提高短波信号传播的探讨

摘　要：短波是指3~30MHz的无线电波，短波在传输过程中受到传输介质等多方面的限制，而影响到其传播距离和信号强度。本文论述了影响短波传输的因素以及怎样提高短波的传输效果。

关键词：短波；电离层；效果
　　短波是指频率为3～30MHz的无线电波，短波的波长短，在沿地球表面传播时，将会受到地质的特性影响，短波在路地表面上传播的能力差，主要是因为路地表面导电能力差，电波在传播途中损耗比较大，并且陆地的表面介质如，积雪，潮湿，沙漠等的影响也不一样。由于受到地球表面地质的影响，短波传播的距离非常的有限。但是地波的传播工作频率不需要经常改动，不过得全面考虑地表障碍物对短波的影响。短波以天波形式传播时，在电离层中所受到的吸收作用小，有利于电离层的反射。经过一次反射可以得到100～4000km的跳跃距离。经过电离层和大地的几次连续反射，传播的距离更远。但是天波在传输过程中表现的很不稳定。
一、影响短波传播的因素
　　短波的传播距离受很多因素的影响，例如，空气中电离层的不规则变化会对短波通信的质量和短波的传播距离造成很大影响，当电离层变化剧烈时甚至会发生短波通信的中断，而影响到正常的通信。当短波经过地球表面也被称为地波传播时受到地球表面介质特性的影响，也会对短波的通信质量和传播距离造成很大的影响。当短波经过空气传播也被称为天波传播时，也会受到空气电离层，多径现象，空气噪声，传播距离远等而造成通信信号的衰减，影响短波信号的传播质量。短波信号从发生到经过介质的传输再顺利的到达接收端，除了受到外界因素影响外，还受到本身的影响，短波频率就是首要因素，短波频率高则短波更容易穿射电力层，反之短波则更容易受到电离层的吸收。其次，电波发射时的发射角度对其也有很大的影响，当电波发射角度比较少时其更容易穿透电离层，而如果短波发射角度较大时其就会在在电离层中穿过的路程较远，从而信号衰减变大，虽然短波的发射角度是有其传输距离决定的，但是辐射最强的仰角是由发射天线决定的。
二、短波射天线特性参数
　　（一）天线的方向性
　　天线的方向性是影响短波信号传播的重要因素。天线的基本功能是把从馈线取得的能量向周围空间辐射出去，并把大部分能量朝所需的方向辐射，而在不需要的方向上则尽可能地减弱。天线的方向性决定辐射能量的空间分布。
　　（二）天线增益
　　天线的增益是天线的基本属性，它可以衡量天线的优劣。增益是方向系数与效率的乘积，是天线辐射或接收电波大小的表现。增益大小的选择取决于系统设计对电波覆盖区域的要求，简单地说，在同等条件下，增益越高则电波传播的距离越远。
　　（三）输入阻抗
　　天线通过馈线从发射机末端取得高频能量。如果天线与馈线、馈线与发射机末端之间的阻抗不匹配，就不能保证能量的最大传播和行波状态。因此，天线的输入阻抗也是一个重要的参数。天线的特性阻抗与天线的形状、尺寸、工作频率、信号的馈入点、周围环境的影响等多种因素有关。
　　（四）辐射效率
　　输入天线系统的功率，在天线系统中会由于热损耗、介质损耗等消耗掉一部分，而不能全部变为电磁波辐射。天线的辐射效率就是辐射功率与输入功率之比，它与天线的损耗电阻、辐射电阻、工作波长等有关。为了提高天线的辐射效率，就要尽量增大辐射电阻、减小损耗电阻。同时，发射频率越低，天线的辐射效率也越低，换句话说就是信号的频率越低，越难以辐射。
三、提高短波传播的效果及方法
　　（一）正确选用工作频率
　　电离层对短波的传播有着很大的影响，大气中电力层虽然是变幻莫测的，捉摸不定的，但是大体也可分为规则性变化和不规则性变化，只有熟悉电离层的变化规律，就可以采取相应的措施减少或避免对短波的影响。电离层的浓度对短波的传播具有很大的影响，其浓度高时信号反射频率高，低时则会频率低，这也就决定了短波频率也得跟随电离层浓度的变化而变化。电离层浓度的变化是不确定的，其会跟时间，季节，太阳黑子活动等因素有很大的关系，我们可以平时要观察这些规律的变化，总结其变化规律。短波的工作频率的选择也是影响信号传播质量的关键因素，所以，应该根据电力层的变幻规律随之挑动，是提高短波传播距离和提高信号质量的一个好的方法。根据经验可以知道，10MHz以上的短波在白天夏季传播很好，而在黑夜冬季则传播较差。10MHz以下的短波则相反。
　　（二）加强预测
　　伴随着现在科技的发展，要科学合理使用现在的科学技术不断完备电离层对短波传播影响的预报，只有这样才能在发射短波之前综合多种因素采取正确的发射方式，短波才能够好的传播。例如，使用先进的科技手段，利用相关的软件预测可用频率对短波通信距离和通信质量的影响，能够很好的预测未来对短波传播影响的太阳黑子活动等因素，并接和本地特征，可以很好的预测一段时间后短波的使用频段。
　　（三）正确选择天线
　　天线是影响短波中不能忽视的一个问题。当短波信号质量不高的时候，其实并不都是电台方面的原因，而天线往往也是这类问题的来源。因此，天线的质量好坏也是影响短波通信的主要因素。要想最理想的达到短波的通信效果，在天线选择时应该使用那些材料，质量性能最好的天线组合。
四、结束语
　　电离层变化、天线性能对短波传播效果影响很大。其中，随昼夜、太阳活动性、季节变化的电离层对短波传播效果影响最大。为使短波广播在无线通信领域发挥自身的作用，立于不败之地，我们要深入研究电波传播特性，及时了解、掌握电离层变化规律，合理选用工作频率，正确选择天线，以全面改善短波信号的传播效果。
参考文献：
[1] 翁永坚,黄志权. 无线电短波通信技术之我见[J]. 科技创新导报, 2009
[2] 张海勇,王睿. 编队内部短波通信频率选择分析[J]. 舰船科学技术
[3] 马满仓. 新一代短波通信技术的特点[J]. 军民两用技术与产