Es层是电离层中的E层局部区域瞬时偶发的高电子密度层,突发时能够将VHF无线电波以全反射、部分反射或散射传播形式返回地面,可在较长持续时间(Es层生命周期)内支持超视距弯管式传输,最大可用频率范围达200MHz,单跳传播跨地域距离可达0~2600km。虽然其单跳传输的最大跨度比流星余迹通信系统(简称MB)的小得多,但其生命周期比后者长得多,因此若设计一套设备兼容两种通信模式,并能在不同条件下自动切换,使二者优势互补,就可以构成一种性能更加优越的超视距突发通信系统。本文深入研究了基于Es层的VHF超视距通信的关键技术和两种通信模式自动切换的相关技术,包括:基于Es层无线信道的特点分析,Es层模式下抗多径抗衰落传输技术及其自适应变速率调制解调技术、VHF突发信道实时探测、信道模式识别技术、可传输信息速率估计技术等。Es层信道不同于流星余迹信道的重要特点是,其多径衰落引起的传输损耗的变化范围比后者更大,变化规律更复杂。因此在构成的Es&MB混合模式通信系统中对于调制方式、编码方式以及传输信息速率进行实时自适应调整时,算法很复杂,但效益提高的潜力也很大。它要求系统能够实时探测信道特性,并根据能够反映两种信道模式本质区别的准则来正确识别信道模式,对信道支持的传输速率进行实时估计,从而为收发双方提供通信模式指示和速率指示,指导双方实现通信模式、传输速率、通信波形的自适应选择,使系统的工作方式与当前信道特性相匹配,达到尽可能好的传输效果。在上述信道特性及各种相关技术研究的基础上,构建了一个Es&MB混合模式超远距离突发通信演示系统,达到了兼蓄并用Es层与流星余迹两种突发信道资源,大幅度提高通信容量,改善通信应用性能和通信质量的目标。系统仿真及室内测试结果表明,该演示系统具有多方面的突出优点,例如:在偶发Es时段内,Es&MB双模兼容模式可实现的4kbps~256kbps数据、话音、低速动图等业务的传输,全年信息通过量与单一MB模式相比跃升10倍以上,通信等待时间显著缩短,应急通信的时效性显著改善。为特殊条件下的战略通信提供了一种强有力的可靠手段。