微波通信技术:战术通信主力军

微波通信技术:战术通信主力军

微波通信,是指利用波长为1米~0.1毫米(频率为0.3~3000吉赫)的电磁波进行的通信。包括微波接力通信、散射通信、卫星通信、毫米波通信及波导通信等。微波通信具有频段宽、容量大、质量高、抗干扰能力强等优点,可实施点对点、一点对多点或广播等形式的通信联络。它是现代通信网的主要传输方式之一,也是空间通信的主要方式。在军事上广泛用于战略或地域通信,也用于战术通信。

微波按照波长可划分为分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波,其中部分波段常用代号来表示:L以下波段适用于移动通信。S至Ku波段适用于以地球表面为基地的通信,其中,C波段的应用最为普遍。毫米波适用于空间通信。为满足通信容量不断增长的需要,已开始采用K和Ka波段进行地球站与空间站之间的通信。此外,V波段的60吉赫电波在大气中衰减较大,适宜于近距离保密通信。W波段的94吉赫电波在大气中衰减很小,适合于地球站与空间站之间的远距离通信。

微波通信系统由发信机、收信机、多路复用设备、用户设备和天馈线等组成。其中,发信机由调制器、上变频器、高功率放大器组成;收信机由低噪声放大器、下变频器、解调器组成;天馈线设备由天线馈线、双工器及天线组成。其工作原理是:用户设备把各种要传输的信息变换成基带信号或把基带信号变换成原信息。多路复用设备可使多个用户的信号共用一个传输信道。调制器把基带信号调制到中频(频率一般为数十至数百兆赫)上,也可直接调制到射频上,常用的调制方式为调频、调相或混合调制;解调器的功能与调制器相反。上、下变频器实现中频信号与微波信号之间的频率变换。高功率放大器把发射信号提高到足够的电平,有的可达数千瓦甚至数十千瓦,以满足在信道中传输的需要。微波功率放大通常采用固态微波功率放大器,数百瓦以上的功率放大器,须采用行波管或速调管。低噪声放大主要采用场效应晶体管放大器,也可采用参量放大器,以提高接收机的灵敏度。天馈线设备是传输和辐射(或接收)射频电磁波的装置。微波通信天线一般为强方向性、高效率、高增益的反射面天线,常用的有抛物面天线、卡塞格伦天线等。馈线主要采用波导或同轴电缆。

按信号形式的不同,可分为模拟微波通信和数字微波通信。模拟微波通信主要用于传输多路载波电话、载波电报及电视等,其调制方式一般为调频。数字微波通信主要用于传输多路数字电话、高速数据、可视电话及数字电视等,调制方式一般为移频键控和移相键控。在高速率大容量系统中,采用多元正交移幅键控。微波通信的主要方式有接力通信、对流层散射通信和卫星通信。微波接力通信传输可靠、质量高、发射功率较小,天线口径一般在3米以下,设备易小型化,主要用于国内电话和电视的传输,也是军事通信网中重要的传输方式。微波对流层散射通信的单跳距离为100~500千米,跨越距离远,信道不受核爆炸的影响,在军事通信中受到重视。卫星通信具有广播和多址连接的特点,通信质量高,距离远,是国际通信与电视转播的主要方式,也是国内通信与电视广播的重要方式,在军事上获得了广泛的应用。此外,各种车、舰及机载移动式或可搬移式微波通信系统也是通信网的重要组成部分,适用于战术通信,亦可用于救灾或战时快速抢通被毁的通信线路,开通新的通信干线或建立地域通信网等。

1931年在英国的多佛尔与法国的加莱之间建起了世界上第一条微波通信线路,掀开了人类利用微波通信的新纪元。第二次世界大战后,微波接力通信得到迅速发展。1955年对流层散射通信在北美问世。20世纪50年代末开始进行卫星通信试验,20世纪60年代中期投入使用。80年代,毫米波通信已部分投入使用。中国的微波通信是从50年代开始发展的,1956年,北京至保定建立了国内第一条微波接力线路。70年代中期,全国已建成数万千米的微波接力线路,连通了国内绝大多数省、市、自治区。在此期间,还进行了散射通信与毫米波波导通信试验并开始发展卫星通信。70年代后期,中国人民解放军已装备一定数量的战略与战术微波通信设备,建成了若干对流层散射通信线路和数字卫星通信线路,并将数字微波接力通信用于地域通信网中。80年代后期,中国的微波通信网路已具有相当的规模。今后微波通信的发展趋势是:开发更高的应用频段,采用新的调制技术,进一步扩大通信容量;微波通信系统正向数字化、集成化、微型化方向发展,并与计算机相结合,实现无人值守及自动化管理,进一步提高在战争环境及电子对抗条件下的生存能力。