軍用電台與手機工作原理有何不同,功率一致麼?

 回答這個問題在討論功率之前,首先要說說二者的通信距離到底是多遠。當我們拿出手機,理論上可以和遠在異國的另一部手機通話,通信距離貌似很遠。但事實上,你的手機發出的信號並不是直接“飛”到對方的手機,而是被附近的基站接收,再通過光纜、微波等信道經過中繼、交換一係列流程,最終才撥通對方的手機。所以,不要以為你的手機信號強大到能夠“跨過山和大海”,其實它隻需要和幾百米內的基站“接上頭”就可以了,功率大了反而會幹擾其它基站的工作。

▲ 軍用衛星電話,尺寸、天線就不是民用衛星電話那種了,因為它必須考慮功率、抗幹擾、堅固可靠等問題

因此,4G手機的發射功率被限製在0.2瓦以下,5G手機的發射功率在0.2~0.4瓦左右。

而軍用電台的通信過程中,通常是沒有“基站”這個幫手的,發射的功率根據用途、頻段的不同也不盡相同,而且同樣不是越大越好。雖說在同一頻段中,發射功率越大意味著能實現更遠的通信距離和更好的抗幹擾能力,但設備的體積、重量會更大,散熱、供電問題也更突出,同時也增加了信號被偵聽截獲的風險,所以需要權衡考慮。

在軍用電台家族中,功率最小的是用於連排級單兵間通信的手持電台。由於戰場中單兵展開的距離一般在1~2千米內,加上單兵裝備對於尺寸和重量的要求,單兵電台的功率不高,約在0.2瓦~5瓦之間。

▲ 裝備PRC-710單兵手持電台的英軍士兵,此類電台的功率一般在5瓦以內。

▲ AN/PRC-112型單兵電台,主要配備給直升機飛行員、乘員,供救生使用

功率提高到15~20瓦的話,設備大小就無法像單兵電台那樣可以手持或掛在胸前了,隻能以背負方式攜行。工作在甚高頻(VHF)、特高頻(UHF)頻段的背負式電台通信距離約30千米,能夠滿足營級部隊通信需求。而工作在高頻(HF)頻段的背負式電台,可以借助短波被電離層反射的特性,配合高增益天線,通信距離可超過100千米。

▲ 正在操作PRC-162背負式電台的美軍士兵,背負式電台的功率一般在20瓦上下。

值得一提的是,對空通信和地麵通信有著顯著區別。工作在VHF頻段的機載電台常用的功率是8~25瓦,但由於航空器之間或與地麵台站傳輸的信號不會受地形地物的遮擋,因而機載電台和類似工作頻段、功率的地麵電台相比,通信距離要遠很多,根據飛行高度的不同可達120~300千米。

▲ 第82空降師的空地聯絡官正在操作電台與F-16戰鬥機飛行員聯絡

20瓦以上的電台士兵就背不動了,20~50瓦是車載、坦克戰術電台的常用功率。到了100~125瓦以上級別,短波電台就成了絕對主流,是野戰通信車及師旅級固定台站常用的功率,通信距離可達400千米以上。400瓦~1000瓦就屬於大功率電台的範疇,通信距離可達1000~3000千米,可用於戰略戰役級指揮。相對於短波電台,對流層散射電台的功率更大,通常為1~10千瓦。

▲ 國慶70周年閱兵上的散射通信車,兩個大型網狀天線,是散射電台的典型特征

不過,上述電台要是和長波電台比起來,簡直就是“小兒科”。借助長波波段電磁波能夠穿透海水的特性,長波電台多用於對水下潛艇的指揮,其通信距離遠達4000~8000千米,發射功率可達500~2000千瓦,堪稱軍用電台發射功率當之無愧的“王者”。

馬岩:軍事科普活躍作者,畢業於解放軍理工大學,有多年部隊信息化部門任職經曆,擅於普及電子戰相關知識。近年來累計發表科普作品20餘萬字,負責少年兒童出版社第六版《十萬個為什麼》叢書的雷達與電子戰部分。

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圖:源自網絡

出品:科普中國

作者:馬岩

策劃:金赫

監製:光明網科普事業部