軍用跳頻電臺大多是短波或超短波電臺。

　　跳頻是常用的擴頻方式之一，其工作原理是指收發(fā)雙方傳輸信號的載波頻率按照預定規律進(jìn)行離散變化的通信方式，也就是說(shuō)，通信中使用的載波頻率受偽隨機變化碼的控制而隨機跳變。從通信技術(shù)的實(shí)現方式來(lái)說(shuō)，“跳頻”是一種用碼序列進(jìn)行多頻頻移鍵控的通信方式，也是一種碼控載頻跳變的通信系統。從時(shí)域上來(lái)看，跳頻信號是一個(gè)多頻率的頻移鍵控信號;從頻域上來(lái)看，跳頻信號的頻譜是一個(gè)在很寬頻帶上以不等間隔隨機跳變的。其中：跳頻控制器為核心部件，包括跳頻圖案產(chǎn)生、同步、自適應控制等功能;頻合器在跳頻控制器的控制下合成所需頻率;數據終端包含對數據進(jìn)行差錯控制。

　　與定頻通信相比，跳頻通信比較隱蔽也難以被截獲。只要對方不清楚載頻跳變的規律，就很難截獲我方的通信內容。同時(shí)，跳頻通信也具有良好的抗干擾能力，即使有部分頻點(diǎn)被干擾，仍能在其他未被干擾的頻點(diǎn)上進(jìn)行正常的通信。由于跳頻通信系統是瞬時(shí)窄帶系統，它易于與其他的窄帶通信系統兼容，也就是說(shuō)，跳頻電臺可以與常規的窄帶電臺互通，有利于設備的更新。

　　通信收發(fā)雙方的跳頻圖案是事先約好的，同步地按照跳頻圖案進(jìn)行跳變。這種跳頻方式稱(chēng)為常規跳頻(Normal FH)。隨著(zhù)現代戰爭中的電子對抗越演越烈，在常規跳頻的基礎上又提出了自適應跳頻。它增加了頻率自適應控制和功率自適應控制兩方面。

　　在跳頻通信中，跳頻圖案反映了通信雙方的信號載波頻率的規律，保證了通信方發(fā)送頻率有規律可循，但又不易被對方所發(fā)現。常用的跳頻碼序列是基于m序列、M序列、RS碼等設計的偽隨機序列。這些偽隨機碼序列通過(guò)移位寄存器加反饋結構來(lái)實(shí)現，結構簡(jiǎn)單，性能穩定，能夠較快實(shí)現同步。它們可以實(shí)現較長(cháng)的周期，漢明相關(guān)特性也比較好，但是當存在人為的故意干擾(如預測碼序列后進(jìn)行的跟蹤干擾)時(shí)，這些序列的抗干擾能力較差。

　　在90年代初，出現了基于模糊(Fuzzy)規則的跳頻圖案產(chǎn)生器。在這種系統中，由模糊規則、初始條件以及采樣模式共同來(lái)決定系統的輸出序列。只要竊聽(tīng)者不知道模糊規則、初始條件、采樣模式三者的任何一個(gè)，就無(wú)法預測到系統的輸出頻率，由此就提高了系統的抗竊聽(tīng)能力和抗干擾能力。模糊跳頻給出的跳頻碼序列與傳統的跳頻碼序列相比更加均勻，也更難預測。

　　90年代末有人提出了混沌(chaotic)跳頻序列。其基本思想是通過(guò)混沌系統的符號序列來(lái)生成跳頻序列。在這個(gè)混沌系統中要確定一個(gè)非線(xiàn)性的映射關(guān)系、初始條件和混沌規則，三者 確定一個(gè)輸出序列。由此確定的混沌跳頻序列體現了良好的均勻性，低截獲概率，良好的漢明相關(guān)特性以及具有理想的線(xiàn)性范圍。

　　與一般的數字通信系統一樣，跳頻系統要求實(shí)現載波同步、位同步、幀同步。此外，由于跳頻系統的載頻按偽隨機序列變化，為了實(shí)現電臺間的正常通信，收發(fā)信機必須在同一時(shí)間跳變到同一頻率，因此跳頻系統還要求實(shí)現跳頻圖案同步。跳頻系統對同步有兩個(gè)基本要求：一是同步速度快，二是同步能力強。目前跳頻電臺的同步方法有精確時(shí)鐘法、同步字頭法、自同步法、FFT捕獲法、自回歸譜估計法等等。在實(shí)際應用中，同步方案常常綜合使用多種同步方法。例如戰術(shù)跳頻系統中常用掃描駐留同步法，綜合使用了精確時(shí)鐘法、同步字頭法、自同步法三種同步方法，分成掃描和駐留兩個(gè)階段進(jìn)行。掃描階段完成同步頭頻率的捕獲，駐留階段從同步頭中提取同步信息，從而完成收發(fā)雙方的同步。

　　在自適應跳頻中，同步還包括收發(fā)雙方頻率集更新的同步，保證雙方同步地實(shí)現壞頻點(diǎn)替代，否則會(huì )使收發(fā)雙方頻率表不一致，導致通信失敗。

　　頻合器是跳頻通信系統中的關(guān)鍵部分，目前大多數跳頻電臺中使用的頻率合成器采用的是鎖相環(huán)(PLL)頻率合成技術(shù)，但是該技術(shù)的頻率轉換速度已經(jīng)接近其很限，要進(jìn)一步改善的技術(shù)難度越來(lái)越大，而且分辨率較低。為了能夠進(jìn)一步提高跳頻速率，提出了直接式數字頻合器(DDS)。它采用全數字技術(shù)，具有頻率分辨率高，頻率轉換時(shí)間快，輸出頻率可以很高而且穩定性好，相位噪聲低等優(yōu)點(diǎn)，可滿(mǎn)足快速跳頻電臺對頻率合成器的要求。例如在美國的JTIDS中，跳速達到每秒35800跳，只有采用直接數字頻合器才能實(shí)現。但是DDS的價(jià)格昂貴，復雜度大，直接用于戰術(shù)跳頻電臺有相對的難度。如果采用DDS+PLL的方法，結合兩者的長(cháng)處，可以獲得單一技術(shù)難以達到的效果。

　　在跳頻系統中，即使在信道條件良好的情況下，仍有可能在少數跳中出現錯誤，因此有必要進(jìn)行差錯控制。差錯控制的方法主要分為兩類(lèi)：一是自動(dòng)請求重發(fā)糾錯(ARQ)技術(shù);二是采用前向糾錯(FEC)技術(shù)。

　　ARQ技術(shù)可以很好的對付隨機錯誤和突發(fā)錯誤，它要求有反饋電路，當信道條件不好時(shí)，需要頻繁的重發(fā)，終可能導致通信失敗。

　　FEC技術(shù)不需要反饋電路，但是需要大量的信號冗余度以實(shí)現優(yōu)良的糾錯，從而會(huì )降低信道效率。由于糾錯碼對突發(fā)錯誤的糾錯能力較差，而通過(guò)交織技術(shù)可以使信道中的錯誤隨機化，因此，經(jīng)常采用編碼與交織技術(shù)相結合的辦法來(lái)獲得良好的糾錯性能。

　　在跳頻系統中常用的糾錯編碼技術(shù)有漢明碼、BCH碼、trellis碼、RS碼、Golay碼、卷積碼和硬判決譯碼、軟判決譯碼等。1993年提出了TURBO碼，其信噪比接近于Shannon很限，引起了人們的很大興趣。與RS碼等常用的跳頻編碼相比， TURBO碼在跳頻系統中顯示了很大的應用潛能。此外，還可以把不同的編碼方法結合在一起，取長(cháng)補短，進(jìn)行聯(lián)合編碼。在快跳頻方式下，還可以運用重發(fā)大數判決來(lái)克服跳頻頻段內的快衰落。

　　跳頻電臺在實(shí)際應用中通常要組成跳頻通信網(wǎng)，以實(shí)現網(wǎng)中的任何兩個(gè)通信終端均能夠做到點(diǎn)到點(diǎn)的正常通信。組網(wǎng)除了要避免近端對遠端的干擾、碼間干擾、電磁干擾等其它干擾以及由系統引起的熱噪聲等噪聲干擾以外，還要注意避免由組網(wǎng)引起的同道干擾、鄰道干擾、互調干擾、阻塞干擾等。采用跳頻的多址通信網(wǎng)具有很多優(yōu)點(diǎn)：抗干擾能力強，低截獲概率，低檢測概率，對頻率選擇性衰落有很好的抑制作用等等。但是，與常用的DS/CDMA系統相比，跳頻網(wǎng)的很大用戶(hù)數相對較小。

　　跳頻通信網(wǎng)可以分為同步通信網(wǎng)和異步通信網(wǎng)。跳頻通信網(wǎng)有多種組網(wǎng)方式，如分頻段跳頻組網(wǎng)方式、全頻段正交跳頻組網(wǎng)方式等。在分頻段跳頻組網(wǎng)方式中，系統把整個(gè)頻段分成若干個(gè)子頻段，不同的通信鏈路采用不同的子頻段進(jìn)行通信，從而有效地防止同一通信網(wǎng)間的干擾。全頻段正交跳頻組網(wǎng)方式僅用于同步跳頻通信網(wǎng)中，也就是說(shuō)整個(gè)通信網(wǎng)中只有一個(gè)基準時(shí)鐘，通過(guò)設計在某一相同時(shí)刻t的N個(gè)相互正交的跳頻頻率序列來(lái)進(jìn)行組網(wǎng)，這樣盡管各個(gè)終端間的通信均使用相同頻段，但是由于瞬時(shí)的跳頻頻率點(diǎn)不相同，因此可保證它們之間不會(huì )出現同頻道干擾。自適應跳頻通信系統中，由于在通信過(guò)程中會(huì )去除那些通信條件惡劣的信道，因此頻率更新后可能會(huì )出現同頻道干擾現象，故必須設計一種良好的頻點(diǎn)更新算法，保證更新后的跳頻序列之間依然是正交的，否則可能會(huì )使各通信節點(diǎn)之間頻繁出現頻率碰撞，導致無(wú)法正常通信。實(shí)際應用中也可以把以上兩種組網(wǎng)方式結合進(jìn)行。例如英國Recal-Tacticom公司的Jaguar系列電臺在組網(wǎng)中就同時(shí)采用了這兩種組網(wǎng)方式，可組網(wǎng)數目達到200—300個(gè)。

　　除了以上這些關(guān)鍵技術(shù)以外，調制解調方法在跳頻系統中也很重要，可以采用FSK、QAM、QPSK、QASK、DPSK、QPR、數字chirp調制等多種調制方式。

　　自適應跳頻系統是在常規跳頻系統的基礎上，實(shí)時(shí)地去除固定或半固定干擾，從而自適應地自動(dòng)選擇優(yōu)良信道集，進(jìn)行跳頻通信，使通信系統保持良好的通信狀態(tài)。也就是說(shuō)，它除了要實(shí)現常規跳頻系統的功能之外，還要實(shí)現實(shí)時(shí)的自適應頻率控制和自適應功率控制功能，因此就需要一個(gè)反向信道以傳輸頻率控制和功率控制信息。 通過(guò)可靠的信道質(zhì)量評估算法，發(fā)現了干擾頻點(diǎn)后，應當在收發(fā)雙方的頻率表中將其刪除，并以好的頻點(diǎn)對它們進(jìn)行替換，以維持頻率表的固定大小。這種檢測和替換是實(shí)時(shí)進(jìn)行的。為增加跳頻信號的隱蔽性和抗破譯能力，跳頻圖案除具有很好的偽隨機性、長(cháng)周期外，各頻率出現次數在長(cháng)時(shí)間內應具有很好的均勻性。在引入自適應頻率替換算法對頻率表進(jìn)行實(shí)時(shí)更新后，為保障系統性能，仍然要求跳頻圖案具有很好的均勻性，所以應當依次用不同的質(zhì)量較好的頻點(diǎn)來(lái)分別替換被干擾的頻點(diǎn)。

　　收端頻率表的更新會(huì )導致收發(fā)頻率表的不一致性。為了使收發(fā)頻率表同步更新，必須通過(guò)反饋信道將收端的頻率更新信息通知發(fā)方。這種信息的相互交換是一種閉環(huán)控制過(guò)程，需要制定相應的信息交換協(xié)議來(lái)保證頻表可靠的同步更新。衡量協(xié)議有效性的另一個(gè)重要指標便是頻點(diǎn)去除的速度。在檢測出干擾頻點(diǎn)后，干擾頻點(diǎn)去除的速度越快，對通信的影響越小。

　　信道質(zhì)量評估的另一個(gè)作用是進(jìn)行自適應功率控制。功率控制就是要把有限的發(fā)送功率很好地分配給各個(gè)跳頻信道，使得各個(gè)信道都能夠以小發(fā)射機功率實(shí)現正常通信，從而提高跳頻信號的隱蔽性和抗截獲能力。在自適應跳頻系統中，系統檢測每個(gè)信道的通信狀況，并通過(guò)信道質(zhì)量評估單元中的功率控制算法對每個(gè)跳頻信道單獨進(jìn)行功率控制。

　　功率控制算法可以基于兩種原則：一是比特誤碼率小原則，算法為各個(gè)跳頻信道選擇適當的功率，使得接收方收到的數據比特誤碼率達到預定的誤碼門(mén)限;二是等信干比原則，此算法調整各個(gè)跳頻信道的平均功率，使得各個(gè)跳頻信道上的信干比相同，這里的信干比是指各個(gè)跳頻信道上的信號功率/(對應信道上的干擾功率 + 傳輸損耗功率)。這兩種算法的性能差不多。

　　隨著(zhù)跳頻技術(shù)的不斷發(fā)展，其應用也越來(lái)越廣泛。

　　戰術(shù)電臺中采用跳頻技術(shù)的主要目的是提高通信的抗干擾能力。早在70年代，就開(kāi)始了對跳頻系統的研究，現已開(kāi)發(fā)了跳頻在VHF波段(30—300MHz)的低端30—88MHz、UHF波段(300MHz以上)以及HF波段(1.5—30MHz)的應用。隨著(zhù)研究的不斷深入，跳頻速率和數據數率也越來(lái)越高，現在美國Sanders公司的CHESS高速短波跳頻電臺已經(jīng)實(shí)現了5000跳/秒的跳頻速率，高數據數率可達到19200bps。此外，CHESS跳頻電臺與一般的跳頻電臺還有所不同，它以DSP為基礎，采用了差動(dòng)跳頻(DFH)技術(shù)。通過(guò)現代數字處理技術(shù)，CHESS跳頻電臺較好解決了短波系統帶寬有限(導致數據速率低的原因)、信號間相互干擾、存在多徑衰落等的問(wèn)題。同時(shí)，它的瞬時(shí)信號帶寬很窄，對其它信號的影響很小?？梢钥吹?，實(shí)現更高跳速、更高數據速率的跳頻電臺正是跳頻通信系統的未來(lái)發(fā)展方向，軟件無(wú)線(xiàn)電的概念也已逐漸應用到新型的跳頻電臺中。

　　短波自適應跳頻電臺已經(jīng)在當前的軍事通信中占有了很重要的一部分。與VHF/UHF頻段不同，短波信道有許多固有特點(diǎn)，例如，受多徑時(shí)延、幅度衰落、天氣變化等因素的影響，信道條件變化莫測。但是隨著(zhù)各種新技術(shù)的出現，短波通信的可靠性得到了技術(shù)上的保證，而自適應跳頻技術(shù)就是這些新技術(shù)中的一種。它通過(guò)分析波段上的頻率占用率，自動(dòng)搜索無(wú)干擾或未被占用的跳頻信道進(jìn)行跳頻，不僅避免了自然干擾，也不會(huì )受到短波頻譜大量占用的影響。它會(huì )根據需要自動(dòng)地改變跳頻序列，有效的適應惡劣環(huán)境。它在海灣戰爭中體現出的優(yōu)越性引起了各國的高度重視。

　　在現有的DS/CDMA系統中，遠近效應是一個(gè)很大的問(wèn)題。由于大功率信號只在某個(gè)頻率上產(chǎn)生遠近效應，當載波頻率跳變到另一個(gè)頻率時(shí)則不受影響，因此跳頻系統沒(méi)有明顯的遠近效應，這使得它在移動(dòng)通信中易于得到應用和發(fā)展。在數字蜂窩移動(dòng)通信系統中，如果鏈路間采用相互正交的跳頻圖案同步跳頻，或者采用低互相關(guān)的跳頻圖案異步跳頻，可以使得鏈路間的干擾完全消除或基本消除，對提高系統的容量具有重要意義。此外，跳頻是瞬時(shí)窄帶系統，其頻率分配具有很大的靈活性，在現有頻率資源十分擁擠的條件下，這一點(diǎn)具有重要意義。

　　跳頻的多址性能對于組網(wǎng)有很重要的意義。加拿大Laval大學(xué)提出了在光纖網(wǎng)絡(luò )中應用快跳頻技術(shù)。該系統利用Bragg光柵替代傳統跳頻系統中的頻率合成器，跳速達到10G數量級。系統在30個(gè)用戶(hù)，比特誤碼率為10-9的條件下，數據速率為500Mb/s。與采用非相干DS/CDMA技術(shù)的光纖網(wǎng)絡(luò )相比，同時(shí)有相同數量的用戶(hù)使用時(shí)，FFH/CDMA系統的比特誤碼率明顯優(yōu)于DS/CDMA系統。

　　此外，跳頻技術(shù)在GSM、無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)、室內無(wú)線(xiàn)通信、衛星通信、水下通信、雷達、微波等多個(gè)領(lǐng)域也得到了廣泛的應用。