通信領(lǐng)域突出成就之一：散射通信

散射通信是指利用對流層及電離層中的不均勻性對電磁波產(chǎn)生的散射作用，進行的超視距通信。分電離層散射通信，對流層散射通信和流星余跡通信。經(jīng)過散射的電波能量向多個方向發(fā)送，在超視距遠(yuǎn)方接收點的信號能量將很微弱并有衰落現(xiàn)象，因此在散射通信系統(tǒng)中需要大功率發(fā)射機、高增益天線和高靈敏度接收機，并采用分集接收方式。

由于散射通信單跳跨距遠(yuǎn)、抗毀、抗擾和抗截獲能力強，具有跨越山丘、海灣、沙漠等復(fù)雜地形進行全天候可靠通信等特點，因此在軍事通信一直受到高度重視。美國、俄羅斯等國一直在持續(xù)不斷的發(fā)展散射通信技術(shù)、更新散射裝備，散射通信已成為各國戰(zhàn)略、戰(zhàn)區(qū)及戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)中不可或缺的重要通信手段。

從技術(shù)的角度來看，散射通信是早期雷達技術(shù)的一個分支，因為其使用了雷達最基本的原理，也就是通過向相應(yīng)的目標(biāo)(大氣層的對流層)發(fā)射電磁波并接收回波來確定目標(biāo)的信息。在散射通信中，照射到對流層中的電磁波，在遇到湍流、氣旋、云團等不均勻介質(zhì)時會向著各個方向散射，這其中朝斜前方向射去的電磁波是能達到很遠(yuǎn)地方的(300-1000千米)。當(dāng)遠(yuǎn)處高靈敏的接收機，將散射來的微弱電磁波接收下來，從而實現(xiàn)了通信。

對散射通信來說，對流層中的介質(zhì)越多通信效果自然也越好，因此通常越靠近赤道的地方上空的對流運動旺盛，對流層也相對較厚，散射通信效果越好，比如說散射通信在海南使用要比在東北性能表現(xiàn)更好。

相對于依賴電離層的短波通信，對流層的散射不懼怕高空核爆。恰恰相反，核爆沖擊波所引發(fā)的湍流和氣旋會更活躍，給對流層散射通信更為有利。同時，散射通信也不會受到雷電、太陽黑子、極光等的影響，所以散射通信系統(tǒng)的抗毀性極強，傳輸?shù)目煽慷葮O高。

對流層散射通信的容量雖然比不上衛(wèi)星通信，但也要比短波通信大很多，達到16兆比特/秒。采用了方向性好的圓形拋物面天線，散射通信的發(fā)射波束很尖銳，方向性很集中，防偵聽和抗干擾能力較強。

散射通信最大的不足是其信號衰落和傳輸損耗太大，所以不得不采用千瓦級大功率發(fā)射機、高增益天線、高靈敏度接收機、多副發(fā)射和接收天線。這就給對散射通信設(shè)備的小型化帶來巨大障礙，特別是在早期，設(shè)備的體積和功率都已經(jīng)達到了恐怖的程度。圖為俄羅斯境內(nèi)廢棄的散射通信站。

散射通信系統(tǒng)主要由散射通信機、供電設(shè)備、交換機以及其它一些相應(yīng)配套設(shè)備組成，其研發(fā)難度還是比較大的。目前的研制單位集中在極少數(shù)的幾家中，如美國的雷錫恩、俄羅斯的莫斯科無線電以及我國的電子科技集團。圖為中國電子科技集團展出的點對多點小型散射系統(tǒng)模型。

散射通信系統(tǒng)興起于50年代，那時衛(wèi)星才剛上天不久，作為當(dāng)下主流的軍事通信方式的衛(wèi)星通信尚無從談起。所以美蘇兩極的技術(shù)較量就在散射通信、當(dāng)時最為重要的軍用通信領(lǐng)域展開。蘇聯(lián)和美國以散射通信系統(tǒng)來建立橫亙本土，并與盟國相連的完整的通信鏈路網(wǎng)絡(luò)，整個通信網(wǎng)絡(luò)的跨度之長、工程之浩大都令人嘆為觀止。

1955年，美國在阿拉斯加冰封的大地上開始了第一座散射通信系統(tǒng)的巨型天線陣的建設(shè)，到了1958年，美國終于從西起阿留申群島通過加拿大北海岸地區(qū)與本土建立了包含71座巨型天線陣的“White Alice”散射通信網(wǎng)絡(luò)。

“White Alice”散射通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)擁有3種規(guī)格的天線尺寸，分別對應(yīng)不同的發(fā)射功率。其中最大的天線口徑達到了37米，有10層樓那么高，擁有50千瓦的超大功率發(fā)射機。這個功率，完全可以將從前面飛過的鳥殺死。

同時期，在美國的支持下，挪威、丹麥、西德、英國、荷蘭、法國、希臘和土耳其等國的沿線開始建設(shè)供歐洲盟軍司令部使用的“Ace High”散射通信網(wǎng)絡(luò)。該系統(tǒng)共由49個站點組成，總跨度達14000千米。除此之外，加拿大、澳大利亞、日本等國也都建立了橫跨全境的大規(guī)模散射通信網(wǎng)絡(luò)，由此可見當(dāng)時各國對這一戰(zhàn)略級通信技術(shù)的重視程度。

蘇聯(lián)在60年代修建了“地平線”對流散射網(wǎng)絡(luò)，站點自東向西橫跨全境。蘇聯(lián)與其陣營的華約國家也采用類似方式建立了戰(zhàn)略通信體系。而且在蘇軍中散射通信系統(tǒng)的運用比例上更高，分別占其戰(zhàn)略與戰(zhàn)術(shù)通信裝備比重的30%和40%。與美國的一樣，這些散射通信系統(tǒng)的巨型天線現(xiàn)今已多半廢弛，或站點拆除或成為景點。

隨后60年代中后期，衛(wèi)星通信憑借著覆蓋范圍廣、通信容量大、傳輸質(zhì)量好和可靠性高等諸多方面的優(yōu)勢迅速取代了散射通信的主導(dǎo)地位。但轉(zhuǎn)眼進入本世紀(jì)后，對衛(wèi)星的軟硬干擾/殺傷手段逐漸在豐富，衛(wèi)星通信的一些弊端逐步顯現(xiàn)。

光纖通信是軍事通信方式的新起之秀，但發(fā)展之快技術(shù)上已步入了第三代，其超大的信息容量、良好的保密性和抗干擾能力，迅速取代了50年代利用散射通信技術(shù)建立的預(yù)警網(wǎng)絡(luò)。只不過光纖通信覆蓋范圍有限，只能承擔(dān)起主干線路傳輸?shù)娜蝿?wù)，在許多條件下還需要衛(wèi)星通信以及散射通信等其他方式的承接傳遞。圖為我國海軍的新型布纜船。

和散射通信工作方式類似的短波通信，是通過在大氣層中電離層的折射來實現(xiàn)通信的。短波通信也曾在各國陸軍和海軍艦艇中曾被廣泛使用，后來衛(wèi)星通信的出現(xiàn)同樣對其產(chǎn)生了不小沖擊。只不過短波通信憑借設(shè)備簡單、成本低廉、機動靈活、抗毀性強、可迅速組網(wǎng)等的優(yōu)勢重新獲得重視，仍是當(dāng)今遠(yuǎn)距離通信不可或缺的手段之一。只不過微波通信的數(shù)據(jù)通信速率只有2.4千比特/秒，僅相當(dāng)于家庭寬帶最普通上網(wǎng)速率的十分之一。

而近年來得到較快發(fā)展的微波中繼通信，傳輸容量則要比散射通信大得多，傳輸質(zhì)最也更高。只不過微波通信作用距離近，遠(yuǎn)距離傳輸時需要中繼站，不適宜像短波通信和散射通信那樣伴隨機動部隊作戰(zhàn)。所以說，較于其他軍事通信方式，散射通信技術(shù)上并不落伍。雖說各有千秋，但散射通信的一些優(yōu)勢優(yōu)點，已經(jīng)在其他通信方式上實現(xiàn)了。

衛(wèi)星、光纖、微波等高速通信手段，設(shè)備復(fù)雜，建設(shè)周期長，維護費用高。特別是需地面中心站，一旦中心站在戰(zhàn)時受損被毀，通信就會立刻癱瘓。而像散射通信，建設(shè)投入小、組網(wǎng)靈活、后期維護費用低，在通信衛(wèi)星和有線傳輸網(wǎng)絡(luò)被摧毀、敵方電子干擾強烈的情況下，仍可以安全可靠的完成信息的傳輸任務(wù)。圖為蘇俄裝備的戰(zhàn)術(shù)級散射通信設(shè)備。

所以在80年代末，散射通信的使用轉(zhuǎn)向以體積較小的戰(zhàn)術(shù)級通信為主。在隨后爆發(fā)的海灣戰(zhàn)爭和車臣戰(zhàn)爭中，美俄兩國的散射通信設(shè)備都在戰(zhàn)斗中發(fā)揮了重要作用。AN/TRC-170是目前美軍裝備的唯一散射通信裝置，雖然服役時間已經(jīng)較長，但也在不斷升級。在海灣戰(zhàn)爭中，百余部該型散射裝備投入戰(zhàn)場，取得了良好的效果。
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利用較大的信息傳輸容量和適應(yīng)野外條件下作戰(zhàn)的優(yōu)勢，可用于國土防空、快速反應(yīng)部隊指揮以及應(yīng)急通信等情況，例如配屬空軍部隊是目前散射通信系統(tǒng)在公開資料中出現(xiàn)頻率較高的，通過散射通信將防空系統(tǒng)與上級指揮中心或全軍光纖網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了鏈接。

軍用散射通信的最新發(fā)展
隨著科技的不斷發(fā)展，軍用散射通信也在不斷進步，以適應(yīng)現(xiàn)代戰(zhàn)爭的需要，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：裝備小型化，大功率發(fā)射機、大口徑天線和高山建站是傳統(tǒng)散射通信不能回避的3個問題，但是這都是現(xiàn)代機動作戰(zhàn)所不能適應(yīng)的。隨著天線小型化、固態(tài)功放和數(shù)字通信技術(shù)的進步，散射設(shè)備小型化已經(jīng)成為可能，單兵智能化、背負(fù)式散射通信電臺已經(jīng)在研制之中。微波散射一體化，能夠同時兼有微波傳輸和散射傳輸?shù)墓δ?，?dāng)通信距離為視距且無阻擋時，可采用視距微波鏈路；當(dāng)距離超出視距或者尚未超出視距，但是中間有山丘等障礙物遮擋，可采用散射鏈路，用這種一體化設(shè)備組建野戰(zhàn)通信網(wǎng)，可以大大增強通信網(wǎng)的機動性和抗毀能力。