基于船舰超短波通信系统的研究

禤展艺（广州海格通信集团股份有限公司，510663）



基于船舰超短波通信系统的研究

禤展艺
（广州海格通信集团股份有限公司，510663）

摘要：本文介绍了舰船超短波系统，并对超短波视距通信的特点和性能进行了分析，接着对船舰超短波通信的应用模式及其反侦察、抗干扰能力进行讨论。

关键词：船舰超短波通信；视距通信；应用模式；反侦察和抗干扰能力

0　引言

目前，超短波通信广泛应用于军事领域，面对复杂的海上作业，为了增进舰船之间的信息交换，超短波通信系统仍积极被采用。

1　船舰超短波视距通信

由于超短波的波长较短，因此在传输过程中，被大气层的折射、散射和发射作用下削弱，另外，超短波在地表面上所产生的感应电流很大，这些现象严重阻碍了超短波的远距离传输。超短波通信系统的频率较高，对电离层的穿透力较强，因此超短波不能用与电离层的反射作用来实现信息的传递，经实验发现，超短波适用于空间波的传播，这就是所谓的视距通信。

图1　超短波视距通信有效通信区域示意

大气层能使超短波发生折射、反射和折射等现象，这在一定程度上增加了超短波通信的距离。海上超短波的通信距离主要受视距传播的影响，另外，超短波的通信距离还与舰船之间的距离、舰船与海岸通信中心距离、空中飞机的高度、舰船的天线高度和超短波发射机的功率有关。

干涉衰减和绕射衰减很大程度上影响超短波的通信传播，干涉衰减是指反射波与直射波的干涉效应，而绕射衰减是指超短波受地形的阻挡引起的衰减，船舰在海上作业时，应考虑干涉衰减而忽略绕射衰减。另外，超短波的传播受距离的远近和建筑物的阻挡的影响，因此，技术人员需利用经验和确定性的模式对超短波传播做一个定性的预测，保证超短波通信系统顺利运行。

2　采用超短波通信信号Nyquist采样

下面从频域分析的角度来阐明 Nyquist 采样定理的原理。设原始模拟信号为x（t），其频谱函数为。单位冲击函数为，构成周期为=1/的冲击函数，则

其中

3　超短波通信在舰船上的应用模式

3.1超短波战术互联网。对于舰船编队中人员数量较少，人员之间距离较短，舰船间可以进行超短波通信，若人员之间的相对距离变化快，则可在舰船编队之间组织超短波战术互联网。超短波战术互联网使通信网络具有重组自建的特点，可自动建立通信网络，灵活性较高，抗干扰能力强，但存在实时性要求较低、数据量小等特点，严重影响了超短波战术互联网的应用范围。

3.2超短波战术集群。超短波战术集群适应于舰船编队中人员多、不同的作战群分别收到不同的作战命令的情况，该模式是将舰船编队中的指挥作战的领导为中心，对周围人员进行分组，领导与人员用超短波进行信息的传递，保证中心领导与周围人员的联系和指挥命令的顺利传递，同时可以保证陆地上的指挥命令顺利传递到舰船编队。超短波战术集群模式采用超短波扩频系统，基站之间用卫星或超短波高速数传信道进行信息的传递，方便指挥中心对舰船编队的每个成员进行指挥。

超短波战术集群具有保密性好、抗干扰能力强等特点，另外，该模式的指挥调度能力强大，方便指挥中心对舰船编队下达任务，其应用范围广，可应用于多舰船联合作战。

3.3超短波升空通信。超短波升空通信适应于舰船编队中人员数量庞大、舰船数量较多、各人员之间不能直接进行通信的情况，该模式需要将超短波发射器安装到空中转信台上，为了提高超短波电台的通信距离（升空高度2000米以上、可通信距离300公里以上），使用超短波电台升空的方式可以有效的增加通信范围。该模式具有指挥方便、操作简单等特点，但容易暴露舰船编队的位置方位且通信发射器容易被敌人摧毁，只能用于大规模的登陆作战。

4　舰船超短波通信系统的反侦察、抗干扰能力

随着我国通信技术的快速发展，无线电通信系统运用越来越广泛，由于电磁环境复杂多变，舰船超短波通信系统收到严重的干扰，在这种情况下，舰船编队之间的信息很容易被其他国家的侦查站破译，为提高我国舰船超短波通信系统的反侦察、抗干扰能力，技术人员采用了以下技术进行保护。

4.1跳频技术。经实战经验发现，在固定频率下进行信息传递，信息被截获的概率非常高，因此，在舰船作战时，应避免使用固定频率。跳频技术采用事先设定好的伪随机序列通信频率以莫伊速度在一定频段上进行跳频，从而迷惑敌方，达到避免被敌方截获的目的，该技术可以使干扰代码排除在通信区之外，只是非通信区被干扰，这样可以保证超短波通信系统正常的信息传递，保证了指挥命令的顺利下达。另外，跳频通信系统的跳频速度越快、频宽越大、代码重复周期越长，敌方侦破的概率越小，舰船超短波通信系统的反侦察能力与抗干扰能力越强。

4.2空闲信道扫描技术。空闲信道扫描技术是通过实时监测敌方，在通信频段中最安全的工作频段中进行信息传递，该技术可自动避开被干扰通信区，使用合适的通信区，这样可以大大增强舰船超短波通信的抗干扰能力。

4.3直扩技术。直扩技术是通过扩展频谱的方式来实现通信系统的反侦察和抗干扰能力，利用窄带干扰来阻止对原信号的干扰。但窄带频谱被扩展后，窄带的干扰能力下降，则需要增加功率，目前，直扩技术的应用有限，因为信号的接受和发射需要相同的扩频编码进行相应的处理才能被传递，不同编码间的相关性不强，造成了直扩技术的局限性。

4.4猝发技术。猝发技术是指快速的信息传递，超短波的传递可以达到瞬间完成，该技术减少了信息传递的时间，减少了敌方破译机构的破译时间，降低了敌方的破译概率。猝发技术是通过控制通信时间和周期，给敌方截获信号工作增加难度，该技术被广泛应用。

5　发展前景分析

舰船超短波通信系统增加了舰船编队通信系统的可靠性、稳定性、反侦察能力和抗干扰能力等性能，因此，大力发展舰船超短波通信技术显得特别重要。船舰超短波通信技术应把硬件作为无线通信的共用平台，广泛的使用软件来增加其功能达到完善通信系统的目的，实现通信系统的功能多元化、信息处理速度快准确高等特点，在硬件基础上运用功能丰富的软件，可以有效的增加舰船之间的信息的顺利传递，是发展超短波通信系统的重要方向。

利用跳频技术、扩频技术和猝发技术等先进技术可以大幅度的增加舰船超短波通信系统的抗干扰能力和反侦察能力，将各种技术结合使用，充分发挥各技术的长处，可以有效的提高舰船超短波通信系统的稳定性和抗干扰能力。

参考文献

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Study on ultrashort wave communication system based on ship

Xuan Zhanyi
（Guangzhou Haige Communications Group Limited by Share Ltd，510663）

Abstract：This paper introduces the shipboard ultrashort wave system，and has carried on the analysis to the characteristics and performance of VHF/UHF line of sight communication，then of ship VHF communication application mode and anti reconnaissance and anti-jamming ability are discussed.

Keywords：ship l.o.s.ultra short wave communication；application mode；anti reconnaissance and antijamming capability