长波通信

生物科学2023-02-03 12:24:05百科

长波通信

利用波长长于1公里(频率低于300千赫)的电磁波实现的无线电通信。它又可以细分为长波通信、甚长波通信和超长波通信。

长波通信

亦称低频通信。长波(LF)指波长范围为10~1公里(频率为30~300千赫)的电磁波。长波是用天波或地波形式传播的,主要用地波传播,传播比较稳定。在用地波传播时其损耗主要与地的电导率有关,在海面上长波的地波传播损耗较小,依不同的辐射功率和波长传播的距离达数百至数千公里。在频率高端(150千赫以上),大气噪声较小,而天线效率较高,至今仍被用于海上通信,也适用于地下通信。在频率低端(30~60千赫),它能穿透一定深度的海水,所以也用于水下通信,此外,还用以传播频率标准。

甚长波通信

亦称甚低频通信。甚长波 (VLF)指波长范围为100~10公里(频率为3~30千赫)的电磁波,但通常使用的是10~30千赫频段。它主要靠大地与低电离层间形成的波导进行传播(见地-电离层波导电波传播)。波长越长则衰减越小,穿透海水或土壤的能力也越强,但同时大气噪声也越大。由于波长远大于天线几何尺寸,天线辐射电阻很小,容抗很大。为了匹配,天线一般都加很大的顶负载以减小容抗,致使天线庞大。为了调谐,回路中还要串联电感,电容、电感和电阻形成高Q 值谐振回路。因此,甚长波通信的特点是系统庞大、Q 值高、回路电压很高、通带较窄(低端往往只有几十赫)、通信速率低,发射机功率一般从十几千瓦到数兆瓦。甚长波传播稳定,受太阳射电爆发或核爆炸等引起的电离层骚扰的影响较小,适用于远距离水下通信、防电离层骚扰的备用通信和地下通信等。

超长波通信

亦称超低频通信。超长波(SLF)指波长范围为10000~1000公里(频率为30~300赫)的电磁波,传播十分稳定,在海水中的传播衰减约为甚长波的十分之一(频率为75赫时,衰减约为0.3分贝/米),因而对海水穿透能力很强,可深达100米或更多,主要用于海岸对深潜潜艇(如战略导弹潜艇)的远距离指挥通信。由于超长波通信的工作频率极低,波长长达数兆米,天线主要采用长达数万米的两端接地的埋地导线,选用电导率极低的地区作为发射场地,其集肤深度很深,形成等效环形天线。尽管如此,天线效率仍然很低,发射机功率在数兆瓦情况下辐射功率也只有几瓦。采用最小移频键控 (MSK)(见数字调制)和卷积编码(见卷积码)技术,用计算机进行信号处理,可以在低信噪比下接收。但大气噪声很高,信号很弱,通信速率特别低,一个码元要长达数秒到数十秒。

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