科技前沿丨短波通信:战场通信的保底手段

来源:pt电子登录网址作者:朱卫星 冯 浩 李 豹责任编辑:叶梦圆2022-07-15 07:18

摘要:有这样一种通信手段,能够在通信瘫痪时迅速重建战场指挥通信网络,它就是短波通信。

pt电子在线工程大学指挥控制学院廖湘琳副教授为您讲述——

短波通信:战场通信的保底手段

■朱卫星 冯 浩 李 豹

●它依赖“永不消逝的电磁波”进行通信

●它通信距离远、使用灵活方便、应用广泛

●它经过智能化加持,发展前景更加广阔

短波通信传播方式示意图。

在1986年的锡德拉湾海战中,美军率先摧毁了利比亚军队的指挥控制中心及通信设施,使得其陷入被动挨打的境地;在俄军对叙利亚展开pt电子游戏注册期间,极端组织“伊斯兰国”和反政府pt电子真人在线的通信网络因受到俄军电磁压制、信号屏蔽而被破坏,面对空袭无计可施……由此可以看出,现代战争中,如果通信“阵地”失守,结局往往难逃一败。

有这样一种通信手段,能够在通信瘫痪时迅速重建战场指挥通信网络,它就是短波通信。

短波通信,是指利用频率为3兆赫~30兆赫的电磁波进行的通信。它具有通信距离远、开通迅速、机动灵活、网络重构便捷等优点。因为不依赖于易被摧毁的固定基础设施,短波通信成为战场通信的保底手段。然而,随着现代战场电磁环境日趋复杂,短波通信的效能发挥受到的制约越来越大。因此,短波通信又成了很多国家想解决却又难以解决的难题。

独一无二的通信方式

1921年,意大利罗马一位无线电爱好者发现,利用功率仅有几十瓦的短波电台发出的无线电波,竟然可以被远在丹麦哥本哈根的接收机接收。这偶然的“千里传音”让人们惊奇地发现:原来功率如此小的电台竟可以传播那么远。从此,短波通信“一炮走红”。

短波通信主要通过地波和天波两种方式进行通信传播。其中,地波是指沿地面进行传播的无线电波,而天波则是无线电波发射到空中经高空电离层反射回地面的方式。

飞檐走壁,身手敏捷——地波具备独特的“绕射”能力。和在高空放置通信中继才能绕过障碍通信的超短波不同,在地波传播过程中,短波可以直接绕过障碍物进行传播。

上天入地,高飞远传——天波无需通信中继保障,传播距离极远。因为短波独特的频率特性,它无法穿透电离层。地球高空的电离层就像是一面可以反射电磁波的镜子,短波会在发射后经电离层反射回地面。此时,地面即可接收到反射而来的无线电波信号,从而实现异地长距离通信。因此,这个被称为“高空魔镜”的“中继系统”——电离层,便成为短波通信永久的天然通信中继站。人们无需任何通信中继和通信基础设施保障,仅靠几部短波电台,就可利用短波通信迅速建立战场机动通信网络。另外,短波能够在地面与电离层之间实现多次反射,这也使得其通信距离能够达到几千公里,甚至能够实现全球通信。

短波通信技术所具备的独特优势,常被用来解决复杂战场环境下的通信难题。海湾战争中,美军由于各作战分队间距离较远,超短波通信范围被限制在40公里之内,无法满足战术通信网覆盖半径达300公里的需求。因此,多国指挥官在战术通信中优先使用短波通信作为战场战术中远程通信的主要手段。而由于作战地域多为沙漠,沙粒吸收地波现象严重,特种部队在深入沙漠腹地执行军事任务时,更青睐于可以通过天波传输的短波通信。

在现代高技术信息化战争中,信息的互联互通能力是指挥作战的必要条件。由于电离层具有不被摧毁的特性,当己方的通信卫星、通信台站以及其他通信方式在战时被敌方摧毁时,短波通信电台可作为保底手段重建作战指挥通信网,避免战场通信中断,这也是许多国家不遗余力发展短波通信技术的原因。

短波通信从诞生以来,也曾因战争形态与武器装备的发展变化而受到冷落。然而,一次又一次的实战检验让世界各国意识到,短波通信在战场上依然必不可少。

“传令有阻”的通信痛点

尽管短波通信技术已经发展了一个多世纪,许多通信难题仍亟待解决。

其中,短波通信频带窄、容量小是“硬伤”。短波通信的实际使用频率在1.5兆赫到30兆赫之间,这意味着整个短波频段可利用的频率范围只有28.5兆赫,通信空间十分拥挤。短波通信的频带宽度只有3千赫,很大程度上限制了短波通信的容量和数据传输速率。

同时,短波通信容易中断。电离层是一个时时刻刻都在变化的传输媒质。当其密度较低而短波频率较高时,就可能会导致电磁波穿透电离层;反之,电磁波就有可能被电离层完全吸收,从而造成短波通信的中断。另外,在战场环境下,高速机动的通信平台随着其自身地理位置的不断改变,其通信频窗也会随之发生改变,影响通信质量。

短波通信过程也常常会受到电磁干扰。在自然界中,强烈的太阳耀斑活动会产生磁暴干扰,大气中雷电带来的突发性脉冲干扰也会扰乱电离层,对短波通信产生影响。同时,人类社会中存在着的各种电气设备和电力网产生的电磁背景噪声、现代战场环境中敌我双方使用的各种类型电子设备与有意无意的电磁干扰等交相混杂,都会给正常的短波通信造成极大的困难。

不仅如此,由于制信息权作为现代战场的核心制权,使得短波通信常常受制于军事斗争。2019年,俄军就曾针对北约国家频频研发短波通信装备的一系列动作,在加里宁格勒州部署了“摩尔曼斯克-BN”短波通信干扰系统——这直接影响到了东欧、中欧和波罗的海地区的北约舰船、飞机以及地面军事部门之间的短波通信信号。如今,围绕电磁领域这一无形战场的“明争暗斗”,在世界范围内,尤其是通信技术较为发达的国家之间几乎成为常态。因此,短波通信虽然有着无可比拟的优势,但也同样面临着严峻的挑战。

能否解决好短波通信的通信难点,在一定程度上决定了其作为作战指挥通信的“底牌”能否充分发挥效能,影响甚至决定着战争的胜败走向。如果战时出现严重电磁干扰,短波通信极有可能成为唯一的指挥通信手段,所以在复杂电磁环境下如何解决短波通信的通联难题,成了各国研究军事通信的重点。

让短波通信搭上智能化快车

未来战争中,战场信息数据急剧增加。传统的短波通信业务中,话、报、点对点数据已经不能适应信息化智能化战场的应用需求。所以,短波通信的发展也要搭上智能化快车。

如今,新技术的应用,让短波通信不少难题得以解决。比如,利用自适应通信技术,可以自主选择同组可通信频率中最好的频率;运用自主选频技术,可以自动搜索选择能用的通信频率,然后建立通信链路;通过数字信号处理等技术,实现短波语音数字化通信,以改善通信效果,提高短波通信的通信容量和通信速率……

新的时代背景下,短波通信也不再“孤军奋战”。许多国家致力于将短波通信与有线光缆通信、卫星通信和超短波通信等通信手段相融合,构建综合一体的战场通信组网体系。通过与其他通信方式进行高效组网,保证多种通信手段的互联互通与无缝衔接,达到通信区域的全方位覆盖,进一步保障通信安全。

如今,许多国家已然在短波通信设备智能化的道路上开始自己的探索。澳大利亚研制出一款HF-90H超小型跳频短波电台,为了克服短波信道可被某些固定电台强信号干扰以及多径衰落导致的短波环境差的问题,采用了智能边带跳频技术。在夜晚条件下,它可以使整个通信网自动规避干扰信号的信道,调整到“干净”的信道区,最终使得有用信号变得清晰明显。作为已知同类中体积最小、功率最大、功能最全的短波电台,该设备保密及抗干扰能力强,从通信的安全性、传输稳定性、保密性角度来看,对作战效能提升有很大的帮助。

或许在不久的将来,我们将会看到一种能够根据战场态势灵活选择通信方式的高度集成的智能化模块化通信平台:它携带更加方便,可在作战地域灵活部署,能够快速组建起高效畅通的作战指挥网络,建立或恢复战场上己方指挥通信能力,为最终赢得pt电子游戏注册的胜利提供坚强保证。

pt电子游戏官方制作:贾立龙

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