[doc] 军用短波,超短波无线电台发展浅见

[doc] 军用短波,超短波无线电台发展浅见 军用短波,超短波无线电台发展浅见 话音通信可获得低得多的音频信道噪声,其主要优点是 (1)改善信噪比:数字式压缩器的压缩处理结构采用”最大线性压缩技术,典型压 ,提 扩系统可采用1个或2个2比l压缩器,它可在输入改变30dB时供15d]3的输出变化.由 于对在动态范围的中段和低段话音分量压缩的程度直接与发信机负载效率有关,因此,采用 线路压扩器处理技术时,在整个链路上产生的平均信噪比有重大改善. (2)减少干扰由于解调扩展器的增益变化仅用做原始话音包络的函数来处理,如果 认为背景干扰是相当恒定的,则背景干扰将外加给扩展器一个增益变量,产生一个变化的干 扰包络.所以在话音包络重新建立期间,由于扩展器减少了增益,所有附带的干扰也减少了 相同的数量.例如,在话音暂停期间,扩展器自动置于最小增益状态,因此信道相当安静, 听不到背景干扰的声音. (3)增加发射功率由于在话音停顿期间消除了背景噪声,改善了平均 信噪比的组台 影响,从而明显地增加了发射功率.在不改变发射机和现有天线系统的情况下,在高频信道 上使用数字式线路压扩器时,等效于发信机功率增加了3O倍. (4)既可通话又可通数据:数字式线路压扩器具有在话音间隔中进行数据传输的功 能.在解调器的话音输出之前将数据与话音分离出来,因此操作人员不会听到数据音.同时 可使发信机在100的时闻内加载,充分利用了发信机的效率. 数字式线路压扩器可有效地用于飞机,军舰,陆地及其它一切利用高频链路在远距离上 进行低噪声话音通信的场台.据悉,美国政府联邦紧急行动署,联邦航空署,美国陆军以及 其它几个国外的军事服务部门均巳订购及装备了数百台的数字式线路压扩器供高频通信使 用,收到了较好效果 五,结束语 综上所述,提高高频通信的质量,扩大高颠通信的业务种娄,巳成为世界各国共同的发 展目标.除本文中提到的技术外,高频跳频系统,高频天线自适应调零系统,各种扩频通信 系统等也如雨后春笋飞速发展起来.这些技术的使用极大地改善了 高额通信的质量,为高频 通信注入了新的兴奋剂.相信不久的将来高频通信必定会以她特有的风采,再次赢得远距离 通信用户的信赖. 军用短波,超短波无线电台发展浅见 郑祖辉 (总参612研究所) 单.X]HF~VHF无线电台由于它们的机动,轻便,省电及使用灵活等优点,一直是军用通 信系统中的重要手段之一,即使在未来战争中使用各种通信网时,也仍不能台弃它.在新的 野战通信中,虽然使用地域通信刚,而单工HF和VHF无线电台仍然是团以下的主要通信手 段,因为地域通信网虽然在整个作战地域中组网,但它的用户一般到营,营以下分队通信仍 ?14? 要靠单工无线电台,因此世界各国军队仍在致力于研究和生产新的单工HF和VHF无线电台. 对于我军来说,单工无线电台战时也是团以下主要通信手段,而营以下主要用VHF电台,团 以上则为辅助,应急和特殊场合下使用的通信手段;国防通信网中仍 把HF中大功率电台列 为通信手段之一.为了适应未来战争需要,单工无线电台应在提高抗电子干扰,传输可靠性 和通信质量上下功夫. 一 ,提高抗电子干扰能力是HF,VHF 无线电台刻不容缓的 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 “未来战争首战将是电子战”.这一论点已被越来越多的人接受了.美军认为:”干扰 敌方一个雷达,只能除掉一个武器.干扰敌人0系统,就可破坏一个武器库.苏军认为t 要取得l战争的主动权,必须通过摧毁与干扰破坏掉敢方50~70%的指擢艘雠糨通信系统.” 可见,在未来战场上,电子战这一软杀伤武器势必成为作战取胜的重要因豢..目前,世界各 国军队都在竞相研制新的干扰和抗干扰装备,由于电子战地位的提高,使通信的地位也开始 由保障兵种向战斗力方向发展.通信已成为c.I系统的基础和载体.因此,通信的干扰和抗 干扰目标也引起人们关注,在新一代无线电台中都考虑了抗干扰措施. 70年代束,在VHF频段出现了20次/秒的PRc,80电台等,至80年 中期,100~300次/秒 的中速跳颓VHF电台不断问世,如Jaguar—V,Scimitar--V,Starcom,S]negars--V,TRC一 950…,发展是比较怏的.但由于跳频是一种躲避式抗干扰措施,所以只有从提高跳速和展 宽跳频宽度上来提高其抗干扰能力.但跳频对于数据传输的适应性较差,加上即将出现的快 速跟踪干扰机,使单一跳频方式受到了威胁.这里因为跳额电台目前采用的是FSK调制,而 FSK在传输数据时抗噪声能力比PsK耍差,同时跳频又易受多径效应的影响,另外跳频系统 抗数据的突发性误差有一定困难,所以影响传输数据的效果I另一方面,新的快速跟踪干扰 机的干扰响应时间将进一步缩短到几毫秒,甚至几百微秒,这就使每秒几百跳的中速跳频的性 能大为逊色了.由于跳频速率将受到多方面因素的约束,而一昧提高眺速,从经济性,电磁 兼容性及信息传输效率等都会大大恶化,所以不能只从提高速率来解决问题. 实际上,跳频只是扩展频谱通信中的一种方法,而扩额通信也不仅只有酰额是唯一适合 战术电台使用.随着电子元器件的发展,几千个甚至上万个门阵的大 规模,超大规模集成电 路的出现,已使扩频的直接序列方式在战术电台实现成为可能. 从理论上分析,直接序列(Ds)和跳频(FH)的混合方式将比单一跳频方式在抗干扰 上具有更大的优越性. 直接序列方式抗多径效应能力比跳额方式的要好,直接序列方式一般采用DPSK调制,而 跳频采用FSK,当直接序列和跳频混合则可采用DBPSK,若数据率为16千比/秒,并保持相 同的误码率时,则混合式将比单一跳频方式要有3,7分贝的信干比增益,这里3,7分贝 是取决于干扰机的类型. 从扩频处理增益上比较.若VHF电台频段为30,88兆赫,波道间隔为25千赫,则共有 2320个波道,若采用单一跳频方式,则处理增益为i01og2:~20=33.6分贝.若混合方式的直接 序列在100千赫中扩频,话音速率为l6千tt/秒,则直接序列的处理增益可得8分贝,此时若 跳频也取100千赫为波道间隔,则共有580个波道,因此跳频的处理增益为27.6分贝.两个处 趣增益相加得混台的为35.6分贝,比单一跳颓高2分贝.加上上面所 述的3,7分贝.则总 的抗干扰性能,混合方式比单一跳频高5,9分贝. 直接序列的最大特点是瞬时功率谱密度低,它随扩频带宽增加而降低.所以抗扰{缱 较好,它和跳频”躲避”式干扰不同,而是信号被噪声所”淹没”,它是属于”抗”干扰性 质的.当然,直接序列也具有一定的保密性能,只不过并不是真正的加密.由于它也是用伪 随机序列调制,所咀它具有较好的地址码选择能力. 因此,混合式既具有跳频”躲避”式千扰性能,又具有直接序列”抗”干扰的性能,它 比较容易满足未来战争中电子战环境的要求,具有较好的灵活性.前巳所迷,这在7O年代束 期才能真正从理论上,技术上及元器件等方面满足研制和生产的要术.意大利Teletlra公州 的HYDRA—V是8O年代中期推出的一个典型设备.他们从研究开始到小批量生产约经历10年 时间,至1987年年底才试生产2O部,预计1989年才能较大批碹生产.存遮一方而国内电子科 技大学巳对直接序列和跳时混合式作了有益的尝试. HF无线电台实施跳频,要比VHF困难,原因是众所周知的:即短波工作频段窄,波遭 间隔小,短波通信靠电离层传播,其衰减及多径时延大小随电离层参数变化而变化等等.因 此HF无线电台采取跳额技术一般都是低速眺频,即每秒几十次,甚至仅几次J跳频带宽也 比较窄,在短波频段巾难以实现竦宽频段的不调谐匹配,电离屠瞬时可用频道带宽也比较窄. 这些跳频参数的确使短波跳额的抗干扰能力不高.所以目前国外推出的HF跳频电台远比VH 跳频电台要少有些设备在五,六年前就作广告了,但至今来见正式机器,如Jaguar--H 等.有些国外公司的人员称,短波跳颓还属于纸上谈兵宴际上已推出的几种HF战术&频电 台,如Scim]tar--H,sc一14O,CHX--200等,从跳颊功能上来分析都是不很满意的. 二,HF先线电台采用频率自适应技术,战术HF电台 长期以来,人们都认为短波通信可靠性差,通信质量低,缺乏在电子战中生存的能力,因 此一度认为短波通信已过对.但事实并非如此,现代技术注入到短波通信中,使短波通信又 恢复了青春,大大改善了短波通信的可应用性和可靠性,以及在电子战中的生存能力. 采用RTCE(Rea1.TimeCb~nnetEvaluticn)技术,即称为”实时信道估 值”技术的HF 无线电台是现代HF通信设备的最重要标志.但目前的RTCE尚属于利用RTCE技术选择最佳 频率的频率自适应系统.实际上早期的克菠(CURT5)系统和近期的Chirp系统都是在独立的 探测曛统中采用了RTCE技术,担它们迁二f能实现每时每刻精确地跟踪电离层的变化与骚动. 8O年代米,出现了一些在通信系统中直接采用RCTE技术舶HF无线电通信系统,它在某种 程度上实现了精确地跟踪电离屡的短期变化以及能对人为干扰的连续监视和实时作出响应. 如西德Rohde&Schwa~tz公司生产的ALTS系统. 目前频率自适应基术上有两种娄型一种是频率管理系统,如美军已装备的AN/TRQ一 35(V,I术频誊苻理系统,这是屠于明啾声探测系统(Chirpsoundersystem).频率管理 系统彳『探测饯剿机,探禳接收机,额谱监溯器及频率管理终端等.宦是由以上设备构成探 测,管理,与通信系统是分开的,行它可以在垒频段实施宴时信道估值,提出可用频率 的频事质量等缎(如最高为5,最低为0),则在全区域内的HF无线通信设备都可使用.所 以它实际是实时频翠预报,不能使通信系统跟踪信道媒质的短期变化,但它使现装备的设备 仍能使用,节约了大量更换新装备的开支另一种是高频自适应通倩系统这一类设备脒上 ?】6? 而已谈到的ALIS(Aulon:alicLinkSct—llp)系统外,还有黄周的AulC,1;nk(RF一7l00)系 统,Soulhcom的自适应系统以及西德的CHX--200系统等.由于用同一套设备先组成探测系 统.在指定的频率上进行信道参数和干扰分布的测蹙.计算出指定频率的质量等级,并存入 频率库,为通信时选用通信频率提供实时信息通信时仍用同一蠢设备,选甩频率库中最佳 频率通信.圈此探测和通信统一是这类系统的一个特点,加上系统的自动化程度高,便短波 通信选到一十新的水平.但是它的缺点是只能用新的特殊的收,发信机(旧装备不能使用), 并能在预先指定的有限频道上探测,g.,-!~G实时地提供短波全频段的额率资源信息等 所以这两类都是有利有弊,而且作为P5定短波通信来髓可以根据不同场台选择使用.并 逆一步再讨论,则最好靛加上猝发通~fixT-段(3~IA誊应远高现阶蜃陵用的传输造率),采用宽 带自适应通信技术礼髋颊技术等. 但是,把这种方式全部加到战术ttF电台上显然是珩的.因为战术t-IF电台的特点是通 信距离较近(几十,一,二百公里),要求体积小,重量轻,耗电省,易于馋操使甩.因此 选用简单的自适应措施,例如用电台的颓率源既可选颊R可通信,而在实时性可适当放宽一 些,又如具有选择呼叫功能……也可使用跳频方式工作(属于低速范畴);再加上有猝发 通信终端和保密终端等.. 当然,单工无线电台的发展中还有许多方面要煎_视l例如,要广泛使用微机,提高和增 加无线电台的功能,改进保密性能,提高信息传输的可靠性,对于战术电台来说贝U特剐要 强调体积,重量,耗电以及.长期以来人们不断研究各种办法来克服它,并取得一定成效本衰主要从 技术的角度来论述这方面的进步,并对我回发展短波数字通信提出建议. L?’? ; 一 ,短波信道特性的研究.,,., . 开展信遭特性研究是一项解决短波数字通信的基础!作}也是一门多学科的综合研究. 国外有些国家如差国,日术,加拿大,英国等都花很大的投资致力于这方面的研究.根据信 道试验的测试结果,获得短波信遭的统计特性,并根据这些特性建立信道模拟器,从而为研 f17