短波通信如何进行抗干扰详细资料分析

　　1. 短波通信

　　短波通信，又称为HF（High Frequency）通信，是利用波长为100m～10m（频率3MHz～30MHz）的电磁波进行的无线电通信。为了充分利用频率资源，把中波的高频段（1.5MHz～3.0MHz）也归到短波波段中去，这样短波通信实际使用的频率范围为1.5MHz～30MHz。由于它通信距离远、设备简单、成本低廉，而且建立通信迅速，机动灵活，所以，长期以来，被广泛应用于政府、军事、外交、气象和科学考察等各个部门，用以传送话音和电报等，尤其是在军事部门，它一直是远距离军事指挥的重要通信手段。

　　2. 短波通信传播特性

　　2.1. 短波传播的基本形式

　　短波通信主要是利用电离层的反射进行远距离传播，也可以靠地波进行近距离传播。

　　地波衰减与工作频率的高低有关，频率越高，衰减越大。为了适应地波传播，通常采用各种形式的辐射垂直极化波的垂直天线。地波的传播距离与传播路径上媒介的电参数密切相关。地波在导电性能良好的海面传播时，衰减很小，通信距离最远可达1000km，而在干燥的沙地上或地形起伏很大的山区传播时，衰减较大，通信距离最近只有十几公里。由于这些特点，海上舰船之间和船岸之间的较短距离通信以及陆地上的短距离通信通常采用短波传播形式。

　　短波通信的天波传播形式可以在很远的距离上，较广泛的地域中建立无线电通信联络。电离层是由围绕地球的处于不同高度的4个导电层组成，按照各层的不同特性分别称为D层、E层、F1层和F2层，这些导电层对短波传播具有重要影响。D层是最低层，位于地球上空60km～90km的高度处，最大电子密度发生在80km处。D层出现在太阳升起时，而消失在太阳降落后，在夜间不再对短波通信产生影响。D层的电子密度不足以反射短波，所有短波将穿过D层。不过，在穿过D层时，电波将受到严重的衰减，其衰减远大于E层和F层。频率越低，衰减越大，所有也称D层为吸收层。

　　E层位于地球上空100km～120km的高度处，最大电子密度发生在110km处，在白天基本不变。在电波通信线路设计和计算时，通常以110km作为E层高度。和D层一样，E层出现在太阳升起时，在中午电离达到最大值，而后逐渐减小，在太阳降落后，E层实际上对短波传播已不起作用。E层可以反射高于1.5MHz频率的电波。

　　对于短波传播，F层是最主要的。在一般情况下，远距离短波通信都选用F层作反射层，这是由于和其他导电层相比，它具有最高的高度，因而可以允许传播到最远的距离，所有习惯上称F层为反射层。在白天F层有两层：F1 层位于地球上空170km～220km的高度处，F2层位于地球上空225km～450km的高度处。它们的高度在不同的季节和一天内不同的时刻是不相同的。对F2层来讲，其高度在冬季的白天最低，而在夏天的白天最高。F2层和其它层不同，在日落以后并没有完全消失，仍保持有剩余的电离。虽然夜间F2层的电子密度较白天降低了一个数量级，但仍足以反射短波某一频段的电波。因此，若要保持昼夜短波通信，则其工作频率必须更换。由于高的频率能穿过低电子密度的电离层，一般情况下夜间工作频率远低于白天的工作频率。

　　2.2. 最高可用频率

　　由于各电离层的特性是随时间、空间的变化而变化，它们对短波无线电信号的吸收、穿透和反射的特性也随之变化，并且不同的电离层之间的关系又会对短波信号产生不同的影响，这使短波通信的信道参数十分复杂。对短波通信能使用的无线电信号的频率以及通信的距离都会造成影响。这些变化既具有一定的规律性，又具有很强的随机性。对于每一台收信机和发信机位置确定的短波线路，在某一时刻适用的工作频率通常限于一个较窄的范围，其上限为最高可用频率MUF（Maximum usable frequency），其下限为最低可用频率LUF（Lowest useful frequency）。MUF指在实际通信中能被电离层反射回地球的电波的最高频率，若选用的工作频率超过它，则电波穿出电离层，不返回地面。所以，确定通信线路的MUF是线路设计要确定的重要参数之一，而且是计算其它参数的基础。

　　MUF不仅和通信距离有关，而且还和反射层的电离密度有关，所以凡是影响电离密度的诸因素，都将影响MUF的数值。考虑到电离层的结构随时间的变化和为了保证获得长期稳定的接收，在确定线路的工作频率时，不是使用MUF值，而是取低于MUF的一个频率值作为最佳工作频率FOT（frequency of optimum）。一般情况下，FOT等于0.85MUF。