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《简论短波跳频技术》

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摘要短波跳频通信继承了跳频技术良好的抗截获、抗衰落、抗干扰能力强,保密性好等优势,避免窃听、人为干扰、信道阻塞等问题,提高了通讯的安全性.文章主要从短波广播概述及特点,短波跳频通信技术的原理、系统组成及特点,DSW-2B 型2KW 短波发射机的应用与维修各方面了解短波跳频通信技术.

关键词短波；跳频；通信

中图分类号 TN91 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2018）221-0086-03

在大千世界人们通信都希望拥有良好的通话线路、内容保密.然而在我们通常的通信中总会遭到窃听、电子对抗、信道阻塞不畅通等问题.常规通信电台使用固定频率接收发信号,因此无法避免这一系列的问题,这些问题必要用到跳频技术来解决.

1 短波广播概述

1.1 短波广播

短波段的频率范围是2.3MHz ～ 26.1MHz,对应的波长是100m ～ 10m.传统的短波广播采用调幅制.我国的短波广播最小载波间隔为10kHz,对应的调制音频带宽为5kHz（防止邻频干扰,因调制后的已调波,上下边带带宽均为5kHz）.载频是传输音频信号的载体.以波长在短波广播频段范围的电磁波作为载波,运用调幅（调频、调幅等）方式将需要传输的电磁（音频）信号调制在载波上,经过馈线、天线系统,载波能够将电磁信号有效的发射出去,这种声音广播称为短波广播.

1.2 短波广播的传输特点

短波广播的传输以天波为主,地波为辅.天波通过天线发射出去,经电离层的反射到地面,又由地面反射到电离层,经过多次反射,可传输距离上千公里,甚至上万公里,而不受地面的干扰.地波沿地球表面传输,受地势及地表介质的影响,传输距离为几十公里到上千公里.故其短波广播的特点如下：

1）因为大功率的短波广播具有场强大、传输距离远的特点,特别适合远距离大范围覆盖和国际广播；

2）短波广播通过电离层的反射,传输距离远,同时,到达接受点的电磁波由不同的路径而来,不同路径而来的电磁波间存在相位差和幅度差,叠加后就会出现衰落,即多经效应；

3）电离层随季节、昼夜变化比较明显,因此,短波传输要随季节、昼夜变换频率,以便在电离层变化的情况下服务范围不变化.一般夏季频率高,冬季频率低；白天频率高,黑夜频率低；

4）由于短波广播的传输途径以天波为主,而天波传输是很不稳定的,在传输的过程中容易路径损耗、时间延迟、大气噪声、多径效应、电离层衰落等因素都会造成信号的弱化和畸变.

2 短波跳频通信技术

2.1 跳频通信的定义与原理

通信收、发双方在提前约定的情况下同步的改变通信频率的通信方式称为跳频通信.

跳频通信的原理：按全网提前设定好的语言程序,自动操控网内所有的通信频率在一秒钟内同步的做出多次跳变,每个跳频频率会有几微秒的停留.周期性的同步信号指令从主站发出,指令所有的从台站同时跳跃式变换工作频率.

2.2 跳频通信系统的组成

跳频系统的组成如图1 所示,用信源产生的信息流去调制频率合成器产生的载波,得到射频（音频）信号,而得到的射频信号将会受到跳频指令即伪随机码的控制,按照提前设定好的语言程序来跳变.跳频系统的解调一般采用非相干解调方式,因此调制方式多为FSK、ASK 等.

在接收端,接收到的信号与干扰经滤波后送至混频器.接受机的本振信号也是一跳变信号,跳变规律与发射端是相对应,但对应的频率有一频差正好为接收端的中频.只要收发双方的伪随机码同步,就可使收发方的跳频源与频率合成器产生的跳变频率同步,经混频器后,就可得到一不变的中频信号,然后对此中频信号进行解调得到所发送的信息.

2.3 短波跳频通信的特点

2.3.1 抗干扰能力强

跳频通信技术的跳频指令通常是伪随机码,跳频频率受伪随机码控制不断地发生变化,令对方无法,也无从的摸清楚跳频规律,因而具有很强的抗干扰能力.

2.3.2 兼容性强,时间短、入网快

对于跳频通信而言,兼容的含义是指一个跳频通信系统可以与一个不跳频的窄带通信系统在定频上能够建立通信.显而易见,只要在常规短波电台加装跳频模块即可实现跳频电台与常规的稳定频率短波电台互通.

跳频系统通常采用的是快跳频和纠错编码系统用的伪随机码速率比直扩系统的低得多,因而时间短、入网快.

2.3.3 跳频带宽受到一定的限制

通常的跳频每一个频率停留的时间为几微秒,所占的信道很窄,充分利用了每一个频谱,扩展了频谱.而短波跳频由于受到天波信道的特性、信道切换时间等限制,带宽也受到限制.

3 DSW-2B 型2kW 短波发射机

DSW-2B 型2kW 短波发射机把从频综组合送来的0dBm ～ 21dBm 的射频信号放大到2kW,通过天线辐射出去,执行播音任务.输出功率连续可调,可遥控工作可本地工作,有完善的自我监控保护功能.

3.1 工作原理

3.1.1 DSW-2B型2KW短波发射机工作原理（如图2）

从图2 中可以看出,DSW-2B 短波2kW 发射机输入的音频信号经频综组合调幅调制成0dBm ～ 21dBm的电平信号,并将其送入到推动级放大器进行线性放大,功率输出能力不小于200W,功率分配器又将RF 推动级放大器的输出功率进行16 路同相分配,然后分别输入700W 功率放大器组合做驱动信号.功率放大器将16 路同相功率电平进一步放大,典型工作状态下输出功率不小于700W.3kW 功率合成器实现对4 个700W 宽带功放组件输出的高频功率同相功率合成.合成后的频率经滤波器组合对谐波分量和杂散分量的滤除和抑制,再由定向耦合器完成主功率通路的前向和反向功率耦合.

3.1.2 BLF-278 场效应管

BLF-278 场效应管因具有增益高、功耗小、效率高、热稳定性好等特点,它被应用到DSW-2B 型2kW 短波发射机的高频功率放大模块中,是发射机的核心部位.

BLF-278 场效应管是一个双推免N 沟道增强型功放管,是由两个BLF-278 场效应管并联而成,共用一个源极（S）, 其栅极（G）的静态电流为1A, 专门用作推免功率放大.由于BLF-278场效应管的栅源门限电压在2 ～ 24V 之间,而栅源极限电压在&plun;20V, 漏源之间在导通时电阻为0.2 ～ 0.3Ω,根据这一特点,可以使用指针式万用表进行BLF-278 场效应管的测量.使用500 型万用表测量,将万用表置于R×10 档,测量前先检查万用表笔在正确的位置,红表笔接负极,黑表笔接正极.

1）正向导通测量,用万用表的红表笔接S 极,黑表笔接G 极,一秒钟过后,GS 间的电阻很大,同时GS 间电容被正向通电,栅极为正电压,场效应管DS 应该导通,这时,红表笔接D 极,黑表笔接S 极,电阻显示为0,说明DS 导通正常.

2）反向夹断测量,将万用表红表笔接G 极,黑表笔接S 极,此时电阻很大.一秒后,GS 间输入电容反向充电至3V,导通截止,这时把万用表红表笔接在S 极,黑表笔接在D 极,DS间电阻应该很大,趋近于无穷,说明管子夹断.此时,该BLF-278 场效应管为正常,反之亦反之.

3.2 发射机的操作注意事项与维护

在实际工作当中,我们要时刻注意发射机的功率、电流、激励（幅度）三者之间的匹配（DSW-2B 短波2KW 发射机的激励加3dB,那么功率就大一倍）,功放电流在满功输出时一般小于7A,温度小于65oC.检测与维修发射机一定要接假负载.假负债使用时需要注意把油封帽换成通气帽,确保散热风扇正常工作,才能长时间满功率使用.

发射机的输出馈线和天线是发射机的负载,负载的好坏直接影响播音的效果,而DSW-2B 短波2KW发射机相匹配的天线10 米蘑菇状天线.由于各台的工作环境的差异,结合实际情况,过半个月或一个月清理发射机前面面板防尘网上的灰尘.

参考文献

[1]刘洪才.广播发射新技术[M].北京：中国广播电视出版社,2010.

[2]应毓海,袁长斌．中、短波调幅广播发射实用教程[M].安徽：合肥工业大学出版社,2013．

[3]杨元挺.低频电子线路（第二版）[M].北京：电子工业出版社,2000.

[4]DSW-2B短波2KW发射机使用维护说明书.

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