起的多 普勒频移。它使发射信号的频率结构发生变化，相位 起伏不定，造成数据信号的错误接收。
短波通信系统
本章介绍 短波传输的特性与特点 短波通信技术 系统及发展
本章主要内容：
（1）短波通信的特点； （2）短波通信的常用调制方式；
单边带通信和调频通信的概念、基本原理、系统组成； （3）数据信号在短波信道上的传输问题； （4）重点介绍高频自适应和扩展频谱通信的原理及其在现代通信设备中的应用。
3）实现频率自适应的方法 利 用 RTCE 技 术 测 量 和 分 析 各 种 环
境参数，根据综合分析和计算的结果建立一条工 作在最佳频率上的通信线路。
四 扩展频谱技术
• 1 扩展频谱通信的基本概念和理论基础
（1）定义： 扩频通信的信号所占有的频带 宽度远大于所传信息必需的最小带宽；频带的展宽通 过编码及调制的方法实现，与所传信息数据无关；在 接收端用相同的扩频码进行相关解调来解扩及恢复所 传信息数据。所采用的扩频码序列与所传信息数据是 无关的，丝毫不影响信息传输的透明性。扩频码序列 仅仅起扩展信号频谱的作用。
短波和超短波解读
甚长波（万米波） 100~10km
甚高频（VHF） 30~300MHz 特高频（UHF） 300~3000MHz 超高频（SHF） 3~30GHz 极高频（EHF） 30~300GHz 至高频 300~3000GHz
微
短波通信（又称高频通信，HF）:是利用频率在3-30MHz的电磁波进行
的无线电通信，实际上，人们也把中波的高频频段1.5-3MHz归到短波 波段，所以现有的许多短波通信设备，其频段范围往往扩展到1.530MHz。
微波中继通信：是利用300MHz以上频段的电磁波进行无线电通信的一
种方式。使用的是分米波和厘米波波段，这种通信方式采用的是视距 传输方式，受地形和天线高度的限制，相邻两站之间的通信距离有限 （一般在30公里左右）。利用这种通信方式进行远距离的通信，必须 建立一系列的中继站，这也是中继（接力）通信的由来。
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
就在3年前，中国大陆开始发放3G牌照后，中国的3大运营商出现 了这样一个局面: 中国移动：GSM、TD-SCDMA 中国联通：GSM、WCDMA 中国电信：CDMA、CDMA2000
GSM： 也就是我们常说的2G模式，属于第2代蜂窝移动通信技术，其使用 频率在800MHz~1800MHz左右。因为2G时代的中国移动和中国联通都是 使用的GSM通信技术，所以这也是为什么你的一部支持GSM的手机可以 同时使用中国移动和中国联通这两家运营商的2G手机号码。 TD-SCDMA： 这是中国移动自家研发的3G通信技术，不过因为消费者接受度 较低，不知道是因为技术的原因，还是因为是国产的原因，总之市场 反响不是很强烈，而这也导至了3G市场上面，中国移动表现平平的一 个原因所在。
简述短波通信的原理及应用
简述短波通信的原理及应用1. 短波通信的原理短波通信是一种基于无线电技术的通信方式，利用短波频段传输信息。
它的原理主要包括以下几个方面：•电磁波传播：短波是一种高频电磁波，它的波长较短，能够在大气层中的电离层发生反射和折射，实现远距离的传播。
由于电离层的存在，短波信号可以在地球表面和大气层之间进行多次反射和折射，覆盖广泛的距离。
•调制与解调：在短波通信中，信息通常被调制到载波信号中进行传输。
调制的方式可以采用幅度调制（AM）、频率调制（FM）或相位调制（PM）等。
接收端需要对接收到的调制信号进行解调，恢复出原始的信息。
•天线传输：短波通信中，天线起到收发信号的作用。
天线将电磁波转换为电流信号，并将电流信号转换为电磁波发射出去。
在接收端，天线接收到电磁波并将其转换为电流信号，供解调器进行解调。
2. 短波通信的应用短波通信在实际生活中有广泛的应用，包括以下几个方面：•国际广播：作为一种传播方式，短波广播可以覆盖较长的距离，辐射到世界各地。
许多国家和地区利用短波广播向海外播放本国的新闻、音乐、文化、宣传等内容，增进国际间的交流与了解。
•远距离通信：由于短波信号能够在地球表面和大气层之间进行多次反射和折射，它在远距离通信中发挥着重要的作用。
在军事通信、紧急救援和远程探测等领域，短波通信可以提供可靠的通信手段。
•卫星通信备份：短波通信可以作为卫星通信的备份方式。
在卫星通信中，由于天气等原因可能导致信号中断，此时可以使用短波通信进行通信，保证通信的可靠性。
•无线电侦察：由于短波通信在传输过程中会产生较强的电磁辐射，这为侦察和监视提供了机会。
在军事和情报领域，短波通信常常被用于无线电侦察与监听。
3. 短波通信的优缺点短波通信具有一些显著的优点与缺点：3.1 优点•覆盖广泛：短波信号可以通过电离层的反射和折射，实现全球范围的通信覆盖。
•适应性强：短波信号相对较稳定，对地形和气象条件的影响较小，适应性强。
•通信成本低：相比于卫星通信等方式，短波通信的设备和运营成本较低。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一、短波通信概述 (2)二、短波通信的优势 (2)三、短波通信的一般原理 (3)3.1.无线电波传播 (3)3.2 电离层的作用 (4)3.3 短波频率范围 (4)3.4 短波传播途径 (5)四、单边带概念 (5)4.1 单边带的定义 (6)4.2 单边带的优点 (6)五、优化短波通信的方法 (6)5.1 正确选用工作频率 (6)5.2计算机测频 (7)5.3 正确选择和架设天线地线 (7)六、短波电台天线知识 (8)6.1了解天线的基本工作原理 (8)6.2正确选择电台天线 (8)6.3正确处理天线价格与质量的关系 (9)6.4常用的天线 (9)6.4.1用于全方位通信的三角组合型全向全角天线 (9)6.4.2兼顾全向和定向两种用途的高增益三线式天线 (9)七、工程施工要点 (10)7.1正确架设天线和连接馈线 (10)7.2电台和天线的匹配 (11)7.3正确埋设接地体和连接地线 (11)7.4选用先进优质的电台和电源 (12)八、短波电台的应用 (13)9.1 近距离盲区及解决方法 (14)小知识： (15)一、衡量天线性能因素 (15)二、几种常用的短波天线 (15)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。
短波通信载频低，可用频带窄，容量不大，并且稳定性较差，所以较少用于民用通信。
但近几年，随着新技术的发展，利用计算机进行自动测量传播参数和自动选择最佳通信频率的高频自适应通信，不但使电报电话短波通信可随时保持畅通，而且还可以进行数据速率达4800比特/秒的低速数据通信。
二、短波通信的优势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。
其原因主要有三：1、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；2、在山区、戈壁、海洋等地区，超短波覆盖不到，主要依靠短波；3、与卫星通信相比，短波通信不用支付话费，运行成本低。
三、短波通信的一般原理3.1.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。
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。
其传播途径主要取决于地面的电特性。
地波在传播过程中，由于能量逐渐被大地吸收，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。
超长波、长波、中波无线电信号，都是利用地波传播的。
短波近距离通信也利用地波传播。
●直射波传播直射波又称为空间波，是由发射点从空间直线传播到接收点的无线电波。
直射波传播距离一般限于视距范围。
在传播过程中，它的强度衰减较慢，超短波和微波通信就是利用直射波传播的。
在地面进行直射波通信，其接收点的场强由两路组成：一路由发射天线直达接收天线，另一路由地面反射后到达接收天线，如果天线高度和方向架设不当，容易造成相互干扰（例如电视的重影）。
限制直射波通信距离的因素主要是地球表面弧度和山地、楼房等障碍物，因此超短波和微波天线要求尽量高架。
●天波传播天波是由天线向高空辐射的电磁波遇到大气电离层折射后返回地面的无线电波。
电离层只对短波波段的电磁波产生反射作用，因此天波传播主要用于短波远距离通信。
散射传播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不均匀介质时产生散射，其中一部份到达接收点。
散射传播距离远，但是效率低，不易操作，使用并不广泛。
3.2 电离层的作用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。
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F1和F2两层。
F1层高度150~200公里，只在日间起作用，F2层高度大于200公里，是F层的主体，日间夜间都支持短波传播。
电离层的浓度对工作频率的影响很大，浓度高时反射的频率高，浓度低时反射的频率低。
电离的浓度以单位体积的自由电子数（即电密度）来表示。
电离层的高度和浓度随地区、季节、时间、太阳黑子活动等因素的变化而变化，这决定了短波通信的频率也必须随之改变。
3.3 短波频率范围电离层最高可反射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1.6MHz - 30MHz。
3.4 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。
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。
四、单边带概念在无线电通信中，传送信息的载体是特定频率的载波（也称为主频）。
那么信息又是如何放到载波上的呢？这就引出了“调制”的概念。
调制就是将信息的动态波形通过一定形式加到载波上发送出去，接收台收到被调制的载频信后，再还原信息。
调制分为幅度调制（简称“调幅”）、频率调制（简称“调频”）、相位调制（简称“调相”）三种。
中波、短波一般采用调幅方式，超短波一般采用调频方式。
根据国际协议，短波通信必须使用单边带调幅方式（SSB），只有短波广播节目可以使用双边带调幅方式（AM）。
因此，国内外使用的短波电台都是单边带电台。
4.1 单边带的定义调幅信号的频谱是由中央载频和上下两个边带组成的。
将载频和其中一个边带加以抑制，剩下的一个边带就成为单边带信号。
如果用一个边带再加上部份载频或全部载频，就成为兼容式调幅信号。
下面用图示的方法说明单边带信号是怎样产生的。
4.2 单边带的优点单边带的优点是：●提高了频谱利用率，减少信道拥挤；●节省发射功率约四分之三；●减少信道互扰；●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以上双边带电台。
五、优化短波通信的方法由于短波传输存在固有弱点，短波信号的质量不如超短波。
不过我们可以通过一些途径改善短波信号质量，使其尽可能接近超短波。
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。
5.1 正确选用工作频率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，距离短，可以固定使用频段内的任何频点；而短波频率则受到电离层变化、通信距离和方向、海拔高度、天线类型等多种因素的影响和限制。
用同一套电台和天线，选用不同频率，通信效果可能差异很大。
对于有经验的短波工作者来说，选频并不困难，其中有明显的规律性可循。
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，在东西方向进行远距离通信时，因为受地球自转影响，最好采用异频收发才能取得良好通信效果。
如果所用的工作频率不能顺畅通信时，可按照以下经验变换频率：（1）接近日出时，若夜频通信效果不好，可改用较高的频率；（2）接近日落时，若日频通信效果不好，可改用较低的频率；（3）在日落时，信号先逐渐增强，而后突然中断，可改用较低频率；（4）工作中如信号逐渐衰弱，以致消失，可提高工作频率；（5）遇到磁暴时，可选用比平常低一些的频率。
5.2计算机测频利用计算机测频软件预测可用频率对短波通信很有帮助，是国外经常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素，结合不同地区的历史数据，预测两点之间在未来一段时期每天各时节的可用频段，具有较高参考价值。
美国、欧盟、澳大利亚政府的计算机测频系统数据比较准确，它们通过分布在全球的监测点采集和跟踪各种环境参数的变化提供频率依据。
其中澳大利亚的ASPAS系统面向全世界提供测频服务，安装和服务费用不高，很有使用价值。
5.3 正确选择和架设天线地线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，很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高，波长短，天线可以做得很小，通常为直立鞭状天线。
而短波通信因使用的频率较低，天线必须做得足够大才能有效工作。
简单的规律是：天线的长度达到所使用频率的1/2波长时，天线的效率最高。
六、短波电台天线知识6.1了解天线的基本工作原理短波天线分地波天线和天波天线两大类。