1. 短波通信

　　短波通信，又稱(chēng)為HF（High Frequency）通信，是利用波長(zhǎng)為100m～10m（頻率3MHz～30MHz）的電磁波進(jìn)行的無(wú)線電通信。為了充分利用頻率資源，把中波的高頻段（1.5MHz～3.0MHz）也歸到短波波段中去，這樣短波通信實(shí)際使用的頻率范圍為1.5MHz～30MHz。由于它通信距離遠(yuǎn)、設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低廉，而且建立通信迅速，機(jī)動(dòng)靈活，所以，長(zhǎng)期以來(lái)，被廣泛應(yīng)用于政府、軍事、外交、氣象和科學(xué)考察等各個(gè)部門(mén)，用以傳送話音和電報(bào)等，尤其是在軍事部門(mén)，它一直是遠(yuǎn)距離軍事指揮的重要通信手段。

　　2. 短波通信傳播特性

　　2.1. 短波傳播的基本形式

　　短波通信主要是利用電離層的反射進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳播，也可以靠地波進(jìn)行近距離傳播。

　　地波衰減與工作頻率的高低有關(guān)，頻率越高，衰減越大。為了適應(yīng)地波傳播，通常采用各種形式的輻射垂直極化波的垂直天線。地波的傳播距離與傳播路徑上媒介的電參數(shù)密切相關(guān)。地波在導(dǎo)電性能良好的海面?zhèn)鞑r(shí)，衰減很小，通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)1000km，而在干燥的沙地上或地形起伏很大的山區(qū)傳播時(shí)，衰減較大，通信距離最近只有十幾公里。由于這些特點(diǎn)，海上艦船之間和船岸之間的較短距離通信以及陸地上的短距離通信通常采用短波傳播形式。

　　短波通信的天波傳播形式可以在很遠(yuǎn)的距離上，較廣泛的地域中建立無(wú)線電通信聯(lián)絡(luò)。電離層是由圍繞地球的處于不同高度的4個(gè)導(dǎo)電層組成，按照各層的不同特性分別稱(chēng)為D層、E層、F1層和F2層，這些導(dǎo)電層對(duì)短波傳播具有重要影響。D層是最低層，位于地球上空60km～90km的高度處，最大電子密度發(fā)生在80km處。D層出現(xiàn)在太陽(yáng)升起時(shí)，而消失在太陽(yáng)降落后，在夜間不再對(duì)短波通信產(chǎn)生影響。D層的電子密度不足以反射短波，所有短波將穿過(guò)D層。不過(guò)，在穿過(guò)D層時(shí)，電波將受到嚴(yán)重的衰減，其衰減遠(yuǎn)大于E層和F層。頻率越低，衰減越大，所有也稱(chēng)D層為吸收層。

　　E層位于地球上空100km～120km的高度處，最大電子密度發(fā)生在110km處，在白天基本不變。在電波通信線路設(shè)計(jì)和計(jì)算時(shí)，通常以110km作為E層高度。和D層一樣，E層出現(xiàn)在太陽(yáng)升起時(shí)，在中午電離達(dá)到最大值，而后逐漸減小，在太陽(yáng)降落后，E層實(shí)際上對(duì)短波傳播已不起作用。E層可以反射高于1.5MHz頻率的電波。

　　對(duì)于短波傳播，F(xiàn)層是最主要的。在一般情況下，遠(yuǎn)距離短波通信都選用F層作反射層，這是由于和其他導(dǎo)電層相比，它具有最高的高度，因而可以允許傳播到最遠(yuǎn)的距離，所有習(xí)慣上稱(chēng)F層為反射層。在白天F層有兩層：F1 層位于地球上空170km～220km的高度處，F(xiàn)2層位于地球上空225km～450km的高度處。它們的高度在不同的季節(jié)和一天內(nèi)不同的時(shí)刻是不相同的。對(duì)F2層來(lái)講，其高度在冬季的白天最低，而在夏天的白天最高。F2層和其它層不同，在日落以后并沒(méi)有完全消失，仍保持有剩余的電離。雖然夜間F2層的電子密度較白天降低了一個(gè)數(shù)量級(jí)，但仍足以反射短波某一頻段的電波。因此，若要保持晝夜短波通信，則其工作頻率必須更換。由于高的頻率能穿過(guò)低電子密度的電離層，一般情況下夜間工作頻率遠(yuǎn)低于白天的工作頻率。

　　2.2. 最高可用頻率

　　由于各電離層的特性是隨時(shí)間、空間的變化而變化，它們對(duì)短波無(wú)線電信號(hào)的吸收、穿透和反射的特性也隨之變化，并且不同的電離層之間的關(guān)系又會(huì)對(duì)短波信號(hào)產(chǎn)生不同的影響，這使短波通信的信道參數(shù)十分復(fù)雜。對(duì)短波通信能使用的無(wú)線電信號(hào)的頻率以及通信的距離都會(huì)造成影響。這些變化既具有一定的規(guī)律性，又具有很強(qiáng)的隨機(jī)性。對(duì)于每一臺(tái)收信機(jī)和發(fā)信機(jī)位置確定的短波線路，在某一時(shí)刻適用的工作頻率通常限于一個(gè)較窄的范圍，其上限為最高可用頻率MUF（Maximum usable frequency），其下限為最低可用頻率LUF（Lowest useful frequency）。MUF指在實(shí)際通信中能被電離層反射回地球的電波的最高頻率，若選用的工作頻率超過(guò)它，則電波穿出電離層，不返回地面。所以，確定通信線路的MUF是線路設(shè)計(jì)要確定的重要參數(shù)之一，而且是計(jì)算其它參數(shù)的基礎(chǔ)。

　　MUF不僅和通信距離有關(guān)，而且還和反射層的電離密度有關(guān)，所以凡是影響電離密度的諸因素，都將影響MUF的數(shù)值。考慮到電離層的結(jié)構(gòu)隨時(shí)間的變化和為了保證獲得長(zhǎng)期穩(wěn)定的接收，在確定線路的工作頻率時(shí)，不是使用MUF值，而是取低于MUF的一個(gè)頻率值作為最佳工作頻率FOT（frequency of optimum）。一般情況下，F(xiàn)OT等于0.85MUF。