固定台站对移动台站短波通信的电磁防护技术探究

郭蓓蓓,程彦杰,毋晓鹤

（中国洛阳电子装备试验中心,河南洛阳,471003）

固定台站对移动台站短波通信的电磁防护技术探究

郭蓓蓓,程彦杰,毋晓鹤

（中国洛阳电子装备试验中心,河南洛阳,471003）

固定台站对移动台站的短波通信技术主要应用于各军事领域。军用通信设备在现代化战争中起着举足轻重的地位，通信设备的好坏将直接影响军事指挥系统瘫痪与否。本文主要从短波通信的定义、组成以及短波通信系统的电磁防护等几个方面进行分析和研究。

短波通信；军事领域；现代化战争；电磁防护

0 引言

固定台站对移动台站的短波通信技术在军事领域中有着极其重要的作用。在现代的战争中，通过信息作战对敌方作战体系进行综合打击，使其指挥系统瘫痪是最新的作战手段。因而，我们需要不断改进短波通信系统，充分发挥其潜能，适应现代战争的需要。

1 固定台站对移动台站短波通信概述

1.1 短波通信的定义

短波通信是指利用频率在3MHZ-30MHZ，波长在100m-10m间的电磁波进行的无线电通信方式，通常又称为高频无线电通信（HF）。在实际的使用过程中，会将中波高频段1.5MHZ-3MHZ归到短波波段中。

1.2 短波通信的主要方式

固定台站对移动台站短波通信的主要方式是天波传播或地波传播。天波传播主要利用的是电离层的反射，天线向高空中发射出电波，通过大气层中电离层的反射后被接收点接收。天波传播适合于短波的远距离通信。地波传播途径主要取决于地面的电特性。由于地波传播的衰耗会因工作频率的增加而增加，因而适用于近距离通信，如军用短波和超短波的小型电台近距离通信。

1.3 短波通信系统的组成

在大型的短波通信固定台站中，由于发信机功率较大，避免固定台站收发系统间的相互干扰，通常情况采用收发分离设备，通信系统主要由收信天线场、发信天线场、集中收信台、集中发信台以及遥控线路组成，如图1所示。

1.4 固定台站对移动台站通信

固定台站通信网络是我国军事通信网的重要组成部分。由于短波通信具有安全性高、覆盖面广以及经济型强的特点，即可用于固定台站，又可用于车载、机载、背负等移动台站间的通信 。

固定台站对移动台站的通信效能主要表现为：

（1）采用固定台站对移动台站通信的方式为部队提供通信保障。进些年，国外的几场战争给我们提供的经验教训就是：战时，无线电通信网络极易受到影响和破坏，单纯依靠无线电通信方式是不合理的，因而，需要多种手段并用，建立一个高效能的通信网络。战争爆发时，通过地下固定台站和地面移动台站短波通信相结合的方式，以地下固定台站为依托、有线无线相合的方式，保障指挥通信系统的可靠和稳定。

（2）采用固定台站对移动台站通信的方式可为部队提供多种

服务和保障。伊拉克战争时，美军通过电磁技术对其通信系统造成干扰，使得指挥系统瘫痪，造成的损失惨重，这使我们意识到要想在未来的战争中取得胜利，首先要研究电磁防护技术，防止电磁干扰；其次，由于固定台站建设较隐蔽，可在此处存放战时通信设备以及消耗器材等；最后，在距离较远、通信质量不好的地区，可通过移动台站为其提供转信服务，从而保证固定台站和移动台站的供应服务和转信服务，增加战时通信能力。

2 短波通信系统的电磁防护

2.1 电磁防护的定义

电磁防护是为了抵御敌方对我方所实施的电磁攻击，保证我方电子设备效能完整所采取的措施和行动。实施电磁防护的主要做法：一是，反电子侦查。防止我方信息系统的电磁信号被敌方获取，或使敌方无法从我方获得有用信息。二是，抗电磁干扰。采取各种技术手段，最大限度的削弱、消除敌方对我方的电磁攻击，保证我方通信设备运行畅通。三是防病毒污染。防止计算机病毒导致的计算机系统瘫痪。本文主要研究的是抗电磁干扰技术。

2.2 电磁防护的新方法

电磁脉冲武器攻击成功的关键是“耦合”。电磁脉冲武器通过将电磁脉冲耦合到攻击目标，才可对其进行有效破坏。通常情况下，最基本也是最重要的防电磁干扰手段是接地，通过接地的方式将电子设备与大地相连，从而建立起一条低阻抗的路径，进而可有效避免外界电磁场影响。除此之外，还有以下几种电磁防护方法：

（1）合理配置线路、设立屏蔽。合理配置线路是实施电磁防护的重要手段。在建设固定台站时，不同电平的线路分开敷设、元器件和电路间连线简短、关键元件电路加屏蔽等措施。

（2）合理设计电缆。首先需要注意固定台站的电缆终端电路设计的合理性，同时还要考虑到抗电磁脉冲武器的攻击能力。通常情况下，采用双层屏蔽电缆，而且注意电缆入口处的屏蔽和隔离。

（3）合理设置电路。在无法屏蔽电磁脉冲时，可通过阻止电磁脉冲的感应电流、感应电压传输的方式。同时还应根据屏蔽腔内的响应频率设计合适的电路响应频率。

（4）合理选用元器件。一般情况下，电子元器件的集成度越高，其被电磁脉冲武器毁坏的几率就越大。因而我们需要从软硬件方面提升电子装备的抗干扰能力。从硬件角度，对元器件进行电磁加固；从软件角度，可通过纠错技术、冗余技术、容错技术以及数字滤波等方式，提高其防护性能。

（5）通过新技术、新材料的非金属的接入，对于增强抗电磁干扰有着重大作用。比如，在信息传输方面，用光纤替代传统铜缆的方式，可避免核电磁脉冲冲击引发的击穿现象，保证正常工作。

（6）通过灵敏器件，在保护目标周围建立电磁能量吸收装置的方式，提前将电磁脉冲吸收并接地，从而避免攻击。

3 电磁防护措施实施

电磁防护措施的实施如下所示：

（1）电磁脉冲防护电路设计。如对固定台站的通信设备通过抑制器、电涌放电器等将过压过流控制在允许的范围内，或者对于雷电、静电、低频段的防护多数采用单独的防护器或者防护器和简单滤波器的组合等形式，防护器件通过并联形式接在地和线路两端。短波通信设备中射频前端的电磁防护电路通常采用滤波电路同防护器件组成的多级防护方式，防护方式如图2所示。

如图2 射频前端电磁防护电路

正常情况下，125W的短波通信设备的射频前端电压峰值为110V，分析可知，射频前端的脉冲峰值不能大于180V。滤波器的作用是在保证短波通信设备正常工作的情况下，将高频分量滤除，从而维护短波通信系统的稳定。一级防护主要是起限流和限压的作用，实验所选的一级防护为陶瓷气体放电管同压敏电阻串联、同玻璃气体放电管并联；二/三级防护主要是由承受功率小、反应速度快的防护器件组成，从而起到精确防护的作用。二级防护为半导体放电管，三级防护为低电容TVS管。在通信设备正常工作的情况下，防护器件并未导通，当强脉冲来临时，防护器件迅速导通，从而将强脉冲控制在允许范围内。

由于所选元器件参数、实际值以及仿真值间的差异，会导致仿真结果同实际测量值有一定的差异，但完全满足防护模块的指标。

（2）电磁防护型电源滤波器的设计。由电源EMI滤波器、瞬态电压抑制器以及压敏电阻组成的复合型电磁防护滤波器，不但提高了传导敏感度的门限、降低了电缆传导发射量，而且在满足滤波器的指标时，还可达到抗击雷电、电磁脉冲的目的。图3所示为电磁防护型电源滤波器的原理图。

（3）短波通信设备的箱体防护设计。通过研究发现，电磁耦合作用会在孔缝处增强，因而可在其内导体涂上吸波材料。在箱体的屏蔽防护设计上，首先要依据电磁波的不同选择合适的材料；其次，屏蔽体应为封闭式，倘若必须开通风口，则需根据电磁波的特性，设计合理的孔缝尺寸；再次，对于箱体上的显示屏、指示灯，应采用多层级联的金属结构，如滤波器加隔离舱、玻璃间加金属丝网以及金属丝网通电磁密封垫等多层防护结构。

（4）固定台站对移动台站短波通信设备中的“后门”耦合进行加固处理。通过透光效果良好的金属屏蔽丝网对前面板显示屏加

固，通过在键盘显示单元和主控单元间加入导电性能好的铜质金属加固主控单元等方式，使得加固后的通信设备在抵抗超宽谱电磁脉冲能力大大提高。

虽然固定台站对移动台站短波通信的电磁防护工程在理论上简单，但是实际操作起来还有一定的难度。同时，由于各种防护装置价钱昂贵，对于防护装置的维护和保养也极其重要，倘若日常情况下其得不到很好的维护，防护装置的性能会受很大影响，导致在战争时防护效果会有所减弱，因而，我们要根据实际的作战需要，选择合适的电磁脉冲防护装备，规划处合理有效的防护方案，并对建设完成后的防护工程进行测试和日常维护，从而确保其电磁防护效能的最大化。

4 总结

固定台站对移动台站的短波通信技术在军事领域中有着极其重要的作用。由于短波通信具有安全性高、覆盖面积广以及经济性强等优点，使得在移动通信、卫星通信如此发达的今天，世界各国的军事领域、航海、航空等领域仍旧未放弃对短波通信技术的研究，从而不断推动着短波通信技术的快速发展。现代的战争，其实就是争夺信息权的战争，只有不断提高短波通信的传输质量和速度、提升其电磁防护能力，才可在现代战争中立于不败之地。

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郭蓓蓓，1987—，女，河南人，本科学历，研究方向：短波通信。

The Research on Shortwave Communication Electromagnetic Protection Technology of Fixed station for Mobile Stations

Guo Beibei,Cheng Yanjie,Wu Xiaohe
(Chinese Luoyang electronic equipment testing center of,HenanLuoyang,471003)

The shortwave communication technology of fixed station for mobile stations is mainly used in military fields.Military communication equipment plays an important role in the modern warfare,the integrity of the communication equipment will directly affect the military command system paralysis or not.This paper mainly introduces the definition and composition of shortwave communications,analysis and research the electromagnetic protection of shortwave communication system.

Shortwave Communication;Military Fields;Modem Warfare;Electromagnetic Protection

图1 短波通信系统组成示意图

图3 电磁防护型电源滤波器的原理图。