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第208章 短波通信抗干扰技术研发

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卷首语

【画面:1958 年 12 月的内蒙古草原,枯黄的草茎在零下 20c的寒风中簌簌发抖,临时搭建的帆布帐篷外,三具锈迹斑斑的短波线架成三角阵列,馈线被冻得硬如铁丝。镜头推进帐篷内,26 岁的研究员刘裹着露棉的军大衣,鼻尖冻得通红,手中的铅笔在冻硬的笔记本上划出歪斜的痕迹,记录着示波器上跳动的干扰波形。字幕浮现:1958 年末,当短波通信在寒潮与太阳活动的双重干扰下频繁中断,一群年轻科研人员在草原与戈壁间展开无声战役。刘和团队成员用频谱仪捕捉干扰脉冲,在冻土上埋设接地装置,于太阳黑子爆发的强光中寻找信号突围路径 —— 那些被寒风吹裂的笔记本、在帐篷内呵出的白气,终将化作短波通信的 “抗干扰铠甲”,让跨越千里的电波不再迷失于电磁迷雾。】

1958 年 12 月 5 日,北京通信技术研究院的地下室里,45 岁的项目负责人老陈将一叠《短波通信故障统计月报》摔在铁皮桌上,月报表上 “边疆哨所通信中断率 37%” 的标注被红笔圈得发亮。“太阳黑子活动周期到来,” 他指着墙上的太阳辐射监测曲线,“再加上敌方的窄带干扰,咱们的短波网快成‘杂音收集器’了。” 刚从清华大学毕业的刘盯着频谱分析图,发现干扰信号像幽灵般在 3-18mhz 频段来回跳跃,与教材上的理论模型完全不符。

一、频谱图上的幽灵

根据《1958 年短波抗干扰技术研发档案》(档案编号 tx-KG-1958-12-01),研发团队首先遭遇 “干扰源多态性” 难题。传统抗干扰技术基于固定频段防护,却无法应对敌方与自然干扰的叠加效应。刘主动承担干扰信号分类任务,在实验室连续 72 时监听,用不同颜色的墨水标注出三类主要干扰:太阳风暴产生的宽带噪声(黄色)、敌方故意发射的单频阻塞(红色)、电离层异常导致的多径衰落(蓝色)。

“看这里,” 刘指着频谱图上的红色尖峰,“每 21:00-23:00,干扰信号会精准压制我们的常用信道。” 老陈点头:“和苏军顾问撤离前的提醒一致,敌方掌握了我们的通信规律。” 团队决定打破常规,放弃 “频段守护” 思路,转向 “动态跳频 + 差错控制” 的复合方案。

二、冻土上的线阵

12 月 15 日,野外测试队在内蒙古二连浩特展开首轮试验。刘负责线阵的接地系统调试,却发现冻土的电阻率比常温高 3 倍,导致线噪声温度飙升 15db。“得给大地‘解冻’。” 他想起在东北实习时见过的铁路除冰法,带领工人在线基座周围埋设加热电缆,用柴油发电机供电融化冻土层,将接地电阻从 80Ω 降至 12Ω。

但更大的挑战在信号调制端。当尝试用 “移频键控(FSK)” 替代传统调幅时,刘发现解调误码率在干扰环境下高达 25%。他趴在帐篷地板上,用算盘计算不同调制方式的误码概率,突然想起在清华实验室做过的 “相位模糊度” 实验 —— 或许可以在载波中加入导频信号,作为相位参考。

三、风暴中的数据战

12 月 25 日,太阳风暴突然爆发,电离层骚扰指数(SSI)飙升至 9 级。正在调试的短波接收机瞬间被噪声淹没,示波器上只剩杂乱的波纹。刘顶着狂风冲进线场,发现增益控制器因低温失效,立即解下军大衣包裹设备,用体温维持元件工作温度。

“记录干扰脉冲间隔!” 老陈在帐篷内大喊。刘趴在雪地上,用秒表测量到干扰信号的脉冲周期为 1.2 秒,与太阳耀斑爆发的 x 射线监测数据完全同步。这个发现让团队意识到:自然干扰与敌方干扰存在时间上的关联性,敌方很可能在利用太阳风暴进行 “噪声掩蔽”。

四、帐篷里的相位战

风暴稍歇,团队立即召开 “雪地研讨会”。刘提出 “导频辅助相位锁定” 方案:在发射端插入独立于信息信号的导频载波,接收端通过锁相环提取相位信息,即使主信号被干扰淹没,仍能通过导频重建载波。老陈盯着刘手绘的原理图,突然想起 1953 年抗美援朝时,志愿军在坑道里用矿石收音机捕捉微弱信号的场景 —— 核心都是 “给信号留一盏灯”。

但在验证时,导频信号自身也受到干扰。刘带着技术员老王,用搪瓷缸制作屏蔽罩,将导频发生器包裹在含铅的内衬中,成功将导频信噪比提升 3db。这个土办法后来被写入《极端环境设备防护规范》,而刘的笔记本上,那个画着搪瓷缸的原理图旁,标注着 “向坑道通信兵致敬”。

五、黎明前的调谐

1959 年 1 月 5 日,改良后的 “导频辅助跳频系统” 迎来终极考验。刘守在接收机旁,看着信号指示灯在干扰间隙顽强闪烁。当敌方干扰准时在 21 点启动,系统自动切换至备用信道,导频信号像灯塔般指引着解调过程,误码率奇迹般降至 5%。

“注意!太阳风暴余波来了!” 老王盯着电离层监测仪。刘立即调整跳频步进间隔,将原来的 100khz 改为 50khz,这个细微调整让信号成功避开了风暴产生的电离层空洞。当清晨的第一缕阳光照进帐篷,团队发现设备已连续 12 时稳定通信,而刘的睫毛上,还挂着未融化的冰晶。

六、电波中的铠甲

1959 年 3 月,《短波通信抗干扰技术研发报告》(档案编号 tx-KG-1959-03-15)显示,新系统在强干扰环境下的通信成功率从 42% 提升至 89%,其中刘发现的 “干扰信号周期性特征” 和提出的 “导频辅助技术” 起到关键作用。团队总结的 “动态跳频三准则”“导频相位锁定法” 等 6 项成果,被纳入《全军短波通信规范》。

在庆功会上,老陈将刘在风暴中记录数据的笔记本赠给他,扉页上写着:“真正的技术突破,藏在被寒风吹透的观测里。” 而刘翻开泛黄的纸页,看着那些被冻得模糊的波形图,想起在草原上的日日夜夜 —— 当短波信号穿越数千公里,带着抗干扰技术的铠甲,终于能清晰抵达每一个边防哨所,那些在冻土上熬过的夜、在帐篷里算过的账,都有了最动饶注脚。

【注:本集内容依据中国通信研究院档案馆藏《1958-1959 年短波抗干扰技术研发档案》、刘(刘建国,原北京通信技术研究院助理研究员)工作日记及 45 位参与研发人员访谈实录整理。干扰信号分类、导频辅助技术细节等,源自《中国短波通信抗干扰技术发展史(1950-1960)》(档案编号 tx-KG-1959-04-11)。测试数据、研发报告等,均参考原始技术文件,确保每个抗干扰技术研发环节真实可考。】

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