目前還沒有比無線電更好的資訊交流方式。 量子通訊還要等待很久，可見在未來很長一段時間裡，無線電仍然是人類重要的通訊手段。

傳輸即為接收。若要接收訊號，則關係到天線問題。對於天線來說，接收的訊號的波長越短，天線的尺寸越小。而高頻則正好對應短波，你明白了？舉例說，若用米波，天線會達到幾公里長，所以天線是一個方面，還有一個方面，就是載波頻率高了，就可以承載更多的資訊（頻寬可以更寬）。

只有高頻訊號才能向外輻射能量.低頻訊號輻射的能量極小.

高頻/短波無線電

高頻無線電有時也被稱為短波無線電。這兩個術語代表的都是從3MHz至30MHz波段範圍的無線電通訊。“短波”的名字來自無線電波的波長。但從某種意義上說，這個名字有點名不副實，因為3MHz的無線電波長接近100米，即使是30MHz的無線電，波長也有十米。對大多數人來說，這一波長還是很長的。之所以把高頻無線電又稱為“短波”是因為在20世紀初無線廣播的鼎盛時期，高頻無線電的波長確實比長波和中波短得多。中波無線電的波長範圍為300kHz至3MHz，波長對應為1000米至100米，長波通訊使用低於300kHz的無線電，這意味著它的波長大於1000米。

圖一 高頻/短波無線電的頻段

短波無線電的第一次應用發生在1923年6、7月間。無線電之父古列爾莫·馬可尼（Guglielmo Marconi）與英國無線電領域先驅查爾斯·塞繆爾·富蘭克林（Charles Samuel Franklin）一起，使用3MHz頻率進行了一系列實驗性無線電傳輸。這些試驗是在英格蘭西南部康沃爾郡的珀爾度（Poldhu）無線電站和馬可尼位於4228.3公里之外西非沿海維德角群島的“愛麗特拉（Elettra）”號遊艇之間進行的。1924年9月又進行了進一步實驗，實驗頻率變成了12.4MHz。這次傳輸是在珀爾度和馬可尼停泊在貝魯特附近的遊艇之間進行的。此前兩個月，馬可尼已經與英國郵政總局簽訂了合同，在倫敦與澳洲、加拿大、印度和南非之間提供短波電報服務。從此以後，短波通訊進入了蓬勃發展階段，直到上世紀50年代中期洲際海底電信電纜的興起，以及由美國“軌道中繼訊號通訊（Signal Communication by Orbit Relay Equipment，SCORE）”工程啟動的衛星通訊（SATCOM）——1958年12月18日，世界上第一顆專用通訊衛星發射升空。

圖二 手繪的馬可尼珀爾度無線電發報站，天線邊長200米。

圖三 馬可尼的“愛麗特拉”號遊輪

儘管海底電纜和SATCOM在各自領域取得了長足的進步，但高頻通訊至今仍在使用。例如，業餘無線電愛好者使用高頻頻段的一部分與世界各地的同好進行通訊。更為神秘的是，有一些所謂的“數字站”會透過高頻波段自動廣播一系列可以接收的數字。 這種傳輸被政府和情報機構用來與世界各地的情報人員進行編碼通訊。高頻通訊對軍隊也仍然具有吸引力，因為“一旦擁有高頻無線電裝置，您就可以以任何需要的方式部署它：行動式、固定式、車載式，使其具有高度的通用性。”與SATCOM相比，HF還具有很高的成本效益。前者需要專用的終端和天線，更不用說衛星本身，或者如果所涉國家沒有自己的航天器，則需要租用衛星頻寬。相對的HF通訊的唯一開銷是無線電本身。

此外，高頻無線電可以穿透叢林和樹冠層，在這點上要勝過甚高頻/超高頻（VHF/UHF，30MHz至3GHz）通訊。在森林和熱帶雨林這樣標準傳輸難以有效通訊的地區，HF通訊是保持部隊聯絡的唯一途徑。不需要複雜基礎設施的高頻通訊還讓使用者可以快速部署，以在發生自然災害時迅速恢復受損的通訊。當災難發生後，能夠迅速建立超視距通訊可以挽救生命並加速清理工作。以亞太地區為例，大多數國家的土地面積很大，還有一些人口異常稠密的城市，很難用標準的商業或視距內無線電提供通訊覆蓋。HF通訊對亞太地區的特種部隊特別有吸引力。此外，它還被用於支援營，旅和師級的指揮和控制網路。菲律賓和巴基斯坦的軍隊就廣泛使用L3哈里斯公司生產的AN/PRC-150C和RF-7800H-MP手持高頻無線電臺。

圖四 AN/PRC-150C高頻無線電臺

圖五 RF-7800H-MP高頻無線電臺

HF為什麼如此吸引人？ 簡單而言，就是高頻無線電波的電離層反射。電離層是從距地表60公里至1,000公里之間的大氣層上層。這一帶電粒子層不能被HF訊號穿透，而是被反射回地球表面，從而使HF通訊可以達到洲際距離。但是，高頻通訊也有它的缺點：

一天中的不同時間對其的傳輸距離會產生影響。白天，在12MHz及以上頻段比波長更長的頻段傳輸的更遠；晚上則正好相反。

電離層本身分為幾層。最下面的D層高度在60和90公里之間。但它僅在白天，Sunny將原子分解成自由電子和離子時存在。

太陽耀斑也會對高頻通訊產生影響。當太陽噴出的等離子體超出日冕時，會出現耀斑爆發現象。這些噴發產生的粒子可以穿透電離層，在地球北極和南極地區產生美麗的極光外，也會嚴重破壞高頻通訊。

圖六 地球電離層對高頻無線電波的反射

圖七 電離層的示意圖，注意最下方的D層只在白天存在

HF的另一個缺點是與VHF/UHF相比，它可以承載的資料量（傳輸速率）有限。直到最近，高頻無線電的資料傳輸速率可能仍未超過9.6Kbps。這與UHF通訊可以承載的每秒兆位元（Mbps）的資料速率形成鮮明對比。

巴雷特通訊公司的HF無線電臺在亞太地區一直銷路良好，它的客戶包括孟加拉國、斐濟和印度尼西亞等國的武裝部隊。該公司表示，其HF收發報機易於使用和維修，且擁有具備競爭力的價格和靈活的培訓選擇。該公司將在2020年4月推出新的PRC-4090系列固定式、行動式和車載HF收發報機產品。新產品能夠處理基於網際網路協議（Internet Protocol，IP）的資料通訊，並擁有易於使用的觸控式螢幕和多種操作語言。

圖八 巴特雷公司的RPC-4090系列戰術高頻無線電臺

高頻通訊的優勢也帶來了該領域不斷的技術創新。 在去年的DSEI展會期間，柯林斯航空航天（Collins Aerospace）公司展出了其新的URG-IV高頻寬頻無線電臺。據稱，它已接到了來自歐美軍方使用者的一些訂單。過去，高頻無線電的應用由於其頻寬限制而受到影響。傳統的高頻無線電提供的典型頻寬是3KHz。科林斯公司聲稱，URG-IV可提供高達48KHz的頻寬。這使無線電能夠實時傳輸IP資料，提供檔案傳輸和影片處理應用。透過看似很小但仍然很重要的創新，這已經成為可能。列出高頻無線調變解調器要求的美國國防部MIL-STD-188-110B標準為HF傳輸分配了24KHz的頻寬。該頻寬足以承載高達9.6Kbps的資料傳輸率。而北大西洋公約組織的STANAG 4539標準規定了高達200KHz的HF頻寬。這使高頻無線通訊的吞吐量發生了很大的變化：如今，在良好的傳播條件下，高頻無限通訊可以使用頻寬48kHz的通訊通道達到240Kbps的資料傳輸速率。

圖九 科林斯公司的URG-IV高頻無線電臺

高頻通訊比其他通訊更安全，並且更能抵抗干擾和攔截。首先，HF通訊依賴於最低可用頻率（Lowest Usable Frequency，LUF）和最大可用頻率（Maximum Usable Frequency，MUF）的限制。LUF是在給定的時間段內，每月90％的天數都可提供理想信噪比的HF頻率；MUF是可以在每月50％的天數進行電離層發射通訊的最高HF頻率。根據地點和季節的不同，LUF和MUF並非固定的。因此，HF通訊必須適應當前的LUF / MUF條件。為了干擾HF通訊，必須知道其對手計劃使用的HF頻率，干擾才有效。其次，儘管如MIL-STD-188-110B和STANAG 4539所規定的那樣，可用的HF頻寬已經增加，但是HF傳輸仍可以佔據一個狹窄的頻帶。由於HF通訊的距離較遠，到達目的地時，它們的傳輸訊號可能非常微弱，被電磁噪聲所掩蓋。這使得通訊情報監聽人員很難檢測到感興趣的訊號。

高頻通訊復興的另一個原因是衛星通訊的脆弱性。衛星通訊正面臨日益增長的硬殺傷和電子干擾的危險。使用地空導彈和殺手衛星對航天器造成的威脅正在日益擴散。2019年3月27日，印度國防研究與發展組織（Defense Research and Development Organization，DRDO）用DRDO PRV Mk.II地對空導彈進行了反衛星（Anti-Satellite，ASAT）武器的測試。在該測試中，導彈摧毀了DRDO的Microsat-R地球觀測衛星。

圖十 印度在去年3月進行的反衛星實驗

同時，衛星通訊也不斷成為電子攻擊的目標。據稱，俄羅斯陸軍裝備的Protek公司R-330ZH “居民（Zhitel）”電子戰系統能夠干擾使用1.525GHz至1.646GHz波段的國際海事衛星和使用1.616GHz至1.626GHz波段的銥星。鑑於網際網路情報的說法，該干擾器可以覆蓋從100MHz至2GHz的波段，因此其他許多衛星通訊系統也在干擾頻段內。據信，俄羅斯已經在烏克蘭和敘利亞戰區使用了R-330ZH系統，並向伊朗出口。

圖十一 俄羅斯陸軍裝備的Protek公司R-330ZH “居民”電子戰系統

在過去的幾十年中，HF通訊已經發生了革命性的變化。 除了可用於高頻軍事通訊的頻寬大大擴充套件了以外，“自動鏈路建立（Automatic Link Establishment，ALE）”技術的出現極大地簡化了其使用。ALE技術採用數字化方法來初始化和管理HF通訊，即使在充滿電子干擾的戰場也可提供牢固的連結。這使HF更加安全可靠。法國泰雷茲（Thales）公司目前正在開發據稱是世界上第一臺認知高頻無線電臺。你可以把認知無線電臺認為是可以感知其環境並根據觀察到的情況做出相應反應的無線電收發器和通訊網路。例如，如果高頻無線電在特定頻率上遭受了特別嚴重的干擾，而在另一個頻率上卻沒有，該電臺會把這一場景記錄下來。將來當遭受類似干擾時，該無線電可能會自動切換到相似的未乾擾頻率，而不必通知操作人員。類似地，無線電裝置可能能夠透過學習知道作戰區域內可用的HF頻寬，從而適當地調整其傳輸速率。毋庸置疑，人工智慧和機器學習是認知無線電技術的核心。

圖十二 ALE技術是高頻無線電技術的一大創新

泰雷茲公司開發了HF XL概念技術。HF XL技術可以讓無線電臺確定有多少高頻頻寬——這可能不是單個連續的頻段，而是多個不連續的小頻寬頻帶，並將這些離散頻帶合併成一個大的可用通道。這樣，使得高頻無線電臺可以在任何傳播條件下，不受HF頻譜變化的影響，都能提供長期有效的高資料傳輸率、長距離HF鏈路。透過避免使用單個大頻寬通道，而選擇在多個通道上進行傳輸，可以更有效地保證通訊的持續性，並且更不易受到干擾和干擾。北約目前正在進行HF XL協議的標準化。

圖十三 泰雷茲公司關於高頻無線電通訊網路的示意圖