对流层散射通信在跨海通信系统中的应用研究

摘 要 在分析对流层散射通信的特点的基础上，讨论对流层散射通信在跨海通信系统的适用性，研究了对流层散射通信在跨海通信中的实际应用场合，对促进未来我军跨海通信的发展，起到积极的推动作用。

关键词 岛屿通信;跨海通信;对流层散射通信

引言

跨海通信系统，是保障联指对跨海作战的陆海空军和第二炮兵作战集团实施指挥控制及信息传输的公共通信网，基本设想是依托国防固定通信网，以战区机动骨干通信系统为基础，以卫星通信、散射通信和海底光缆为信道，将各军兵种通信系统进行综合集成，构成一个分布式一体化跨海通信系统[1]。随着现代科技的进步，敌对人为干扰日益增多，电磁环境日益恶劣，因此在未来渡海登岛作战环境中，跨海通信系统受敌打击威胁大，“跨海通”保障生存难。一旦我跨海通信枢纽被敌摧毁，将对我渡海登岛作战形成致命打击。因此在未来渡海作战战场环境中，确保通信系统的安全是前提。对流层散射通信由于其具有单跳跨距远、通信容量大、抗干扰和抗截获能力强、不受核爆影响，以及能够跨越复杂地形进行全天候可靠通信等突出优点，在各军兵种中得到了广泛的应用，并在当代高技术战争中发挥重要的作用。

1对流层散射通信简介

对流层散射通信是一种利用对流层大气媒介中的不均匀体对电波的前向散射作用而实现的超视距无线通信方式。对流层散射通信使用超短波和微波波段，是一种传统的、成熟的通信方式。

在对流层大气中普遍存在着涡旋性的湍流运动，这些湍流不断地变化，使产生的涡旋分裂成较小的涡旋，较小的涡旋又分裂成更小的涡旋，直到最小的涡旋在流体黏滞力的作用下消失，最终转变为热能，而与此同时，又有新的涡旋在大气对流中产生了。各种尺寸的涡旋团的不断运动和变化，其温度、湿度、气压也不断起伏的变化，这就造成了每个涡旋的介电常数与周围大气的介电常数有微小的差异，每个涡旋都是一个介电常数的局部不均匀体。在入射无线电波的激励下，每一个不均匀体在其尺寸与入射无线电波的波长可以比拟时，就像一个小偶极子天线，能感应出电流并把入射电波的能量向四面八方辐射出去，我们称这些“小天线”为散射体。在实际大气中，入射电磁波在传播路径上遇到无数个散射体，这些散射体都对接收天线提供电磁波场强，于是接收端就能够接收到超视距以外散射过来的无线电波[3]。

2跨海通信的理论依据

对流层散射通信是一种成本效益高、中远程链路的通信手段。并且由于其电磁波散射的传播机理，对流层散射通信与其他通信手段相比有着比较突出的特点，军事意义极大。

一是单跳跨距远，通常可达100～500km，并且有明显的“越障”能力。海岛间的距离通常为200公里左右，属于对流层散射通信的单跳距离，在不利于建设中间站的海面可以被散射通信跨越掉。并且散射天線面向大海辐射电磁波，前方基本无遮挡，非常符合散射通信的技术要求，二是通信容量大，可达8Mb/s以上，目前国际上已成功实现了40Mb/s的传输速率。利用对流成散射通信链路可以作为我军跨海通信网干线传输的主干线。三是对流层传播信道稳定，支持全时域、全天候工作，基本不受雷电、极光、磁暴和太阳黑子等恶劣自然环境的影响。四是抗干扰、抗截获能力强、抗毁性能好，这是其他通信方式不可比拟的。

另外，在跨海通信中散射通信链路要经过海面上空传播，按照瑞利分布的散射信道传播模式进行统计，海上的散射年中值电平比陆地要高6～10dB;海上还常常呈现规则、不规则层反射及大气波导现象，造成了通信信号异于陆地的反常传播，这使得散射通信系统在海上的通信性能大大优于在陆地上的使用性能。在同样的设备能力下，可获得海上传输容量或单跳通信距离的大幅度提升;而为了实现同等容量和通信距离的信息传输，散射通信对设备能力（发射功率、天线口径）等的要求显著低于陆地传播需求[2]。

3对流层散射通信在跨海通信中的应用

海岛作战环境往往比较偏僻，地形复杂，兵力部署分散，且不在国防固定通信网范围内。因此，要求通信装备要有很强的越障能力和机动性能，通信系统要由较强的抗毁能力和保密性，对流层散射通信系统在满足这些要求上显得独具优势。

3.1 登岛作战的跨海多路通信

利用我军某型散射装备，配合卫星通信、海底光缆，以点对点通信方式，为大陆与海岛、海岛与海岛间提供无线信道，可以实现登陆部队与指挥所之间的话音、传真、数据、视频等大容量通信。

3.2 扩大干线引接通信机动范围

目前我军散射装备已经实现小型化，建站时间短，机动性强。因此，作战部队指挥所的选择和战场机动范围基本不受限制，可以满足数百公里的通信需求，大大提高作战部队的机动作战能力。

3.3 恶劣电磁环境下的应急通信

在电磁环境非常恶劣，群路无法正常通信时，可以使用对流层散射装备实现最低限度应急通信。虽然通信容量比较低，但在通信距离上成倍的延长，且保障特殊用户的最低通信需求是非常有效的。如指挥所、通信枢纽等配备散射装备，是保障战时通信系统顽存能力的重要手段之一。

4结束语

对流层散射通信在军事通信中具有卫星通信和微波接力通信无法替代的地位和作用，凭借其自身固有的突出优点，一直受到世界各个国家军事部门的重视。由于海岛地理环境和气候环境的特殊要求，同其他通信手段相比，采用散射通信手段达成跨海通信具有更强的抗破坏能力和更高的可靠性，尤其在核条件下，它是能可靠地指挥部队的为数不多的通信方式之一。因此，散射通信有着广阔的发展前景。

参考文献

[1] 刘勇，于德深，陆雪娟.联合登岛作战“跨海”通信研究[J].空军军事学术，2005，（3）：40-44.

[2] 李荣海，任香凝，刘莹，等.数字对流层散射传输技术新动向综述[J].无线通信技术，2007，33（3）：8-13.

[3] 张明高.对流层散射传播[M].北京：电子工业出版社，2004：87.

作者简介

赵彬（1983-），男，学历：硕士研究生，现就职单位：陆军通信训练基地讲师，研究方向：军事通信，卫星通信，散射通信。