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短波基础知识北京新维科麦电信设备有限公司1波段名称波长范围频段名称频率范围主要用途长波LW103~104m低频(LF)30~300kHz长距离点与点通信中波MW102~103m中频(MF)300~3000kHz广播、船舶、飞行通信短波SW10~102m高频(HF)3~30kHz短波广播、军事通信米波1~10m甚高频(VHF)30~300MHz电视、调频广播、雷达分米波1~10dm特高频(UHF)300~3000MHz电视、雷达、移动通信厘米波1~10cm超高频(SHF)3~30GHz雷达、中继、卫星通信毫米波1~10mm极高频(EHF)30~300GHz射电天文、卫星、雷达一、无线电波的波段划分2无线电波波段划分MFHFVHFUHF短波电台工作区300KHz3MHz30MHz300MHz3GHz3一、无线电波的波段划分短波按照国际无线电咨询委员会（CCIR，现在的ITU-R），的划分是指波长在l00m~l0m，频率为3MHz~30MHz的电磁波。利用短波进行的无线电通信称为短波通信，又称高频（HF）通信。实际上，为了充分利用短波近距离通信的优点，短波通信实际使用的频率范围为1.5MHz~30MHz。4二、短波通信的特点短波通信的优点：与卫星通信、地面微波、同轴电缆、光缆等通信手段相比，短波通信也有着许多显著的优点：1）短波通信不需要建立中继站即可实现远距离通信，因而建设和维护费用低，建设周期短；2）设备简单，可以根据使用要求固定设置，进行定点固定通信。也可以背负或装入车辆、舰船、飞行器中进行移动通信；3）控制调度容易，临时组网方便、迅速，具有很大的使用灵活性；4）对自然灾害或战争的抗毁能力强。通信设备体积小，容易隐蔽，便于改变工作频率以躲避敌人干扰和窃听，破坏后容易恢复。5二、短波通信的特点短波通信的缺点：1）可供使用的频段窄，通信容量小。按照国际规定，每个短波电台占用3.7kHz的频率宽度，而整个短波频段可利用的频率范围只有28.5MHz。为了避免相互间的干扰，全球只能容纳7700多个可通信道，通信空间十分拥挤。并且3kHz通信频带宽度，在很大程度上限制了通信的容量和数据传输的速率。6二、短波通信的特点2）短波的天波信道是变参信道，信号传输稳定性差。短波无线电通信主要是依赖电离层进行远距离信号传输的，电离层作为信号反射媒质的弱点是参量的可变性很大。它的特点是路径损耗、延时散步、噪声和干扰，都随昼夜、频率、地点而不断变化着。一方面电离层的变化使信号产生衰落，衰落的幅度和频次不断变化。另一方面天波信道存在着严重的多径效应，造成频率选择性衰落和多径延时。选择性衰落使信号失真，多径延时使接收信号在时间上扩散，成为短波链路数据传输的主要限制。3）大气和工业无线电噪声干扰严重。7二、短波通信的特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。电离层分为D、E、F1、F2四层。电离层最高可反射40MHz的频率，最低可反射1.5MHz的频率。因此短波工作频段被确定为1.6MHz-30MHz。8二、短波通信的特点发射端接收端地波反射波穿透空间波电离层无线电波的传播方式：地波：这是沿地球表面传播的无线电波。天波：也即电离层波。我们把这种经电离层反射而折回地面的无线电波称为“天波”。空间波：由发射天线直接到达接收点的电波，被称为直射波。直射波和反射波合称为空间波。散射波：当大气层或电离层出现不均匀团块时，无线电波有可能被这些不均匀媒质向四面八方反射，使一部分能量到达接收点，这就是散射波。91)电离层概况：电离层形成了四个具有不同电子密度和厚度的分层，每个分层的密度都是中间大两边小。D层：离地面50～90公里。D层白天存在，晚上消失。D层的密度最小，对电波不易反射。当电波穿过口层时，频率较低的被吸收得较多。E层：高空90公里~140公里。通常情况下E层的密度也较小，只有对中波可以反射。F1层：高空200～300公里，F2层：高空300～400公里。二、短波通信的特点102)电离层对电波传播的影响：F2层的密度最大。对电波的反射能力最强，它的存在是短波能够进行远距离通信的主要条件。电离层对电波的反射作用和电波的频率以及电离层本身的密度有关，电波的频率越低越容易被反射：长波、中波、短波可以被反射，超短波、微波在一般情况下只能穿透电离层而不返回地面。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。二、短波通信的特点11三、短波单边带的概念在无线电通信中，将信号通过调制加到载波上发送出去，接收台收到被调制的载频信号后再解调还原信号。这样才能达到远距离传输信号的目的。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。根据国际协议，短波通信必须使用单边带调相方式（SSB）。单边带的优点是显而易见的：★单边发射(USB/LSB)，提高频谱利用率；★节省发射功率约四分之三；★抗选择性,抗衰落能力强。12四、优化短波通信的方法改善短波信号质量的几大要素：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。1）正确选用工作频率：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。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。（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。13选频原则：避开国家广播频率、民航频率、干扰频率！！★从距离上说，通讯距离越远使用的频率越高，距离越近使用频率越低；从通讯的时间上说，越靠近正中午的时间使用频率越高，越远离中午时间，使用的频率越低。夜间频率使用最低，有可能会用到最低段，例如3M左右的频率。★如有动中通信的需要，则出发前选定一组通信频率，出发后根据通信距离，先选用一个常用频点试通一下，然后试用一下比它高的频率听听信号强度，再试用一下比它低的频率听听信号强度从中找出最佳通信频率。以上是定频通信常见的选频方式。★宝丽电台，可利用CCIR493信令即选呼功能，使用方法是：出发前选定一组通信频率，基站电台处于自动扫描状态，出发后移动台根据通信距离，选择一个频率对基站进行测试呼叫，当基站电台接收到移动台的测试呼叫后会发出长音供移动台操作者判决。这种情况下多试几个频率以确定用那个频率更好。四、优化短波通信的方法142）正确选择和架设天地线：短波天线的理论原理比较高深。短波天线的种类繁多，用途各异。下面只介绍基站用兼顾全向和定向两种用途的高增益三线式天线和车载用2019全向鞭状天线安装。三线式基站天线架设：★增益高，全频段内驻波比小，而且均匀辐射效率高；★水平架设时不仅在天线宽边方向辐射强，而且在窄边方向也有较强辐射；四、优化短波通信的方法基站天线架设1.水平架设示意28米7.5米2.倒V型架设15米2米2米9米9米1.5米15四、优化短波通信的方法★架设状态平稳，抗风抗毁能力强；★选择空旷地带架设天线，避开铁塔和铁皮房顶。★基站天线架设牢固，注意防雷！！★基站天线所测驻波比(SWR)小于2.4以下。★基站天线馈线长度应少于50米。2019车载天线架设：★车载天线架设要求天调地线与车体大梁良好接触，棒状天线主体上部三分之一高于车体，所测驻波比(SWR)小于2.0以下。射频馈线应选用低损耗，标准RG58阻抗为50欧姆的射频电缆。163）选用先进优质的电台：评价一部短波电台的好坏主要是考察它的电气特性和工艺结构。这两方面先进与否决定了性能指标的优劣和设备的可靠性；还有它的使用功能智能化和具备多种扩充功能。★频率特性。好的电台频率稳定性高，不但话音清晰，信号等级高，而且是支持高速数传的必要条件。★通道特性。这一特性描述信号在通过高频、中频、低频几个通道后的畸变程度。★干扰和抗干扰特性。这方面的性能在技术说明书上都是以dB（分贝）值表示的，我们统称为dB指标。★工艺结构方面，主要看电路集成度和模块化程度。集成度高，可靠性必然高。模块化除了提高设备可靠性外，还使扩展功能和维修十分便利。四、优化短波通信的方法17四、优化短波通信的方法4）选用优质的电源和设备良好接地：★好电台要用好电源，在选购电源变换器时，一定要挑选功率容量大、输出电压纹波小、电磁屏蔽特性好、电路设计余量大的静化电源产品。原因是有些干扰可能来自电源，抬高接收噪声电平，使真正的有用信号被淹没；有些话音失真也可能是电源动态范围不足所致。★无论基站电台还是车载电台都要有一个良好的接地。基站通信接地电阻应不小于1欧姆，车载电台通信接地电阻应不小于0.4欧姆。原因是任何天线都需要有逻辑回路，换取最大功率输出，最小反射功率。18短波电台的组网方式主要有两种，一种为星型结构，另一种为网状结构。★星型结构：集中调度、广播系统。适合语音链路，上传下达；★网状结构：相互服务，广泛兼容。适合数据交换，多网互通。五、短波电台的组网方法19市固定基站市固定基站省固定基站通信指挥车背负台背负台前指基站六、短波电台的网络结构20七、宝丽基站短波电台基站供电要求为交流220伏，电源插头左零右火所有设备都要进行接地连接，通信地接地电阻应小于1欧姆21八、宝丽车载短波电台车台供电可直接将电源线连至汽车电瓶所有设备都要进行接地连接，与车体地接电阻应小于0.4欧姆22九、宝丽短波电台的特点澳大利亚Barrett公司的电台在国内市场上处于高端市场。它与其它的电台比较起来具有如下的优点：★两个天线口，便于基站不同方向通信，节约设备投入。★2050电台在增加了数字消噪功能后，有效地滤除了背景噪声，提高了话音等级，声音变得清晰，保真度高，操作简单。★可组8个网络。★能效比高，接收电流小于1安培，发射电流最大小于17安培。23射频功率峰值125W，平均105W频率范围发射1.6MHz~30MHz接收250kHz~30MHz工作方式USB,LSB，AM，CW，AFSK编程信道500个频率稳定度优于0.3PPM（-30℃~+70℃）工作温度-30℃~+70℃，湿度相对95，无冷凝体积185mmWx270mmDx70mmH重量2.6公斤十、宝丽短波电台技术指标24谢谢大家！！庄苏平编配25