电台|军用电台与手机工作原理有何不同,功率一致么?


电台|军用电台与手机工作原理有何不同,功率一致么?
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回答这个问题在讨论功率之前 , 首先要说说二者的通信距离到底是多远 。 当我们拿出手机 , 理论上可以和远在异国的另一部手机通话 , 通信距离貌似很远 。 但事实上 , 你的手机发出的信号并不是直接“飞”到对方的手机 , 而是被附近的基站接收 , 再通过光缆、微波等信道经过中继、交换一系列流程 , 最终才拨通对方的手机 。 所以 , 不要以为你的手机信号强大到能够“跨过山和大海” , 其实它只需要和几百米内的基站“接上头”就可以了 , 功率大了反而会干扰其它基站的工作 。

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▲ 军用卫星电话 , 尺寸、天线就不是民用卫星电话那种了 , 因为它必须考虑功率、抗干扰、坚固可靠等问题
因此 , 4G手机的发射功率被限制在0.2瓦以下 , 5G手机的发射功率在0.2~0.4瓦左右 。
而军用电台的通信过程中 , 通常是没有“基站”这个帮手的 , 发射的功率根据用途、频段的不同也不尽相同 , 而且同样不是越大越好 。 虽说在同一频段中 , 发射功率越大意味着能实现更远的通信距离和更好的抗干扰能力 , 但设备的体积、重量会更大 , 散热、供电问题也更突出 , 同时也增加了信号被侦听截获的风险 , 所以需要权衡考虑 。
在军用电台家族中 , 功率最小的是用于连排级单兵间通信的手持电台 。 由于战场中单兵展开的距离一般在1~2千米内 , 加上单兵装备对于尺寸和重量的要求 , 单兵电台的功率不高 , 约在0.2瓦~5瓦之间 。

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▲ 装备PRC-710单兵手持电台的英军士兵 , 此类电台的功率一般在5瓦以内 。

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▲ AN/PRC-112型单兵电台 , 主要配备给直升机飞行员、乘员 , 供救生使用
功率提高到15~20瓦的话 , 设备大小就无法像单兵电台那样可以手持或挂在胸前了 , 只能以背负方式携行 。 工作在甚高频(VHF)、特高频(UHF)频段的背负式电台通信距离约30千米 , 能够满足营级部队通信需求 。 而工作在高频(HF)频段的背负式电台 , 可以借助短波被电离层反射的特性 , 配合高增益天线 , 通信距离可超过100千米 。

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▲ 正在操作PRC-162背负式电台的美军士兵 , 背负式电台的功率一般在20瓦上下 。
值得一提的是 , 对空通信和地面通信有着显著区别 。 工作在VHF频段的机载电台常用的功率是8~25瓦 , 但由于航空器之间或与地面台站传输的信号不会受地形地物的遮挡 , 因而机载电台和类似工作频段、功率的地面电台相比 , 通信距离要远很多 , 根据飞行高度的不同可达120~300千米 。

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▲ 第82空降师的空地联络官正在操作电台与F-16战斗机飞行员联络
20瓦以上的电台士兵就背不动了 , 20~50瓦是车载、坦克战术电台的常用功率 。 到了100~125瓦以上级别 , 短波电台就成了绝对主流 , 是野战通信车及师旅级固定台站常用的功率 , 通信距离可达400千米以上 。 400瓦~1000瓦就属于大功率电台的范畴 , 通信距离可达1000~3000千米 , 可用于战略战役级指挥 。 相对于短波电台 , 对流层散射电台的功率更大 , 通常为1~10千瓦 。

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▲ 国庆70周年阅兵上的散射通信车 , 两个大型网状天线 , 是散射电台的典型特征
不过 , 上述电台要是和长波电台比起来 , 简直就是“小儿科” 。 借助长波波段电磁波能够穿透海水的特性 , 长波电台多用于对水下潜艇的指挥 , 其通信距离远达4000~8000千米 , 发射功率可达500~2000千瓦 , 堪称军用电台发射功率当之无愧的“王者” 。
马岩:军事科普活跃作者 , 毕业于解放军理工大学 , 有多年部队信息化部门任职经历 , 擅于普及电子战相关知识 。 近年来累计发表科普作品20余万字 , 负责少年儿童出版社第六版《十万个为什么》丛书的雷达与电子战部分 。
出品:科普中国
作者:马岩
策划:金赫
监制:光明网科普事业部
【电台|军用电台与手机工作原理有何不同,功率一致么?】[责任编辑: 张梦凡 ]

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