短波的电波传播特点和工作频率选择
短波通信频率优选技术现状与分析(无水印)

短波通信频率优选技术现状与分析摘要:短波通信是一种重要的通信手段。
由于短波通信依赖的电离层反射信道的随变特性,给短波通信带来了复杂性。
这种复杂性在于需要掌握通信对象之间反射点的电离层情况,进而选择最佳短波通信频率,取得良好的通信效果。
这就需要能够准确选择出短波信道所需要的最佳可用频率,研究短波频率优选技术就是本文重点工作所在。
本文首先分析了短波通信的传播特性,按照实现方法和原理的不同,将频率优选方法分为频率预测和频率探测。
分别详细分析了几种频率预测方法,对频率预测方法的具体应用进行了研究;对电离层探测、chirp探测等几种频率探测方法的基本原理及组织运用进行了分析研究。
最后针对短波通信特点,讨论了短波通信频率优选技术中预测和探测方法的结合,可为短波通信频率优选的实现提供参考。
短波通信具有良好的抗毁性,在超视距通信及海上通信都有着不可替代的作用。
短波通信工作频率的选择及管理作为短波通信组织运用的重要内容,极大地影响着通信系统的性能。
本文结合岛-岸短波通信特点,提出一种岛-岸短波频率管理系统的设计方案。
短波信道质量评估设备按技术体制分为两大类,分别是独立信道探测系统和嵌入式探测系统。
介绍了两类系统的基本原理、目前研究和应用现状以及存在的问题,指出应将两类技术进行结合,根据通信业务进行针对性的信道分析以提高评估效率。
最后对其发展方向进行展望,以期为短波实时信道估值方面的研究提供参考。
关键词:短波通信;频率预测;频谱探测0 引言基金项目:国家自然科学基金资助项目(11374001)1短波通信是发展较早的一种通信技术,是远距离无线电通信的主要手段之一,也是海军最重要的通信手段之一。
短波通信选用有效载频,在“天然”中继器——电离层的作用(反射)下传输信息,具有通信距离远、组网机动灵活和生命力强等优点。
但由于短波通信依赖的电离层反射信道的随变特性,给短波通信带来了复杂性。
这种复杂性在于需要掌握通信对象之间反射点的电离层情况,进而选择最佳短波通信频率,取得良好的通信效果。
浅谈电离层对短波传播及选频的影响

浅谈电离层对短波传播及选频的影响作者:曹文丽来源:《中国科技博览》2019年第01期中图分类号:TP3 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2019)01-0198-01电离层的各种变化都将对短波无线电通信带来不同程度的影响,轻则通信质量下降,重则通信中断。
短波通信按传播途径可分成地波和天波两种基本传播途径,由于电离层不断变化,使通过天波传播的短波信道并不稳定,影响短波通信的效果。
在短波电台灵敏度和发射功率、天线架设、地形地物均已确定的情况下,选择工作频率成为决定通信质量的唯一可选因素。
本文主要就短波通信特别是短波天波通信的电波传播特点和工作频率选择问题作了简要的探讨。
一、短波的地波传播利用地波路径,可在一定距离内建立稳定可靠的短波通信联络。
其有效距离主要取决于短波电台的发射功率、天线的架设方式、传播路径上的地形地物的影响及使用的载波频段。
鉴于频率越低大地对电波的吸收越小,短波电台的地波通信宜选用短波频率的低段。
对于短波通信而言,其噪声主要来自产生于大气的天电和周围工业设备的电气干扰。
一般来说,在一方天线高架的情况下,选择合适的载波频率,小型短波电台利用地波路径可在数十公里范围内建立可靠的通信联络。
二、短波的天波传播(1)关于电离层:短波无线电远程通信依赖于高空电离层反射的天波路径,了解电离层的生成、结构和变化规律,了解电离层不同时段对不同频段的短波段电波的反射规律,对短波无线电通信有至关重要的意义。
电离层中电子密度呈层状分布,对短波通信影响大的有 D 层、E 层、F1 层、F2 层,各层的电子密度 D〈 E〈 F1〈F2 :由于电离层的形成主要是太阳紫外线照射的结果,因此电离层的电子密度与阳光强弱密切相关,随地理位置、昼夜、季节和年度变化,其中昼夜变化的影响最大。
(2)电离层对电波的折射和反射:电离层可看成具有一定介电常数的媒质,电波进入电离层会发生折射。
折射率与电子密度和电波频率有关。
短波频率选择方法分析

短波频率选择方法分析短波是指波长在10-100米范围内的无线电波,其传播距离可达数千公里且具有较强的抗干扰能力,因此被广泛用于国际通信、天气预报、无线电广播等领域。
在短波通信中,频率的选择对于信号的传输质量至关重要。
本文将对短波频率选择的方法进行分析,以帮助读者在短波通信中更加准确地选择合适的频率。
短波频率的分类短波频率一般以频率(单位:兆赫兹,MHz)为主要参数进行分类,主要可以分为以下几类:•超短波(2-30MHz):主要用于国际通信、航空通信、电离层研究等领域;•短波广播(3-30MHz):主要用于全球广播、中外语广播、科学教育等领域;•单边带通信(0.5-30MHz):主要用于军事通信、海事通信、天气预报、救援通信等领域。
在这些领域中,选择合适的频率可以使得信号传输的质量得到最大化。
短波频率选择的方法短波频率的选择方法主要有以下几种:经验法经验法是根据历史数据和经验总结得出的一种选择短波频率的方法。
例如,在太阳黑子最多的年份,使用低频段(5-15MHz)的短波会取得较好的传输效果;而在太阳黑子最少的年份,则需要选用高频段(15-30MHz)的短波才能获得较好的传输效果。
经验法具有简单易行、经济实用的特点,但也具有局限性,因为其选择频率的依据过于简单,难以适应新的传输环境和信息需求。
利用预测利用太阳黑子周期预测是一种选择短波频率的方法。
太阳黑子最多的年份,表明太阳活动较强,此时阳光照射的上部大气层对电离能力影响最大,电离层中的电子浓度相对较高,短波易于穿过。
而太阳黑子最少的年份,表明太阳活动较弱,此时阳光照射的上部大气层对电离能力影响较小,电离层中的电子浓度相对较低,短波易于反射和散射。
这种预测方法需要预先了解太阳黑子周期,而且只适用于一定周期内的预测。
使用天磁数据短波信号受地球磁场影响较大,因此天磁数据可以用来选择合适的短波频率。
短波传输的合适频率和太阳活动的强弱、夜间磁层的状况等有很大关系。
短波的特点及应用

短波的特点及应用短波是一种电磁波,它具有一些特点和应用。
在下面的文章中,我将详细介绍短波的特点及其应用。
首先,让我们来了解一下短波的特点。
短波的波长范围通常被定义为1-30米,或者频率范围为3-30兆赫。
短波具有穿透力强、传播距离远、适应性广等特点。
具体来说,短波在地球大气层中的传播特性使得它能够穿透电离层,从而实现远距离的传播。
此外,短波还具有强大的适应性,即使在恶劣的天气条件下,短波通信也能够实现可靠的传输。
因此,短波被广泛应用于无线电通信、广播、卫星通信等领域。
短波具有穿透力强的特点,使得它在通信领域具有重要的应用价值。
由于短波能够穿透电离层并实现远距离传播,因此被广泛应用于无线电通信领域。
例如,许多国家的电台和无线电台都使用短波进行国际长途通信。
此外,短波通信还被广泛应用于航空领域。
飞机与地面的通信系统通常也是采用短波技术,以实现远距离的通信传输。
另外,短波通信还被广泛应用于军事通信领域。
在现代军事作战中,短波通信不仅能够实现远距离的通信传输,还能够实现抗干扰和抗窃听,因此在军事通信中具有重要意义。
除了在通信领域,短波还被广泛应用于广播领域。
短波广播具有传播距离远、覆盖范围广的特点,因此在世界各地都有大量的短波广播电台和广播节目。
短波广播不受地理、气候等因素的限制,能够覆盖全球范围内的受众,因此在国际广播中具有重要地位。
许多国家通过短波广播向世界各地传递本国的声音和信息,扩大国际影响力。
另外,在一些偏远地区或者信息不发达的地区,短波广播也是唯一可获得的信息来源,因此在一些特定地区具有重要的传播作用。
在卫星通信领域,短波也被广泛应用。
虽然现代卫星通信系统采用了更先进的微波和光纤通信技术,但是在一些特殊情况下,短波通信仍然具有一定的优势。
例如,在一些边远地区或者疏散地区,卫星通信系统可能会受到天气或地形的影响而失效,而短波通信则可以作为备用的通信手段来使用。
总的来说,短波具有穿透力强、传播距离远、适应性广等特点,因此被广泛应用于无线电通信、广播、卫星通信等领域。
短波通信网络的特点介绍

短波通信网络的特点介绍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。
自从1921年发生在意大利罗马的一次意外事故,短波被发现可实现远距离通信以来,短波通信迅速发展,成为了世界各国中、远程通信的主要手段,被广泛地用于政府、军事、外交、气象、商业等部门,用以传送电报、电话、传真、低速数据和图像、语音广播等信息。
在卫星通信出现以前,短波在国际通信、防汛救灾、海难救援以及军事通信等方面发挥了独特的重要作用。
短波通信可以利用地波传播,但主要是利用天波传播。
地波传播的衰耗随工作频率的升高而递增,在同样的地面条件下,频率越高,衰耗越大。
利用地波只适用于近距离通信,其工作频率一般选在5MHz以下。
地波传播受天气影响小,比较稳定,信道参数基本不随时间变化,故地波传播信道可视为恒参信道。
天波是无线电波经电离层反射回地面的部分,倾斜投射的电磁波经电离层反射后,可以传到几千千米外的地面。
天波的传播损耗比地波小得多,经地面与电离层之间多次反射(多跳传播)之后,可以达到极远的地方,因此,利用天波可以进行环球通信。
天波传播因受电离层变化和多径传播的严重影实用文档响极不稳定,其信道参数随时间而急剧变化,因此称为变参信道。
天波不仅可以用于远距离通信,而且还可以用于近距离通信。
在地形复杂,短波地波或视距微波受阻挡而无法到达的地区,利用高仰角投射的天波可以实现通信。
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)电路调度容易,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。
短波的电波传播特点和工作频率选择

F1 和 F2 层合称为 F 层, F1 层中午电子密度最大,入夜后很快消 失;F2 层下午达到最大值,入夜逐渐减少,黎明前最小。 对于远距离短 波通信来说 F 层是最为重要的,F 层在白天和晚上都存在, 只是在晚 上 F 层比较薄。 因此 F 层在白天能把比较高频率的电波反射回地面, 而到了晚上就让较高频率的电波通过。 一般来说,在晚上可以把 10~ 15MHz 的信号反射回地面。
夜间 D 层消失,E 层也变得很弱,F1 和 F2 层合到了一起。 由于没 有 D 层的吸收作用,我们可以使用较低频率的无线电信号,这也是我 们可以在晚上听到很多国外中波广播的原因。 而那些在白天可以被反 射的电波,在晚上则穿过了不够厚的 F 层。
能被 F 层反射的最高频率被称为最高可用频率。工作频率选择接 近最高可用频率是一个较好的选择。 因为低于这个频率的将被吸收得 多,而高于这个频率的又容易穿透电离层。 有时最高可用频率甚至降 到了 5MHz 以下,这是由于电离层的扰动或者是 F 层过于稀薄。 同样, 太阳周期的最低点也会造成这种情况。 太阳黑子可以使电离层的反射 短波信号的能力增强。 而太阳流又会使电离层扰动导致电磁暴,骚动 的电离层会吸收电波。
而变化,其中昼夜变化的影响最大。 D 层是电离层中最靠近地面的一层。 它在中午的时候电离程度最
高,但离子很容易丢失,所以 D 层中午电子密度最大,入夜后很快消 失。 这一层只是吸收电波的能量,而不反射它们。D 层电离化的程度越 高,吸收电波的能力越强。
短波 频率为3~30mhz的无线电波

短波频率为3~30mhz的无线电波短波是指频率为3~30MHz的无线电波。
短波的波长短,沿地球表面传播的地波绕射能力差,传播的有效距离短。
短波以天波形式传播时,在电离层中所受到的吸收作用小,有利于电离层的反射。
经过一次反射可以得到100~4000km的跳跃距离。
经过电离层和大地的几次连续反射,传播的距离更远。
射频频谱的高频部分,频率为3~30MHz,有时称为短波波段。
根据现行标准,这是一种误称,因为它的波长比特高频、微波和红外都要长,而它们也常用于无线设备中。
在自由空间,频率为3MHz对应波长为100m;30MHz对应波长为10m。
短波在无线电技术早期得名,当时3~30MHz频率的无线电波长,比大多数广播和通信信号的波长(千米量级)都要短。
任何人都可以搭建或购买短波或普通波段的收音机,然后安装一般的室外天线,从而收听来自全世界的信号。
这种爱好活动称为短波收听(SWL)。
在美国,计算机和在线通信的繁荣在一定程度上已超过了短波收听,很多现在长大的年轻人都对这个广播和通信领域一无所知,但在世界上的很多地方,它还是主要的通信方式。
不过,有些人还是对它很着迷,因为人们可以仅使用无线设备就可以互相沟通。
除了需要两根天线(分别位于通信双方)外,不需要其他任何人造设施。
电离层可将短波信号返回到地表,通过这种特性可提供全球范围的广播和通信,这和20世纪早期(无线通信诞生时)的情形是一样的。
短波的基本传播途径有两个:一个是地波,一个是天波。
短波信号主要靠电离层反射(天波)传播,也可以和长、中波一样靠地波进行短距离传播。
超短波通信主要靠地波传播和空间波视距传播。
当通信距离较近时,通常使用鞭状天线,利用地波传播;当通信距离较远时,应用高架天线或将电台设在较高的地方,利用空间波传播;需要超视距通信时,可采用接力的方式或使用散射通信和卫星通信。
每一种传播形式都具有各自的频率范围和传播距离,利用适当的通信设备,都可以获得满意的信息传输。
各波段的电波传播特点

备波段的电波传播特点超长波和长波: 3KHz一一30KHz、30KHz一-300KHz长波传播特点,绕射能力强,大地(土壤)的吸收不显著(与传播的地面几乎无关),在陆地上可传2000-3000Km以上,在海面上更远。
中波: 300KHz一一3MHz(波长1000m一-100m)中波传播有地波和天波,特点是白天靠地波,而晚上则既靠天波又靠地波(白天D层吸收,晚上D层消失,E层反射〉有衰落现象。
中波除广播外多用于船舶、飞机的各种航标电波(导航)。
短波:1 5MHz一-30MHz短波传播也是靠地波和天波。
地波传播的距离取决于频率和地面的电参数。
因为地面对短波的吸收较强,绕射能力较差,一般地波传播距离在几十公里。
天波传播主要是靠电离层反射,F层反射,E层损耗。
短波传播的一个最主要的特点是地波衰减快,天波的稳定性差。
短波传播的另一个特点是有寂静区(越距区)存在,既地波传不到,天波反射不到(一般在50-300 Km之间)。
短波传播:有衰落现象短波传播:有回波现象0.003s/1000Km 0.13s/地球一周F2层还会形成滑行波。
短波传播当反射仰角大于45。
时形成高角波,测向时示向度摆动很大,取向困难,误差也很大。
100-350Km是测向的难点。
短波测向难度大,示向游动,模糊。
超短波:30MHz一-3GHz由于频率很高,地波的衰减很大。
天波一般都穿透电离层不反射,因此超短波传播主要靠空间波。
在不考虑绕射和大气的影响时,直射传播的距离r可按下式计算。
hIh2分别为地面上的收发天线的高度。
超短波在实际传播中,大气层起着重要的作用,包括大气层的折射作用、吸收作用、散射作用等还有雨、雪、雾、风暴等因此传播状态也是复杂多变的。
另外,由于超短波的波长短,地面上山丘、高大建筑物产生回波反射,地面的各种物体,凹凸不平所产生的电波散射也是不可忽视的因素。
超短波传播电场强度的计算P:辐射功率(千瓦)D:是天线的方向系数h1 h2:是两天线的高度r(km) :是收发两天线的距离λ:工作波长(m)在超短波范围内调频广播和电视的发射极化是水平极化,目前使用的测向机大多为垂直极化的测向机,对水平极化的电波是测不准的。
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科技信息2013年第1期SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION短波通信利用电离层折射,可以不依赖任何中继系统与数百千米到数千千米外的地方建立通信联络,短波通信按传播途径可分成地波和天波两种基本传播途径,由于电离层不断变化,使通过天波传播的短波信道并不稳定,影响短波通信的效果。
只有透彻认识和运用短波电波的传播特点,才能发挥短波通信的应有效能,建立稳定可靠的通信联系。
在短波电台灵敏度和发射功率、天线架设、地形地物均已确定的情况下,工作频率成为决定通信质量的唯一可选因素。
本文主要就短波通信特别是短波天波通信的电波传播特点和工作频率选择问题作简要的探讨。
1短波的地波通信与工作频率选择地波是指沿地球表面传播的电波,基本不受昼夜、季节等条件影响,因此信号稳定。
地波传播时在大地产生感应电荷,这些电荷随电波前进而形成地电流。
由于大地有一定的电阻,地电流流过时要消耗能量,形成大地对电波的吸收。
地电阻的大小与电波频率有关,频率越高,吸收作用越明显。
地波的场强与传播距离成反比,距离越远,信号强度越弱,远至一定距离,信噪比将降低到无法保证可靠通信的程度,导致通信中断。
短波地波传播的噪声主要来自大气的天电和周围工业设备的电气干扰。
短波电台可利用地波传播方式在几千米至几十千米距离内建立稳定可靠的通信联络,其有效距离主要取决于短波电台的发射功率、天线的架设方式、传播路径上的地形地物影响及使用的工作频率。
鉴于频率越低,大地对电波的吸收作用越小,短波电台利用地波传播方式进行通信联络宜选用短波频率的低段(3-6MHz)。
2短波的天波通信与工作频率选择天波是指地面发出的经电离层折射返回地面的电波。
电离层随昼夜、季节、年度而变化,导致天波传播状况随时变化,直接影响着不同频率短波电波的传播。
(1)电离层对电波的折射和反射太阳辐射使地球大气中的氮、氧原子失去电子,形成离子,进而这些电离化的气体形成所谓电离层,其分布高度距地面几十千米至上千千米。
有了电离层对于短波信号的折射作用,才使远距离通信成为可能。
电离层可看成具有一定介电常数的媒质,电波进入电离层会发生折射。
折射率与电子密度和电波频率有关,电子密度越高,折射率越大;电波频率越高,折射率越小。
电离层电子密度随高度的分布是不均匀的,随高度的增加电子密度逐渐加大,折射率亦随之加大。
可以将电离层划分为许多薄层,电波在通过每一薄层时都要折射一次,折射角依次加大,当电波射线达到电离层的某一点时,该点的电子密度值恰使其折射率为90°,此时电波射线达到最高点,尔后沿折射角逐渐减小的轨迹由电离层深处折返地面。
当频率一定时,电波射线入射角越大,则越容易从电离层反射回来。
当入射角小于一定值时,由于不能满足90°的折射角的条件,电波将穿透电离层进入太空不再返回地面。
当入射角一定时,频率越高,使电波反射所需的电子密度越大,即电波越深入电离层才能返回。
当频率升高到一定值时,亦会因不能满足90°折射角的条件而使电波穿透电离层进入太空,不再返回地面。
(2)电离层对电波的吸收当电波通过电离层时,电离层中的自由电子在电波的作用下作往返运动,互相碰撞,消耗的能量来自电波,即为电离层对电波的吸收。
吸收效果主要与电子密度和电波频率有关,电子密度越高、电波频率越低,吸收越大,反之则低。
当吸收作用大到一定程度时,电波强度将不能满足短波电台的信噪比要求,导致通信中断。
太阳耀斑期间,电波在电离层遭到强烈的吸收,以至接收不到由电离层反射的短波信号,造成短波通信中断。
(3)电离层的变化规律电离层中电子密度呈层状分布,对短波通信影响大的有D层、E 层、F1层、F2层,各层之间没有明显的分界线,电子密度D层<E层<F1层<F2层。
由于电离层的形成主要是太阳辐射的结果,因此电离层的电子密度与阳光强弱密切相关,随地理位置、昼夜、季节和年度变化而变化,其中昼夜变化的影响最大。
D层是电离层中最靠近地面的一层。
它在中午的时候电离程度最高,但离子很容易丢失,所以D层中午电子密度最大,入夜后很快消失。
这一层只是吸收电波的能量,而不反射它们。
D层电离化的程度越高,吸收电波的能力越强。
跟D层类似,没有阳光照射的时候E层失去离子的速度很快,因此它主要在白天影响传播。
白天电子密度增加,晚上相应减少。
但是E 层不像D层那样吸收较低频率的电波的能量而让较高频率的通过,E 层可以把电波反射回地面。
在晚上E层非常弱,电波都能穿透它。
F1和F2层合称为F层,F1层中午电子密度最大,入夜后很快消失;F2层下午达到最大值,入夜逐渐减少,黎明前最小。
对于远距离短波通信来说F层是最为重要的,F层在白天和晚上都存在,只是在晚上F层比较薄。
因此F层在白天能把比较高频率的电波反射回地面,而到了晚上就让较高频率的电波通过。
一般来说,在晚上可以把10~15MHz的信号反射回地面。
夜间D层消失,E层也变得很弱,F1和F2层合到了一起。
由于没有D层的吸收作用,我们可以使用较低频率的无线电信号,这也是我们可以在晚上听到很多国外中波广播的原因。
而那些在白天可以被反射的电波,在晚上则穿过了不够厚的F层。
能被F层反射的最高频率被称为最高可用频率。
工作频率选择接近最高可用频率是一个较好的选择。
因为低于这个频率的将被吸收得多,而高于这个频率的又容易穿透电离层。
有时最高可用频率甚至降到了5MHz以下,这是由于电离层的扰动或者是F层过于稀薄。
同样,太阳周期的最低点也会造成这种情况。
太阳黑子可以使电离层的反射短波信号的能力增强。
而太阳流又会使电离层扰动导致电磁暴,骚动的电离层会吸收电波。
(4)短波天波通信的工作频率选择由于电离层的高度及电子密度主要随日照强弱昼夜变化,因此工作频率的选择是影响短波通信质量的关键。
这就决定了为取得良好的通信效果,短波通信的工作频率必须随电离层的变化而改变。
我们应在通信距离和天线架设、地形地物等因素确定的情况下,根据通信时段、气象条件等因素在一定范围内对工作频率进行调整,选择最佳频率,避开干扰频率,以达到最佳通信质量。
一般来说,选择工作频率应考虑以下原则:(1)不能高于最高可用频率当通信距离一定时,可以被电离层反射回来的最高频率叫最高可用频率,通信频率不能高于最高可用频率,否则电波将(下转第88页)浅谈短波的电波传播特点和工作频率选择张太福韩宇(中国人民武装警察部队新疆总队司令部通信站,新疆乌鲁木齐830063)表1时段频率距离500千米1000千米2000千米0时最高可用频率 5.4MHz7MHz11.5MHz 最佳工作频率 4.6MHz6MHz10MHz4时最高可用频率 5.3MHz 5.9MHz7MHz 最佳工作频率 4.5MHz5MHz6MHz8时最高可用频率8.3MHz11.8MHz21MHz 最佳工作频率7MHz10MHz18MHz12时最高可用频率18.8MHz23MHz33MHz 最佳工作频率16MHz20MHz30MHz16时最高可用频率16MHz21MHz32MHz 最佳工作频率14MHz18MHz28MHz20时最高可用频率9.5MHz11.8MHz18MHz 最佳工作频率8MHz10MHz16MHz24时最高可用频率 5.4MHz7MHz11.6MHz 最佳工作频率 4.6MHz6MHz10MHz○IT论坛○95科技信息SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION2013年第1期(上接第95页)穿出电离层。
最高可用频率与电子密度有关,电子密度越大,最高可用频率越高。
电离层电子密度主要随时间变化,所以最高可用频率也随之变化。
对一定电离层高度而言,通信距离越远,则电波入射角也就越大,就是说最高可用频率越高。
但应注意,由于电离层电子密度是经常变化的,其最高可用频率不能保证每时每刻可靠反射电波,因此实际使用的频率为最佳工作频率。
一般来说,最佳工作频率约为最高可用频率的85%。
我们根据理论计算和平时工作经验,列出了我国南方夏季不同通信距离在不同时段的最高工作频率及最佳工作频率如下表所示。
需要说明的是,表中所列的工作频率并非确定的频率,而是在此频率附近即可。
实际应用时可从表中所列的最佳工作频率向下1-2MHz 的范围内选取合适的工作频率,以适应不同的季节及地域(见表1)。
(2)不能低于最低可用频率短波通信中,频率越低,电离层吸收越大,当低到一定程度以致不能保证通信所必须的信噪比时,通信质量严重下降导致通信中断。
能保证最低所需的信噪比的频率称为最低可用频率。
根据经验,不同距离、不同时段的最低可用频率一般比相应的最佳工作频率低3~4MHz 。
此外,频率为1.4MHz 附近的电波可与电离层中自由电子的振动发生谐振,产生较大的谐振吸收。
所以天波通信时工作频率不应低于2MHz 。
(3)一日之内适时改变工作频率原则上说,最低可用频率至最佳工作频率之间的频段可作为工作频率。
工作频段在一昼夜内是随时变化的,定频短波电台工作时频率不可能随时变化,通常实际工作中选日频、夜频各一个,一昼夜内应改频1~2次,在一段时间内只用一个频率,即使是短波跳频电台或者短波自适应电台,所选频率集也应遵循上述要求。
改频时间通常选在电离层电子密度变化急剧的黎明和黄昏时刻适时进行。
电离层对电波的吸收与电波频率高低有关:频率低,吸收大;频率高,吸收小。
电离层对电波的吸收还与电离层密度有关:电离密度大,吸收大;电离密度小,吸收小。
一日内中午大阳活动使电离层密度最高,故中午时通信频率选择应高于清晨及傍晚。
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。
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。
3短波通信“盲区”的改善盲区现象是短波通信很难回避的问题。
在地波最远覆盖范围与天波最近反射区之间有一段所谓“盲区”,在一方天线高架的情况下,盲区从数十千米的距离开始出现,大约在150~200千米处消失,理论上此区域内收不到任何信号。
目前大仰角天波天线已部分解决了这一问题,在盲区内可建立通信,只是信噪比差些而已。
在此区域内通信时降低工作频率,减少大地对电波的吸收,同时使仰角较大的电波能被电离层反射下来,会使信噪比状况有所改善。
4日常工作需注意的事项在日常工作中应注意搜集整理各通信时段和各种气候条件下的最佳通信频率信息,摸索各通信时段、不同气象条件下短波通信的实际效果,积累第一手的资料,以便快速有效地完成好短波通信联络任务。