dixia tongxin
地下通信
underground communication
發射機、接收機和天綫全部設置在地下工事、隧道或礦井之內的無綫電通信。
一種類型的地下通信是互不連通並且相隔一定距離的地下工事或隧道之間的通信。這種地下通信按電磁波傳播途徑可分為透過岩層、通過地下波導和“上－越－下”三種模式。
① 透過岩層模式：采用這種模式需要開鑿幾百米至一、兩千米深的竪井,天綫穿過高電導率的覆蓋層,垂直伸入低電導率的岩層，讓電磁波在低電導率的岩層中傳播(圖1a電磁波不穿出地層的傳播模式示意圖)。為了減少電磁波的衰減須使用較低的頻率，一般用長波或甚長波。20世紀60年代初，美國曾對這種傳播模式進行多次試驗，當發射功率為一、兩百瓦時，通信距離達幾公裏至幾十公裏。
② 地下波導模式：理論分析表明，若使用兆瓦極的大功率和更低的頻率,並且岩層電導率約低於10□ 西/米，電磁波就可在覆蓋層下緣與莫霍層（見地下電波傳播）上緣間來回反射進行遠距離傳播（圖1b電磁波不穿出地層的傳播模式示意圖）。這種傳播模式稱為地下波導模式，其通信距離可超過1000～2000公裏。
上述兩種模式的主要優點是：高電導率覆蓋層有屏蔽作用，通信幾乎不受外界天電、工業及其他電臺幹擾；傳輸條件不隨外界變化，信號穩定可靠；通信隱蔽，保密性好。其主要缺點是：電磁波全在岩層中傳播，衰減很大，要達到較遠的通信距離，發射功率必須很大；使用的頻率很低，故通信容量很小；需要開鑿深井。
③ “上-越-下”模式：采用這種模式，天綫應水平架設在地下。電磁波自天綫輻射出來，首先嚮上穿出地層，經折射沿地面傳播，到達接收地域後，再經折射嚮下透入地層到達接收天綫（圖2中a“上－越－下”傳播模式示意圖）。工作頻率通常選在中波或長波波段。頻率過高則電磁波衰減太大，頻率過低則天綫效率太低，並且天電幹擾(見大氣噪聲)也太大，均不利於通信。使用小功率或中功率的發射機，通信距離可達十余公裏或百余公裏。若利用天波,通信距離可達數百公裏（圖2中b“上-越-下”傳播模式示意圖）。但是,此時宜工作於短波低頻端，而且天綫需要淺埋，埋深僅為1～2米。“上－越－下”模式的信號的穩定性、可靠性、隱蔽性，比透過岩層和地下波導兩種模式的都要差。但它利用較小的功率就可以獲得較遠的通信距離，而且天綫在隧道內架設方便，因此這種模式已進入實用階段。在地下工事之間、導彈發射井與地下控製中心之間，有的已建立這種模式的通信係統。
另一種類型的地下通信是礦井或隧道內部的無綫電通信。這種地下通信需要在隧道內架設漏泄電纜（見電信電纜），依靠電纜漏泄的電磁場和無綫電臺天綫的耦合來進行通信。這種通信方式一般工作在甚高頻或特高頻頻段。它可用於礦井內部流動人員、移動車輛的通信和地鐵固定臺站與列車之間的通信。此外，在鐵路或公路隧道中運行的車輛需要接收無綫電廣播或與隧道外的臺站進行通信時，也可采用這種方式，但需要在隧道口加設無綫轉接站，以便將隧道內的漏泄電纜和隧道外的無綫信道聯接起來。上述通信方式自70年代起已得到日益廣泛的應用。在礦井內部還可利用中頻、低頻或甚低頻無綫電波，使之穿過岩層進行近距離的通信，或在礦井塌陷處發出告警信號，供地面測嚮定位以進行救生之用。
（司徒夢天）
|