超短波通信距离浅析
浅析超短波通信技术的常见干扰及处理措施
浅析超短波通信技术的常见干扰及处理措施【摘要】本文从超短波通信技术的重要性和常见的干扰对通信技术的影响入手，分析了电磁干扰、多径传播干扰、频率选择性衰落和随机噪声干扰对超短波通信技术的影响。
针对这些干扰，提出了相应的处理措施，包括采用天线技术、多径传播估计和校正技术、信道估计和均衡技术以及数字信号处理技术等。
结论部分探讨了超短波通信技术的未来应用前景以及干扰处理在提高通信质量中的重要性。
本文旨在帮助读者更好地了解超短波通信技术中常见的干扰问题，并提供相应的解决方案，为该领域的研究和实践提供参考。
【关键词】超短波通信技术、干扰、电磁干扰、多径传播干扰、频率选择性衰落、随机噪声干扰、处理措施、通信质量、干扰处理、应用前景。
1. 引言1.1 超短波通信技术的重要性超短波通信技术在无线通信领域中占据着非常重要的地位。
由于其波长短、频率高，可以实现高速数据传输和高密度的通信连接，适用于各种移动通信场景。
在今天的智能手机、移动通信设备等设备中，大多采用超短波通信技术进行数据传输，以实现快速可靠的通信连接。
超短波通信技术也被广泛应用于雷达、导航、遥感等领域。
在这些领域中，超短波通信技术能够实现高精度的信号传输和接收，为各种应用提供了可靠的通信支持。
特别是在军事领域，超短波通信技术更是扮演着不可或缺的角色，保障了战场上的通信指挥和作战部署。
超短波通信技术的重要性体现在其在各个领域中的广泛应用和不可替代的作用。
随着科技的不断发展和进步，超短波通信技术将会在未来的通信领域中继续扮演着重要的角色，为人类社会的进步和发展做出更大的贡献。
1.2 常见的干扰对通信技术的影响常见的干扰对通信技术的影响主要体现在通信质量的下降与通信稳定性的降低。
电磁干扰会导致接收信号强度减弱，信噪比降低，从而影响通信质量，甚至导致通信中断。
多径传播干扰会造成接收端收到多个经过不同路径传播的信号，导致信号叠加混淆，难以正确解码。
频率选择性衰落会导致特定频率处的信号受到严重影响，造成通信质量波动。
某型超短波电台通信距离近原因分析及对策
– 218 –技术改造·某型超短波电台通信距离近原因分析及对策doi:10.16648/ki.1005-2917.2019.03.191某型超短波电台通信距离近原因分析及对策王海波 刘志强 吕剑宝（95935部队，黑龙江 哈尔滨 150100）摘要：超短波具有频率高、波长短的特点，电波沿地面传播时衰减很快，遇到障碍物绕射能力很弱，故不能利用地波作较远距离的传播，而高空中电离层不能将其反射回地面，也不能利用天波传播方式，因此，超短波的传播途径通常是利用视距传播。
关键词：超短波；电台；通信距离一般来说，通信距离是由发射功率、接收灵敏度、发射/接收天线性能、天线布局以及电磁传播路线等多种因素共同决定的一个综合指标。
因此，要充分考虑到影响超短波作用距离的各种因素。
超短波具有频率高、波长短的特点，电波沿地面传播时衰减很快，遇到障碍物绕射能力很弱，故不能利用地波作较远距离的传播，而高空中电离层不能将其反射回地面，也不能利用天波传播方式，因此，超短波的传播途径通常是利用视距传播。
视距传播大体上可分为3类：第一类是指地面上的视距传播，例如无线电中继通信、电视广播以及地面上移动通信等；第二类是指地面与空中目标如飞机、通信卫星之间的视距传播；第三类是指空间通信系统之间的视距通信，如飞机之间、宇宙飞行器之间等。
一、 影响通信距离的原因分析（一） 视距出现自然障碍在理想情况下，超短波地空通信距离与天线高度、飞机高度有关。
距离计算公式如下：式中S 为通信距离（Km ），H1为天线高度（m ），H2为飞机高度（m ）。
通常在0.7S 的视距范围内能够满足超短波通信的通畅。
由于地球表面起伏不平、地球曲率影响，当天线架设高度不足、飞行空域视距范围内有高山、高建筑物、飞机飞行高度较低以及飞机飞行姿态不断转换等原因，会形成视距障碍，会造成超短波通信联络暂时间断现象。
（二） 电磁环境不良电磁环境，是指在给定场所的电磁现象的总和，包括自然界电磁现象、人为电磁现象、飞机机体内电磁现象等。
影响通信距离的主要因素及估算方法
影响通信距离的主要因素及估算方法任何无线电通信系统的作用距离不仅取决于发信机功率的大小、天线的增益，天线的有效高度，而且还与要求的话音质量、收信机灵敏度、电波传播等因素有关。
以超短波通信设备电波传播方式为例，它主要是直接波传播，由于需通过许多复杂的环境和各种地形，故传播条件各不相同。
影响超短波通信设备通信距离主要有三个因素：1)无线电波随着收、发信机之间的距离增加而减弱。
这是一种连续的，可以预测的衰耗，它与收、发信机天线高度、频率、大气状况及地形条件等因素有密切关系。
2)阴影损耗。
它是由于建筑物，小山丘等阻挡物引起的随机衰落。
在城市中，它随着阻挡物高度和密度的增加而加快，甚至可以使通信设备的通信距离大幅度地减小。
3)多径传播引起的快衰落。
由于移动中的通信设备天线低矮，完全埋没在各种建筑物、树木等下面，到达收信点的电波不仅有直接波，还有许多反射波，使合成的信号时而增强，时而减弱，造成快衰落。
这对通信设备通信来讲，是非常不利的。
影响超短波通信设备通信距离的主要因素一般来讲是这三个因素相互累加的结果。
1.视线距离计算由于地球是球形，凸起的地表面会挡住视线。
视线所能达到的最远距离称为视线距离do。
在图1-1中，设两部超短波通信设备的天线高度分别为h1和h2，连线Qp与地球表面相切于C点、则do(do=d1+d2)即为直接波所能到达的最远距离，称为视线距离。
现在让我们来推导do的计算公式。
设地球半径为Ro，天线高度分别为h1和h2。
在直角三角形QCO中，QO2-CO2在直角三角形PCO中，由于Ro>>h1、h2，故上式中可略去h12和h22，则近似可得而do=dl+d2，所以视线距离do为式中Ro=6370Km，h1、h2单位为m，则由此可见，视线距离是取决于收、发天线架设高度的。
天线架设越高，视线距离越远，因此在实际通信中，应尽量利用地形、地物把天线适当架高。
实际上，由于大气的不均匀性对电波传播轨迹要产生影响，所以，直接波传播所能到达酌视线距离应修正为由于地面是球形的，当电波传播的距离不同时，其情况也不相同。
浅析超短波通信技术的常见干扰及处理措施
DOI：10．19392/j．cnki．1671－7341．201926088浅析超短波通信技术的常见干扰及处理措施王洪飞95926部队吉林长春130000摘要：近年来，随着我国通信技术的快速发展，不同种类、不同类型的无线通信设备在各领域应用的数量不断增多，范围不断扩大，这就导致我们周边的电磁环境日益复杂。
因此，在多变复杂电磁环境背景下，对无线通信抗干扰技术进行深入研究显得尤为重要。
本文对超短波通信技术的常见干扰问题进行了深入分析，并总结归纳了相应的处理措施，以保障超短波通信技术的快速发展。
关键词：超短波；通信技术；干扰；措施随着全球经济的快速发展，各个国家在政治、经济领域之间联系密切加深，交往过程中通信技术问题至关重要。
人们为了保障信息安全，势必提高超短波通信技术，防止外部复杂电磁环境对其造成干扰，影响信号接收和阻断通信等。
1超短波通信质量的影响因素1．1距离因素超短波通信技术不仅应用于地面通信，同时还广泛应用于空间通信。
由于超短波通信设备受通信环境、发射功率等条件限制，从而极大的影响通信距离。
例如：舰载电台和车载通信等发送的距离大概能够达到几十千米，而机载通信距离却能够达到几百千米甚至更远。
1．2频段干扰超短波通信方式由频段的应用范围所决定，因此超短波的通信质量较高。
在移动通信环境电磁干扰频繁加剧的情况下，多径衰落问题突出。
经相关数据统计显示，通信环境受电磁脉冲干扰、民用电磁设备干扰以及周边环境电磁干扰等因素干扰频段。
1．3战术协同通信各部队在协同演习或作战条件下，不同兵种间要相互通信、相互协作，这些都要使用超短波通信技术。
所以这种情况下，电磁环境就会复杂多样，通信电磁波之间也就会出现干扰。
一般来讲，协同通信技术大多是运动通信状态。
2机载超短波通信技术的干扰问题2．1领道干扰这种干扰问题主要指相邻的两个波道信号间相互影响、相互干扰。
通常出现这种问题主要有以下几种情况：（1）接收机问题。
接收机选择信号相对较差，导致邻道间的信号收到干扰。
超短波通信距离浅析
ｄ ４ （ ２ Ｒ ＋ ｈ ｔ ） × ｈ ｔ ＋ √ （ ２ Ｒ ＋ ｈ ｒ ） ｘ ｈ ｒ （ ３ ）
其 中： Ｒ为 地 球 的 曲 率 半 径 ６ ． ３ ７ １ Ｘ
１ ０ ｍ， ｈ ｒ 、 ｈ ｔ 分 别为收 发 天线 离 地面 的 实际 高 度） 。 假设 ： ｈｔ ＝ｈｒ ＝１ ｍ， 则ｄ ２ ２ ６ ｋ ｍ。
射， 通 常也 称 为 视 距 传 播 。 所 谓 视 距 传播 就 形 差 别 以 及 地 球 曲 率 半 径 等 ， 这 些 因 素 和 示 ， 电台的通信距离 ： 是对那些 地波传播能 力很弱 ， 天 波 又 基 本 其 它 一些 参 数 直 接 影 响 信 号的 场 强 和 覆 盖 不存在 的电波的传播方 式。 视 距 是 接 收 和 范 围 ， 进 而影 响 超 短 波 通 信 距离 。 发射两 点之间处在可视 范围之 间， 能 互 相 ２ ． ３ 其它影 响因素 （ １ ） 电池 容 量 不 足 ： 当电池 容 量 不 足时 ， 功率 变 小 ； 严 重 时 这种传播方式的特点是 ： 地面衰减大、 电 源 电 流不 能 正 常 提 供 ， 无天波 ， 信号 基 本 上 按 直 线 传 播 ； 其 频 率 传 发 射 信 噪 比变 小 ， 误 码 率 变高 ， 影 响正 常 通
对于在公式（ １ ） 得出的通信距离以 内，
通 信 系 统 能 否 有 效 工作 ， 主 要 取 决 于 系统
输特性 上与短波有很 大差别 ， 由于 频 率 较 信 。 接 收 设 备 的 接 收 功率 能 否 满 足 系 统 正 常工 高， 发 射 的 天 波 一 般 将 穿 透 电 离 层 射 向 太 （ ２ ） 天 线 不 匹配 ： 天 线 的 频 段 和 机 器 频 作 的最低要求 。 接 收 系统 的 接 收 功 率 可 用 空， 而 不 能被 电离 层 反 射 回地 面 ， 所 以 主 要 段 不 一 致或 天 线 阻抗 不 匹配 时 ， 均 会 严 重 以下式表示 ： 依 靠 空 间直 射 波 传 播 （ 只 有 有 限 的 绕 射 能 影 响超 短 波 的 通 信 距 离 。 Ｐ ｒ ＝ Ｐ ｔ （ ｈ １ ｈ ２ ／ ｄ ２ ） ２ ｇ ｒ ｇ ｔ （ Ｗ） （ ４ ） 力） 。 像 光线一样 ， 传 播 距 离 不 仅 受 视 距 的 式中： Ｐ ｔ 为发 射功率 （ ｗ） ； ｇ ｒ 为 接 收天 线 限制 ， 还 要 受 高 山和 高 大 建 筑 物 的 影 响 。 用 ３ 超短波通信 距离的工程估算 增益 ； ｇ ｔ 为 发射 天线 增益 ； ｈ１ ＝（ ｈｔ ２ ＋ｈ ０ ２ ） １ ／ 于地 面 通 信 时 ： 如架 设 几 百 米 高 的 电视 塔 ， 超 短 波 的 通 信 距 离 决 定 于 天 线 的 增 ２ ， ｈ ２ ＝ （ ｈ ｒ ２ ＋ ｈ ０ ２ ） ｌ ／ ２ 天线 高度 （ ｍ） ｛ ｈ ｒ 、 ｈ ｔ 为 服 务 半 径 最 大 也 只能 达 ｌ ５ ０ ｋ ｍ左 右 。 要 想 益 、 高度， 发 射 机 输 出 功率 、 接 收机 灵敏 度 、 分别为收发天线的实际高度 ； ｈ０ 为 最 小 有 传播的更远 ， 就 必 须 依 靠 中继 站 转 发 或 者 电 磁 环 境 及 有 无障 碍 物 等 因素 影 响 。 下 面 效天线高度 ， 在３ ０ Ｏ Ｍ Ｈｚ 以 上通 常 可 以 忽 将 其 发 射 天 线 和 接 受 天 线 都 架 设 的 足 够 我们 通 过 一 些 公 式 可 以 大 致算 出预 定 通 信 略。 根 据 发射 功 率 的 大 小 计 算 出 来 的 接 收 高； 而 用 于 空 地通 信 时 ： 由于 电台 和 天线 随 系 统 的 通 信 距 离 。 功率的数 值即可计算出传播衰耗 。 此 种 衰 飞机 的 高度 升 高 而升 高 ， 受地 物 影 响 较 小 ， 本 质 上 超 短 波 频 段 的 无 线 传 输 属 于 视 耗 可 以 理 解 为是 由于 辐射 能量 的扩 散 引起 距 传 输 ， 在 理 想 情 况 下 （ 即 ： 发 射 机 功 率 足 可 以 传 播 的 更远 。 的衰耗 ， 而 不 是 由 于受 到 阻抗 、 反射 、 折射 、 够大 ， 接 收 机 灵 敏 度 足够 高 ， 视 野 开 阔无 障 绕射、 吸 收等 原 因 而产 生 的 衰 耗 ， 工 程上 此 ２ 影 响超短 波通信距 离的因素 碍物 、 山地 丘 陵等 地 理 因素 的 影 响 ） 其 传 输 类 衰 耗 可 用 下式 计 算 后 得 到 。 影 响超 短 波 通 信 距 离 和 效 果 的 因 素 有 极 限 距 离 可 以 用 下 面 的 公 式表 示 ： Ｌ （ ｄ ｂ ） ： ３ ２ ． ４ ５ ＋ ２ ０ ｌ ｇ ｄ （ ｋ ｍ） ＋ ２ ０ ｌ １ ０ × （ √ ｜ ｉ ２ ｆ ＋ √ 厅 ｒ ） （ ｍ ）
浅析超短波通信技术的常见干扰及处理措施
浅析超短波通信技术的常见干扰及处理措施1. 引言1.1 超短波通信技术简介超短波通信技术是一种基于超短波频段进行通信的技术，通常工作在300MHz至3GHz的频段范围内。
超短波通信技术具有较高的传输速率和较好的抗干扰能力，被广泛应用于无线通信系统、雷达系统、遥控系统等领域。
超短波通信技术通过无线电波传输数据信息，实现远距离的通信连接。
它在通信速率和传输距离方面具有一定的优势，能够满足不同场景下的通信需求。
在现代无线通信系统中，超短波通信技术已经成为一种重要的通信手段，为人们的日常生活和工作提供了便利。
超短波通信技术的发展离不开对干扰的处理。
在通信过程中，常常会受到各种干扰源的影响，这不仅影响了通信质量，还可能导致通信中断。
对超短波通信技术的常见干扰及处理措施进行深入分析和研究，对提高通信质量和可靠性具有重要意义。
接下来我们将对超短波通信技术中的常见干扰源、干扰类型、干扰检测方法、干扰处理措施和抗干扰技术进行详细探讨。
2. 正文2.1 常见干扰源超短波通信技术在现代通信领域中发挥着重要的作用，然而在实际应用过程中常常会受到各种干扰的影响。
了解常见的干扰源有助于我们更好地应对和处理这些干扰，保障通信质量和稳定性。
常见的干扰源包括但不限于以下几种：1. 大气干扰：大气层中的电离层扰动、电磁辐射等因素会对超短波通信信号的传输造成影响；2. 电磁干扰：电力线、电器设备、雷电等都可能产生电磁辐射干扰，影响通信信号的传输和接收；3. 人为干扰：包括无线电干扰、频谱浪费、设备故障等人为因素导致的干扰；4. 天气干扰：如风雨、大雾等恶劣天气条件下的通信干扰。
通过对常见干扰源的了解，我们可以有针对性地采取相应的干扰处理措施，提高通信系统的鲁棒性和抗干扰能力。
在接下来的内容中，我们将进一步探讨干扰类型、干扰检测方法、干扰处理措施以及抗干扰技术，帮助读者更全面地理解和掌握超短波通信技术中干扰问题的解决办法。
2.2 干扰类型干扰类型主要包括内部干扰和外部干扰两种类型。
超短波远距离山区通信关键技术分析
超短波远距离山区通信关键技术分析本文首先对超短波进行了概括性介绍，并在此基础上对超短波远距离山区通信中的关键技术措施进行了研究。
期望通过本文的研究能够对提高超短波在山区远距离通信中的实际应用效果有所帮助。
标签：超短波；山区通信；频率；信号一、超短波概述（一）超短波简介超短波也被称之为米波、甚高频波，是指波长范围在1m-10m，频率范围在30兆赫-300兆赫之间的无线电波。
超短波具备传插频带宽的特点，是短波频带宽度的10倍左右，并且超短波依靠电磁辐射特性进行短距离传播，已经被广泛应用于无线话筒、调频广播、移动通信、传送电视等音频信号传输领域，在使用锐方向性的天线情况下，可有效补偿超短波传输中的损耗。
与短波相比，超短波拥有传输频率高的特性，一般情况下，依靠空间直射波传播的超短波可穿透电离层射向太空，避免因电离层的阻隔而反射回地面。
超短波与光线类似，传输距离不仅会受到视距的影响，而且还会受到高大建筑物和高山的限制。
即使架设的电视塔高达几百米，其服务半径也就仅为150公里左右，为了延长传输半径，就必须建立中断站对音频信号进行转发。
（二）超短波通信的特点大量的实验结果显示，当无线电的频率逐步升高时，波长会随之变得越来越短，如果无线电的频率升高到超短波的频段时，其传播特性便会出现根本性的变化，具体体现在以下两个方面：一方面是电离层与它之间的传播关系会逐步减少；另一方面是绕射障碍物的能力会变得越来越弱。
就山区而言，其具有非常典型的地貌特征，即高山环绕，在这一前提下，超短波的传播路径会受到高山的重重阻碍，从而会造成十分严重的信号衰减现象，即便在非常近的距离内，也很难实现有效的沟通联系。
针对这种情况，业界的专家学者对超短波在山区的传播规律进行了深入的研究，結果发现虽然超短波本身的绕射能力较低，但是当它遇到高山等障碍物之后的折射能力却会大幅度增强，同时，超短波的绕射能力并非是绝对值，其与很多因素有关，如障碍物的几何尺寸等。
72 影响直升机超短波电台通讯距离的原因及分析 吴由录3
第二十八届（2012）全国直升机年会论文影响直升机超短波电台通讯距离的原因及分析王士东吴由录252000)部队，聊城，(71901要：随着直升机机载超短波电台的国产化，超短波电台通讯距离近的情况是飞行员的主要问题，通摘过试飞检查直升机的通讯距离也达不到理想通讯状态，虽然经过机务人员及工厂专业人员技术分析和采取相对性措施，但目前反映超短波电台通讯距离近的情况仍然存在，有时甚至出现能目视的情况也联络不上。
本文针对直升机通讯距离近的几种情况进行了分析，并提出相关的维护措施。
原因分析影响直升机关键词：; 通讯距离;引言0机载超短波电台通信系统由电台天线、连接馈线、天线滤波器、收发机、保密机、控制盒及通，如果””与“耳朵信管理器等组成。
超短波电台是直升机主要通讯联络设备，相当于直升机的“嘴巴超短波电台通讯距离达不到要求，就存在着直升机与地面、直升机与直升机间不能正常通讯联络的情况。
不能正常联络就意味着不能正常收到指挥员的指令或有情况不能正常及时报告。
通讯距离近也将对飞行训练、飞行任务的执行带来较严重的影响，特别是执行重大任务时若不能正常通讯联络而受到影响，将造成严重损失。
因此，解决直升机通讯距离近的问题需要引起各有关单位充分的重视。
原因分析1超短波电台通讯为视距通讯，正常情况下根据设计要求，机载超短波电台能够满足直升机的通讯原理和无线电波传播特点，超短波电台可视通讯需讯求。
根据通距离或最大作用距离H1H2Dmax ≈3.57()㎞（H1，+H2分别为接收机与发射机天线高度）。
若直升机飞行高度为1000米，地面天线高度为10米以上时，直升机与地面塔台的通讯距离应不低于120Km。
近几年来，机载超短波电台的国产化后，各部队反映机载超短波电台通讯距离近的情况比较普遍，几乎均达不到120km,有的只能达到七、八十公里，甚至更短，较严重地影响飞行训练和飞行任务完成的质量及飞行安全。
影响超短波电台通讯距离有多方面原因，主要原因有以下几个方面：（1）机载电台功率小。
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超短波通信距离浅析
摘要:本文分析了超短波的传播特点,以及影响机载超短波电台通信距离的相关因素;并从理论和工程应用两方面对超短通信距离加以分析。
希望能为工程应用人员,在超短波通信设备的实际应用过程中提供帮助。
关键词:超短波传播特性影响因素传播距离
超短波通信:利用超短波频段的无线电波传送信息的无线电通信。
超短波波段的波长范围为10～1 m,对应的频率范围为30～300 MHz,为甚高频(VHF)频段,故又叫甚高频通信。
由于微波低端的特高频(UHF)中300～1000 MHz这部分频段的传播特点及应用范围与VHF大致相同,因此广义的超短波通信的频段范围包括VHF全部频段和UHF低端部分频段。
超短波传播主要靠空间波直线传播,也有一定的绕射能力,但随着波长的缩短,绕射能力越来越微弱,因此在这一波段中的通信主要是视距范围内空/空、空/地话音和数据的传输。
1 超短波的传播特性
超短波与短波传播不同,无电离层反射,通常也称为视距传播。
所谓视距传播就是对那些地波传播能力很弱,天波又基本不存在的电波的传播方式。
视距是接收和发射两点之间处在可视范围之间,能互相“看见”的距离。
如图1所示。
这种传播方式的特点是:地面衰减大、无天波,信号基本上按直线传播;其频率传输特性上与短波有很大差别,由于频率较高,发射的天波一般将穿透电离层射向太空,而不能被电离层反射回地面,所以主要依靠空间直射波传播(只有有限的绕射能力)。
像光线一样,传播距离不仅受视距的限制,还要受高山和高大建筑物的影响。
用于地面通信时:如架设几百米高的电视塔,服务半径最大也只能达150 km左右。
要想传播的更远,就必须依靠中继站转发或者将其发射天线和接受天线都架设的足够高;而用于空地通信时:由于电台和天线随飞机的高度升高而升高,受地物影响较小,可以传播的更远。
2 影响超短波通信距离的因素
影响超短波通信距离和效果的因素有以下几个方面。
2.1 系统参数
(1)受发射机输出功率越强,发射信号的覆盖范围越大,通信距离也就越远;但发射功率也不能过大,发射功率过大不仅耗电,而且影响功放元器件的寿命,同时干扰性强,影响他人的通话效果,还会产生辐射污染。
(2)在发射功率一定的情况下:接收机的接收灵敏度越高,通信距离就越远。
(3)天线的增益在天线与机器匹配时:通常情况下,天线高度增高接收或发射能力增强。
2.2 环境因素
环境因素主要有路径、树木的密度、周围环境的电磁干扰、建筑物、天气情况和地形差别以及地球曲率半径等,这些因素和其它一些参数直接影响信号的场强和覆盖范围,进而影响超短波通信距离。
2.3 其它影响因素
(1)电池容量不足:当电池容量不足时,电源电流不能正常提供,功率变小;严重时发射信噪比变小,误码率变高,影响正常通信。
(2)天线不匹配:天线的频段和机器频段不一致或天线阻抗不匹配时,均会严重影响超短波的通信距离。
3 超短波通信距离的工程估算
超短波的通信距离决定于天线的增益、高度,发射机输出功率、接收机灵敏度、电磁环境及有无障碍物等因素影响。
下面我们通过一些公式可以大致算出预定通信系统的通信距离。
本质上超短波频段的无线传输属于视距传输,在理想情况下(即:发射机功率足够大,接收机灵敏度足够高,视野开阔无障碍物、山地丘
陵等地理因素的影响)其传输极限距离可以用下面的公式表示:
式中:d为距离,单位为米;hr、ht分别为收、发信机的天线高度,单位为米。
在实际情况下,电波在直射传播的路径上可能存在山丘、建筑物等障碍物,由这些障碍物引起的附加衰耗(除了自由空间传播衰耗外),称为绕射衰耗。
由于存在绕射衰耗及多径反射衰落,实际上的通信距离只是极限距离d的几分之一。
同时还存在超过极限距离的地方也能收到较强信号,这种现象称为超视距传播。
存在这种现象的原因是大气对电磁波折射造成的,统称为超视距的传播距离可以用以下的公式表示:
式中:d为距离,单位为米;hr、ht分别为收、发信机天线的高度,单位为m。
4 超短波通信距离理论计算
在电台的各种指标均足够满足要求(发射机的发射功率足够大,接收机灵敏度足够高)的情况下:仅考虑地球的曲率半径,发射天线和接收天线的影响时:如下图2所示,电台的通信距离:
其中:R为地球的曲率半径≈6.371×106 m,hr、ht分别为收发天线离地面的实际高度)。
假设:ht=hr=1 m,则d≈226 km。
对于在公式(1)得出的通信距离以内,通信系统能否有效工作,主要取决于系统接收设备的接收功率能否满足系统正常工作的最低要求。
接收系统的接收功率可用以下式表示:
式中:Pt为发射功率(w);gr为接收天线增益;gt为发射天线增益;h1=(ht2+h02)1/2,h2=(hr2+h02)1/2天线高度(m);hr、ht为分别为收发天线的实际高度;h0为最小有效天线高度,在300 MHz以上通常可以忽略。
根据发射功率的大小计算出来的接收功率的数值即可计算出传播衰耗。
此种衰耗可以理解为是由于辐射能量的扩散引起的衰耗,而不是由于受到阻抗、反射、折射、绕射、吸收等原因而产生的衰耗,工程上此类衰耗可用下式计算后得到。
由公式(3)和(5)即可推算出超短波理论上通信距离d值的大小。
5 举例说明
假如两部相同的电台其参数如下:工作于108～400 MHz频段,天线的长度大概为0.5 m,天线的有效高度为 1.5 m;天线的增益大约为0dBi(-2.15 dBd)左右;发射功率为15 W;接收灵敏度约为3 μV。
解:首先进行单位换算,假设接收机负载为50 Ω,3 μV换算成dB uv 表示为9.5 dBuv,然后转换成,分贝毫瓦dB m表示,结果为-97.45 dBm,把15 W换成分贝毫瓦dBm表示结果就是41.76 dBm;接收机要接收到信号所允许的最大损耗为41.76-(-97.45)为133.51。
利用公式(4)推导出最大传输距离和最小传输距离,取最大工作频率400 MHz计算,dmin=10(133.51-32.45-20lg400) /20=281 km,取最小工作频率108MHz计算,dmin=10(133.51-32.45-20lg108)/20=1000 km。
一般理论计算按传播用公式(2),若是天线高度为0.5m,假设都树立在地面上,其传播距离为5.8 km;方式为空地通信,地面天线为15 m,飞行高度为10000 m,理论最大通信距离为:
在同等条件下取公式(4)、(5)推导出的值和公式(2)的值,两者的最小值;若通信频率为400 MHz,其最大通信距离就为281 km。
实际上通信不仅包含固有损耗也包括收发机各种馈线之间的损耗,通信距离肯定小于理论通信距离。
6 结语
超短波以其优越的传输性能,在民用领域发挥着重要作用,更是军事通信的主要模式手段之一。
信息技术的蓬勃发展,推动着通信领域产生翻天覆地的变化,致使超短波通信的发展日新月异;无论是交通、公安、消防、防汛等领域,均用超短通信设备的大量应用,超短波通信早已遍及我们的生活。
由于超短波通信设备的广泛应用,伴随着设备出现的故障也层出不穷,其中大多数故障涉及通信距离问题。
本文从超短波信号的传播特点入手,分析了影响机载超短波电台通信距离的相关因素;并从理论和工程估算两方面对超短通信距离加以推理、分析。
希望能为工程人员,在应用过程中遇到超短波通信距离问题时为其提供参考和帮助。
参考文献
[1]现代通信原理[M].北京:国防工业出版社,1998.
[2]梅文华，杨义先.跳频通信[M].北京:国防工业出版社,2005(1).。