外军短波、超短波跳频电台发展综述

外军短波、超短波跳频电台发展综述 王淑波1 孙海鹏1 梅文华2 (1. 空军大学工程学院 陕西 西安 710038) (2. (2.北京航空工程技术研究中心 北京 100076) 摘 要：本文综述了外军短波、超短波跳频电台的发展特点，预计了今后的发展趋势。 关键词：短波跳频电台，超短波跳频电台 ABSTRACT：The characteristics of the development of HF and VHF(UHF) frequency-hopping radio used in the foreign armies are described and the development tendency is predicted in this paper. KEYWORD：HF frequency-hopping radio，VHF(VHF) frequency-hopping radio 1 概述 短波跳频电台是军事领域中保证远程通信的主要装备。目前，常规的短波单边带跳频电台与新型的 短波自适应跳频电台并存共用，且还将延续较长的时间。短波自适应跳频电台将迅速发展而成为军事通 信中广泛使用的主要装备。 超短波跳频电台是军事通信中应用极广、数量极大的通信装备。其中机载电台随飞机的发展而得以 优先发展，但同时也存在着品种繁杂、化差、后勤保障困难等问题，在标准化、多功能综合化、多 频段组合化和结构模块化等方面，有待进一步完善提高。美国空军为解决这类技术性问题而推行了发展 使用标准型机载电台的举措，从而加快了更新换装的速度。地面电台普遍发展缓慢，仍然存在着不同年 代的产品并存共用的现象。从技术特征上看，超短波跳频电台在信道间隔、抗干扰能力以及多功能兼容 能力等许多方面，都已有很大的改进完善。从配置使用特征上看，超短波跳频电台在对空通信覆盖能力 与波道分配利用等方面，都已相当完备而达到较高水平。未来的超短波跳频电台，将在技术性能与战术 应用方面有较大的发展，但机载电台优先发展，地面电台落后的局面将难以改变。 2 外军短波、超短波跳频电台发展特点 外军短波、超短波跳频电台的发展大致有以下五个特点： (1)从国家地区看，美国和西欧国家短波、超短波跳频电台的发展长期以来居于各国前列，又以美、 英两国更为领先，它们对多数国家短波、超短波跳频电台的发展都有较大的直接影响； (2)从装备水平看，跳频电台中，机载电台发展较快、换装较频繁，而相应的地面电台发展较慢、 更新规模有限。在各种现役电台中，1950~1990年代出厂的电台都有应用，不同年代的电台数量是两头 小、中间大，这种现象还将长期存在； (3)从工作频段看，基本上覆盖了从短波频率到超短波频率范围，但呈现出两头稀疏、中间密集的 现象，有些跳频电台已将现有的频段进行了拓宽； (4)从技术体制看，电子技术的许多新技术、新器件和新工艺(如：微电子技术、计算机技术、总线 技术、数字技术、软件技术、自适应技术、扩频技术、信号处理技术等)，在短波、超短波跳频电台中 里得到了迅速而广泛的运用； (5)从应用领域看，除用于航空作战指挥外，在火控、导航(领航)、侦察、识别等许多方面的应用也 有了较大的发展，一些综合型、组合型的短波、超短波跳频电台发展较快。 3 外军短波、超短波跳频电台发展趋向 3.1 抗干扰能力增强 外军短波、超短波跳频电台抗干扰能力的增强具有阶段性，从慢跳频到快跳频，从窄带跳频到宽带 跳频，从无自适应功能到有自适应功能，再到具有符合美军标的自适应功能。 超短波跳频电台最早出现在1970年代末，到1980年代初已有低速跳频和中速跳频的超短波电台问 世，并开始在军队中装备使用。广泛使用跳频电台是1980年代VHF频段无线电发展的主要特征[1]。到1990 年代初超短波跳频电台更多了，几乎所有新的超短波电台都具有跳频功能，但速率大部分保持在 300Hops/s左右。也有把直接序列扩频与跳频混合使用的，如意大利的HYDRA-V电台、美国的STEALTH COMM电台。 短波跳频电台最早出现在1980年代初期。1980年代中期，英国Marconi公司生产的Scimitar-H和Racal 公司生产的Jaguar-H均为短波跳频电台，二者的跳频速率分别为20Hops/s、10~50Hops/s，具有了初步的 跳频抗干扰能力，但跳频图案随机性差，且没有自适应跳频功能。1980年代末，以色列Tadiran公司生产 的HF-2000、美国Southcom公司生产的SC-140，跳频速率分别为15~20Hops/s、20Hops/s，具有自适应跳 频功能但不符合美军标，具有低速的数据业务功能。1990年代初期，法国Thomson-CSF公司生产的 TRC-350H，英国Racal公司生产的Sync2000和美国Motorola公司生产的Micom-2E都具有较好的抗干扰能 力，自适应跳频功能符合美军标，跳频信道都进行了初步数字化。1990年代中期，美国Harris公司的 RF-5800H-MP、以色列Tadiran公司的HF-6000、德国R-S公司的M3TR，在跳频速率和数据传输能力方面 都有了较大的提高，且都具有自适应跳频功能，抗干扰能力进一步增强。1990年代后期，美国Sanders 公司研制的CHESS系统采用了多项新技术，跳频速率高达5000Hops/s，代表了新一代数字化短波自适应 高速跳频电台的发展方向。表1列出了一些典型跳频电台的主要参数[1~9]。 变速跳频是抵抗跟踪干扰的有效措施，外军现役跳频电台中也有所采用，但多是半自动变速或有限 种跳速随机变速，有些是通过信令实现跳速牵引，还没有实现真正意义上的变速跳频，如法国的 ERM-9000、TRC-9600、南非的PRC-1600、及瑞典的SFH-41等跳频电台[5]。 猝发通信也是一种有效的抗干扰措施，且已被用于短波、超短波跳频电台中，如美国的SC-140,英 国的VRQ319/BCC39、以色列的HF-2000等短波跳频电台及土耳其的PRC/VRC-9600、比利时的BAMS等 超短波跳频电台。 3.2 综合化加强 外军短波、超短波跳频电台的综合化主要体现在多频段、多方式和多功能，具体是： (1)频段综合，在HF、VHF、UHF频段都能工作； (2)工作方式综合，一个设备中有调幅、调频、单边带等多种工作方式； (3)功能综合，既作通信用又可作其他功能使用。 以上三个方面已在一些电台中各有体现。 1990年代美军装备部队的MBMMR、AN/GRC-206(V)和AN/ARC-210(V)多模式、多频段抗干扰电台， 就代表了这一特点。英国国防部正在着手研制的满足21世纪战术作战要求的BOWMAN系列电台也是其 中的一种，BOWMAN系列电台工作在HF、VHF、UHF频段，包括便携式、车载式的HF、VHF电台及机 载UHF电台。BOWMAN系列电台不仅具有语音和大容量数据综合通信能力，还有与英军已装备的“松 鸡”系统、“贝茨”数据分系统、空军指挥信息系统、联合战术信息分发系统以及中的车载综合数 据通信系统接口的能力。 美国的SC-140、俄罗斯的R-161-15等短波跳频电台及英国的Swordfish、南非的PRC-1600等超短波跳 频电台都可以采用AM、FM、SSB等多种工作方式。南非的TR-600跳频电台能提供所有常规的工作方式， 可以满足地对地、地对空、地对海的通信。 美国的SINCGARS超短波跳频电台能与GPS结合，综合成SINCGARS/GPS电台，该电台不仅可以通 信，还能向网络中的其他部队自己的位置，具有基本的定位报告能力。 表1 外军典型短波、超短波跳频电台主要性能表 型 号 生产厂家 频率范围 MHz 信道数 预置信道 跳频速率 Hops/s 输出功率 W RF-5000 Harris (美国) 1.6-30 280000 100 20 25/125/400/1000 SC-140 Southcom (美国) 2.0-30 280000 9 20 5/20 CHESS Lockheed Sanders (美国) 2.0-30 512 5000 Scimitar-H Marconi (英国) 1.6-30 284000 10 20 背负:20 车载:100/400 Jaguar-H Racal (英国) 2.0-30 280000 8 10-50 背负:0.2/5/20 车载:0.2/5/20/100 Panther2000-H Racal (英国) 1.5-30 285000 100 10 背负:5/25 车载:50/100/400 Panther2000-M Racal (英国) 1.8-30 100 10 400 BA1190/1191 Mel (英国) 1.5-30 285000 39 10 150 TRC-350H Thomson-CSF (法国) 1.5-30 285000 10 10 2/25 TRC-3000 Thomson-CSF (法国) 1.5-30 285000 30 10-20 TRC3500: 1/5/20 TRC3540: 20/100/400 HF-2000 Tadiran (以色列) 1.5-30 285000 10 15-20 背负: 5/10/20 车载/固定台站:20/50/100 CHX200 Siemens (德国) 1.5-30 285000 9 6 100/400/1000 TR178A/B Grinel (南非) 1.6-30 28400 5 0.25/10 AN/ARC-201 ITT (美国) 30-88 2320 6 中速 10 AN/PRC-124 Collins (美国) 30-88 2320 9 中速 0.25/5 AN/VRC-94A(V) Harris (美国) 30-90 2400 8 几百 0.1/1/10/50 MP-83 Collins (美国) 30-88 2320 9 中速 0.25/5 RF-3090 Harris (美国) 30-90 2400 8 240 0.1/1/10 Sincgars-V ITT (美国) 30-88 2320 6 100-300 背负:4.5 机载:10 车载:4.5/50 Jaguar-V Racal (英国) 30-88 2320 8 150-200 0.01/5/20/50 Scimitar-V Marconi (英国) 30-88 2320 18 200-500 0.1/5/50 Swordfish Marconi (英国) 30-400 11960 99 250 90/100 TRC-950 Thomson-CSF (法国) 30-88 2320 6 300 0.15/1.5/10/15 PR4G Thomson-CSF (法国) 30-88 2320 7 300 背负:25 车载:10 机载:40 手持:1 GRC-1600 Tadiran (以色列) 30-88 2320 10 中速 0.25/4 CNR-900 Tadiran (以色列) 30-90 2400 10 中速 0.25/4/50 AN/PRC-184 Telemit 30-88 2320 8 中速 背负:0.4/4 车载:0.4/4/40 (德国) 机载:0.5/1/10 手持:0.1/1/4 SRT-651N ELMER (意大利) 30-400 11960 120 1000 10/15 PRC-1600 GRINEL (南非) 30-400 29600 99 慢速、中速 快速 20/10 PRC-999K Gold Star Precision (韩国) 30-88 2320 6 中速 背负:0.3/5 车载:50 3.3 数字化增强 数字化是短波、超短波跳频电台的一个重要的发展趋向，主要表现在两个方面：实现技术的数字化 和传输信息的数字化。 实现技术的数字化是指电台本身的数字化和信道数字化，这对提高通信质量、简化线路设计和电台 升级换代具有重要的意义。外军短波跳频电台的数字化已发展到了直接在射频前端进行数字化，美国的 CHESS系统就是数字化短波跳频电台的典型例子。 21世纪数字化战场对数据信息量的要求大大增加，加上越来越多的自动化系统投入战场，战场数据 的通信需求量近年来按指数规律增长，这不仅包括话音信息，也包括视频信息以及各种数据终端产生的 数字化信息。如在海湾战争中，美国Harris公司为多国部队提供了RF-3700数字视频图像传输系统，能够 在野战条件下传输活动和静止的高分辨率图像及电文和图表，特别适合用于敌后侦察、情报收集以及配 备到执行特殊作战任务的部队[10]。传统的以话音为主的工作方式已远不能满足信息传输需求，外军大都 在有限的频率资源下采用高效调制与编码以提高频谱效率，提高数据传输能力。美国Harris公司的 RF5800V-MP在25kHz信道上数据传输速率可达64kbps；以色列Tadiran公司的CNR9000在25kHz信道上数 据传输速率为32kbps；CHESS系统的数据传输速率最高可达19200bps；美国通用动力公司的高数据率 (HDR)电台在25kHz信道带宽中采用跳频工作方式时的数据传输速率为48kbps，在单信道工作方式时的 数据传输速率高达60kbps，HDR试图填补现役电台和为2005年后使用设计的未来数字无线电台之间的空 白。 3.4 体积减小、重量变轻 短波、超短波跳频电台发展的另一个趋向就是把小型化技术的最新成果在整机中应用和体现。例如， 使用表面贴装元件、集成电路，使用新材料、新工艺，使整机体积、重量明显下降，而兼容性、可靠性 得以提高，更加适应灵活、快速部署、安全隐蔽等战争环境的要求。在SINCGARS系列电台中，美国目 前正在推出一种称为高级SIP的轻型配置，它能与以前的SINCGARS型号完全互换，并且能与较老式车 载适配器兼容，还具有RT-1523C/D SIP电台的功能，但其体积只有RT-1523C/D SIP电台体积的一半，总 重量仅有3.4公斤。 4 结束语 作者在跳频通信的研究工作中，对外军短波、超短波跳频电台的发展进行了动态跟踪和，在此 基础上形成了本文，以期对我军跳频电台的研制、发展有所借鉴。由于资料收集不尽全面，加上作者知 识水平的局限，文中难免挂一漏万或出现认识上的错误，仅供参考。 参考文献: 1 赵志法,鲁道海,冉隆科.现代战术通信系统概论[M].北京:国防工业出版社,1998 2 王秉钧,居谧,孙学军等.扩频通信[M].天津:天津大学出版社,1993 3 李承恕,赵荣黎.扩展频谱通信[M].北京:人民邮电出版社,1993 4 及燕丽,王友村,沈其聪等.现代通信系统[M].北京:电子工业出版社,2002 5 姚富强. 外军通信抗干扰发展趋势综述[J]. 现代军事通信,2004,12(1):13~20 6 谭文生. 外军短波抗干扰电台发展趋势[A]. 见:2001军事通信抗干扰研讨会论文集[C],武汉,2001年10月,A96~A99 7 Herrick D L, LEE P K.CHESS:A New Reliable 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CHESS系统的跳频通信技术[J].通信技术,1998,(2):73~76 9 徐泰林.一种值得深入探讨的FH方式—CHESS[J].电讯技术,1999,(5):24~26 10 彭伟军. 跳频数据通信系统的关键技术研究[D].上海:上海交通大学,1999 王淑波(1974年-),女,山东青岛人,空军工程大学工程学院博士研究生,主要从事数字信号处理、通信与信息系统技术研 究。通信地址：北京市9203信箱总体室(100076),e_mail:shubo_wang@sina.com。 孙海鹏(1976年-),男,陕西宝鸡人,空军工程大学工程学院硕士研究生,主要从事通信与信息系统技术研究。 梅文华(1965年-),男,湖南涟源人,北京航空工程技术研究中心高级工程师,中国电子学会青年工作委员会副主任委员,中 国电子学会高级会员,空军工程大学工程学院硕士研究生导师。在北京邮电大学获得工学博士学位。研究领域包括航空电 子系统和可靠性理论。发表论文60余篇,出版专著两本。通信地址：北京市9203信箱总体室(100076),电话：67963323 << /ASCII85EncodePages false /AllowTransparency false /AutoPositionEPSFiles true /AutoRotatePages /None /Binding /Left /CalGrayProfile (Dot Gain 20%) /CalRGBProfile (sRGB IEC61966-2.1) /CalCMYKProfile (U.S. Web Coated \050SWOP\051 v2) /sRGBProfile (sRGB IEC61966-2.1) /CannotEmbedFontPolicy /Error /CompatibilityLevel 1.4 /CompressObjects /Tags /CompressPages true /ConvertImagesToIndexed true /PassThroughJPEGImages true /CreateJDFFile false /CreateJobTicket false /DefaultRenderingIntent /Default /DetectBlends true /ColorConversionStrategy /LeaveColorUnchanged /DoThumbnails false /EmbedAllFonts true /EmbedJobOptions true /DSCReportingLevel 0 /EmitDSCWarnings false /EndPage -1 /ImageMemory 1048576 /LockDistillerParams false /MaxSubsetPct 100 /Optimize true /OPM 1 /ParseDSCComments true /ParseDSCCommentsForDocInfo true /PreserveCopyPage true /PreserveEPSInfo true /PreserveHalftoneInfo false /PreserveOPIComments false /PreserveOverprintSettings true /StartPage 1 /SubsetFonts true /TransferFunctionInfo /Apply /UCRandBGInfo /Preserve /UsePrologue false /ColorSettingsFile () /AlwaysEmbed [ true ] /NeverEmbed [ true ] /AntiAliasColorImages false /DownsampleColorImages true /ColorImageDownsampleType /Bicubic /ColorImageResolution 300 /ColorImageDepth -1 /ColorImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeColorImages true /ColorImageFilter /DCTEncode /AutoFilterColorImages true /ColorImageAutoFilterStrategy /JPEG /ColorACSImageDict << /QFactor 0.15 /HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1] >> /ColorImageDict << /QFactor 0.15 /HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1] >> /JPEG2000ColorACSImageDict << /TileWidth 256 /TileHeight 256 /Quality 30 >> /JPEG2000ColorImageDict << /TileWidth 256 /TileHeight 256 /Quality 30 >> /AntiAliasGrayImages false /DownsampleGrayImages true /GrayImageDownsampleType /Bicubic /GrayImageResolution 300 /GrayImageDepth -1 /GrayImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeGrayImages true /GrayImageFilter /DCTEncode /AutoFilterGrayImages true /GrayImageAutoFilterStrategy /JPEG /GrayACSImageDict << /QFactor 0.15 /HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1] >> /GrayImageDict << /QFactor 0.15 /HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1] >> /JPEG2000GrayACSImageDict << /TileWidth 256 /TileHeight 256 /Quality 30 >> /JPEG2000GrayImageDict << /TileWidth 256 /TileHeight 256 /Quality 30 >> /AntiAliasMonoImages false /DownsampleMonoImages true /MonoImageDownsampleType /Bicubic /MonoImageResolution 1200 /MonoImageDepth -1 /MonoImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeMonoImages true /MonoImageFilter /CCITTFaxEncode /MonoImageDict << /K -1 >> /AllowPSXObjects false /PDFX1aCheck false /PDFX3Check false /PDFXCompliantPDFOnly false /PDFXNoTrimBoxError true /PDFXTrimBoxToMediaBoxOffset [ 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 ] /PDFXSetBleedBoxToMediaBox true /PDFXBleedBoxToTrimBoxOffset [ 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 ] /PDFXOutputIntentProfile () /PDFXOutputCondition () /PDFXRegistryName (http://www.color.org) /PDFXTrapped /Unknown /Description << /ENU (Use these settings to create PDF documents with higher image resolution for high quality pre-press printing. 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