短波地波通信探析

摘要：短波的天波遠(yuǎn)距離通信能力倍受信賴，但其地波通信的作用發(fā)揮還不十分明顯。本文主要從地面對電波的吸收以及地形對電波的影響分析短波地波傳播的特點(diǎn)，針對影響地面波傳播因素，提出改善短波地波通信的質(zhì)量的具體措施。

關(guān)鍵詞：短波；地波；通信

一、引言

短波通信作為人類歷史最為悠久的現(xiàn)代通信手段之一，因其與衛(wèi)星通信、光攬等通信手段相比，不需要建立中繼站即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信，大大降低了建設(shè)和維護(hù)成本，縮短了建設(shè)周期；另外，其設(shè)備相對簡單，可用于固定通信，也可背負(fù)或安裝于各種車、船、飛行器用于移動(dòng)通信。短波通信具有設(shè)備體積小、開設(shè)方便、組織運(yùn)用靈活、成本低等特點(diǎn)，目前仍廣泛應(yīng)用于各種通信領(lǐng)域。在短波通信的實(shí)際應(yīng)用中人們往往重視利用天波進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信，而忽視其利用地面波傳播實(shí)現(xiàn)近距離通信作用的發(fā)揮。

二、影響地面波傳播因素分析

（一）地面對電波的吸收

當(dāng)電波沿地面?zhèn)鞑r(shí)，一方面隨著傳播距離的增加，電波能量會(huì)因擴(kuò)散而引起自然衰減；另一方面大地會(huì)對電波進(jìn)行吸收產(chǎn)生衰減，主要是電波傳播過程中在地表面產(chǎn)生了感應(yīng)電流，因由于大地不是理想導(dǎo)體，電流流動(dòng)時(shí)要消耗一定的能量，這些能量是電波供給的，從而造成電波衰減。大地對電波的吸收大小與電波的極化形式、地面的導(dǎo)電性能以及電波的頻率有關(guān)。

當(dāng)電波為水平極化波時(shí)，由于其電場矢量與地面平行，可產(chǎn)生較大的感應(yīng)電流，大地對其吸收衰減比較嚴(yán)重。當(dāng)電波為垂直極化波時(shí)，其電場矢量與地面垂直，產(chǎn)生的感應(yīng)電流比較小，大地對其吸收衰減也較小。

地面既不是理想介質(zhì)，也不是良導(dǎo)體，而是半導(dǎo)體媒質(zhì)。通常情況下，海水的導(dǎo)電性優(yōu)于陸地，濕土的導(dǎo)電性優(yōu)于干地；故海洋上電波的衰減比陸地小，濕地上電波的傳播衰減比干地小。地面的導(dǎo)電性能越好，對電波的吸收越小。

當(dāng)電波頻率高時(shí)，其產(chǎn)生的感應(yīng)電流由于集膚效應(yīng)而越趨于地表面流動(dòng)，使流通的有效面積減小，電阻增大，于是大地對電波的吸收也就較大，相反，電波頻率低時(shí)，在地對電波的吸收也就要小。

（二）地形對電波傳播的影響

電波具有繞過障礙物而繼續(xù)傳播的繞射能力，地面受地形地貌的變化，呈現(xiàn)凹凸不平，雖然電波可以繞過高低不平的地面或一定高度的障礙物而到達(dá)障礙物后面一定距離外的地點(diǎn)，但電波的繞射能力受其自向頻率、障礙物的大小以及波源距離障礙物的位置影響。當(dāng)電波的頻率越低，其波長就越長，障礙物越低窄，且波源距障礙物越遠(yuǎn)，此時(shí)電波的繞射能力就越強(qiáng)；相反，當(dāng)電波的頻率越高，共波長就越短，障礙物越高寬，且波源距障礙物越近，此時(shí)電波的繞射能力越弱。

三、短波地波通信應(yīng)用

（一）地波通信的優(yōu)點(diǎn)

電波沿地表面?zhèn)鞑r(shí)，雖然在傳播途徑上會(huì)受到時(shí)在地對其吸收作用，以及受地形影響其繞射能力，但由于地面的導(dǎo)電性能及地貌、地物等并不隨時(shí)間的變化而很快地變化，所以各種吸收及影響繞射等因素基本上可以認(rèn)為不隨時(shí)間變化，其傳播信道可看著是相對穩(wěn)定的恒參信道，其傳輸信號質(zhì)量比較穩(wěn)定可靠，也不需像天波傳播那樣，需要根據(jù)電離的變化去頻繁換工作頻率，可實(shí)現(xiàn)日夜使用同一頻率工作。

（二）進(jìn)行短波地波通信的注意事項(xiàng)

改善地面導(dǎo)電性能。由前分析可知，地面的導(dǎo)電性能越好，對電波的吸收越小。即使地面波傳播過程中可能會(huì)經(jīng)過不同性質(zhì)的地面，但其傳播時(shí)具有起飛和降落現(xiàn)象，即電波是從發(fā)射天線地區(qū)起飛，在離開地表面一定高度上向接收天線的方向飛行，然后在接收天線的區(qū)域降落，大地對電波的吸收主要集中在鄰近發(fā)射天線和接收天線地區(qū)，而傳播路徑的中間部分對電波的吸收作用非常有限。因此，在進(jìn)行短波地波通信時(shí)，應(yīng)合理采取埋設(shè)地網(wǎng)、澆灌鹽水等方法來改善發(fā)射與接收地的地面導(dǎo)電性能，來提高通信能力。

正確選用天線。由于大地對水平極化波的吸收較大，而對垂直極化波的吸收相對較小，因此，在進(jìn)行短波傳播時(shí)要使用鞭狀等垂直極化天線。

盡量選用低頻工作?？紤]大地對電波吸收受頻率影響，電波頻率越低，吸收越小；另外，電波傳播中受地形影響，其繞射能力與電波的頻率有關(guān)，頻率越低，波長越長，繞過障礙物的能力也就越強(qiáng)。因此，在實(shí)施短波地波通信時(shí)應(yīng)選擇較低的工作頻率，通常使用3—5MHz的短波低端頻率進(jìn)行工作。

此外，在組織短波地波通信時(shí)，還要注意合理選擇地形，有高大障礙物時(shí)，一般將電臺(tái)開設(shè)于距障礙物大于障礙物高度的10倍以上地域，并盡可能將其架設(shè)在朝通信方向開闊地區(qū)或山坡上。

四、結(jié)束語

短波地波傳播信道近似恒參信道的特點(diǎn)，可保證信號像其他有線信號一樣穩(wěn)定傳輸，同時(shí)受干擾和偵察的概率相對天波傳播大大降低，但其通信距離受限的天生缺陷，必然要求其在應(yīng)用時(shí)要采取有效措施，滿足通信需求。同時(shí)，短波通信具有天波與地波兩種傳播方式，各有優(yōu)勢，需根據(jù)實(shí)際需要確定使用時(shí)機(jī)，靈活運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，發(fā)揮短波通信的最大效能。

參考文獻(xiàn)

[1]莫?jiǎng)虐?短波地面波傳播路徑損耗分析[J]，通信世界，2016

[2]喻志輝等.短波通信電磁性能分析[J]，無線電工程，2004

作者簡介：姓名：趙建華，性別：男，民族：漢，籍貫：江蘇東臺(tái)，現(xiàn)有職稱：講師，學(xué)歷本科。