宽带高频天波传播：经传播数据验证的链路建模综述

《IEEE Open Journal of Antennas and Propagation》：Wideband HF Skywave Propagation: A Review with Link Modeling Corroborated by Propagation Data

　　高频（HF）波段，范围为3至30 MHz，广泛应用于多种应用，如超视距（BLOS）通信和地平线雷达系统。高频波段的远距离传播特性依赖地球电离层作为折射介质来建立超视距无线链路。然而，传统高频通信链路通常使用窄带宽信道（通常为3 kHz），这限制了可传输的数据量。在这篇观点文章中，我们讨论了建立宽带高频通信链路的挑战，重点包括电离层、噪声特性、天线性能和可用带宽。太阳辐射驱动电离层分层，其中波动的电子密度决定了随一天中的时间、季节和纬度变化的可用频率。由于高频背景噪声随频率增加而降低，在高频上限运行是有利的。我们提出了一个遵循ITU建议P.372-17的噪声预测模型，并强调了高定向天线如对数周期偶极子阵列在优化链路信噪比方面的作用。使用射线追踪技术，我们建模了几个代表性宽带高频链路，这些链路采用近垂直入射天波（NVIS）或长距离天波模式，距离范围从约390到5,200公里。我们研究了这些链路在带宽高达1 MHz时的性能，并展示了它们的白天和夜间电离层图，发射机和接收机位置跨越赤道附近到高北纬地区。建模的最大可用频率与同一时期内众包的FT8接收数据和直接电离层探测仪测量进行了验证，这些数据来自有传播数据可用的链路。