摘要：在短波通信技術的應用與發展中，傳播路徑的損耗問題一直有待進一步解決。此類問題的存在不僅會對短波通信造成一定程度的干擾，同時也會對短波電臺的通信造成了很大程度上的不良影響，使其在相應的應用領域中難以發揮出理想的應用效果。為實現損耗情況的準確預測，并為其損耗問題的合理解決提供科學參考，本文特對其傳輸路徑損耗分段預測進行分析，以此來實現損耗的科學預測，為短波通信質量提升奠定堅實的技術基礎。

　　關鍵詞：短波通信 傳播路徑 傳播損耗 分段預測

　　由于短波通信環境比較復雜，加之電離層會對其產生較大干擾，所以在該技術的具體應用中，傳輸路徑損耗問題也比較嚴重。為有效避免該類問題，一項關鍵措施就是做好其傳輸損耗的分段預測，包括地波段損耗、天波段損耗及通信盲區預測。這樣才可以對其在各個路徑中的傳輸損耗情況做到科學掌握，為其后續的優化調整提供科學的參考依據。

　　1短波通信概述

　　1.1 短波通信技術

　　短波通信技術就是讓發射出去的電波從電離層經過，然后再反射到接收設備中的一種通信技術形式。其中，短波的波長為10～100m，頻率為3～30MHz，具體應用中，為使其近距離通信優勢得以充分發揮，通常會將其頻率控制在1.5～30MHz。

　　1.2 短波通信技術應用的優勢

　　在短波通信技術的具體應用中，其主要優勢包括以下的幾個方面。第一，短波屬于唯一無法用有源中繼體和網絡樞紐進行制約的一種遠程通信方式，在戰爭、災難等情況下，即使是衛星和網絡都遭到了破壞，短波通信技術依然可以正常使用[1]。第二，在一些其他信號無法覆蓋到的范圍內，如海洋、戈壁和偏遠山區等，短波通信技術依然適用。第三，相比較衛星通信和網絡通信而言，短波通信不需要進行相應的費用支付，所以其運行成本也更加低廉。

　　2 短波通信信道模型建立

　　在短波通信過程中，其地波信號主要沿著地球表面進行傳播，氣候因素不會對其產生影響，所以其傳播效果也較為穩定，但是地面環境會對其傳播距離產生一定的限制作用;天波信號主要通過電離層反射，之后再被接收端接收，因電離層對其具有較大影響，所以其穩定性比較差;除此之外，在天波傳輸中，其最小傳播距離叫作跳距，如果地波傳播中達到的距離最大值比這個跳距小，便會形成一段短波信號不能到達的區域，稱之為盲區[2]。

　　具體的分段損耗預測中，為了讓描述更加簡便，可統一按照以下形式對短波通信進行建模：

　　其中，代表統一短波信道;t代表傳播時間;代表總時延;N代表可分辨的多徑簇數量;代表傳播路徑增益值，它是接收功率Pr與發射功率Pt之間的比值;代表信道中的各項衰落因子，包括損耗、多徑衰落及陰影衰落等;代表各個簇路徑中的時延。

　　如果需要對收發天線中的增益因素加以考慮，則可通過以下公式對傳播路徑增益值進行定義：

　　其中，L代表傳播中的路徑損耗;代表發射天線增益值;代表接收天線增益值。

　　為便于表述，可將該公式改寫成以下的dB形式：

　　其中，還可以進一步進行分段擴建：

　　代表地波段路徑中的傳播損耗;其主要影響因素是信號頻率以及地面環境;代表的是天波段路徑中的傳播損耗，其主要影響因素是電離層中的信號反射點位置。

　　3 短波通信傳輸中的路徑損耗分段預測分析

　　3.1 在地波段傳播中的損耗預測

　　在對上述模型進行改進之后，結合短波通信的地波傳播參數，可通過以下方式來計算地波段路徑中的短波傳播損耗：

　　其中，f代表信號頻率;代表發送天線自身的有效高度值;D代表收發電臺間大圓距離;代表接收天線高度的修正量;A代表能量衰變因子，其計算公式為：

　　其中，x代表與傳輸距離、傳輸環境具有關聯性的輔助參量。

　　另外，為實現短波通信適用范圍的進一步擴大，使其達到20km及以上，則可以按照以下公式對做進一步的修正：

　　其中，代表階躍函數;代表輔助參量，其計算公式如下：

　　通過這樣的方式，便可對短波通信在地波段傳播中的損耗進行科學預測。

　　3.2在天波段傳播中的損耗預測

　　相比較地波段而言，天波段具有較為復雜的路徑傳播損耗情況，所以在預測中需要考慮到更多方面的因素，其計算公式如下：

　　其中，代表短波在天波段中的傳播損耗;代表需要考慮到的極光以及其他形式的信號損耗因子;代表中間反射點位置地面反射中的消耗總和，其計算公式為：

　　其中，n代表短波信號在天波段傳播中的跳數;

　　代表電離層所吸收掉的消耗，本次預測中，主要通過以下的公式來對其進行計算：

　　其中，代表太陽黑子數在十二個月中的平均滑動值;i110代表110km短波信號在位置的入射角;代表太陽天頂角，;

　　代表短波在自然空間內的傳播損耗率，其公式如下：

　　其中，P代表短波的實際傳播路徑長度，其計算公式為：

　　其中，代表仰角，其表示公式如下：

　　其中，代表地球半徑，h代表反射虛高;其具體數值需要按照短波反射點的具體位置來進行確定。

　　如果按照從低到高的順序對電離層進行劃分，則可以將其分成D、E、F這3層，其中的F層又可以按照F1及F2來進行劃分。如果短波反射點處于E層，h的取值是110km;如果反射點處于F2層，h的取值將會復雜一些，具體取值中，需要將以及之間的比值、收發電臺間大圓距離D以及跳距作為主要依據來進行預測。而在實際的短波天波段損耗預測中，反射點位置通常和E層可用頻率最高值之間具有很大的關聯性，如果短波信號頻率比E層中的MUF高，其反射點便處在F2層[3]。

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文章名稱： 短波通信傳播路徑損耗分段預測方法

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