无线通信设备热带典型地貌环境通信效能研究

郑志国，林美蓉

（1.海南科技职业大学信息工程学院，海口 570100； 2.海南大学信息与通信工程学院，海口 510500）

引言

热带自然环境条件复杂，地形地貌具有多样性，同时又具有高温、高湿和高盐雾等特征。在各种地形地貌环境下通指装备要想获得较好的通信效能，需要加强在此地貌环境下的通信效能试验，只有选择适当的通信方式及通信频率，才能顺利的完成在此条件下的通信任务。本文就开展通信装备典型自然条件下环境试验组织方法进行研究，提出通指装备在热带典型地貌环境下通信试验的试验方法和具体内容，得到了在五种典型地貌环境下的短波无线设备和超短波无线设备的通信特征，为在以上条件下如何更好的使用无线通信设备提供指导。

1 试验方案

1.1 典型地貌的选取

根据热带自然环境的特点，我们选取了热带地区的典型地理地貌条件进行研究，包括海边、丛林、山区、城区和乡村等五种条件。我们将重点研究在这些条件下的通信方式和通信效能，以了解热带地区通信系统面临的通信效果、面临的挑战以及解决方案。

1）海边地区是热带地区的一个典型环境，但由于其高湿度和腐蚀性，对通信设备的可靠性和稳定性提出了要求。我们需要采用防水和防腐蚀技术，并考虑大气湿度对无线信号传输的干扰。此外，信号放大和干扰抑制技术也需要加强，以提高通信效能。

2）丛林地区是热带地区的另一个典型条件。茂密的植被、复杂的地形和有限的视野对无线信号传输造成了阻碍。在丛林地区，我们需要克服植被阻挡和信号衰减的问题，选择合适的频段和传输技术。同时我们要考虑使用的频段问题，如使用超短波频段时可能会因为视距影响而影响通信的效果。

3）山区地形是热带地区的另一个典型条件。陡峭的山坡、峡谷和起伏的地势给通信系统的布局和信号传输带来了挑战。我们需要考虑信号在山体反射、折射和衰减的影响，并选择合适的天线高度和传输功率来优化信号覆盖范围。此外，无线中继和微基站等技术可以提高通信的可靠性和覆盖范围。

4）城区是热带地区的人口密集区域，通信需求很高。然而，高楼大厦、繁忙的街道和电磁干扰源等因素给通信系统的设计和部署带来了挑战。在城区，我们需要考虑信号的穿透能力和抗干扰能力，采用合适的天线设计和频谱管理策略，以确保信号的可靠传输和良好的通信质量。

5）乡村地区是热带地区的农业和农村地带。乡村地区通常具有广阔的土地和分散的人口，对通信覆盖和可及性提出了要求。我们需要考虑信号传输的距离和衰减，选择合适的传输技术和频段，以确保信号覆盖到较远的地区。此外，使用移动通信车辆或便携式设备可以提供临时性的通信解决方案。

综上所述，通过研究热带自然环境下不同地理地貌条件下的通信方式和通信效能，我们可以为热带地区提供更可靠、高效的通信解决方案。海边、丛林、山区、城区和乡村等条件下的通信系统都面临着独特的挑战，我们需要根据实际情况选择适当的技术和策略来应对这些挑战根据热带自然环境的特点，选取热带自然环境的典型地理地貌条件。因此，在本文中共选取海边、丛林、山区、城区、乡村等五种典型条件，研究在以上五种条件下的通信方式和通信效能。

1.2 典型地貌通信效能实验方案

热带丛林浓密的植物会极大的减少无线电传播的范围，也就是说通信距离会变短。本方法主要研究的是短波、超短波无线通信设备在典型地形地貌下通信距离的变化规律。背负式短波无线设备还将进行鞭天线、便携式双极天线的通信测试。

1）试验内容

无线通信设备在典型地形地貌条件下的通信效能测试。

图1 热带典型地貌环境选取

2）初始检测

①无线设备基本电性能指标测试；

②近距离通信测试。

3）大气环境监测项目

需要监测的大气环境项目包括：太阳辐射、空气湿度、风速、温度等。

4）试验时间

试验选择在5 月~10 月期间进行。

5）试验步骤

步骤1：在被测环境的一方固定（近点），另一方（远点）以该点作为参考进行拉距通信试验；

步骤2：近点无线设备固定不动，不断移动远点无线设备，测量在不同的距离和通信方式条件下的通信质量，记录下最远的通信距离；

步骤3：近点无线设备的短波无线设备在使用鞭天线通信后，换成便携式双极天线进行通信，记录此时的通信效能。

6）结果分析

①在近点和远点无线设备通信距离不断增加的情况下的通信效能；

②短波无线设备在通信距离不变条件下，使用不同天线的通信效能分析。

2 试验内容及结果分析

2.1 试验内容

根据热带自然环境的特点，在本次试验中选取了五种能代表热带地区的自然环境进行试验，分别为海边、城区、乡村、山区、丛林等五种地形。

2.2 试验结果分析

1）超短波无线通信设备试验情况：

从图2 可以看出，超短波无线设备在使用相同的频率相同的发射功率条件下，通信距离较远为乡村地形，最短为城区繁华地形。

图2 超短波无线通信设备不同地貌的通信距离

无线通信一般要求话音质量等级要达到3 级以上才合格，通过图3 可以看出：山区地形3 级以上话音质量等级较其他地形高，相同条件下城区通话效果较差。

图3 不同地形环境下定频通话质量

通过图4 可以看出：在丛林和山区地形使用跳频通信，话音质量等级相对定频通信差；在丛林中由于灌木丛密集使用跳频通信效果较差。

图4 不同地形环境下调频通话质量

2）短波无线通信试验情况：

从图5 可以看出，短波无线设备在使用相同的频率相同的发射功率条件下，通信距离较远为海边地形，最短为城区繁华地形。

图5 短波无线通信设备典型地貌下通信距离

图6 短波无线通信设备在不同地貌下定频通话效果

城区和乡村地形使用种地频率以下频率进行通信的基本无法使用，丛林和山区使用频率短波频段范围内均可以通信，通过比较几种地形，海边的可通率较其他地形高。

3 结束语

通过上述实验，可以看出利用短波和超短波无线通信设备进行需要根据通信的地点来选取不同的通信频段和通信方式，从而保证通信效果。比如在城区和乡村地区，由于城区的工业噪声较大，对短波的干扰严重，建议使用短波无线设备的高端频率进行通信，或者选用超短波通信。