淺析影響超短波通信距離的主要因素

何凡

中國電子科技集團公司第七研究所 廣東 廣州 510310

引言

超短波通信：利用超短波頻段的無線電波傳送信息的無線電通信。超短波波段的波長范圍為10m～1m，對應(yīng)的頻率范圍為30MHz～300MHz，為甚高頻(VHF)頻段，故又叫甚高頻通信。由于微波低端的特高頻(UHF)中300MHz～1000MHz這部分頻段的傳播特點及應(yīng)用范圍與VHF大致相同，因此廣義的超短波通信的頻段范圍包括VHF全部頻段和UHF低端部分頻段。超短波傳播主要靠空間波直線傳播，也有一定的繞射能力，但隨著波長的縮短，繞射能力越來越微弱，因此在這一波段中的通信主要是視距范圍內(nèi)空/空、空/地話音和數(shù)據(jù)的傳輸[1]。

1 影響超短波通信距離的主要因素

1.1 氣候影響

氣候的變化對超短波通信距離也有較大影響。在通信距離近的地方，場強比較強，這種情況不易被察覺，而在通信距離遠的地方，由于場強比較弱，通信效果有著明顯的下降。在通信距離遠的地方，由于場強比較弱，較易被察覺。

1.2 大氣折射影響

大氣中的物質(zhì)分布是十分不均勻的，由此對于電波的傳播范圍也會造成相應(yīng)的影響，因而，以此為背景，超短波傳播所能觸及的最遠距離的計算公式，應(yīng)當是：

1.3 飛機天線的位置

實際飛行中，經(jīng)常遇到飛機在轉(zhuǎn)彎或做機動動作時，會經(jīng)歷短時的通信斷續(xù)或中斷，改為平飛以后，通信恢復(fù)正常。這是因為，接收天線的安裝位置決定了電臺通信的方向性，非平飛狀態(tài)時，容易受飛機自身的阻擋，使信號減弱或中斷。由此可見，通信距離還受到飛機接收天線位置的影響[2]。綜上所述，超短波通信距離主要受到以下因素的影響：發(fā)射機功率及調(diào)制度；接收機靈敏度；元器件損耗及增益；天線遮擋情況；飛機的高度及天線位置；地面天線架設(shè)高度；地球曲率半徑及突起物；大氣折射率。

1.4 超短波通信即是視距傳播

視距傳播的定義為，一旦收發(fā)天線的架設(shè)高度遠遠超出波長，那么電磁波會從發(fā)射天線直接傳播到接收點。并且，只有超短波信號的頻率范圍在30MHz～300MHz之內(nèi)，才隸屬于視距傳播方式?？紤]到地球的形狀是一個球體，突出的地表面會影響電磁波的傳播，因而，視野所及的最遠距離，便是通信的最遠距離。這種傳播方式的特點在于：地面會造成較大的衰減、信號的傳播方式基本為直線形；傳播頻率的傳輸特性同短波間存在較大差異，礙于其具有較高的頻率，所發(fā)射出的天波通常會穿過電離層，直射太空，卻并不能借由電離層反射回地面，所以，這種傳播方式主要借助空間直射波傳播。并且，這種傳播方式類似于光線，傳播距離不僅會受到視距的影響，還會受到地面障礙物的限制。比如，該傳播方式用于地面通信時，即便架設(shè)了高度高達幾百米的電視塔，最遠的服務(wù)半徑也只能達到150km左右，若想擴大服務(wù)半徑，則需借助中繼站進行轉(zhuǎn)發(fā)或提高發(fā)射天線與接收天線的高度；當其用于天空通信時，考慮到電臺和天線的高度都會隨著飛機增高而增高，受到的地物影響較小，因此，傳播距離將會得以增加[3]。

2 超短波通信距離處理措施

適當提高地面發(fā)射機的功率及調(diào)制度，減少射頻元器件的損耗，提高天線的增益或采用定向輻射，保證地面有足夠的能量輻射出去，接收點具有足夠的場強；

合理布置飛機超短波接收天線的位置，避免自身的遮擋，同時也減少射頻元器件的損耗，提高接收機靈敏度；

應(yīng)盡量利用地形、地物把地面天線適當架高，飛機飛行的高度越高越好，避免受到地面及突起物的遮擋，同時也可以減少實際空間的損耗，從而保證接收點一定的場強，避免由于損耗導致的通信距離降低；

日常工作中，總結(jié)并分析大氣折射及氣候?qū)νㄐ啪嚯x的有益及有害的影響，有效利用與規(guī)避。

通信干擾處理措施，跳頻技術(shù)由于抗干擾效果好，因此最早應(yīng)用于軍用無線通信中?，F(xiàn)階段，我們將其廣泛應(yīng)用在毫米波段、微波、短波和超短波的抗干擾中。跳頻技術(shù)顧名思義就是根據(jù)特定的規(guī)律來實現(xiàn)無線電頻率的跳變。與以往固定不變的無線通信相比，跳頻技術(shù)能夠有效實現(xiàn)無線通信的擴展頻譜。而頻率的跳變速度能夠直接影響無線通信抗干擾的能力，跳變速度越高跳頻技術(shù)性能就越優(yōu)越，從而抗干擾性越強；反之，跳變速度越低跳頻技術(shù)性能就越差，從而抗干擾性就越低。此外，跳頻技術(shù)還能夠獲得額外的頻譜，以提高自身抗干擾能力。近年來，隨著通信技術(shù)與電子集成技術(shù)的快速發(fā)展，跳頻技術(shù)也穩(wěn)步發(fā)展，開啟了適應(yīng)自適應(yīng)的發(fā)展模式，從自適應(yīng)技術(shù)引入后，跳頻技術(shù)也具有了更高的抗干擾能力，推進了通信技術(shù)的穩(wěn)步發(fā)展[4]。

3 結(jié)束語

綜上所述，本文主要以實際工作中會遇到的超短波通信距離的相關(guān)問題為背景，對超短波通信距離的若干影響因素進行了重點分析，并且參照這些影響因素，提出了相應(yīng)的改善建議，借以增加超短波的通信距離，為安全飛行提供可靠、有效的地空通信保障。