短波跳频电台组网研究

短波跳频电台组网研究

李涛

江苏无线电厂有限公司 江苏南京 21000

摘要：

在通信技术高速发展时期，短波在远程无线通信中占有重要位置，而且组网的应用可使自主通信性质等独特优势更加显著，可以实现不受枢纽和网络制约完成通信，在一些山区荒漠的地区以及应急反恐领域，发挥出显著的应用优势。短波跳频电台可以满足实际军事通信战术的灵活应用，并对地方的通信系统进行扰乱。基于此，本文针对短波跳频电台组网进行研究，文章主要阐述了短波跳频通信技术特点，并提出了跳频技术原理、技术及短波跳频电台组网应用。

关键词：短波；跳频电台；组网；研究

短波跳频电台作为一种抗干扰技术，可以防止我国的军事通信产生干扰，对国家军事发展起到重要作用，可为实际的军事通信的稳定性提供保障。而短波跳频电台具有多方面的优点，其较强的抗干扰特点以及较高的频谱利用率，在性能指标、通信功能、质量可靠性方面均有质的飞跃。在今后的战场中，电磁环境具有较大的复杂性与不确定性，而军事通信的先进与稳定可以为军事领域提供有力支持，且随着科技发展，一系列短波电台产品均会脱颖而出，也为军事战争的信息传递提供了保障。

1 短波跳频通信技术特点

短波跳频通信技术特点十分明显，当今先进短波电台的代表产品，采用最新HF-SDR软件无线电技术平台，电台的模拟话音底噪低，结合新一代消噪技术，信号质量明显提升[1]。电台使用数字话音方式时，完全没有噪声。电台丰富全面的标配和选配通信功能涵盖了公务、警用、军用，其中包括选呼，录音，3G-ALE、加密、跳频等，能够满足多样化的业务需求。电台的操作方式多元化，除了彩色触摸屏，Wifi功能还支持手机、平板电脑等终端设备无线操作。4050M是以4050D电台为主机，专门针对短波移动通信研发的多用途单兵电台，独具以下优势：（1）集背负台模式和野外基站模式于一身，扩展了单兵台的用途，实现一机通用，特别有利于基层单位推广。（2）如果加装内置式天链控制器，并外挂超短波对讲机，可组成单兵天链中继台，利用电离层搭建远程链路，供任意两地超短波电台对讲。这项功能对野外通信具有重要意义。（3）配备舒适的轻合金背架。（4）大容量锂电池支持长时间续航。（5）最大发射功率数倍于常规背负台，极大强化了单兵台的通信能力，进而提高了短波网的整体通信质量。其中4050M双模单兵短波电台的所有设备集成在强固的轻合金背架上，外罩防雨帆布包，标配自动天调、锂电池等，并可装带充电器、天线、伸缩架杆、使用手册及附件。4050D电台分为Ⅰ型机和Ⅱ型机，Ⅰ型机提供模拟话音方式，Ⅱ型机内装有数字基板（所有数字类通信功能和其它高端功能通过基板写入电台），提供数字和模拟两种话音方式。电台提供三路天线插口，均位于天调面板上，分别是鞭天线螺旋接口、线天线插口、Q9射频插口（50Ω，用于连接便携宽带天线）。电台标配三种天线：3米折叠鞭天线和15米线天线用于单兵台模式；基站模式使用18米便携双极宽带天线，电台125W发射时通信距离超过1500公里。14.8V30Ah锂电池支持电台125W模式工作12小时或30W模式工作40小时以上（收发比9:1），标配交流和直流两种智能充电器，可边充电边供电。

2 跳频技术关键及原理

跳频是指载波频率在较宽的频带中按照跳频序列完成跳变，具有先进技术性[2]。对于当前广泛应用的4050D电台来说，采用最新HF-SDR短波软件无线电技术平台，使电气性能、通信功能、质量可靠性全面提升。电台提供30W单兵台和125W基站两种台站模式，通过开关切换。当使用125W基站模式时，发射功率五倍于常规25W背负台，相应的通信距离也增加数倍。低噪声模拟话和无噪声数字话。电台的接收性能比传统电台大幅提升。在模拟话方式方面能够辨析极弱信号，底噪低，辅以最新DSP消噪和带宽选择两种技术措施，滤噪效果更为理想，音域展宽，声音干净悦耳。在数字化方式方面，信号处理速度700/1200/2400bps自适应转换，延时短，音质保真，无噪声，即使信噪比较差也能完成模数转换。并且呈现出十分优秀的通道特性，基于先进的硬件和软件平台，电台的通道特性极好，音频带宽达到300~3400Hz，支持极速数据传输（选配内置Clovor2500调制解调板卡,可高速传输彩色图文）。而主要通信功能包括多元化全中文操作系统、电台配备高清彩色触摸屏面板，可选用中文等多种语言，APP操作菜单。在电台上插接Wifi连接器，可使用Android、iOS、Windows系统的手机、平板电脑等移动终端借助仿真界面无线操作电台，使人员得以离开电台兼顾其它工作。
3 短波跳频电台组网应用

短波跳频电台组网适用于应急、反恐、军事、航空、海上及各种野外作业领域[3]。例如，4075采用新型性功率放大器，与功放级电源集成在19寸4U机箱内，峰值输出功率1000W。前级电台与功放之间实时同步，配谐良好，保证全系统始终处于正常工作状态，前级电台单元和功放单元均自带散热风扇，单元之间还可插入专用风扇单元，散热更可靠。固定站的机柜高度根据设备配置选定，单机一般为18~22U，主备机可选30-36U。整套4075设备还可嵌入便携抗震组合机箱，用于野外通信指挥中心。

对于此种短波电台的应用功能来说在多方面体现出良好的性能。（1）优异的通信性能.收信方面，4050D辨识微弱信号的能力更强。发信方面，发射功率增加至150W。通过收和发两方面性能优化，显著延伸了通信距离，信号质量更高。（2）全中文高清彩屏。4050D的控制面板配备高清彩色触摸大屏，APP菜单操作，直观易会。操作系统支持多语种显示，其中包括简体中文，满足中国用户的使用要求。（3）USB接口及Wifi遥控操作。电台选装USB接口后，可插接Wifi连接器，使用Android、iOS、Windows系统的手机、笔记本电脑等外部终端借助仿真界面无线操作电台。USB接口还用于无线编程等。（4）模拟话模式及DSP消噪。模拟话模式是短波电台的通用信号模式。由于短波单边带调制方式，模拟信号中不可避免会混杂各种噪声和干扰。4050D提供三级DSP滤噪及可变带宽功能，根据信号情况进行设置，可消除噪声，使话音清晰悦耳。（5）数字化模式。数字化模式是4050D的选购功能。当双方电台都使用数字话模式，话音完全无噪声，类同超短波对讲机。数字话的转换处理速率为700/1200/2400bps自适应变换，信号流畅。（6）面板操作和彩屏手咪操作。电台主机上方的控制终端插座用于插接机头，背面板也有一个控制终端插座，可插接操作机头或全功能彩屏操作手咪，二者功能基本相同。传统面板多用于固定站或移动基站，彩屏手机更适合小型车辆、船舶和便携台安装。（7）话音加密方式。模拟话音专用加密选呼功能：双方加密选呼握手后自动进入保密通话，密钥伪随机“跳跃”变换。DES56（56bit）商用数字加密和AES256（256bit）高端数字加密功能。支持模拟和数字两种话音模式。（8）2G-ALE和3G-ALE自动链路建立。4050D继续提供传统的2G-ALE自适应选频功能，执行标准MIL-SD-188-141B和FED-STD-1045。新型3G-ALE 功能基于STANAG4538标准，支持同步或异步方式，可抗强噪声，建链速度快，适应新型短波通信网络，特别是大型数据通信网。（9）天基同步跳频。天基同步跳频电子对抗功能用于抗窃听和抗干扰，即时同步无延时，一键进出跳频，并可通过编码改变跳频带宽，适应不同天线。（10）录音功能。电台支持接入外部录音设备，录制和回放双方通话。（11）6位ID多用途选呼。标配维和部队和公务用户常用的CCIR493-4选呼系统，具有点对点、点对群选呼，以及衍生的短信息、定位报警、市话拨号、友台状态遥测等功能。（12）短波通用功能。信道编程、分组扫描、工作方式选择、调谐接收、驻波比显示、面板设置参数、PC编程等。（13）常用机型及高配机型：根据用户的使用要求不同，4050D按功能配置分为Ⅰ型机和Ⅱ型机，二者技术参数相同，但Ⅱ型机配置更高，支持配加3G-ALE等高端功能。（14）加密选呼。模拟话方式通过加密选呼握手后，自动进入保密通话状态，通话过程中持续“跳跃”变换伪随机加密算法。加密选呼功能通过电子码植入电台。（15）航空选呼。国际民航ICAO标准信令，用于地面台与非军用飞机通信。（16）短波通用功能。信道编程、分组扫描、工作方式选择、调谐接收、驻波比显示等。（17）遥控系统：当电台用于基站时，可选配两种遥控系统：①利用电台的IP端口，在异地通过专网或互联网，使用计算机遥控操作。②加配专用遥控设备，在异地使用电台控制面板遥控电台（光纤直连方式，或IP网络方式），这种遥控方式采用硬件接入。

总结：

综上所述，短波跳频技术具有多方面的应用意义，随着科技的发展短波跳频技术正在不断完善与创新，并且各国家都逐渐研制出各种类型的短波跳频电台，将其性能不断优化，不断提升军事科技力量。在当前时期，利用先进的微处理技术以及计算机技术，不断提升短波跳频电台的可靠性及抗干扰性，并在军事通信中发挥出重要作用。

参考文献：

[1]孙杜娟,马迁,王睿. 海上大型编队短波跳频组网问题研究[J]. 指挥控制与仿真,2020,42(1):25-28.

[2]李利,纪凯,张振媛,等. 舰艇超短波跳频通信抗干扰能力增强技术探析[J]. 科技创新与应用,2020(8):137-139.
    [3]何盛飞,丁晓兵. 超短波跳频电台自动测试系统研究与实现[J]. 数字化用户,2019,25(17):245-247.