什么是散射通信
『壹』 常见的通信方式有哪些
对于点对点之间的通信,按消息传送的方向与时间关系,通信方式可分为单工通信、半双工通信及全双工通信三种。
『贰』 我们生活中有哪些通信方式
372 无线电通信 radio communication 利用电磁波传输信息的通信按波长分为长波通信、中波通信、短波通信、微波通信等;按中继媒质分为微波接力通信、卫星通信、散射通信等。
373 波 段 band 电磁波频谱的划分。按波长分为超长波、长波、中波、短波、超短波、微波、红外线等。
374 超长波通信 myriametric wave communication 利用波长100-10千米(频率3-30千赫)的电波传输信息的无线电通信。
375 长波通信 long-wave communication 利用波长10000-1000米(频率为30-300千赫)的电波传输信息的无线电通信。
376 中波通信 medium-wave communication 利用波长1000-100米(频率300-3000千赫)的电波传输信息的无线电通信。
377 短波通信 short-wave communication 利用波长100-10米(频率3-30兆赫)的电波传输信息的无线电通信。
378 超短波通信 untrashort-wave communication 利用波长10-1米(频率为30-300兆赫)的电波传输信息的无线电通信。
379 微波通信 microwave communication 利用波长1米-1毫米(频率300兆赫-300吉赫)的电波传输信息的无线电通信。
380 红外线通信 infrared communication 利用波长0.77-1000微米的红外线传输信息的无线电通信。
381 微波接力通信 microwave relay communication 亦称微波中继通信。利用微波的视距传输特性,采用中继站接力的方法达成的无线电通信。
382 卫星通信 satellite communication 利用人造地球卫星作为中间站转发或反射信号达成的微波无线电通信。
383 散射通信 scatter communication 利用空中不均匀介质对电磁波的散射作用达成的无线电通信。包括对流层散射通信,电离层散射通信和流星余迹散射通信等。
384 流星余迹通信 meteoric trail communication 利用流星在大气层形成电离痕迹反射或散射电波而达成的无线电通信。
385 地下通信 underground communication 将收、发信设备和天线都置于地下工程内的无线电通信。
386 瞬间通信 instantaneous communication 在大约2秒钟内实现通常需要较长时间才能完成的无线电通信。
387 扩频通信 spread spectrum communication 利用比原始信号本身频宽得多的射频信号实现的无线电通信。如跳频通信。
388 移动通信 mobile communicaction 双方或一方处于运动状态的通信。
389 有线电通信 wire communication 利用导线传输电信号的通信。
390 光通信 light communication 利用光传输信息的通信。包括激光通信和光纤通信。
391 激光通信 laser communication 利用光波在光导纤维中传输信息的通信。
392 运动通信 moving communication 人员徒步或使用交通工具进行口头或文件传递的通信。
393 简易信号通信 simple signal communication 使用简单工具和简便方法,通过视、听等感觉达成的通信。
394 电话通信 telephone communication 利用电信号传输语言使双方直接通话的通信。
395 电报通信 telegraph communication 在发信端把文字、像片等书面信息变成电信号送入信道,接收端再复制成书面信息的通信。
396 模拟通信 analog communication 采用连续信号传递信息的通信。
397 数字通信 digital communication 采用离散数字信号传递信息的通信。
398 载波通信 carriar communication 利用终端设备把多个独立信息搬移到较高频段,实现一条信道通多路信息通信。
399 载波电话通信 carrier telephone communication 利用频率分割原理,在一对线或两对线上同时传输多路电话的通信。
400 载波电报通信 carrier telegraph communication 用频率分割原理在一条音频话路或某一频带内同时传输多路电话的通信。
401 传真通信 facsimile communication 利用扫描技术把书面信息通过信道传送到另一地并复制出来的电报通信。
402 图像通信 image communication 能用电信号传输活动图像的通信。
403 多路通信 multiplex communication 用一条公共信道传输一路以上独立信息的通信。
404 电台 radio station 用来发送和接收无线电波进行通信的设备。按调制方式分为调幅电台、调频电台和单边带电台。
405 调频电台 FM radio station 发送和接收无线电调频信号的电台。
406 调幅电台 AM radio station 发送和接收无线电调幅信号的电台。
407 单边带电台 single sideband station 发送和接收无线电单边带调制信号的电台。
408 基地台 base station 在移动通信系统中按照通信覆盖面积要求而设置的中心电台。
409 中继台 repeation station 双方因相距较远无法直接通信而在中间设立的转信电台。
410 固定台 fixed station 安置在固定地点的电台/
411 移动台 mobile station 能在移动过程中通信的电台。包括车载台、机载台、便携台等。
412 便携台 portable radio set 可随身携带的小型电台。
413 无线电接力机 radio relay equipment 转发超短波或微波视距信号进行无线电通信的设备。
414 无线交换机 radio switchboard 亦称无线电控制终端。移动通信系统中为无线电话用户接转信道的设备。
415 电话交换机 telephone switchboard 集中电话用户线路并为用户接线、通话的设备。按接线方式分为人工电话交换机和自动电话交换机。
416 人工电话交换机 manual telephone switchboard 用人力接续用户电话的电话交换机。
417 自动电话交换机 automatic telephone switchboard 能根据用户拨号或按键信号自动接续用户电话的电话交换机。
418 程控电话交换机 program-controlled switchboard 用电子计算机按照预编程序控制接续的自动电话交换机。
419 自动发报机 automatic telegraph transmitter 能自动把编好的莫尔斯电码变成电流脉冲发送到信道上去的发报机。
420 电传打字机 teleprinter 用打字的方式直接拍发和接收电文的电报机。
421 传真机 facsimile equipment 传真电报机的简称。传送文字、像片等书面信息并保留真迹的电报机。
422 载波电话机 carrier telephone terminal 使一对线或两对线上同时传输多路电话的终端设备。
423 载波电报机 carrier telegraph terminal 使用一个话路上同时传送多路电报的终端设备。
424 保密机 security equipment 对通信中传输的信息形式进行密化变换以隐蔽信息内容的通信设备。
425 投影电视 projection TV 借助光学系统把电视图像放大并投射到屏幕上的设备。
426 大屏幕显示设备 large screen display 能将图表、图像等内容显示在1平方米以上面积屏幕上的设备。
427 电缆 cable 装有多股彼此绝缘并有保护外皮的导线。按架设位置分为空中、地下和水下电缆;按保护层分为塑料、橡胶和铅皮等电缆;按传输频率分为音频、低频和高频电缆。
428 天线 antenna 通信系统中用于辐射和接收电磁波的装置。
429 馈线 feeder 通信系统中用于连接电台和天线的金属传输线。
『叁』 军事技术的简介
军事技术
军事技术是军事科学的重要组成部分,是构成 军队战斗力,决定战争胜负的重要因素,也是衡量国家军事实力的重要标志之一。军事技术的发展,受军事思想和战略、战术的指导,同时也对军事思想、战略、战术乃至军队建设产生重大影响。军事需要是推动军事技术发展的动力。
军事技术的发展归根结底取决于国家的经济状况和科学技术的发展水平,即受生产力的制约。科学技术的最新成就往往优先运用于军事,引起军事技术的变革;而军事技术的发展,又在一定程度上促进科学技术的发展。
军事技术是建设武装力量、巩固国防、进行战争和遏制战争的重要物质基础,是构成军队战斗力的重要因素。它主要包括:各种武器装备及其研制、生产所涉及的技术基础理论与基础技术;发挥武器装备效能的运用技术以及军事工程和军事系统工程等。武器装备是军事技术的主体,是军事技术发展水平的集中体现。现代军事技术可以按武器装备的种类来区分:如轻武器、火炮、坦克、弹药、军用飞机、舰艇、导弹、核武器、化学武器、生物武器、三防装备、军用雷达、军用光学仪器、军用通信装备、电子对抗装备以及军队指挥自动化系统等;也可以按应用于不同的军种、兵种领域来区分:如海军技术、空军技术、战略导弹部队技术、炮兵防空兵技术、装甲兵技术等。 在现代战争中,军事通信的中枢神经作用显得格外突出。而在现代电子技术、计算机技术、航天技术等高技术基础上发展起来的现代通信技术,则为现代军事通信提供了更加有效的通信工具和更完善的通信手段。毋庸置疑,军事通信技术在战后得到了相当大的发展。
让我们来看看这些具有代表性的现代通信技术:
载波通信
二战以后,军事有线通信技术取得了包括60年代产生的程控交换技术在内的一系列重大进步,其中比较突出的是载波通信与光纤通信技术。
载波通信就是利用频率分割原理,在一对线路上同时传输多路电话的通信。其工作原理是:在发信端把各路电话信号分别对不同的载波频率进行调制,将各话路的频谱安排在各自不同的频位上。在接收端,则进行相反的解调过程,把位于不同频位的各话路还原为话音频谱,实现载波多路通信。载波通信除了传输电话信号外,还可以进行二次复用,即利用载波话路来传输电报、传真、数据等等。载波通信有效的利用了有线通信的线路,扩大了信道的容量,提高了传输的速度。在军事信息量不断增加、军事通信要求高效迅速的情况下,载波通信是一种极好的技术手段。载波通信技术产生于20世纪初期,电子管和滤波器发明以后,为实现载波电话通信创造了技术条件。同时,增音器和同轴电缆的发明又为载波通信的发展插上了翅膀。1918年,在美国的匹茨堡到巴尔的线路上开通了第一个载波电话通信系统,每对线通3路电话。到1938年,经过不断改进,可通12路电话。在两次世界大战中,由于战争条件的限制,各参战国(除美国外)的长途有线通信发展很慢。第二次世界大战结束初期,各国均建立了规模巨大的军用长途载波通信系统,通信容量从最初的每对线几路、十几路,发展到几十路、几百路。20世纪60年代初,载波通信设备进入了半导体化阶段。20世纪50年代初,单晶硅制备技术得到了突破性的发展,60年代各种晶体管电子元件相继诞生。半导体晶体管的诞生是电子元件的第二次重大突破,它具有体积小、重量轻、耐震、寿命长、性能可靠、功耗低等电子管无法比拟的优点,有效地促进了电子技术的发展。载波通信的半导体化进一步促进了军事载波技术的发展。到70年代,随着半导体技术的进一步发展和同轴电缆材料与性能的提高,10800路载波电话系统在一些国家的军队中先后投入使用。
光纤通信
光纤通信是以激光作载体,以光纤维做媒介来实行信息传输的一种新型通信方式。1960年美国科学家梅曼用红宝石制成了世界上第一台激光器,激光技术由此问世。其基本工作原理是,通过从外部对某些物质施加能量,使电子急剧增能,在外来光的激发下,以光子形式经过光学谐振腔的特殊装置,等到聚能放大而发射出来。激光具有很好的相干性、单色性和方向性,可在大气空间、宇宙空间、光波导、光导纤维以及海水中传输,故能作为信号载波应用于通信。由于激光的光束很细、方向性极好,人眼又看不见,因此用激光进行通信具有极好的保密性。不易被敌人截获和干扰,且不受热核辐射的影响。激光技术的产生,为光纤通信创造了技术条件。1955年,英国伦敦大学的卡佩奈在其博士论文中提出了纤维光学技术的基础理论。1970年,廷德尔首次表演了沿电解质管进行光的传输。光通信原理的提出和对于光纤维的研究,激发了人们对利用光纤维进行通信的兴趣。但是要使它真正实现还要有赖于激光技术的成熟、光纤维的制备和光电调制技术。1970年,格拉斯研制成20db/km低衰减的纤维,这是光纤通信的一项重大突破。1971年,日本电星公司生产出一种具有分散折射指数的纤维。1976年,在美国芝加哥展示了试验性光波传输系统(利用玻璃光波导传送由超小型固体激光器和发光二极管发出的光脉冲信息)。1977年,美国及其他国家的一些电话公司建立了实验性的光导纤维系统。80年代以后,光纤通信以逐渐渗透到陆、海、空乃至空间武器装备系统中,成为现代军事通信的重要手段。世界各国军队纷纷以光纤代替原先的金属电缆,美空军后勤司令部已在所有空军基地建立了据称是迄今世界上同类网络中最大的光纤通信网络——“军事基地光纤通信系统”。随着光纤通信技术的发展,光纤通信在现代军事通信中的应用将更加广泛。
散射通信
第二次世界大战以后,军事无线通信技术也获得了巨大发展,出现了散射通信、无线激光通信、红外通信、移动通信、卫星通信等新的通信形式。
散射通信是利用空中传播煤质的不均匀性对电磁波的反射作用进行的超视距通信。大气层中的对流层、电离层和流星余迹等,都具有对入射的电磁波再向多方向辐射的特性。利用这些煤质将视距传播的电磁波传送到视距以外,即可进行远距离通信。对流层散射通信即用对流层对超短波或微波的反射作用来实施超视距通信。军用对流层散射通信有固定式和移动式。流星余迹通信则是利用流行穿过大气层高速运动造成的短暂电离痕迹对无线电波的反射或散射作用进行远距离瞬间通信。流星余迹通信传输受核爆炸及太阳耀斑的影响较小,电波反射的方向性强,隐蔽性好,信号不易被截获,适用于远距离小容量的军事通信。第一条对流层散射通信线路于1955年在美国建立,全长2600公里。中国于50年代中期开始研究,于60年代初研制出对流层散射通信设备。在军事通信中,由于散射通信比短波无线电通信稳定,并可多路传输,比起微波、超短波接力通信来可以不建或少建中间转接站,而且不受高山、海峡、海港等天然障碍地带和被敌占区阻隔的限制,所以在第二次世界大战以后许多国家都大力进行研究开发,用于军事战略通信和战术通信。
20世纪60年代以后,随着激光技术与微电子技术的发展,军事无线通信中出现了大气激光通信和红外线通信。大气激光通信是利用大气空间作为激光信号的传输媒介来实现信息传递的。发信时,将传送的信号经信息终端、光调制器及激光器转换为激光信号,然后经光学发射天线将激光信号发射出去,通过大气空间传送到对方;收信时,光学接受天线将激光信号接受下来送至光检测器,转换成电信号到信息终端,信息终端再将电信号转换为原来的话音或图像等信息。大气激光通信的优点是通信容量大,不受电磁干扰,保密性强,设备轻便。但通信距离较近,可靠性较差,且需要比较精密的设备,所以在军事通信中一般最为辅助通信手段,用于边防哨所、海岛之间以及跨越江河峡谷等近距离定点通信。红外线通信则是利用红外线传输信息的一种光通信方式,红外线是一种能在大气空间作直线传输但不能为人眼所觉察的电磁波。红外线通信的优点是:红外线沿一条直线传播,方向性强,不易被敌发现,保密性好,不受天电和其他电磁波的影响,抗干扰性能强,设备简单,造价低廉。主要缺点是受地形、天候和烟尘等影响较大,并且只能在直视距离以内使用,在军事上大多用于战术通信。
卫星通信
二战以后,军事无线通信技术取得的最大成果是军事卫星通信技术的产生和发展。1945年,美国的克拉克提出了用卫星进行通信的设想。1946年,曾有人用雷达向月球发射微波信号,结果准确的收到了从月面反射的回波,从理论上证明了利用卫星进行无线电通信的可行性。1957年,苏联第一课人造地球卫星发射成功,为卫星通信技术的产生和发展铺平了道路。1958年,美国发射了世界上第一个试验性的有源通信卫星。1960年,美国的皮尔斯等人首次实现了用人造地球卫星Echo-I作无线电反射器,Echo-I是一颗无源通信卫星,靠反射电波来完成通信。由于入射波的能量得不到补充,反而消耗在卫星到地球的路程中,所以地面接收到的信号是很微弱的,只有经过放大才能达到有效通信。经过两年的努力,到1962年利用Echo-I进行北美与欧洲的通信获得了成功。1962年,美国发射了第一个有源通信卫星Telstar。有源通信卫星装有接收机和发射机,可接收和发送信号。通过Telstar通信卫星实现了横跨大西洋的电视和电话传输。
卫星通信技术产生以后,立即便用于军事目的。20世纪60年代初,美国军方委托伍德里奇公司研制出“国防通信卫星”并投入使用,成为为美国国防部各部门提供通信线路和直接支援全球军事通信与指挥的系统。1971年至1989年底,美国又发射了16颗更为先进的“国防通信卫星III”。与此同时,美国还发展了各军兵种使用的通信卫星。1978年至80年代末期,美国发射了8颗由TRW公司研制的舰队通信卫星。该系统由美国海军负责管理,约800艘舰船、100艘潜艇和空军的数百架飞机和一些地面终端使用。1976年,美国开始部署空军通信卫星系统,1979年投入使用,1981年开始全面工作,系统连接包括预警机、侦察机、战略轰炸机、洲际导弹指挥所在内的地面和机上终端。90年代以后,美国还研制和发射了具有较强抗核加固的抗干扰能力,能保证和战争条件下通信顺畅的新一代军用通信卫星战略战术和中继卫星(MILSTAR)。除了美国之外,其他国家和国际军事组织也大力发展军事卫星通信技术。北约组织于70年代初发射了3颗“纳托”通信卫星;法国于1984年和1985年分别把“电信-1A”、“电信-2B”发射到地球同步轨道;英国于1969年、1970年、1974年和1988年分别发射了“天网-1”、“天网-2”、“天网-4”军用通信卫星;苏军于1965年发射了“闪电-1”、军事通信卫星74颗,70年代后又发射了改进的“闪电-2”、“闪电-3”卫星近50颗;中国于60年代发射“东方红”地球卫星后,也发展了军事卫星通信。利用人造地球卫星进行军事通信具有通信距离远、传输容量大、可靠性高、灵活性强和造价便宜等优点,成为当代军事通信的理想形式。
第二次世界大战以后,在军用无线电通信技术方面,还发展了自动转接的移动通信技术。移动通信即通信双方或一方处于运动状态中,以移动电台通过固定通信台转接进行的通信联络。用于移动通信的主要设备是各种便携式、车载式、船载式的超短波电台和短波电台。通过地面无线电设备与有线电话交换中心连接,移动电话还可与近距离或远距离的有线电话通信。人们早就希望有一种便携的能“自由”通话的工具。20世纪30年代出现了体积小、重量轻的电子管步谈机,采用单工无线电话的工作方式。尽管步话机技术后来有了发展,但由于发射功率小,传输的距离近,而且采用单工方式,送花的同时不能听话,使用不够方便。60年代以后,随着微电子技术和程控交换技术的发展,小型的电台能发射较大功率的信号,固定通信台站可以通过程控交换机接转覆盖区内的任何一个用户。于是移动通信技术迅速地发展起来。移动通信机动灵活,方便迅速,便于军队在机动中及时实施作战指挥,使海陆空军各部队在复杂情况下能够密切配合协同作战,对保障现代条件下的作战具有重要作用。
技术发展
军用野战电台作为军事通信中特有的通信设备在第二次世界大战以后得到了迅速发展。20世纪50年代,军用野战电台的单边带技术得到了普遍的应用和发展。所谓单边带通信就是发送和接受调幅信号的两个边带中的一个边带信号的无线电通信。单边带电台在传送话音信号时,话音信号和频率合成器产生的高稳定度的低载频信号,加载到发信机的高频信号上,经调制器的作用,产生上下两个载频,再经滤波器把某一边带滤掉,只让另一边带的信号加载到较高的工作频率上,并加以放大,送至天线发射出去。收信机将天线接收射频单边带信号搬回到较低的频率上,并加以放大,送人单边带解调器,在解调器中加入低载频信号,将原话音信号还原出来。单边带技术于1915年发明,1923年进行了横跨大西洋的通信试验,1933年以后为大多数远洋通信所采用。1954年,单边带电台在军用无线电通信系统中迅速发展,取代了普通的调幅电台。50年代,大多数国家特别是发达国家普遍使用了单边带战术电台,美军使用的单边带无线电台既有台式的,也有车载的,可通16路报、2路话、1路传真,功率为10千瓦。
20世纪60年代以后,随着半导体技术的产生和发展,军用野战电台由晶体管代替了电子管,并在70年代以后大量采用集成电路和大规模集成电路。军用野战电台向晶体管小型化发展,进一步缩小体积,减轻重量,提高了通信容量和可靠性。美军在50年代营连装备的电台是电子管式的AN/PRC-1型,60年代初装备了除末级外均为晶体管的AN/PRC-25型电台,60年代末装备了全晶体管的 AN/PRC-77型电台,70年代装备了微模组件式的AN/PRC-99型电台。经过更新换代,电台的信道数不断增加,信道间隔进一步缩短,通信距离得到扩展,重量随之减轻,集成化程度提高。美军在80年代初期研制成的产品集成化程度已达20%~40%,到80年代后期达到90%以上,发射功率在20千瓦量级,重量在4公斤左右,可靠性比同类电台提高10倍。
在采用晶体管、集成电路、大规模集成电路的同时,60~70年代的军用野战电台实现了多波段、多工种、多用途,以便于各兵种配合作战,减少机种,实现一机多用。80年代以后,各国军队野战电台的发展出现了两大趋势。一是由模拟制向模数兼容和全数字化过渡,运用了数字计算和数字处理技术。将数字技术引进通信设备是80年代军事通信技术出现的新动向。性能良好的数字电路逐步取代了传统的模拟电路,大量涌现的数字器件(数字混频器、数字频率合成器、数字滤波器、数字振荡器等)用于军事通信设备。一些发达国家在野战电台中逐步采用了微处理器。它是由一片或若干片大规模集成电路组成,包括技术逻辑部件、指令处理部件以及控制存储或运算的控制器,具有运算和控制功能。在数字处理技术和微型计算机技术发展的基础上,野战电台的保密技术也得到了发展,特别是采用信号压缩技术和数字加密技术,使无线通信信号被截获和破译的概率大大缩小。采用信号压缩技术发出的信号极其短暂,使人难以截获,即使截获了也难以破译。而数字保密技术可以把密钥数做的很大,使人难以破译。二是采用跳频技术等抗干扰技术。跳频技术就是收发双发电台的工作频率,按预定的顺序在一定的频率范围内作同步快速跳变。早期的无线电操作员采用一个时间表来使用工作频率,而跳频系列则是使用一个码序来决定在某一特定的时间应使用什么频率,工作频率每秒钟可跳变数十次、数百次或更多,跳变的频率范围可宽达数十兆赫。采用这种方式发射的信号,不易被敌方干扰,它是在军事通信中抗干扰的主要措施。德国于1981年研制出CHX200机动式和固定式高频跳频电台系统,1983年研制出SEM172甚高频跳频电台;美国于1982年研制出背负式AN/PRC-117型中频跳频电台;瑞典于1985年研制出甚高频跳频电台;英国也在80年代研制出150系列高频跳频电台,供该国和比利时等许多国家的军队装备。这些跳频电台大多数由微机进行控制,能自动搜索信道,自动变频,抗干扰和保密性能十分良好。
『肆』 对流层散射通信的对流层散射传播特性
对流层散射传播是对流层散射通信的技术基础。利用对流层散射传播机理设计的对流层散射通信系统,可以实现超视距通信,同时具有适中的通信容量、传输性能、可靠度和战场生存能力等。 (1)抗核爆能力强
该特点是对流层散射通信独具的,只要爆炸不伤及设备本身,传播基本不受影响。同时它也不怕太阳黑子、磁暴、极光和雷电的影响,所以,对流层散射通信能满足现代战场中通信指挥的需要。
(2)通信容量大
对流层散射通信的通信容量比视距微波通信和卫星通信小,但比短波通信大,既可传送多达几十路甚至上百路的语音信号,又可传送高速数据和电视信号,且平均BER<1×10-6,可靠度高达99%~99.99%。目前国外的对流层散射通信的传输速率最高可达40Mbit/s(Ku波段验证试验值),而美军使用的对流层散射系统速率也达16Mbit/s。
(3)通信保密性好
对流层散射通信通常采用方向性尖锐的抛物面天线,空间电波不易被截获,干扰也比较困难;系统中间站较少,较易做到集中防卫,人为破坏比较困难,同时也减轻了系统的长期后勤保障负担。
(4)通信距离较远
对流层散射通信的单跳距离一般约为300km,最远可达1 000km,比卫星通信和短波通信小,但远大于视距微波通信,在一定程度上不怕高山、湖海、沙漠、近海海峡等自然障碍。若采用多站接力,其通信距离可达数千公里。
(5)机动性好
对于高山、峡谷、丛林、沙漠、沼泽、岸一岛等中间不适宜建微波接力站的地段,可使用移动对流层散射通信设备进行通信,设备的架设和撤收都能在较短时间内完成。
(6)抗毁性强
由于散射通信的单跳跨距大,通信站的数量大大减少,所以被摧毁的概率大大降低。一旦干线节点中的散射设备被摧毁,则可迂回传输,以确保通信不中断(应急移动散射通信设备可临时架设也可隐蔽开通)。
(7)抗干扰性强
由于散射通信通常采用大口径的抛物面天线,其波束很窄,方向性很强,故敌方很难窃取散射通信方向或散射“公共体 ,无法干扰。即使在散射公共体上施以无源干扰,对散射通信的影响也不大,因为散射通信就是靠电波的散射效应进行通信的。
(8)适应复杂地形能力强
对于高山、峡谷地,中小山区、丛林、沙漠、沼泽地、岸一岛等中间不适宜建微波接力站地段,可使用对流层散射通信。 对流层散射传输损耗主要包括基本传输损耗、口面介质耦合损耗以及天线偏向损耗等。
基本传输损耗主要包括天线低架损耗、大气吸收损耗以及与气象气候条件、频率、距离和散射角(发射和接收天线波束的相交夹角)等相关联的传输损耗等。在频率方面,当工作频率小于3GHz时,传输损耗与频率的三次方成正比;在距离方面,传输损耗的变化规律比较复杂,粗略地讲,距离每增加100km,传输损耗将增加10~20dB;在折射指数方面,一般每增加
1N单位,传输损耗减少0.1—0.4dB;在散射角方面,传输损耗随散射角增大而增大,一般散射角每增加1°,传输损耗增加约10dB。
口面介质耦合损耗又称无线电增益亏损,是指在对流层散射传播中,由于多径效应,随着天线增益升高(>30dB时)或波束变窄,有效散射体积随之减小,导致天线的平面波增益不能完全实现,天线在自由空间的理论增益与在对流层散射线路上测得的实际增益之差即为口面介质耦合损耗。
天线偏向损耗是指当天线波束偏离最佳指向时,因为散射能量减弱或因为到达接收点的信号偏离接收天线主轴而产生的损耗,主要包括方位角偏移损耗和仰角偏移损耗。天线偏向损耗在天线定向或在考虑信号泄漏时特别需要注意。
总之,对流层散射信道的传输损耗是相当大的,在2GHz频段,一条300km左右的线路的传输损耗一般在200dB以上。为了补偿较大的传输损耗,通常采取下述措施:
(1)采用大型天线,通常架设圆形口径抛物面天线,提高天线实际增益;
(2)采用千瓦级的功率速调管发射机、低噪声参量放大器和低噪声场效应三极管放大器;
(3)对于模拟信号调制解调终端机,采用检波前相加的分集技术和门限扩展技术;
(4)对于数字信号调制解调终端机,采用Rake接收技术,也可以采用时一频-相调制解调技术或各种类型的自适应技术,以克服多径效应和ISI,提高分集效果。 在对流层散射传播中,接收点的散射场是在收、发天线波束相交的区域内,所有散射体一湍流涡旋、不规则锐变层以及相干反射层等二次辐射场的总和。这种随机的多径传输使得接收点存在着严重的衰落现象,具体表现包括:①信号幅度的快衰落现象;②信号畸变或频率选择性衰落;③多普勒频移或频率扩散现象。
对流层散射信道存在多径传播。由于多径传播引起的衰落都是陕衰落,理论与实测均表明,对流层散射接收信号的振幅服从Rayleigh分布、广义Rayleigh分布和Rayleigh矢量加反常随机矢量型分布等。
另外,在对流层散射信道上,由于气象条件的有规律变化(昼夜、季节变化)和随机变化(如气流运动、大气风的影响等),造成了接收信号“短时”平均功率或“短时‘中值电平的缓慢起伏,即慢衰落。因此,一般情况下对流层散射信道是由快衰落和慢衰落这两种信道组成,信号电平瞬时值的变化范围一般在40dB左右。
为减轻衰落,需附加设备进行分集接收,包括空间、时间、频率、极化和角分集等,且分集重数一般大于等于4重,这就使得对流层散射通信系统的原始投资比较高。空间分集(垂直空间分集的距离约25A,水平空间分集的距离约100A和频率分集等显分集对要求机动的地域网应用有一定局限,因此需研究能减少接收天线数量的角度分集以及不增加设备的隐分集(如多径信号的独立衰落等)等其他分集技术。
『伍』 什么地球散射通信
利用微波进行通信具有容量大、质量好并可传至很远的距离,因此是国家通信网的一种重要通信手段,也普遍适用于各种专用通信网。
我国微波通信广泛应用L、S、C、X诸频段,K频段的应用尚在开发之中。
由于微波的频率极高,波长又很短,共在空中的传播特性与光波相近,也就是直线前进,遇到阻挡就被反射或被阻断,因此微波通信的主要方式是视距通信,超过视距以后需要中继转发。
一般说来,由于地球曲面的影响以及空间传输的损耗,每隔50公里左右,就需要设置中继站,将电波放大转发而延伸。这种通信方式,也称为微波中继通信或称微波接力通信长距离微波通信干线可以经过几十次中继而传至数千公里仍可保持很高的通信质量。
微波站的设备包括天线、收发信机、调制器、多路复用设备以及电源设备、自动控制设备等。为了把电波聚集起来成为波束,送至远方,一般都采用抛物面天线,其聚焦作用可大大增加传送距离。多个收发信机可以共同使用一个天线而互不干扰,我国现用微波系统在同一频段同一方向可以有六收六发同时工作,也可有八收八发同时工作以增加微波电路的总体容量。多路复用设备有模拟和数字之分。模拟微波系统每个收发信机可以工作于60路、960路、1800路或2700路通信,可用于不同容量等级的微波电路。数字微波系统应用数字复用设备以30路电话按时分复用原理组成一次群,进而可组成二次群120路、三次群480路、四次群1920路,并经过数字调制器调制于发射机上,在接收端经数字解调器还原成多路电话。最新的微波通信设备,其数字系列标准与光纤通信的同步数字系列(SDH)完全一致,称为SDH微波。这种新的微波设备在一条电路上八个束波可以同时传送三万多路数字电话电路(2.4Gbit/s)。
微波通信由于其频带宽、容量大、可以用于各种电信业务传送,如电话、电报、数据、传真以及采色电视等均可通过微波电路传输。微波通信具有良好的抗灾性能,对水灾、风灾以及地震等自然灾害,微波通信一般都不受影响。但微波经空中传送,易受干扰,在同一微波电路上不能使用相同频率于同一方向,因此微波电路必须在无线电管理部门的严格管理之下进行建设。此外由于微波直线传播的特性,在电波波束方向上,不能有高楼阻挡,因此城市规划部门要考虑城市空间微波通道的规划,使之不受高楼的阻隔而影响通信。
近年来我国开发成功点对多点微波通信系统,其中心站采用全向天线向四周发射,在周围50公里以内,可以有多个点放置用户站,从用户站再分出多路电话分别接至各用户使用。其总体容量有100线、500线和1000线等不同的容量的设备,每个用户站可以分配十几或数十个电话用户,在必要时还可通过中继站延伸至数百公里外的用户使用。这种点对多点微波通信系统对于城市郊区、县城至农村村镇或沿海岛屿的用户、对分散的居民点也十分合用,较为经济。
微波通信还有“对流层散射通信”、“流星余迹通信”等,是利用高层大气的不均匀性或流星的余迹对电波的散射作用而达到超过视距的通信,这些系统,在我国应用较少。
『陆』 对流层散射通信的对流层散射通信的发展
对流层散射传播现象是二十世纪三十年代发现的,对流层散射通信作为一种通信手段付诸使用在国外已有几十年的历史。对流层散射通信的发展大体分三个阶段:
20世纪60年代中叶以前是模拟散射设备的开发与发展时期,在此期间对散射传播机理进行了大量研究,并研制出模拟散射通信设备,建立了大量的模拟散射通信线路。
20世纪70年代初到70年代中叶,数字对流层散射通信技术发展较快。20世纪70年代中叶以后,各国针对对流层散射信道传输数字信号的有关技术问题,主要研究适合于散射信道传输的调制解调技术、编解码技术、分集合并技术、失真自适应技术及装车技术,并在高可靠性、实用性上取得了明显进展。
20世纪70年代后,美、英、法、苏等国相继研制出一些数字对流层散射通信设备,并建设了多条对流层散射通信线路。 中国自50年代末开始研究散射通信理论和对流层散射通信设备,三十多年来,已先后研制出TS一398、TA一506、TS一510、GS-110、GS一111、GS一112、GS一113、GS一310等多个型号的对流层散射通信设备。
进入20世纪80年代以来,散射通信在军、民各个领域越来越多地被采用,车载移动散射通信系统的问世又为散射通信设备拓宽了应用领域。20世纪90年代,中国散射通信设备已出口到国外。 在通信技术高度发展的今天,随着科学技术的发展与进步,对流层散射
通信设备的功能与性能日益完善,自动化程度、性能价格比、设备可靠性、通信传播可靠度越来越高,为散射通信的应用打下了良好的基础。
目前散射通信正沿着通用化、标准化、小型化、智能化的方向发展。高分集重数接收技术、失真自适应接收技术、自适应均衡技术、固态功放技术、纠错编码技术的迅速发展和应用,必将使新一代抗干扰、高可靠、高机动、小型化的散射通信设备在今后的通信领域发挥越来越重要的作用。