跳频技术在无线电台通信领域中的应用

跳频技术在无线电台通信领域中的应用

隋云丰,刘伟国 ,高峰,侯彦军

辽宁  辽阳111000

摘要: 跳频通信的发展历程可概括为：二十世纪四十年代末理论先导，六十年代研制攻关，七十年代末产品问世，八十年代逐步推广，九十年代广泛应用，二十一世纪飞速发展。跳频通信是扩频通信的一个分支，它的突出优点是抗干扰性强，因而很适用于电台通信领域。跳频技术在雷达、微波、无线局域网、室内无线通信、卫星通信、水下通信等多个领域得到了广泛的应用。跳频通信是对抗无线电干扰的有效手段，是无线电通信的杀手锏。跳频通信问世后倍受世界各国，特别是几大强国的青睐。无线电台中的跳频通信则以其优越的通信抗干扰性能，成为了目前最主要的通信抗干扰手段之一，其装备也成为电子对抗的主要作战目标之一。

关键词:跳频通信 无线通信 应用

1、引言

人们在使用短波通信时，常常会遇到电子对抗、无线电侦察、信道阻塞等问题，常规短波电台用固定频率发射和接收，因而无法避开窃听、人为干扰、信道阻塞，影响通信话路畅通，无法确保通信的保密性。跳频技术问世后，这些问题迎刃而解，得到了彻底解决。

2、跳频通信的定义及特点

2.1定义

跳频通信属于扩频通信的一种，是频率跳变的扩展频谱通信,它使用用伪随机码序列来离散地控制输出频率,使发射信号的频率随伪随机码的变化而跳变。作为扩频通信的一种方式,跳频通信技术最突出的优点是抗干扰性强,因此将其应用于超短波无线通信中,非常适合用于军事领域。战术电台在与敌人距离较近时,很容易遭到侦察、窃听和干扰。电台中的跳频通信则以其优越的通信抗干扰性能,成为目前最主要的通信抗干扰手段之一,其装备也成为电子对抗的主要作战目标之一。如果跳频速率达到每秒五千跳,则目前的跟踪式干扰机便无法发挥作用，抗干扰性能非常卓越。

2.2特点

(1) 抗干扰能力强

针对电台的干扰主要有两种方式，分别是宽带阻塞式干扰和跟踪式干扰。采用跳频通信技术的电台频率是跳变的，频点数目非常多，跳变的速率极其快，我们从宏观上来观察，就相当于扩展了频谱，也就是说跳频系统成了宽带系统，这一特点是宽带阻塞式干扰克星。对抗跟踪式干扰的主要方法就是比干扰机拥有更高的跳变速率，现有的跟踪式干扰机的干扰跳变速率是无法和进行的无线电台相比的。所以可见，跳频通信技术对这两种干扰都有较强的对抗能力。

(2) 频谱利用率高

　现代通信频谱资源极其紧张，这就要求我们应当尽可能的提高通信频谱的利用率。跳频通信技术可以使多个跳频通信系统同时工作在同一带宽内，实现了通信频谱资源的确共享，使通信频谱利用率大大提高。

(3) 兼容性好

实际上，跳频电台就是把跳频通信模块加装在普通的定频军用电台上改造而成的，所以，跳频电台可与普通定频电台通话。

（4）抗多路径能力好

在折射波到达接收机时,如果接收机的频率已跳到别的频率上了,则它就不会受到后到的折射波的干扰了,达到了实现了抗多径的目的。

（5）保密性强

跳频的特点是快速跳变,当跳变的足够快时,敌方的干扰设备就很难跟踪信号,使得敌方难以截获信息，从而确保了保密性。

3、跳频电台的组网

3.1 组网方法分类

　跳频电台的组网方法，根据跳频图案分为正交网和非正交网；根据跳频网的同步方式，分为同步网和异步网。严格来说，正交跳频网就是同步正交跳频网，简称为同步网。非正交跳频网通常采用异步组网方式。异步非正交跳频网，简称为异步网。

3.2同步组网的优缺点

同步组网的优点频率利用率高，不存在网间干扰。同步组网方法的缺点十分突出：各网必须步调一致，同步时间比较长，同步组网方法易泄密，频率表的选择难度比较大。因为这些缺点，目前使用的跳频电台很少采用同步组网方法。

3.3异步组网的优点

　由于异步组网不需要全网的定时同步，因而可以降低对定时精度的要求，而且在技术上容易实施。此外，它还有用户入网方便、建立系统同步容易以及能够灵活组网等优点，因而应用广泛。异步组网时，为实现多网间互不干扰，选择频率表及频率序列是异步组网的关键。

4、跳频通信在无线电台通信领域中的应用

现代信息化条件下，电子对抗强度空前提高，无线电台应用跳频技术后，抗软硬杀伤的生存能力大大提高。近些年来，差动跳频（DFH)技术、现代数字信号处理技术、软件无线电、自适应跳频技术、快跳频技术等先进技术的广泛应用，使短波自适应跳频电台的先进性更是上了多个层级，使自适应跳频电台在当前的军事通信中的地位空前提升。

无线电台中采用跳频技术的主要作用是加强电台通信过程的抗干扰能力，跳频通信系统的未来发展方向是实现更高跳速、更高数据速率。跳频技术应用到电台上几十年来，各主要强国不断加大研究投入，使电台的跳频速率和数据数率越来越高。据报道，美国某公司的某型高速短波跳频电台采用现代数字信号处理技术和差动跳频（DFH)技术，较好地解决了信道多径衰落、各信号之间干扰、短波电台系统带宽太窄等很多问题。这型电台的瞬时信号带宽非常窄，对其它信号的影响可以忽略不计。此型电台已经实现了19200bps的最高数据数率，使跳频速率达到了每秒五千跳。

各种新型的跳频电台中逐渐应用了软件无线电的概念。短波信道条件容易受幅度衰落、天气变化、多径时延等因素的影响，导致短波通信的可靠性不高。自适应跳频技术是软件无线电技术的一种，这一技术自动地分析电台工作频段上的频率占用率，自动搜索无干扰或未被占用的跳频信道并根据需要自动地改变跳频序列，避免了自然干扰，有效地适应各种恶劣天候条件，短波频谱大量占用的影响也可以忽略不计，软件无线电还为不同系统的互操作提供了可能，系统结构通用，功能实现灵活，系统复用，研制成本降低，发展前景十分广阔。

5、结束语

跳频通信技术在军事无线电台通信领域中取得了巨大成就。在此基础上，又开始进军民用通信领域。在证券市场、安全部门、政法部门、公安部门等信息保密要求非常高的部门或场所，其内部通信采用跳频通信技术，信息保密的效果非常好。在广播领域，一个采用跳频技术后的调频电台，则可传送七十多个数字信号的立体声调频节目。

参考文献

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[4] 徐彤, 石果. 无线通信中的跳频技术及其应用[J]. 电讯技术, 2007, 47(5):11-14.