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文档简介
1无线电通信 利用无线电波传输信息的通信方式。可传输电话、电报、图像、数据等信息。无线电通信建立迅速,便于机动,能同运动中的、方位不明的以及被敌人分割或被自然障碍阻隔的部队迅速建立通信联络。在对飞机、舰艇、坦克等运动目标进行指挥时,甚至是唯一的通信手段。但无线电信号易被敌人截获、测向和干扰,有的无线电传输媒介不够稳定,易受天候和各种干扰的影响,在军事上组织使用时,要采取保密和抗干扰措施。常用的保密方法是对所传输的信息进行加密变换;有效的抗干扰手段,是采用扩展频谱通信和天线自适应调零技术等。 军用无线电通信有无线电台通信、无线电接力通信、散射通信和卫星通信等,其中最常用的是无线电台通信。无线电台通信可以是单路或多路的,单工或双工的,指挥所之间直达的或由中间站实施转接的。双工通信时,双方可同时发送和接收信息,但须用两个频率工作,若采用调频双工技术,也可用一个频率工作。单工通信是指双方轮流收发信息,任何瞬间都只有一部电台发送,而另一电台接收。此时,收发可使用相同频率,也可使用不同频率工作。 无线电双向通信时,双方可以用双工或单工方式进行信息交换。单向发信时,双方不进行信息交换,而只是一方单向发送信息,另一方不需要回答或证实收到的信息,如发送警报信号、呼救信号以及各种遥控信号等。为了克服因地形限制、通信距离过远、部队机动频繁、遭敌干扰以及核爆炸等情况造成的联络困难,通常可以实施无线电台转信。无线电台转信是指通信双方通过其他电台转递信息而达成的通信。组织无线电台通信的基本方式是无线电专向和无线电网路。专向是指两部电台之间使用共同的联络规定进行通信的组织方法。网路是指三部以上电台之间,使用共同的联络规定进行通信的组织方法。 (1)无线电通信波段 无线电波可划分为12个波段,按所用波段的不同,无线电通信可分为超长波通信、甚长波通信、长波通信、中波通信、短波通信、超短波通信和微波通信等。 超长波通信主要依靠大地和电离层之间形成的导进行传播,传输衰减小,能穿透海水,主要用于岸台对潜艇的单向发信。甚长波频段高端和长波频段低端(1540千赫),有较强的穿透海水能力,被用于对潜通信。由于传播稳定及受太阳耀斑或核爆炸等引起的电离层骚扰的影响小,长波、甚长波也可用作防电离层骚扰的备用通信。 中波通信,白天靠地波传播,夜晚靠电离层反射的天波传播和地波传播。该波段主要用于广播和导航。在军事上,频段高端常用于近距离战术通信,低端可用于地下通信。 短波通信主要靠天波传播,仅在近距离通信时用地波传播。天波传播时,电波的传输衰减较小,可用较小的发信功率进行远距离通信。短波通信的设备比较简单,容易开设和撤收,便于机动,在军事通信中占有重要地位。 超短波通信主要靠空间波传播,通信距离一般不超过4050千米。近距离电话通信靠地波传播,具有通信稳定、干扰小、通信设备便于携带等优点,广泛用于战术通信。靠空间波传播的超短波通信,在陆地上,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,通过中间站的转接来实现超视距的通信,这种通信方式称为无线电接力通信,主要用于野战部队建立指挥所之间的通信。在航空通信中,不论是地对空还是空对空通信,都广泛地采用直射波传播的超短波通信。此时,通信对象之间具有开阔的视距范围,通信距离可达数百千米。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,如散射通信和流星余迹通信等。 微波通信包括接力通信、对流层散射通信和卫星通信等通信方式。微波接力通信靠空间波传播,并通过设中间站转接信号的方式延伸其通信距离。一跳距离一般为2050千米,全程可达数千千米。它具有频段宽、通信容量大、大气噪声小等优点,多用于战略、战役通信干线或在地域通信网中作为各节点之间的链路。但微波接力通信受地形和障碍物的影响较大,天线需架高数十米。对流层散射通信是利用对流层中不均匀介质对电波的散射作用进行的通信,由于传播衰减大,衰落严重,故需采用大功率发信机、高灵敏度收信机、高增益天线和分集接收技术。对流层散射通信一跳距离可达数百千米,若采用中间站转接,全程可达数千千米,主要用于跨越自然障碍和居民稀少地区之间的通信。卫星通信是地球站之间利用地球卫星作为中间站转发无线电信号所进行的通信。卫星通信不受地形和距离的限制,具有高质量、大容量和大面积覆盖的能力。它能够解决相距甚远的各个国家之间以及大陆之间的全球通信问题。 (2)超长波通信 波长为101兆米(频率为30300赫)的无线电通信,又称超低频通信。超长波在地球表面与电离层下界之间形成的球形波导内激发和传播,基本不受自然的和核爆炸引起的电离层骚扰的影响,传输衰减很小,通信距离远,稳定可靠。它在海水中的传输衰减也很小,入水深度超过100米。超长波通信的发射天线辐射效率极低,发信台规模巨大(具有多部兆瓦级发信机、数百千米长的天线),建设投资大,运行费用高,只适于岸台对潜艇单向发信。 超长波信道频带很窄,通信速率极低,发送一组三个字母的信号约需15分钟。超长波通信一般采用最小移频键控、抗干扰卷积码和数字加密方式工作。潜艇上的收信设备应用电子计算机进行信号处理时,能接收信噪比很低的弱信号。1958年,美国为解决“北极星”弹道导弹核潜艇的深水通信问题,首次提出超长波通信的设想,并于1986年建成了4080赫频段的超长波通信系统。早在70年代,苏联就建成了类似的超长波通信系统。 (3)甚长波通信 波长为10万1万米(频率为330千赫)的无线电通信,又称甚低频通信。甚长波一般在地面和电离层下界形成的球形波导内传播,在海水中的传输衰减较小,入水深度可达20米,主要用于对潜艇单向发信。甚长波通信的优点是:传输衰减小,稳定可靠,受自然的和核爆炸引起的电离层骚扰影响小。缺点是:信道的频带较窄(数十至数百赫),只能传输低速电报,不能通话;发信机及天线庞大,辐射效率低,要实现全球通信,需建兆瓦级的大功率发信机和巨大的天线,投资大,运行费用高。 1910年,开始应用甚长波进行越洋通信。20世纪20年代,随着短波技术的发展,大多数商用甚长波电台逐渐被短波电台代替。第二次世界大战后,随着潜艇作用的不断增长,甚长波通信在海军中得到很大的发展。 (4)长波通信 长波通信靠地波传播和大地与电离层之间形成的波导进行传播,通信距离可达几千甚至几万千米。在该波段,波长越长,传输衰减越小,穿透海水或土壤的能力越强,但大气噪声也越大。长波频段的高端(150千赫以上),大气噪声较小,天线效率较高,多用于海上通信和地下通信。 (5)中波通信 波长为1000100米(频率为3003000千赫)的无线电通信。中波通信既可利用地波传播,也可利用天波传播。白天,由于电离层D层对中波的强烈吸收,使其不能依靠电离层反射的天波传播,主要靠地波传播。工作频率越低,地面电导率越高,地波传播距离越远。若发信机功率为1千瓦,中波频段低端的电波在海洋上传播的通信距离可达1000千米;频段高端的电波在旱地上传播的通信距离约为100千米。夜间,电离层D层消失,E层的电子密度下降,高度上升,对中波的吸收急剧减少。此时,中波通信除靠地波传播外,还可靠天波传播。若发信机功率为1千瓦,天波传播的通信距离可达数千千米,但接收场强不够稳定。与短波通信相比,中波通信受电离层骚扰、极光、磁暴的影响要小得多。 中波主要用于调幅广播和中近程导航。在军事上,其频段高端通常用于近距离通信,频段低端可用于地下通信和海上通信。中波还常用于高纬度地区的军队指挥和舰艇通信。 (6)短波通信 波长为10010米(频率为330兆赫)的无线电通信。又称高频无线电通信。军事上广泛用于传输电报、电话、数据和静态图像。短波通信可用较小的发射功率直接进行远距离通信。通信建立迅速,便于机动,能同运动中的、方位不明的、以及被对方分割或自然障碍阻隔的部队进行通信联络,是军用无线电通信的主要方式之一。 短波通信靠天波和地波两种方式传播。地波通信较稳定,在传播过程中,电波能量不断地被地面吸收。工作频率越高,地面的电导率和介电常数越低,传输衰减越大。地波通信距离一般在数十千米以内。天波传播存在多径传播现象。在收信天线上收到由同一天线发出,但经两个以上不同路径传来的电波,这种现象称多径传播。 1923年,业余无线电爱好者发现用小功率电台发射短波无线电信号能传播很远的距离后,短波通信便迅速发展起来。第一条短波通信线路于1924年在德国的瑙恩和阿根廷的布宜诺斯艾利斯之间建立。1927年,中国生产了短波电台,并在中国国民革命军中建立了短波通信。1931年,中国人民解放军开始建立短波通信。在历次革命战争中,短波通信对保障作战指挥发挥了重要的作用。卫星通信问世以来,许多短波通信业务被卫星通信所代替,但由于短波通信具有的独特优点及新技术的应用,使它在军事上仍是一种不可缺少的通信方式。 (7)超短波通信 波长为101米(频率为30300兆赫)的无线电通信,又称甚高频通信或米波通信。按使用设备和传输方式的不同,超短波通信可分为电台通信、接力通信、卫星通信、散射通信和流星余迹通信等。超短波电台通信广泛应用于步兵团以下部队的近距离通信,以及炮兵、坦克、舰艇和航空通信,以通话为主;超短波无线电接力通信、卫星通信、散射通信、流星余迹通信,一般用于战役、战术通信。 超短波通信靠地面波、空间波(视距传播)和散射波传递信息。超短波电台通信使用鞭形天线时,主要靠地面波传播,通信距离一般只有数千米。使用高架定向天线时,靠空间波传播,地面通信距离通常为2050千米。通信距离的远近与天线的高度和地形关系较大,地面通信使用天线越高,地形越平坦,通信距离就越远。超短波接力通信是利用空间波传播,经地面中间站转发实现的超视距通信。超短波散射通信、流星余迹通信靠散射波传递信息,对流层散射通信单跳距离为100500千米,电离层散射通信和流星余迹通信单跳距离为10002000千米。超短波卫星通信靠直射波传播,经卫星中继站转发,可实现全球通信。 超短波通信与短波通信相比,其特点是:波段宽,通信容量大,有利于进行多路通信;电波传播受昼夜和季节变化的影响小,通信比较稳定;通信距离近,相隔一定距离的不同电台网,可使用同一频率工作,互不干扰。地面通信受地形的影响较大,在山岳、丘陵、丛林地带和有高大建筑物的城镇地区通信时,电波不同程度地被吸收、阻挡,使通信困难或中断。因此,要注意利用地形、地物,正确选择电台的开设位置。 随着微电子技术、计算机技术、扩频技术和保密技术的迅速发展,超短波通信的抗干扰和电磁兼容能力、保密性和可靠性、自动化和数字化程度将明显提高,超短波通信装备将进一步实现系列化和小型化,应用范围将更广泛。(8)微波通信 利用波长为1米0.1毫米(频率为0.33000吉赫)的电磁波进行的通信。包括微波接力通信(见无线电接力通信)、散射通信、卫星通信、毫米波通信及波导通信等。微波通信具有频段宽、容量大、质量高、抗干扰能力强等优点,可实施点对点、一点对多点或广播等形式的通信联络。它是现代通信网的主要传输方式之一,也是空间通信的主要方式。在军事上,微波通信广泛用作战略通信网和地域通信网的干线,也用于战术通信。 微波按照波长可划分为分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波(见无线电通信),其中部分波段常用代号来表示。L以下波段适用于移动通信。S至Ku波段适用于以地球表面为基地的通信,其中,C波段的应用最为普遍。毫米波适用于空间通信。为满足通信容量不断增长的需要,已开始采用K和Ka波段进行地球站与空间站之间的通信。此外,V波段的60吉赫电波在大气中衰减较大,适宜于近距离保密通信。W波段的94吉赫电波在大气中衰减很小,适合于地球站与空间站之间的远距离通信。 微波通信按信号形式的不同,可分为模拟微波通信和数字微波通信。模拟微波通信主要用于传输多路载波电话、载波电报及电视等,其调制方式一般为调频。数字微波通信主要用于传输多路数字电话、高速数据、可视电话及数字电视等,调制方式一般为移频键控和移相键控。在高速率大容量系统中,采用多元正交移幅键控。微波通信的主要方式有接力通信、对流层散射通信和卫星通信。微波接力通信传输可靠、质量高、发射功率较小,天线口径一般在3米以下,设备易小型化,主要用于国内电话和电视的传输,也是军事通信网中重要的传输方式。 微波对流层散射通信的单跳距离为100500千米,跨越距离远,信道不受核爆炸的影响,在军事通信中受到重视。卫星通信具有广播和多址联接的特点,通信质量高,距离远,是国际通信与电视转播的主要方式,也是国内通信与电视广播的重要方式,在军事上获得了广泛的应用。此外,各种车、舰及机载移动式或可搬移式微波通信系统也是通信网的重要组成部分,适用于战术通信,亦可用于救灾或战时快速抢通被毁的通信线路,开通新的通信干线或建立地域通信网等。 1931年,在英国的多佛尔与法国的加来之间建起了世界上第一条微波通信线路。第二次世界大战后,微波接力通信得到迅速发展。1955年对流层散射通信在北美问世。20世纪50年代末开始进行卫星通信试验,60年代中期投入使用。80年代,毫米波通信已部分投入使用。 中国的微波通信是从50年代开始发展的,1956年,北京至保定建立了国内第一条微波接力线路。70年代中期,全国已建成数万千米的微波接力线路,连通了国内绝大多数省、市、自治区。在此期间,还进行了散射通信与毫米波波导通信试验并开始发展卫星通信。70年代后期,中国人民解放军已装备一定数量的战略与战术微波通信设备,建成了若干对流层散射通信线路和数字卫星通信线路,并将数字微波接力通信用于地域通信网中。80年代后期,中国的微波通信网路已具有相当的规模。微波通信的发展趋势是:开发更高的应用频段,采用新的调制技术,进一步扩大通信容量;微波通信系统正向数字化、集成化、微型化方向发展,并与计算机相结合,实现无人值守及自动化管理,进一步提高在战争环境及电子对抗条件下的生存能力。 (9)毫米波通信 利用波长为101毫米(频率为30300吉赫)的电磁波进行的通信。毫米波频带宽,通信容量大,可传输高速数据、多路电话和电视等信息。按传输方式的不同,毫米波通信分为毫米波无线电通信和毫米波波导通信。毫米波无线电通信可分为地面通信和空间通信等。毫米波波导通信是以圆波导传送30120吉赫电磁波的通信。 毫米波无线电通信设备体积小、重量轻、机动性好,可利用较小尺寸的天线获得很高的方向性,便于通信的隐蔽和保密。但毫米波传播易受大气的影响。毫米波在大气中传播时,由于水汽、氧分子的吸收作用,在不同频段上衰减各不相同,其中在3594140、220吉赫附近衰减较小,称为“大气窗口”,在60、120、180吉赫附近衰减出现极大值,称为衰减峰。此外,雨、雪和雾也对毫米波有吸收和散射作用,从而不同程度地破坏了它的定向传输特性并造成衰减。其中,降雨所引起的衰减最为严重,但衰减程度小于光波和丝米波。在实际应用时,可根据使用的要求选择不同的频段。毫米波无线电通信在军事上的主要用途是:近距离保密通信;战略、战术卫星通信;作为大功率对流层散射机或微波接力设备到指挥所的引接手段等。 波导通信是用圆波导传送毫米波的通信方式。毫米波波导通信损耗低,传送距离远,不受大气衰减的影响,通信稳定可靠,安全保密,可作为大容量通信干线。但对波导线路的敷设要求高,波导管的生产工艺复杂,成本高,运输不便,经济性和通信容量均不如光纤通信。20世纪70年代后,人们曾试图发展这种通信方式,但随着光纤通信的发展,毫米波波导通信已逐步被光纤通信替代。 20世纪40年代开始对毫米波无线电通信进行研究。50年代,采用电子管作毫米波发生器和放大器,由于可靠性差、寿命短、造价高等原因,毫米波无线电通信未得到实际应用。70年代以来,由于毫米波集成电路、固体器件的出现和生产成本下降,毫米波通信设备的研制有了新的突破,并获得实际应用。今后的发展趋势是:开发更高的应用频段,研制性能更好的器件和电路,采用各种新技术提高全天候通信能力。 (10)无线电接力通信 利用地面中间站转发超短波或微波信号的超视距多路无线电通信。又称无线电中继通信。可传输多路电话、电报、图像、数据等信息,是无线电通信的重要方式。在视距范围内,超短波和微波通信主要靠空间波直射传播,因受地球曲率和地形的影响,其传播距离受到限制。为实现远距离通信,必须在一条无线电通信线路的两个终端站之间建立若干个中间站,以接力方式逐站依次传递信号。无线电接力通信与无线电短波通信相比,传输质量好,通信容量大,受外界干扰小;与地下电缆通信相比,建设快,费用低,便于开设、撤收,机动性强。 无线电接力通信线路由两个终端站和若干个中间站组成。终端站设有天线、收发信机和终端机各一部,用户可直接或通过交换机与终端机连接进行发信和收信。中间站按任务不同分为转发站和分转站两种。转发站只设天线、收发信机各两部,不设终端机,其作用是将接收的信号放大处理后转发出去。 转发的方式主要有3种:一是基频转发,将接收到的载波信号解调成基带信号后转发;二是中频转发,将收到的载波信号混频得到中频信号后转发;三是高频转发,将接收到的载波信号变换为另一频率的载波信号后转发。有的转发站已实现无人值守。分转站设天线、收发信机和终端机各两部,既能转发又能分出或插入话路,通常采用基频转发方式,分出的话路通过交换机接至用户。站间距离随频段、地形和天线高度的不同而异,一般相距2050千米。一条接力通信线路中间站的数目由通信距离、设备性能和地形等条件决定。 超短波接力通信主要用于野战部队的战术通信,通常由野战通信车来建立,能提供数个到数十个话路;微波接力通信线路主要用于建立战略、战役通信干线,也可用于战术通信,能提供数百到数千个话路。接力通信线路可用作不同通信系统间的引接手段,无线电收发信台之间的遥控线路,野战地域通信网中的多路传输信道,以及岛岸间、岛屿间、江河两岸间的通信线路。还可代替被破坏或无法架设的有线电通信线路。 (11)散射通信 利用大气媒介中的不均匀体对电波的散射作用实现的超视距无线电通信。根据传播媒介的不同,散射通信可分为对流层散射通信和电离层散射通信。 对流层散射通信 对流层散射通信是利用对流层媒介中的不均匀体对超短波、微波的散射作用实现的超视距无线电通信。对流层处于大气层中的最低层,它的上界高度约15千米,其中分布着大量的空气旋涡和云团等,它们大小不同,形状各异,而且不断发生变化。当超短波、微波辐射到这些不均匀介质时,就会产生散射和反射。对散射传播机理的解释存在着三种理论,即湍流理论、不相干反射理论和相干反射理论,其中比较成熟的是湍流理论,又称前向散射理论。 湍流理论认为:对流层中大气的湍流运动,形成大小不同的湍流团。当无线电波辐射到这些不均匀的湍流团时,前向辐射信号中的大部分能量穿过湍流团沿原方向传播,少部分能量被散射沿着接收天线方向到达接收点。不相干反射理论认为:对流层是由许多大小不同、形状各异的大气层所构成的,这些不规则层对电波的不相干部分反射,是产生电波超视距传播的原因。相干反射理论以电波的相干反射和大气介电常数随高度作指数分布的假设为基础,又称对流层较稳定层的相干反射理论。 对流层散射通信常用的频段为0.25吉赫,通信容量较大,单跳距离为100500千米,可传输电话、电报、图像、数据等信息。对流层散射通信一般不受太阳活动和核爆炸的影响,电波波束宽度窄,方向性强,信息不易被截获,适用于军事通信,可在山区、丘陵、沙漠、沼泽、海湾、岛屿等地域和被敌人阻隔的部队之间建立通信联络。对流层散射传播损耗大,为了实现可靠的通信,通常采用高增益天线、大功率发信机和高灵敏度收信机。对流层散射信道是一种典型的变参信道,到达接收点的信号是通过多条路径传输后叠加而成的,因而造成了接收信号的严重衰落(见短波通信),影响通信质量,须采用分集接收技术。 电离层散射通信 电离层散射通信是利用离地面高度7590千米的电离层媒介中的不均匀体对超短波的散射或反射作用进行的超视距通信。电离层散射通信与对流层散射通信有许多共同之处,如前向散射、信号衰落等。电离层的高度比对流层高,其单跳距离比对流层散射远,通常为10002000千米。为了减少电波穿过电离层,电离层散射通信只能在较低频率(3060兆赫)工作,通信容量比对流层散射通信小,传输频带很窄,只有23千赫左右,只能传输电报和低速数据,限制了它的应用。 (12)卫星通信 地球站之间利用人造地球卫星转发信号的无线电通信。主要工作在微波波段,可传送电话、电报、图像、数据等信息,是现代军事通信的重要方式。卫星通信的特点是:覆盖面积广,能实现固定的和移动的多址通信,组网灵活,通信容量大、质量高、距离远,受地理条件影响小,但传播损耗大,时延长,回波影响明显,信号易被敌人截获、干扰。 卫星通信系统由通信卫星、跟踪遥测指令站、卫星通信地球站及地面传输线路组成。通信卫星由一副或数副天线,若干转发器,以及跟踪、遥测、控制等分系统组成。天线以单波束或多波束工作,覆盖地球表面某一或几个特定区域。转发器数目通常指功率放大器组的数目,每个转发器的带宽为数千赫到数百兆赫。对地静止卫星天线波束最大覆盖面积可达地球表面的42.4,在覆盖区域内的地球站将它们的天线对准卫星,即可进行通信,最大通信距离达18000千米。 数颗对地静止卫星的不重叠覆盖区域内的地球站之间通信,要经过公共覆盖区域内的地球站转接,或经卫星卫星间信道连接。使用轨道平面与地球赤道平面有一定夹角的对地非静止卫星,可解决静止卫星波束覆盖不到的两极附近地区的通信问题,但只有当它飞行到地球站天线可跟踪的范围内,才能实施通信。跟踪遥测指令站用以接收卫星发来的信标和各种状态数据,经分析处理后向卫星发出指令信号,以控制卫星的位置、姿态及各部分工作状态。卫星通信地球站由基带处理、调制/解调、发射、接收、天线、电源等设备组成。地面传输线路可用电缆、光缆或微波接力线路等。 为了抗干扰、抗摧毁及保密,军用卫星通信中采取的措施有:将多颗卫星置于不同轨道或同一轨道的不同位置上;使用可控多波束卫星天线;采用毫米波波段;提高预警能力、自卫能力及机动性;卫星上使用不易受核爆炸影响的设备;采用方向图零点自动寻扰的卫星天线;使用扩频、加密以及星上信号处理等技术。(13)流星余迹通信 利用流星穿过大气层时形成的短暂电离痕迹对无线电波的反射或散射作用实现的远距离通信。它是在收发天线波束相交的区域内出现流星余迹的瞬间,采用快速方式进行的通信,属瞬间通信的一种。瞬间通信是指在12秒或更短的时间内,采用预先确定的通信频率,快速进行数据通信。流星余迹的有效持续时间为数百毫秒,而两地通信的等待时间通常为数秒到数分钟。流星余迹通信常用的通信频率为3070兆赫,最佳工作频率为4050兆赫,实用数据率为每秒24.8千比特。 (14)瞬间通信 又称猝发通信。快速传递数字信息,信号不易被敌截获,是反电子侦察和干扰的一种手段。常用于潜艇对岸通信和保密通信。见流星余迹通信。 (15)空间通信 利用电磁波在星体(包括人造卫星、宇宙飞船等航天器)之间进行的通信,又称宇宙通信。它包括地球站与航天器、航天器与航天器之间的通信,以及地球站之间通过卫星转发的卫星通信。地球站与航天器之间的通信分近空通信和深空通信。近空通信指地球站与地球卫星轨道上的航天器之间的通信,通信距离为数百至数十万千米;深空通信指地球站与离开地球卫星轨道的航天器之间的通信,通信距离达几亿至几十亿千米。空间通信通常工作在微波波段,靠直射波来传播信号。一个地球站跟踪航天器的范围有限,为了使传输的信号不中断,需设置由多个地球站组成的地面跟踪网。 空间通信主要用途是:以卫星为中继站,实现地球上各地之间的通信以及广播、导航等信号的传输;航天器与地球站之间声音、图像、遥测和遥控数据等信号的传输。 (16)航空通信 航空器与航空器之间、航空器与地面通信台站(包括舰艇站)之间的通信。航空器一般指各种飞机、直升机,还有气球、飞艇等飞行器。军用航空通信以无线电通信为主,视觉信号通信为辅。其主要任务是保障航行安全和完成各项飞行任务。航空通信通常采用单工工作方式,收发信机同频并组成通信网工作。由于网内有大量的空中和地面电台在同一频率上工作,为避免通信混乱和相互干扰,网内工作的电台须严格执行航空通信程序和联络规定。 航空通信包括空中通信和地空通信。地空通信又包括地空远程通信和地空近程通信。航空通信联络的组织,一般包括下列无线电通信台站:安装在各种飞机上的机载电台;机场塔台指挥用电台;机场导航保障用电台;航行管制中心用电台;航空兵各级指挥所对空指挥用电台;陆军(步兵、炮兵、装甲兵)对空协同用电台;海军舰艇对空协同用电台;空降兵对空引导用电台;飞行人员遇险用呼救电台。上述无线电通信台站可分别组成空中指挥通信网、地空指挥通信网、陆空协同通信网、海空协同通信网、陆上救生通信网、海上救生通信网、航空侦察报知通信网和预警情报通信网。 空中通信以超短波电话通信为主,短波单边带电报、电话通信和数据传输为辅,用于保障空中指挥员对飞机编队和机群的指挥引导以及飞机之间的协同通信。地空远程通信以短波单边带通信为主,超短波接力通信和卫星通信为辅,可通电报、电话、传真和数据,用于保障航空兵各级地面指挥所对遂行远程轰炸、侦察、运输、电子对抗、空中预警和空中加油等大型飞机的指挥和引导。 地空近程通信(也称地空战术通信)以超短波电话通信为主,短波单边带电话通信和数据传输为辅,用于保障航空兵机场塔台对各种飞机的起飞着陆的指挥;保障航空兵各级指挥所对遂行战斗任务的歼击机、强击机、轻型轰炸机、武装直升机和侦察机的指挥引导。航空兵与步兵、炮兵、装甲兵及海军舰艇之间的协同通信,航空兵与遇险者之间的救生通信以及空降兵的引导通信,以超短波电话通信为主,视觉信号通信为辅。航空侦察报知和预警情报通信,多采用数据传输。 航空通信使用较宽的通信频段和多种调制方式。230兆赫为地空远程通信和超视距通信频段,一般采用单边带调制;3088兆赫为陆空协同通信频段,采用调频制;108156兆赫为民航通信和军用航空通信兼容频段,采用调幅/调频制;156174兆赫为海空协同通信频段,采用调频制;225400兆赫为航空兵空中通信和地空通信的主要频段,采用调幅/调频制。用于航空救生通信的频率分别为40.5兆赫(调频)、121.5兆赫(调幅)、156.8兆赫(调频)和243兆赫(调幅)。 (17)气球通信 以系留气球作载体,将通信设备升至空中进行的无线电通信,又称系留气球通信。一般工作在超短波、微波波段。系留气球上的通信设备可以作为中继站传输电话、电报、数据和图像信息;也可作为无线电通播使用;还可以用于远程超视距电子侦察、监视、警报及通信干扰等。气球通信系统主要由气球中继站、地面终端站及控制站等组成。气球中继站由气球、通信设备、系留绳索及系留设施等构成。为减小气流的影响,将气球设计成飞艇状,便于在空中悬停,为球载通信设备提供稳定的空中工作平台。通信设备集中悬挂在气球下方的防风罩内。 球体的截面直径一般为数米至数十米,长度为数十米,球内通常充以氦气。气球用绳索系留稳定在30005000米乃至更高的高空,有效载重量可达数吨。系留绳索主要由多股绞合的铜线电缆和光导纤维组成。电缆为供电馈线;光导纤维作为遥测、遥控的传输线。小型气球的地面系留设施是固定在越野的平板拖车上,大型的固定在地面上。通信距离由气球的高度决定,例如,通过3千米高空的系留气球转信,地面终端站之间的通信距离可达400千米。若利用多个气球接力,还可增大通信距离。气球通信的优点是通信距离远,覆盖面积大;投资少,效率高;通信质量好、容量大;设备简单,维修方便,使用安全,适用于移动通信,特别是部队开进中的通信。缺点是供电较困难,目标较大。 (18)地下通信 收发信设备及其天线全部设置在地下坑道、工事或矿井内的无线电通信。地下通信利用无线电波透过地层传递信息,具有隐蔽与抗毁的优点,在军事上可作为一种应急通信手段来使用。 地壳的表层为电导率较高的覆盖层,覆盖层的表面约为几米厚的沙土、粘土或沙质粘土,其下为沉积岩。覆盖层的厚度各地区不同,平均厚度12千米,最厚可达十余千米。覆盖层的沙土岩石中有许多孔隙,孔隙中充满各种天然矿物的水溶液,电导率较高(为1010西/米)。覆盖层下面为花岗岩和玄武岩等不均匀层,随着深度的增大,地层内部压力增高,岩层的结构紧密,含水量少,电导率下降(一般在10西/米以下)。随着深度的继续增大,地温不断升高,使得岩层的电导率升高,位于地面2030千米以下区域为高电导率区域,此区域由于与电离层相似,也能反射无线电波,故称为倒电离层或热电离层。理论和实验表明,电波在导电媒介中传播会产生衰减,媒介的电导率越高,电波衰减越严重。 地下通信可分为两大类型: 第一种类型是互不连通且相隔一定距离的地下坑道或工事之间的通信,如坚守防御地域各级地下指挥所之间,导弹发射井与地下指挥控制中心之间的通信等。 第二种类型是矿井或隧道内部的无线电通信。常用的方法是在隧道内架设漏泄电缆,利用电缆漏泄的电磁场,使电缆与无线电台的天线相互耦合来进行通信。这种通信方式通常工作在超短波或微波的分米波波段,适用于矿井内部流动人员、移动车辆之间及地铁固定台站与列车之间的通信。在矿井内部还可利用中波、长波或甚长波,使之穿透岩层进行近距离通信,或在矿井塌陷处发出告警信号,供地面台测向定位,进行救生之用。 (19)水下通信 通信双方或一方在水下的通信。水下通信在军事上广泛应用于潜艇之间、潜艇与水面舰艇之间、潜水员之间、潜水员与水面舰艇之间的通信,以及岸台对潜艇的单向发信等。 水下通信按传输信道的不同,分为水下电缆通信,水声通信,无线电通信和激光通信等。 水下电缆通信。主要用于水面舰艇与潜水员之间的电话联络。这种方式使用简单,但活动范围有限。 水声通信。利用声波进行的水下通信。声波在水中传播衰减小,传输距离较远,可通电报和电话。通话可分为直接话音式与音频载波式两种。前者直接将话音信号放大,经换能器在水中发送声波,潜水员可用耳朵直接收听。这种方法比较简单,但话音在水中受到各种干扰,产生严重失真,通话距离近,一般只有数十米。后者是用音频或超音频作为载波,用话音对载波进行调制并滤出一个边带,然后经换能器在水中发送。在接收端,换能器将受调声波转换成电信号,经解调重新变成话音信号送到扬声器。为了增强水声通信的隐蔽性、抗干扰能力,延长通信距离,可将几个换能器组阵,进行定向发射和接收。音频载波式的通信距离取决于发信机的功率、接收机的灵敏度、舰艇的航速和通信水域的水文条件,在良好的水文条件下可达数十千米。 无线电通信。为了减弱海水对电波的吸收,必须使用极低的频率,通常使用甚长波,它可透入海水1020米。这种方法通常是将大功率电台及天线设在岸上,电波从天线发射出来后,在电离层底部与地面(或海面)之间形成的球形波导中传播,在传播过程中,电波的一部分垂直向下透入海水,可为水下目标所接收。这种方法主要用于岸台对远洋的水下潜艇进行单向发信。此外,甚长波发信机还可装在飞机上,利用拖曳天线向水下潜艇发射无线电信号。 激光通信。波长在450530纳米之间的蓝绿激光,穿透海水的能力很强,利用机载激光器向水下发射蓝绿激光,或由地面激光器向空间发射蓝绿激光,再经卫星反射镜反射到水下,可以对水下数百米的潜艇进行单向发信。 (20)扩展频谱通信 利用与信息无关的伪随机码,使射频信号频带宽度远大于信息信号(基带信号)频带宽度的通信方式,简称扩频通信。扩频通信的射频信号频带宽度,可扩展到信息信号频带宽度的数倍到数千倍。伪随机码是由10码元组成,两者数目大致相等、近似随机出现、有一定规律并可复制的码。不同码序列可形成不同的地址,以便进行码分多址通信(见卫星通信)。经直接序列扩频方式扩频后的信息信号功率,分散在很宽的频带内,隐蔽在噪声中,以隐蔽方式对抗通信中的干扰;经跳频方式扩频后的信息信号频率,在较宽的频率范围内跳变,以躲避方式对抗通信中的干扰。扩频通信突出的优点是抗干扰和多址通信,在军事通信中获得广泛应用。 (21)移动通信 通信双方或一方处于运动中的无线电通信。具有机动、灵活的特点,能适应现代战争中战场形势变化迅速、部队机动频繁的需要,在军事通信中占有重要地位。海军的舰舰、岸舰通信,空军的空空、空地通信,以及坦克等军用车辆的通信等均属于移动通信。现代移动通信系统通常设有与有线电话网连接的接口,使两个系统的用户能够互通。 按通信的空间分,有陆上、海上、航空通信;按用户属性分,有专用移动通信和公用移动通信;按业务方式分,有对讲机通信,无中心自动选址通信,大区制移动通信,蜂窝式(小区制)移动通信,无线电集群通信,无线电寻呼通信,无绳电话通信和卫星移动通信等。 对讲机通信。即通信用户双方使用便携式电台进行的移动通信。有的电台有选址功能。通常用于近距离移动通信。军用步谈机、小型电台通信均属这一类。无中心自动选址通信。即具有自动选址功能,无需交换中心进行管理和转接,可实现拨号通信。建网成本低,通信距离近,适于小范围的专用网使用。 大区制移动通信。电波覆盖地域大,通信半径可达50千米以上,加中继转发器可达100千米。在通信地域的中心建有固定的基地台,设立高大的天线,能交换和转发各移动台的信号,完成移动台之间的通信。基地台和本地市话局有线路相连,以完成市话用户与移动用户之间的通信。大区制移动通信系统可服务的用户数,决定于基地台具有的信道数。大区制只有一个基地台,信道数有限,适于中小容量的系统使用,可用于小城市的公用或专用移动通信网。 蜂窝式(小区制)移动通信。将一个地域划分成若干个半径为210千米左右的六角形小区,类似蜂窝状,每个小区有一基地台为该小区内的移动用户服务。每相隔23个小区的距离后,可重复使用相同的频率(即频率再用)进行通信而不会互相干扰,使有限的频谱可为广大地域内的用户服务。小区制适用于大城市或全国性的移动通信网,一般作为公用移动通信网使用。小区制需解决过区切换技术和漫游技术。前者要求用户越过小区边界时要切换基地台信道而不影响通信;后者要求用户到达其他移动交换局管区仍能正常通信。技术要比大区制复杂得多。野战地域通信系统采用小区制技术。 无线电集群通信。采用多信道共用技术,将多个调度性通信系统集中在一个系统内的移动通信。特点是利用讲话的间歇把信道释放,让其他用户使用,讲话开始后再重新指配信道。其信道利用率要比大区制移动通信高10%20%,特别适合讲话简短,间歇较大的指挥调度类通信。它在组网方式上一般为大区制,适用于专用移动通信网。 无线电寻呼通信。一种传输简短数字或文字信息的单向通信。寻呼中心台是单信道发信机。寻呼者用电话告知中心台被寻呼人寻呼机号码和信息内容及本人姓氏与电话号码,由中心台发出信号,被寻呼人的寻呼接收机(俗称BP机)即发出BiBi声响,并显寻呼接收机只能单向接收信息,不能应答,但价格低廉,能为寻人服务提供便利,应用很广。 无绳电话通信。即由无线电链路取代有线电话机手机与机座间的导线绳的电话通信。它扩展了有线电话使用者的活动范围(离机座50200米),同时以有线电通信网为基础,组网容易,成本低廉,有可能成为未来个人通信的一种方式。 卫星移动通信。是以通信卫星转发移动台信号而达成的移动通信。卫星移动通信电波覆盖范围广,对于那些无法建立基地台的地域(如海上、空中、沙漠等处),卫星是最合适的移动通信转发台。对于对地静止卫星来说,因移动式卫星通信地球站功率有限,须加大卫星转发器功率,提高移动式卫星通信地球站的天线增益和波束指向精度。使用多个低轨道对地非静止通信卫星,即可克服上述缺点,移动通信用户可用手持机通过卫星转接直接建立通信。这将是个人通信的一种方式。 移动通信的发展方向是个人通信,即在任何时间、地点,只要拨对方个人通信号码,即可与对方进行通信。 (22)无线电波传播 由发射天线或自然辐射源所辐射的无线电波,在地球、大气层和宇宙空间中的传播过程。电波在媒介或媒介交界面的传播过程中,会产生反射、散射、折射、绕射和衰减等现象,电波的幅度、相位、极化和传播方向等将发生变化。掌握电波传播的特性及其规律,是研究无线电信道特性和论证、设计、组织使用各种无线电系统的重要依据。 无线电波传播,按波段的不同,可分为极长波、超长波、特长波、甚长波、长波、中波、短波、超短波和微波传播等;按传播媒介的不同,可分为地下(水下)、地面、对流层、电离层、地电离层波导、外大气层及行星际空间电波传播等。电波在媒介中的传播特性与频率有关,在某种媒介中的电波传播,通常只适用于某些频段。 (23)电离层 离地面高度约60千米至1000余千米的大气电离区域。电离层中的大气处于部分电离状态,有大量的自由电子,能引起电波的折射、反射、衰减等效应,造成电波的振幅、相位、极化状态及传播模式的变化。 电离层是太阳紫外线辐射、X射线辐射对大气分子或原子的电离作用形成的。宇宙射线和通过磁层空间进入的高能粒子也对大气电离起一定的作用。不同波长的太阳辐射与密度分布不均匀的大气相互作用,造成了电子密度沿高度的不同分布,形成了电离层的分层结构,由低向高分为D、E、F1F2及上电离层。各层的高度和状态随昼夜、季节、太阳黑子的周期以及太阳和地磁活动而变化,同时也与所处的地理或地磁位置有关。赤道地区、中低纬度地区、极区的电离层各有不同的特点。赤道电离层经常出现不稳定现象,极区电离层经常出现极光及强扰动。中低纬度地区电离层相对来说变化平缓。 电离层的基本结构有以下特点:D层仅在白天出现,高度在6090千米。是由103112纳米的太阳紫外线辐射、X射线及宇宙射线的作用形成的。其电子密度仅有106/厘米3的量级,但电子碰撞频率较高。正常E层只在白天出现,一般在90130千米的高度上,它是80103纳米的太阳紫外线辐射作用的结果,电子密度约为106/厘米3。正常E层较稳定,一般只随太阳的天顶角而变化。F1层仅在夏季白天存在,高度在180千米附近。F2层是最重要的一个层,由1480纳米的太阳紫外线辐射造成,白天和夜间都存在。该层位于210千米高度以上,电子密度为106/厘米3量级,其最大电子密度所在的高度约300千米,称为F2层峰。F2层的高度、厚度及电子密度随太阳和地磁活动而变化。F2层峰以上是上电离层,它的电子密度随高度升高指数下降,一直延续到千余千米并与磁层相连接。电离层和磁层间的粒子交换通过该区域进行,这是电离层保持一定电子密度的原因。 电离层是电波传播的媒介,当电波垂直射入电离层时,只有电波频率高于某一层的最大电子密度所对应的临界频率,电波才能穿透该层,低于临界频率的电波就被折射回来。如果电波从某一角度射入电离层,高于临界频率的电波也可折射回来。利用这种特性实现了长波、中波、短波通信。电离层中电子和中性粒子的碰撞频繁,会吸收电波的能量。电离层结构存在着不均匀性,当电波发射波束有一定的角度扩张时,会有多条射线沿着不同的路径到达接收点,引起信号相干衰落;电离层中电子密度不规则变化也会引起信号衰落,这些对通信都是不利的。D层能透射中、短波,并严重吸收其能量。D层和地表面构成双壁波导,有利于长波、甚长波及超长波的传播,是海上舰船和潜艇进行无线电通信和导航的重要传输媒介。E、F1和F2层能反射中波和短波,是远距离通信的传输媒介。频率更高的电波可以穿透电离层,这种透射传播保证了空间通信的实施。 电离层中存在不均匀结构不均匀体、偶发E层(Es)和扩展F层。不均匀体的尺度从数十厘米到数千千米,密度相对变化由百分之几到百分之几十。偶发E层又叫突发E层,是出现在E层高度上的电子密度很高的薄层,可作为电波反射层用于通信,其临界频率可达十几兆赫,它的出现具有随机性和地区性。不均匀结构主要是磁扰等自然因素对电离层的影响造成的,但近年来人为因素也起相当的作用,如核爆炸的影响、空间飞行器的扰动、大功率的电波加热等。不均匀结构的运动变化比较剧烈,对电波传播有明显影响,主要是引起中、短波快衰落,卫星通信信号的闪烁,电波射线轨道和传播时延的改变,以及多径现象等,对通信、导航、授时等产生有害影响。电离层的不均匀结构能增强电波的散射作用,对电离层散射通信有一定好处。 2有线电通信 利用金属导线传输电信号的通信方式。可传输电话、电报、数据和图像等信息,是军事通信的重要手段之一。有线电通信的特点是:信号沿线路传输,性能稳定,通信质量高;利用复用设备可获得大量信道;电磁辐射较少,所传信号不易被截获,保密性较好;不易受自然和人为的干扰,能较好地保证信息的正常传输;通信距离远时,每隔一定距离须设增音站(或中继站),以补偿线路衰减和减小失真;建设投资多,施工时间长,维护工作量大;机动性和抗毁性差。有线电通信多与其他通信手段综合运用,以确保战时可靠的通信联络。 军用有线电通信,按传输媒介的不同,分为被覆线通信、架空明线通信和电缆通信;按复用方式的不同,分为频分制多路通信和时分制多路通信;按传输信号形式的不同,分为模拟通信和数字通信。 (1)被覆线通信 利用被覆线作为传输媒介的有线电通信。主要用于传输音频电话,并可用于传输电报、低速数据和载波电话。适于师以下部队、分队在野战条件下使用。通信距离较近,通常在数十千米范围内。被覆线通信的基本组织形式有支线式、干线式和支线干线结合式。支线式是用数条直达线路分别同数个通信对象联络的方法,优点是通信及时,缺点是所需通信人员、器材多。 干线式是用一条线路通过中间站分别同数个通信对象联络的方法,优点是节约通信人员和器材,缺点是通信及时性差,干线一旦中断,导致同数个通信对象失去联络。支线干线结合式是同时用支线和干线同数个通信对象联络的方法,优点是构成通信的迂回线路,提高了通信的可靠性。被覆线线路可架设成单线线路、双线线路和混合线路等。单线线路是用一根单芯被覆线通过大地构成通信回路。 此种线路在通话时串音大,不利于保密,只有在任务紧急和线料不足时架设,但不得与敌方前沿平行架设。双线线路是用一根双芯被覆线或两根单芯被覆线构成通信回路。此种线路较单线线路通话清晰,通话距离远。混合线路是将双线线路
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