散射通信

散射通信是指利用对流层及电离层中的不均匀性对电磁波产生的散射作用，进行的超视距通信。分电离层散射通信，对流层散射通信和流星余迹通信。经过散射的电波能量向多个方向发送，在超视距远方接收点的信号能量将很微弱并有衰落现象，因此在散射通信系统中需要大功率发射机、高增益天线和高灵敏度接收机，并采用分集接收方式。

中文名：散射通信

外文名：scatter communications

应用学科：通信

历史

20世纪50年代初，美国提出了建立对流层散射通信系统的设想，并于50年代中建立了对流层散射通信电路。中国于50年代中期开始研究对流层散射传播问题，60年代初研制模拟对流层散射设备，70年代开始研制数字对流层散射设备，并陆续建站投入使用。20世纪60年代初，美国建立了电离层散射通信电路。但由于电离层散射通信的容量很小，发射功率却要求很大，因而限制了它的发展和应用。

定义

散射通信是一种超视距的通信手段，它利用空中介质对电磁波的散射作用，在两地间进行通信。对流层、电离层、流星余迹、人造散射物体等都具有散射电磁波的性质。如果发射机发出的电磁波辐射到这些地方，就会向各个方向散乱地辐射出去，其中朝斜前方向射去的电磁波能达很远的地方。远处的接收机，如果有足够高的灵敏度，就能将散射来的微弱电磁波接收下来，从而实现通信。

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特点

由于散射通信中电磁波传输损耗很大，到达接收端的信号很微弱，为了实现可靠的通信，一般要采用大功率发射机，高灵敏度接收机和高增益、窄波束的天线。

利用大气层中传播媒介的不均匀性对无线电波的散射作用进行的超视距通信。根据散射媒质的不同，散射通信一般分为对流层散射通信和电离层散射通信。通常所说的散射通信大多是指对流层散射通信。

在对流层中由于大气的湍流运动产生了具有各不相同的介电常数的湍流团，当无线电波照射到这些不均匀的湍流团时，就在每一个不均匀体上感应电流，成为二次辐射体，从而向各个方向发出该频率的二次辐射波，这就是散射现象。对流层散射通信就是利用这种现象而实现的超视距无线电通信。由于对流层散射现象在200～8000兆赫频段比较显著，所以对流层散射通信主要工作在这个频段内。

并且散射通信可以进行超视距通信，距离100～300km，容量为十数路至数十路；不受核爆炸、太阳黑子、磁暴和极光等影响。可跨越海湾、无人烟地区；保密性强，稳定可靠，具有一定抗毁性；便于机动应急架设。在军事通信中广泛应用。

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电离层散射通信

电离层散射通信是利用85～100km高度的电离层作作散射通信，其特点是不受电离层扰动的影响，尤其适合高纬度和跨极光区的通信。可用频率为40～50MHz。通信容量类似短波通信，只能通一个话路。其设备十分庞大，费用昂贵，很少使用。

对流层散射通信

地球大气层一般分为电离层、平流层和对流层。对流层是大气层的最低层，其下界与地面相接，上界即对流层顶（与平流层的交界处），一般定义为温度不再随高度增加而下降之处，中纬度地区平均高度为10～12km，低（高）纬度地区较高（低）些，且一般夏季高于冬季。对整个大气圈而言，对流层只是很薄的一层，但它集中了90%的大气质量，主要天气现象如风雨、雷电、云雾等都发生在这一层。

对流层散射通信是以存在于离地面数公里到20km对流层中的不均匀气团为散射介质的散射通信。最远通信距离可达800～1000km，可用频率为100MHz～10GHz。我国在20世纪50年代中期就进行了散射传搞试验，60年代初进行了多条对流层散射电路试用，70年代建立了全部采用数字话路的对流层散射通信系统。

对流层散射的传输损耗和衰落起伏都很大；与视距通信不同的是，传输损耗同频率的三次方成正比，且随散射角（发射与接收天线波束的夹角）的增加而增大，通常每增加1度，损耗约增加10dB，传输损耗又随大气折射系数的增加而减少。

优势

对流层散射通信的优点是，通信距离远，单跳距离一般约300公里,多跳转接可达数千公里；不受核爆炸和太阳耀斑的影响，传输可靠度高，一般可达99～99.9%；通频带较宽，可达10兆赫以上，能实现多路通信，可以传送电话、电报和数据等。

其缺点是，传输损耗大，且随着通信距离的增加而剧增，因而要用大功率的发射机、高灵敏的接收机及庞大的天线，故耗资大。散射信号有较深的快衰落，其电平还受散射体内温度、湿度和气压等的影响，且有明显的季节和昼夜的变化。其衰落程度通常夏季比冬季强，早晚比中午强。为了克服或减小快衰落的影响，常采用分集接收等技术。对流层散射通信主要用于建立战略、战役通信干线。

在地球上空75～90公里的电离层中电离密度的不均匀体,对入射的超短波电波能产生散射作用,利用这种散射信号进行的超视距无线电通信，称为电离层散射通信。电离层散射通信最适用的频段是35～60兆赫，基本上不受核爆炸和太阳耀斑的影响。它的通信距离较远，单跳距离可达1000～2000公里。但它的通频带很窄，通常为2～3千赫，因而通信容量很小，一般只用于电传报通信。信号也存在快衰落现象，信号电平也有季节和昼夜的变化。

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发展趋势

（1）由于散射信道存在衰落与时延，其通信容量受到限制，但分集技术与信号处理技术的发展，使数字通信的速率得以提高，20世纪80年代国际上达12Mbit/s，我国为4Mbit/s，可靠性达99%以上。

（2）为适应时变信道的特点、充分利用多径传输的能量，研究新的调制解调技术和编码技术，以获得最佳的分集效果和克服信息码间的干扰。

（3）研究各种自适应技术，以适应信道的变化，并用于机动式散射设备中。