1 导言
短波通讯是指使用波长为100~10 m的电磁波进行无线电通讯。短波通讯多年来被广泛用于政府、军事、气候、商业等范畴，用以传送言语、文字、图画、数据等信息。尤其在军事范畴，短波通讯始终是军事指挥的重要手法之一。现在核算机技术飞速发展，数据库的提出，及仿真技术的使用，使军事指挥自动化进入一个新的阶段。短波战术渠道是指挥自动化体系(C3I)的一个子体系，该渠道充分使用核算机技术和电子地图数据库，完成遂行通讯，保证策划、仿生拉试预决议计划、通讯作战文书的生成。这儿仅对通讯仿真建模进行评论。
2 短波信道的传达损耗模型
短波天波通讯是以电离层为前言传达的，电离层的密度随昼夜、时节、太阳活动周期和经纬度改变而改变，因而传达损耗与时刻、时节、经纬度方位、地势等许多实时改变要素有关。考虑到现在所能核算的损耗，电离层传达损耗可表明为
式中，LP0是自由空间传达损耗，La是电离层吸收损耗，Ln是多跳地上反射损耗，Yp是额定体系损耗。
2．1 自由空间传达损耗
在短波信号传达过程中，因为电波逐步远离发射点，能量分散的面积越来越大，然后使得接纳点的场强越来越小。在核算该项损耗时，以为地球和电离层均是平面状况，反射是镜面反射，如图1所示，其间r表明天波传达中的射线距离：D是发射点A与接纳点B 之间的大圆距离(地球外表距离)，收发两端点间的地球中心夹角用a表明。
自由空间传达损耗的核算公式：
式中，R是地球半径，h是电离层高度，△是射线仰角。
(1)求大圆距离D
由电子地图可知发射端A和接纳端B的地舆经纬度，则大圆距离为：
式中，x1为发射端的地舆纬度；y1为发射端的地舆经度；x2为接纳端的地舆纬度；y2为接纳端的地舆经度。北纬纬度取正值，南纬纬度取负值，(y1-y2)为收发两点间的经度距离。
(2)求射线仰角△
由图1可得：
式中，h是电离层高度，其值可由阅历值取得。
2．2 电离层吸收损耗
电离层吸收损耗La分为偏移吸收和非偏移吸收，前者指反射区的吸收，后者指电离层D、E区域的吸收。一般偏移吸收损耗极小(≤1 dB)，能够疏忽。工程中常用以下半阅历公式:
式中(以h=100 km为例，下同)，θ0是100 km高度处的电波入射角,fH是100 km高度处的平均值，单位为MHz，n是跳数，Ii是吸收系数。Ii的核算公式为：
式中，R12为12个月太阳黑子的活动平均值，xi为穿透吸收区的太阳天顶角平均值。
仿真中选用数学核算和选取典型值的办法模仿。
(1)求电波入射角θ0将h=100 km代人式(6)。
(2)求磁旋频率fH我国经纬度大致规模为北纬：22°~55°，东经75°~135°，查100 km处磁旋频率的世界地图可得FH的取值规模为1．2～1．5 MHz。为核算简洁，界说如下：若反射点的纬度坐落北纬22°～35°，fH=1．3 MHz；北纬35°～45°，fH=1．4 MHz；北纬45°～55°，fH=1．5 MHz。
(3)求12个月太阳黑子的活动平均值R12 该值无法核算，可查表求得。
(4)求太阳天顶角xi某地某时刻的太阳天顶角是指太阳射线(光线)直射到地球经纬度上，再持续延伸到地心，此延伸线(即太阳直射线)与电台地点地舆经纬度到地心的直线之间的夹角。某地的太阳天顶角的巨细和该地的地舆方位、时节、时刻有关。
仿真可按下列过程进行：
(1)确认太阳直射线在地球上的经度太阳直射线1天(24 h)经过经度线360°，每小时经过15°，每分钟经过0．25°，每秒钟经过0．004 166 667°。太阳直射线投射到东经120°经度面时是我国正午12时0分0秒，核算120°E以西时刻由12时减，核算120°E以东时刻由12时加；核算 120°E以西的经度由120°E减，核算120°E以东的经度由120°E加。如12时30分，太阳直射方位在：120°-30×0．25°=112． 5°E
(2)确认太阳直射线在地球上的纬度太阳直射线经过的地球纬度线以1年为周期：由南纬23．5°到北纬23．5°，再回到南纬23．5°。春分和秋分这两天，太阳直射赤道，纬度为0°。夏至和冬至时太阳别离直射在北回归线23．5°N和南回归线23．5°S。太阳直射线阅历纬度范同为0°～23．5°。太阳直射线每天经过的纬度是：23．5／91．25(1个季度的天数)=0．257 534 247°；每小时经过的纬度是：23．5／(91．25×24)=0．01O 730 594°；每分钟经过的纬度是：23．5／(91．25x24x60)=0．000 178 843°；每秒钟经过的纬度是：23．5／(91．25x24x60x60)=0．000 002 981°。例如，如果是第2个季度，核算某天某时某分钟的太阳直射线地点的纬度，要首要核算这一天到春分的天数。假定某年春分为4月3日。核算4月23日 12时30分太阳直射线地点的纬度：
{[20(天)x24(时)+12(时)]x60(分)+30(分)}x0．000 178 843=5．284 810 65°N
依据上述核算，可得出4月23日12时30分太阳直射线地点的经纬度是(112．5°E，5．284．810 65°N)。
(3)确认太阳顶角由式(5)核算出太阳直射方位与电台地点方位的地球中心夹角便是所求的太阳顶角。
2．3 多跳地上反射损耗
在天波多跳传达形式中，传达损耗不只要考虑电波二次进入电离层，还要考虑地上反射的损耗(LR)。考虑圆极化波，地上反射损耗核算式如下；
式中，RV和RH别离为垂直极化和水平极化的反射系数。RV和RH的表明式别离为：
式中，εr是复介电常数，σ是地外表导电率，λ是作业波长。
仿真时，只考虑陆地(εr=4和σ=10-3 S／m)和海面(εr=80和σ=5 S／m)。若为多跳传达，应将求得的数值乘以(n-1)，即屡次地上反射损耗的总和值。
2．4 额定体系损耗
额定体系损耗不是一个安稳的参数，它与地磁纬度、时节、本地时刻、途径长度都有联系。工程核算中通常用经过重复校核的计算值来预算，表1列出了额定体系损耗(YP)以反射点的本地时刻为自变量的预算值。
3 体系仿真流程
图2为仿真体系整体结构。中，主控体系数据库中有2类数据库：仿真评价库和固定数据库。前者包含仿真使命分配库、通讯设备布设库和通讯信道布设库等，是在仿真评价过程中发生的；其后者包含传输信道模型库和通讯设备模型库等，由体系办理员保护。
体系仿真思维及流程：承受作战使命后，首要翻开电子地图，选取作战区域，地图办理模块随之运转；然后布设军事短波通讯网，将布设的各种设备参数信息及相关信息写入主控体系数据库，通讯仿真模块依据传达损耗模型得出成果，并经过显现模块显现。
4 仿真成果
为测验模型可行性，选取北京一广州通讯线路(夏日白日)：D=1 800 km，反射点方位为(110°E，31°N)，h=300 km，发射信号为1个语音信号，带宽为300～3 300 Hz。仿真成果如图3所示。从图3中能够看出，接纳信号遭受损耗与预期成果共同，然后证明了该数学模型的可行性。
5 定论
对C3I体系的短波通讯网进行仿真建模，其仿真成果对改善网络的功能有很大协助，对指挥者及时作出通讯保证策划和仿生拉试预决议计划有必定的指导意义。但该模型还有需改善的当地，如未考虑山地绕射、多径式微、多普勒频移等。后续作业将会对此进行改善。
