短波通信的特征及原理有哪些？它有哪些不足？

短波通信是一种利用波长为100～10m(频率为3～30MHz)的电磁波进行的无线电通信技术。它主要依靠天波传播，可以经电离层一次或数次反射，最远可传输至上万里。短波通信具有传输距离远、覆盖范围广、组网灵活、抗毁能力强等优点，因此在军事、气象、商业等领域得到广泛应用。然而，短波通信也存在一些缺点，如稳定性差、多径效应和时间延迟等。为了提高短波通信的性能，现代的短波通信系统采用了许多新技术，如自适应技术、猝发传输技术、数字信号处理技术、差错控制技术、扩频技术等。

短波通信设备主要包括发信机、收信机、天线、电源和终端设备等。

发信机：将信息转换为电信号，通过天线发射出去。

收信机：接收天线收到的电信号，并将其还原为信息。

天线：将电信号转换为电磁波，并将其发射到空中。

电源：为通信设备提供电能。

终端设备：用于线路制式转换、信号处理和控制收发信台信号传送的枢纽。

此外，纠错设备也是短波通信中常用的设备，用于纠正因衰落或干扰造成的错码。

短波通信具有以下特征：

1. 天波传输：短波通信利用大气电离层对电磁波的反射和折射作用，实现远距离通信。天波传输的距离可近可远，取决于天线仰角及电离层状况。利用低仰角天线可实现远距离通信，利用高仰角天线可实现近距离通信。

2. 传输频带宽：短波通信使用高频频段，具有较宽的传输频带，能够传输较大的信息量。

3. 抗干扰能力强：短波通信具有较强的抗干扰能力，能够抵抗各种形式的干扰和破坏，适用于复杂环境下的通信需求。

4. 保密性好：由于短波通信的传输距离受到限制，容易被窃听和干扰，因此短波通信具有一定的保密性。

然而，短波通信也存在一些不足之处：

1. 稳定性差：由于大气电离层的随机性和不稳定性，天波传输容易受到干扰和衰落，导致通信质量不稳定。

2. 多径效应和时间延迟：由于大气电离层的分层性和不均匀性，短波信号在传输过程中可能会经历多径传播和时间延迟，导致信号失真和误码率增加。

3. 电离层衰落和大气噪声：电离层的随机变化会导致信号衰落和失真，大气噪声也会对信号产生干扰。这些因素都会对短波通信的质量产生影响。

4. 设备成本高：为了实现高质量的短波通信，需要投入较高的资金用于购置和维护相应的通信设备和系统。

短波通信问世以后，曾经兴旺过一段时间，但是它也有一些缺点。短波通信主要依靠天波传输，以电离层为中继，但电离层的状态很不稳定，季节的更换、昼夜的交替、气候的变化等因素，都可以引起电离层的变化，进而引起短波通信过程的波动，甚至会中断。短波通信还存在有天波与地波都传输不到的寂静区域，如果接收电台在这些区域内，就无法接收到短波信号，通信就无法进行。此外，电离层有好几个分层，同一频率的信号会沿着不同的途径反射到接收地点，这就是短波通信的“多径效应”;它也会使接收质量大大降低。再加上在短波通信波段内电台日趋拥挤，因此，短波通信已经不能满足人们的通信需要了。

为了满足新的要求，1929年克拉维开始进行微波通信的试验。1930年他在美国新泽西州的两个电台之间，用直径为3米的抛物面天线进行了微波通信。同一年，还有人开始用微波进行无线电广播。1933年，在克拉维的主持下，从英国的莱普尼列到法国的圣·因格列维特，开通了第一条商业用微波通信线路。1936年，索思沃思提出了超高频波导管的理论，并发明了微波用的波导管。简单地说，波导管就是把电磁波限制在其内部的一种空心金属管。波导理论的建立以及波导管的实验与应用，促使微波技术日趋完善。

1937年，美国物理学家瓦里安兄弟制出了双腔速调管振荡器，1939年，英国物理学家兰、德尔和布特制造出了多腔磁控管。这是两种微波电子管，它们可以分别以不同的方式，产生连续的微波振荡。这些研究成果为微波技术的形成和发展奠定了基础。在第二次世界大战期间，微波技术的研究是围绕着军用雷达的研制进行的，从而推动了微波元器件、高功率微波管、微波电路、微波测量等技术的研究与开发。