主頁（http://www.130131.com）：短波通信為何經久不衰？

短波，按國際電信聯盟無線電通信部門（ITU-R，原 CCIR）的定義，是波長約 100 m 至 10 m、頻率 3 MHz 至 30 MHz 的電磁波，實際應用常擴展至 1.5 MHz—30 MHz，以充分利用其近距離優勢。利用這些波段進行的通信稱為短波通信，又稱高頻（HF）通信。

1921 年意大利羅馬的一次偶然實驗，首次證實短波可實現跨洲傳輸，自此短波技術迅猛發展，成為各國中遠程通信的骨干。在衛星通信誕生前，它廣泛服務于政府、軍事、外交、氣象及商業領域，用于電報、電話、傳真、低速數據、圖像和語音廣播等信息的傳遞，在國際通信、防汛救災、海難救援及軍事指揮中發揮了不可替代的作用。

短波通信可以利用地波傳播，但主要是利用天波傳播。

地波沿地面爬行，衰耗隨頻率升高而急劇增加：在相同地質條件下，頻率每升高一倍，損耗便顯著放大，故通常把 5 MHz 以下作為地波通信的“黃金區間”。由于地波受天氣擾動極小、信道參數幾乎恒定，它被視作一條穩定的“恒參通道”，適合城市、礦井或海岸等短距場景。

天波則是電波被電離層“拋回”地面的部分。當電波以傾斜角度射向電離層，經一次或多次反射后可跨越數千公里，形成多跳鏈路，實現環球通信。不過，電離層晝夜和季節變化劇烈，多徑效應明顯，天波信道參數隨之快速起伏，因此被歸類為“變參通道”。靈活的天波路徑同樣可用于幾十公里內的應急組網，成為短波“遠近皆宜”的雙刃劍。

在地形復雜，短波地波或視距微波受阻擋而無法到達的地區，利用高仰角投射的天波可以實現通信。與衛星通信、地面微波、同軸電纜、光纜等通信手段相比，短波通信也有著許多顯著的優點：

1）短波通信不需要建立中繼站即可實現遠距離通信，因而建設和維護費用低，建設周期短;

2）設備簡單，可以根據使用要求固定設置，進行定點固定通信。也可以背負或裝入車輛、艦船、飛行器中進行移動通信;

3）電路調度容易，臨時組網方便、迅速，具有很大的使用靈活性;

4）對自然災害或戰爭的抗毀能力強。通信設備體積小，容易隱蔽，便于改變工作頻率以躲避敵人干擾和竊聽，破壞后容易恢復。

這些是短波通信被長期保留，至今仍然被廣泛使用的主要原因。短波通信也存在著一些明顯的缺點：

1）可供使用的頻段窄，通信容量小。按照國際規定，每個短波電臺占用3.7kHz的頻率寬度，而整個短波頻段可利用的頻率范圍只有28.5MHz。為了避免相互間的干擾，全球只能容納7700多個可通信道，通信空間十分擁擠。并且3kHz通信頻帶寬度，在很大程度上限制了通信的容量和數據傳輸的速率。

2）短波的天波信道是變參信道，信號傳輸穩定性差。短波無線電通信主要是依賴電離層進行遠距離信號傳輸的，電離層作為信號反射媒質的弱點是參量的可變性很大。它的特點是路徑損耗、延時散步、噪聲和干擾，都隨晝夜、頻率、地點而不斷變化著。

一方面電離層的變化使信號產生衰落，衰落的幅度和頻次不斷變化；

另一方面天波信道存在著嚴重的多徑效應，造成頻率選擇性衰落和多徑延時。選擇性衰落使信號失真，多徑延時使接收信號在時間上擴散，成為短波鏈路數據傳輸的主要限制。

3）大氣和工業無線電噪聲干擾嚴重。隨著工業電器化的發展，短波頻段工業電器輻射的無線電噪聲干擾平均強度很高，加上大氣無線電噪聲和無線電臺間干擾，在過去，幾瓦、十幾瓦發射功率就能實現的遠距離短波無線電通信，而在今天，10倍、幾十倍于這樣的功率也不一定能夠保證可靠的通信。大氣和工業無線電噪聲主要集中在無線電頻譜的低端，隨著頻率的升高，強度逐漸降低。雖然，在短波頻段這類噪聲干擾比中長波段低，但強度仍很高，影響著短波通信的可靠性，尤其是脈沖型突發噪聲，經常會使數據傳輸出現突發錯誤，嚴重影響通信質量。

這些問題的存在，不僅限制了短波通信的發展，而且也不能很好地適應人們日益增長的對數據通信，特別是對高速數據通信業務的需求。當20世紀60年代衛星通信興起時，由于衛星通信與短波通信相比具有信道穩定、可靠性高、通信質量好、通信容量大等優點，短波通信受到嚴重挑戰。許多原屬短波通信的一些重要業務，被衛星通信所取代;對短波通信的投入急劇減少，短波通信的地位大為降低。至70年代后期，有人甚至懷疑短波通信存在的價值。

然而，實踐證明衛星通信的初建費用高，靈活性有限。曾被設想為可能取代短波通信的衛星通信，并不能滿足所有情況下的用戶需要。事實上也不是所有用戶都需要寬帶線路。

此外，在戰爭時期，衛星通信容易遭受敵方攻擊，信道不易抵御敵方的電磁干擾。與此相比，短波通信不僅成本低廉，容易實現，更重要的是具有天然的不易被“摧毀”的“中繼系統”--電離層。衛星中繼系統可能發生故障或被摧毀，而電離層這個中繼系統，除非高空原子彈爆炸才可能使它中斷，何況高空原子彈爆炸也僅僅是有限的電離層區域內短時間影響電離密度。

1980年2月，美國國防部核武器局（Defense Nuclear Agency）在一份報告中指出：“在遭受核打擊之后，最具可行性的通信恢復方案，是依靠成本低廉、能夠自動搜尋信道的高頻通信系統�！�

事實上，自20世紀70年代末至80年代初，短波通信再度贏得各國青睞。多國相繼加快短波技術的研發步伐，推出了一批性能卓越的新型設備與系統。1979年，美軍修訂的綜合戰術通信計劃重新強調了短波通信的核心地位，將其列為第一線指揮控制手段之一；進入80年代，美軍又在三軍范圍內啟動了一連串短波通信升級項目。海灣戰爭中，美、法等國軍隊大規模運用短波通信，成效顯著。近年來，世界多國軍隊亦將短波通信視為不可或缺的通信方式。

此外，在民用通信的某些領域，短波通信的應用也有發展的趨勢。特別是近十幾年來，由于多種新技術的應用，短波通信技術及裝備取得了很大進展，短波通信原有的缺點，已有不少得到了克服，短波通信鏈路的質量大大提高，無論是電話傳輸還是數據傳輸的質量可以與衛星通信相比，短波通信又重新煥發了青春。