簡(jiǎn)論短波跳頻技術(shù)

馬文澤

摘 要 短波跳頻通信繼承了跳頻技術(shù)良好的抗截獲、抗衰落、抗干擾能力強(qiáng)，保密性好等優(yōu)勢(shì)，避免竊聽(tīng)、人為干擾、信道阻塞等問(wèn)題，提高了通訊的安全性。文章主要從短波廣播概述及特點(diǎn)，短波跳頻通信技術(shù)的原理、系統(tǒng)組成及特點(diǎn)，DSW-2B型2KW短波發(fā)射機(jī)的應(yīng)用與維修各方面了解短波跳頻通信技術(shù)。

關(guān)鍵詞 短波；跳頻；通信

中圖分類(lèi)號(hào) TN91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2018）221-0086-03

在大千世界人們通信都希望擁有良好的通話線路、內(nèi)容保密。然而在我們通常的通信中總會(huì)遭到竊聽(tīng)、電子對(duì)抗、信道阻塞不暢通等問(wèn)題。常規(guī)通信電臺(tái)使用固定頻率接收發(fā)信號(hào)，因此無(wú)法避免這一系列的問(wèn)題，這些問(wèn)題必要用到跳頻技術(shù)來(lái)解決。

1 短波廣播概述

1.1 短波廣播

短波段的頻率范圍是2.3MHz～26.1MHz，對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)是100m～10m。傳統(tǒng)的短波廣播采用調(diào)幅制。我國(guó)的短波廣播最小載波間隔為10kHz，對(duì)應(yīng)的調(diào)制音頻帶寬為5kHz（防止鄰頻干擾，因調(diào)制后的已調(diào)波，上下邊帶帶寬均為5kHz）。載頻是傳輸音頻信號(hào)的載體。以波長(zhǎng)在短波廣播頻段范圍的電磁波作為載波，運(yùn)用調(diào)幅（調(diào)頻、調(diào)幅等）方式將需要傳輸?shù)碾姶牛ㄒ纛l）信號(hào)調(diào)制在載波上，經(jīng)過(guò)饋線、天線系統(tǒng)，載波能夠?qū)㈦姶判盘?hào)有效的發(fā)射出去，這種聲音廣播稱為短波廣播。

1.2 短波廣播的傳輸特點(diǎn)

短波廣播的傳輸以天波為主，地波為輔。天波通過(guò)天線發(fā)射出去，經(jīng)電離層的反射到地面，又由地面反射到電離層，經(jīng)過(guò)多次反射，可傳輸距離上千公里，甚至上萬(wàn)公里，而不受地面的干擾。地波沿地球表面?zhèn)鬏?，受地?shì)及地表介質(zhì)的影響，傳輸距離為幾十公里到上千公里。故其短波廣播的特點(diǎn)如下：

1）因?yàn)榇蠊β实亩滩◤V播具有場(chǎng)強(qiáng)大、傳輸距離遠(yuǎn)的特點(diǎn)，特別適合遠(yuǎn)距離大范圍覆蓋和國(guó)際廣播；

2）短波廣播通過(guò)電離層的反射，傳輸距離遠(yuǎn)，同時(shí)，到達(dá)接受點(diǎn)的電磁波由不同的路徑而來(lái)，不同路徑而來(lái)的電磁波間存在相位差和幅度差，疊加后就會(huì)出現(xiàn)衰落，即多經(jīng)效應(yīng)；

3）電離層隨季節(jié)、晝夜變化比較明顯，因此，短波傳輸要隨季節(jié)、晝夜變換頻率，以便在電離層變化的情況下服務(wù)范圍不變化。一般夏季頻率高，冬季頻率低；白天頻率高，黑夜頻率低；

4）由于短波廣播的傳輸途徑以天波為主，而天波傳輸是很不穩(wěn)定的，在傳輸?shù)倪^(guò)程中容易路徑損耗、時(shí)間延遲、大氣噪聲、多徑效應(yīng)、電離層衰落等因素都會(huì)造成信號(hào)的弱化和畸變。

2 短波跳頻通信技術(shù)

2.1 跳頻通信的定義與原理

通信收、發(fā)雙方在提前約定的情況下同步的改變通信頻率的通信方式稱為跳頻通信。

跳頻通信的原理：按全網(wǎng)提前設(shè)定好的語(yǔ)言程序，自動(dòng)操控網(wǎng)內(nèi)所有的通信頻率在一秒鐘內(nèi)同步的做出多次跳變，每個(gè)跳頻頻率會(huì)有幾微秒的停留。周期性的同步信號(hào)指令從主站發(fā)出，指令所有的從臺(tái)站同時(shí)跳躍式變換工作頻率。

2.2 跳頻通信系統(tǒng)的組成

跳頻系統(tǒng)的組成如圖1所示，用信源產(chǎn)生的信息流去調(diào)制頻率合成器產(chǎn)生的載波，得到射頻（音頻）信號(hào)，而得到的射頻信號(hào)將會(huì)受到跳頻指令即偽隨機(jī)碼的控制，按照提前設(shè)定好的語(yǔ)言程序來(lái)跳變。跳頻系統(tǒng)的解調(diào)一般采用非相干解調(diào)方式，因此調(diào)制方式多為FSK、ASK等。

在接收端，接收到的信號(hào)與干擾經(jīng)濾波后送至混頻器。接受機(jī)的本振信號(hào)也是一跳變信號(hào)，跳變規(guī)律與發(fā)射端是相對(duì)應(yīng)，但對(duì)應(yīng)的頻率有一頻差正好為接收端的中頻。只要收發(fā)雙方的偽隨機(jī)碼同步，就可使收發(fā)方的跳頻源與頻率合成器產(chǎn)生的跳變頻率同步，經(jīng)混頻器后，就可得到一不變的中頻信號(hào)，然后對(duì)此中頻信號(hào)進(jìn)行解調(diào)得到所發(fā)送的信息。

2.3 短波跳頻通信的特點(diǎn)

2.3.1 抗干擾能力強(qiáng)

跳頻通信技術(shù)的跳頻指令通常是偽隨機(jī)碼，跳頻頻率受偽隨機(jī)碼控制不斷地發(fā)生變化，令對(duì)方無(wú)法，也無(wú)從的摸清楚跳頻規(guī)律，因而具有很強(qiáng)的抗干擾能力。

2.3.2 兼容性強(qiáng)，時(shí)間短、入網(wǎng)快

對(duì)于跳頻通信而言，兼容的含義是指一個(gè)跳頻通信系統(tǒng)可以與一個(gè)不跳頻的窄帶通信系統(tǒng)在定頻上能夠建立通信。顯而易見(jiàn)，只要在常規(guī)短波電臺(tái)加裝跳頻模塊即可實(shí)現(xiàn)跳頻電臺(tái)與常規(guī)的穩(wěn)定頻率短波電臺(tái)互通。

跳頻系統(tǒng)通常采用的是快跳頻和糾錯(cuò)編碼系統(tǒng)用的偽隨機(jī)碼速率比直擴(kuò)系統(tǒng)的低得多，因而時(shí)間短、入網(wǎng)快。

2.3.3 跳頻帶寬受到一定的限制

通常的跳頻每一個(gè)頻率停留的時(shí)間為幾微秒，所占的信道很窄，充分利用了每一個(gè)頻譜，擴(kuò)展了頻譜。而短波跳頻由于受到天波信道的特性、信道切換時(shí)間等限制，帶寬也受到限制。

3 DSW-2B型2kW短波發(fā)射機(jī)

DSW-2B型2kW短波發(fā)射機(jī)把從頻綜組合送來(lái)的0dBm～21dBm的射頻信號(hào)放大到2kW，通過(guò)天線輻射出去，執(zhí)行播音任務(wù)。輸出功率連續(xù)可調(diào)，可遙控工作可本地工作，有完善的自我監(jiān)控保護(hù)功能。

3.1 工作原理

3.1.1 DSW-2B型2KW短波發(fā)射機(jī)工作原理（如圖2）

從圖2中可以看出，DSW-2B短波2kW發(fā)射機(jī)輸入的音頻信號(hào)經(jīng)頻綜組合調(diào)幅調(diào)制成0dBm～21dBm的電平信號(hào)，并將其送入到推動(dòng)級(jí)放大器進(jìn)行線性放大，功率輸出能力不小于200W，功率分配器又將RF推動(dòng)級(jí)放大器的輸出功率進(jìn)行16路同相分配，然后分別輸入700W功率放大器組合做驅(qū)動(dòng)信號(hào)。功率放大器將16路同相功率電平進(jìn)一步放大，典型工作狀態(tài)下輸出功率不小于700W。3kW功率合成器實(shí)現(xiàn)對(duì)4個(gè)700W寬帶功放組件輸出的高頻功率同相功率合成。合成后的頻率經(jīng)濾波器組合對(duì)諧波分量和雜散分量的濾除和抑制，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場(chǎng)效應(yīng)管

BLF-278場(chǎng)效應(yīng)管因具有增益高、功耗小、效率高、熱穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，它被應(yīng)用到DSW-2B型2kW短波發(fā)射機(jī)的高頻功率放大模塊中，是發(fā)射機(jī)的核心部位。

BLF-278場(chǎng)效應(yīng)管是一個(gè)雙推免N溝道增強(qiáng)型功放管，是由兩個(gè)BLF-278場(chǎng)效應(yīng)管并聯(lián)而成，共用一個(gè)源極（S），其柵極（G）的靜態(tài)電流為1A，專門(mén)用作推免功率放大。由于BLF-278場(chǎng)效應(yīng)管的柵源門(mén)限電壓在2～24V之間，而柵源極限電壓在±20V，漏源之間在導(dǎo)通時(shí)電阻為0.2～0.3Ω，根據(jù)這一特點(diǎn)，可以使用指針式萬(wàn)用表進(jìn)行BLF-278場(chǎng)效應(yīng)管的測(cè)量。使用500型萬(wàn)用表測(cè)量，將萬(wàn)用表置于R×10檔，測(cè)量前先檢查萬(wàn)用表筆在正確的位置，紅表筆接負(fù)極，黑表筆接正極。

1）正向?qū)y(cè)量，用萬(wàn)用表的紅表筆接S極，黑表筆接G極，一秒鐘過(guò)后，GS間的電阻很大，同時(shí)GS間電容被正向通電，柵極為正電壓，場(chǎng)效應(yīng)管DS應(yīng)該導(dǎo)通，這時(shí)，紅表筆接D極，黑表筆接S極，電阻顯示為0，說(shuō)明DS導(dǎo)通正常。

2）反向夾斷測(cè)量，將萬(wàn)用表紅表筆接G極，黑表筆接S極，此時(shí)電阻很大。一秒后，GS間輸入電容反向充電至3V，導(dǎo)通截止，這時(shí)把萬(wàn)用表紅表筆接在S極，黑表筆接在D極，DS間電阻應(yīng)該很大，趨近于無(wú)窮，說(shuō)明管子夾斷。此時(shí)，該BLF-278場(chǎng)效應(yīng)管為正常，反之亦反之。

3.2 發(fā)射機(jī)的操作注意事項(xiàng)與維護(hù)

在實(shí)際工作當(dāng)中，我們要時(shí)刻注意發(fā)射機(jī)的功率、電流、激勵(lì)（幅度）三者之間的匹配（DSW-2B短波2KW發(fā)射機(jī)的激勵(lì)加3dB，那么功率就大一倍），功放電流在滿功輸出時(shí)一般小于7A，溫度小于65oC。檢測(cè)與維修發(fā)射機(jī)一定要接假負(fù)載。假負(fù)債使用時(shí)需要注意把油封帽換成通氣帽，確保散熱風(fēng)扇正常工作，才能長(zhǎng)時(shí)間滿功率使用。

發(fā)射機(jī)的輸出饋線和天線是發(fā)射機(jī)的負(fù)載，負(fù)載的好壞直接影響播音的效果，而DSW-2B短波2KW發(fā)射機(jī)相匹配的天線10米蘑菇狀天線。由于各臺(tái)的工作環(huán)境的差異，結(jié)合實(shí)際情況，過(guò)半個(gè)月或一個(gè)月清理發(fā)射機(jī)前面面板防塵網(wǎng)上的灰塵。

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