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超短波综述_百度文库

归档日期:07-25       文本归类:地空通信      文章编辑:爱尚语录

  超短波综述_军事/政治_人文社科_专业资料。超短波综述 1. 超短波的概念、特点、优势 2. 超短波的工作原理优势 3. 超短波现有应用情况介绍 4. 结合我单位的实际情况超短波能做到的业务等 5. 超短波的发展前景 一、超短波的概念 1.1

  超短波综述 1. 超短波的概念、特点、优势 2. 超短波的工作原理优势 3. 超短波现有应用情况介绍 4. 结合我单位的实际情况超短波能做到的业务等 5. 超短波的发展前景 一、超短波的概念 1.1 无线通信的划分 通常无线通信按工作频段可分为以下几个频段:极长波、超长波、特长波、 甚长波、长波、中波、短波、超短波和微波。表 1-1 列出了无线通信各工作频段 所对应的频段名称、频率范围、波段名称和波长范围。 超短波通信是指利用波长为 10~1m(频率为 30~300MHz)的电磁波进行的 无线电通信。由于超短波的波长在 1~10m 之间,所以也称为米波通信。整个超 短波的频带宽度是 270MHz, 是短波频带宽度的将近 10 倍。 由于频带相对较宽, 被广泛应用于电视、调频广播、雷达探测、导航、移动通信、军事通信等领域。 表 1-1 无线通信按工作频段的划分 序号 频段名称 频率范围 波段名称 波长范围 1 极低频(ELF) 3~30Hz 极长波 100~10Mm 2 超低频(SLF) 30~300Hz 超长波 10~1Mm 3 特低频(ULF) 300~3000Hz 特长波 1000~100km 4 甚低频(VLF) 3~30KHz 甚长波(万米波) 100~10km 5 低频(LF) 30~300KHz 长波(千米波) 10~1km 6 中频(MF) 300~3000KHz 中波(百米波) 1000~100m 7 高频(HF) 3~30MHz 短波(十米波) 100~10m 8 甚高频(VHF) 30~300MHz 超短波(米波) 10~1m 9 特高频(UHF) 300~3000MHz 分米波 10~1dm 10 超高频(SHF) 3~30GHz 厘米波 微 波 10~1cm 11 极高频(EHF) 30~300GHz 毫米波 10~1mm 12 至高频 300~3000GHz 丝米波 10~1 丝米 1.2 超短波的传播方式 图 1-1 描绘了几种无线电波的主要传播方式, 超短波通信主要依靠地波传 播和空间波视距传播, 。 优点: 频段宽, 通信容量大; 视距以外的不同网络电台可以用相同频率工作, 不会相互干扰;可用方向性较强的天线,有利于抗干扰;受昼夜和季节变化的影 响小,通信较稳定。 缺点:通信距离较近;受地形影响较大,电波通过山岳、丘陵、丛林地带和 建筑物时,会被部分吸收或阻挡,导致通信困难或中断。 射线 (a) 电离层 (b) 对流层 (c) (d) 图 1-1 无线电波的主要传播方式 (a) 直射传播; (b) 地波传播; (c) 天波传播; (d) 散射传播 二、超短波通信的工作原理 超短波电台一般用于近距离通信, 其形式主要是车载、 机载、 背负、 手持等, 一般要求其体积小、重量轻、功能多、抗干扰能力强。超短波电台经历多年的发 展,其电路形式变化不大。但就具体电路而言,新技术、新器件大量地应用于超 短波电台, 使超短波电台的性能和功能得到明显的提高和改善,特别是扩频通信 技术在超短波电台中的应用, 使得电台的抗干扰能力、 组网能力都有了质的变化。 传统超短波通信系统由终端站和中继站组成,终端站装有发射机、接收机、 载波终端机和天线。 中继站则仅有通达两个方向的发射机、接收机以及相应的天 线)超短波发射机:一般采用间接调频法,即利用调相获得调频的方法。 这样可用频率稳定度较高的晶体振荡器作主振器, 而不必用复杂的频率控制系统。 但为了减少寄生调幅和非线性失真,调制系数不能太大(一般小于 0.5 rad) 。因 此,在这种发射机中要用多级倍频器,以获取所需的频偏,从而提高发射频率的 边带功率。 发射机末端使用高频率高功率放大器。在超短波低频段尚可用集中参 数元件构成调谐回路,其高频端可用微带部件。 (2)超短波接收机:一般采用典型的调频式超外差接收机。主要由高频放 大、本地震荡、变频(一次或二次) 、中频放大、限幅、鉴频及基带放大等部件 组成。超短波段外来干扰较多,需在接收机输入端加螺旋式滤波器,在中放级加 输入带通滤波器以抑制干扰。中放后的调频信号,通过限幅器,可消去混杂近来 的脉冲干扰或寄生调幅波, 以改善信噪比。然后用鉴频器把原来的基带信号恢复 出来,加以放大,再由载波终端机分路输出相应用户。 (3)载波终端机:将超短波发射机和超短波接收机的四线基带信号分路还 原合并为多路二线语音信号, 接通用户或接至市话交换机的设备。载波终端机只 装载超短波终端站。 (4)天线:由于超短波波长较短,一般采用结构简单、增益较高、方向性 较好的三单元或五单元八木天线。在接近微波段的高频段,也可采用角形面反射 天线。 现代超短波通信系统的组成可归结为发信通道、接收通道、频率合成器、逻 辑控制器、跳频单元、电源及其辅助电路等,如图所示。图中,发信通道部分主 要由音频信号处理部分、锁相环调频单元、功放、滤波输出单元电路组成,其作 用是将音频信号放大后送至锁相环对 VCO 调制,形成调频波,再经功率放大、 滤波后输出至天线。接收通道部分主要由高放、变频(一次或二次)组成。鉴频 器解调出音频信号, 经音频放大推动耳机或扬声器。频率合成器一般为数字频率 合成器,在发射时完成调频功能,在接收时完成产生本振信号的任务,在逻辑控 制单元或跳频保密单元的控制下改变其中心频率的高低或跳变。 图 2-1 现代超短波通信组成结构 逻辑控制部分是由微处理器及一些外设电路组成的控制电路, 根据操作人员 的指令需要对整机实施控制和管理。在跳频状态下可以与跳频单元交换信息,实 现跳频通信的工作方式。 跳频通信是一种无线电抗干扰措施,在现代超短波电台中普遍采用,有些还 实现自适应跳频通信, 跳频速率是跳频通信的重要指标, 跳速越高其抗电子干扰、 抗截获、抗窃听的性能越好。 电源提供整机工作电源,背负式、手持式电台一般由蓄电池供电。 三、现有超短波通信的应用 超短波通信主要靠直接波传播,通信距离一般不超过 40-50 公里。近距离语 音通信靠地波传播,通信距离一般只有几公里。靠直接波传播的超短波通信,为 了延长通信距离, 通常在通信两地之间设立若干个中间站,通过中间站的转发来 实现超视距传播, 这种通信方式称为无线电接力通信。此外也可采用其他传输机 理或媒介来获得超视距的超短波通信, 如散射通信、 流星余迹通信、 卫星通信等。 1.在移动通信中的应用 超短波波长较短,因而收发天线尺寸可以较小。在短距离通信时,只需要配 备很小的通信设备,因此广泛应用于移动通信方式。20 世纪 80 年代以来,与电 话交换技术结合, 移动电台可以通过电话交换机以拨号方式与其它移动电台构成 双向通信电路,称作无线电话(或移动电话) ,并可与市话网互通,形成方便灵 活的通信网。最小型的移动电台为手持式,重量不足 1000 克。记者随身携带进 入现场采访,在几千米范围内随时可与编辑部保持联系。如果带有文字传真、图 像传真或用便携式计算机编写稿件的设备, 则可将采访到的稿件或照片当场发回 编辑部。 2.在县级防汛调度网和水库网中的应用 超短波网作用距离有限,但音质好,干扰小,机型小巧携带方便,移动方式 通信,机动性好,最适合县级防汛调度网和水库网。 3.在水文遥测中的应用 无线通信方式最适合在水文遥测中的应用,现阶段主要有超短波(VHF) 、 微波及卫星通信三种方式。 其中超短波通信是水文自动测报系统应用最广泛、最 成功的一种通信方式。 4.在应急保障通信中的应用 我国目前传统的应急通信保障模式是由几家基础电信运营商的机动通信局 或分队组成,以保障战备、抢险救灾和通信网络为主。除次之外,还有政府职能 部门和公共服务事业单位的无线电通信网络。其中,既有模拟集群通信系统,也 有数字集群通信系统,还有常规无线对讲通信系统。 四、超短波的发展前景 超短波通信系统的发展方向主要表现在以下几个方面: (1)设备全固态化,更多地采用集成电路; (2)采用太阳能电池等新能源; (3)提高抗干扰性能,压缩频带; (4)研制无人中继设备。

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