流星余迹通信

用流星余迹反射无线电波的通信

流星在掠过空中时会发出大量的光和热，它会使周围的气体电离，并很快扩散形成以流星轨迹为中心的柱状电离云，这种电离云具有反射无线电波的特性。这就是所谓的“流星余迹”。利用流星余迹反射无线电波而进行的远距离通信叫流星余迹通信。流星余迹通信常用的波段为30～100兆赫（MHz）。

历史

流星余迹通信于20世纪50年代中最早由业余无线电爱好者提出，50年代末加拿大实现了流星余迹通信，70年代末美国用于数据收集及军事通信。其它国家如英、苏、芬兰、埃及等均有应用。我国于50年代末进行了传播试验，60年代研制设备，70年代末开始建立流星余迹专用链路。

定义

（1）简介

流星是人们所熟悉的一种自然现象。当宇宙空间的细小物体或尘埃飞经地球大气层时，便与大气摩擦而发出光和热。如果这种现象发生在夜晚，我们在地面上便会看到一条条清晰的光迹，这就是流星体所经过的轨迹。

就是这样一种转瞬即逝的天体现象，也没有在细心的科学家面前悄然溜过。他们发现，流星在掠过空中时会发出大量的光和热，它会使周围的气体电离，并很快扩散形成以流星轨迹为中心的柱状电离云。这就是所谓的“流星余迹”。这种电离云具有反射无线电波的特性。于是，人们便设想把载有某种信息的无线电波对准流星余迹，通过它的反射，为远在千里之外的别的接收站所接收。这就是利用流星余迹进行通信的最基本的设想。

可能有人会想，流星不常见到，而且一闪而过，用它来通信靠得住吗?其实，在宇宙空间，每小时都有数以亿计的流星掠过大气层，只不过是，其中很多不为我们的肉眼所察觉罢了。当然，流星转瞬即逝的特征，也必然会给通信的连续性带来一定的麻烦。它不大适合于用在像电话那样的连续实时通信上。针对流星转瞬即逝的特点，我们在发射设备中加装了发送消息存储器，存储经计算机处理过的信息。在流星余迹出现时这些消息便一份一份地被发送出去。在接收方也加装了接收消息存储器。它的任务是把断断续续收到的信息先存储起来，然后把它变换成连续信息后再送到接收者的手中。流星余迹通信的主要优点是：1、通信距离远。实验表明，利用功率为500瓦至几千瓦的发射机及普通的八木天线，通信距离就可达1500公里，最大通信距离约2300公里；2、保密性强。由于电波反射具有非常明显的方向性，不易被窃听，而且容易防止干扰台的影响；3、通信的稳定性好，不太受电离层骚扰和极光的影响。其不足之处是：由于发送状态是断续的，信息有延迟，有时可达几分钟，因而不适应传送在这段时间内的信息。用印字电报传送信息时，错误的百分比较大；终端设备较复杂。

（2）定义

流星余迹通信利用流星穿过大气层时形成的短暂电离余迹对无线电波的反射或散射作用进行通信的方式。据估计每昼夜进入大气层的流星总数达1012个。仅当收发天线波束相交区域内出现流星余迹且反射信号，并在接收点有足够场强时才能通信。流星余迹信号的持续时间为零点几秒到几秒，故这种通信是一种间歌的突发通信。其可用工作频率为30～7OMHz，常用40～50MHz，单跳最大距离为2000km。通信系统由甚高频（VHF）收发信机、天线、自动控制设备及收发信息存储设备等组成。采用了微处理机控制、前向纠错、频率合成、自适应调节数据率（2～64kbit/s）等技术。

优点

（1）通信距离远。实验表明，利用功率为500瓦至几千瓦的发射机及普通的八木天线，通信距离就可达1500公里，最大通信距离约2300公里；

（2）保密性强。由于电波反射具有非常明显的方向性，不易被窃听，而且容易防止干扰台的影响；

（3）通信的稳定性好，不太受电离层骚扰和极光的影响，受核爆炸和太阳黑子活动的影响相对较小。

缺点

（1）由于发送状态是断续的，信息有延迟，有时可达几分钟，因而不适应传送实时信息。

（2）用印字电报传送信息时，错误的百分比较大；终端设备较复杂。

通信距离

流星余迹通信的通信距离可达2000千米。比起短波通信来，它受太阳黑和核爆炸的影响较小，因此很受军方人士的青睐。他们认为，在未来战争中，人造通信卫星将成为主要的袭击目标。在卫星通信系统遭破坏后，流星余迹通信便是一种理想的应急通信手段了。流星余迹通信也特别适合于恶劣环境下的气象通信。

流星的作用就相当于一个天然卫星。但是，它不像卫星通信那样需要昂贵的发射费用，也不存在维修和保养的问题。因此，建立一个流星余迹通信系统,其费用只有建立承担同样任务的卫星通信系统的十分之一。而且，它的保密性也很好。目前，英、美等国的研究人员正在建设一个覆盖西欧和部分东欧国家的流星余迹通信网，探讨最终以流星通信代替卫星通信的可能性。

流星余迹通信网

流星余迹通信网可分单一数据收集网、主干线网及格型网，如图2所示。这些网的特点是链路均为突发型。在由主站、从站构成的链路中，主站连续地发送探测信号，从站收到后得知有流星余迹可供建立通信时，即向主站发送数据，一旦流星余迹消失，则等待下次出现流星时再发。流星余迹通信网的主要性能参数是吞吐量及等待时间。它是一种小容量、非实时、可靠的通信手段。优点为核爆炸几小时后即能重建通信，不易被截收，抗干扰性能好、抗毁性好，设备简单、操作方便，通信距离远。缺点是通信容量小，非实时。

应用

流星的作用就相当于一个天然卫星。但是，它不像卫星通信那样需要昂贵的发射费用，也不存在维修和保养的问题。因此，建立一个流星余迹通信系统，其费用只有建立承担同样任务的卫星通信系统的十分之一。

目前，英、美等国的研究人员正在建设一个覆盖西欧和部分东欧国家的流星余迹通信网，探讨最终以流星通信代替卫星通信的可能性。

（1）战争

流星余迹通信早已在战争中获得应用。今天，面对现代战争随时有可能发生的严酷现实，人们又一次对流星余迹通信的作用和地位进行了新的认识和评价。

人们发现，它受核爆炸和太阳黑子活动的影响相对较小，适合于用作核爆炸情况下的应急通信。

另外，在未来战争中当卫星受到袭击时，流星余迹通信可用于对部队的指挥和调度。

正是由于这些缘故，它曾被美国国防部列为20世纪90年代重点建设的十大通信系统之一，其他一些国家也竞相进行这方面的研究。

（2）民用

流星余迹通信还在许多民用领域派上了用场，如用于飞机和车辆的调度，以及森林火灾的报警等。

流星余迹通信也特别适合于恶劣环境下的气象通信。

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