天線在短波通信臺站中的應(yīng)用分析

【摘要】短波通信在應(yīng)急通信中具有極其重要的作用。文章闡述了天線性能對短波通信質(zhì)量的影響，并對短波通信網(wǎng)絡(luò)中固定電臺、車載電臺、便攜式電臺使用的天線類型、天線的架設(shè)方式和通信效果進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】短波通信;天線;固定電臺;車載式;便攜式

1.引言

短波通信主要借助于電離層反射電磁波傳輸，能夠有效實現(xiàn)中、遠(yuǎn)程距離通信。與其它通信手段相比，短波通信設(shè)備簡單，遠(yuǎn)距離通信的運行成本低;機動性強，既可以固定設(shè)置定點通信，也可以背負(fù)或車載進(jìn)行移動通信;組網(wǎng)方便靈活，不依賴地面通信網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)而獨立工作，對自然災(zāi)害或戰(zhàn)爭的抗毀能力強。這些優(yōu)點使得短波電臺作為遠(yuǎn)距離指揮通信和應(yīng)急通信的重要手段之一，在自然災(zāi)害救援、應(yīng)對突發(fā)事件時發(fā)揮著良好的保障作用。

2.天線的選擇和架設(shè)

短波通信網(wǎng)絡(luò)的臺站設(shè)置一般包括固定臺、車載臺和便攜臺，三者組成通信網(wǎng)絡(luò)，既能利用固定大型天線和設(shè)備的優(yōu)勢擔(dān)當(dāng)應(yīng)急通信樞紐，又能充分發(fā)揮小型、便攜天線和設(shè)備移動性強的優(yōu)勢傳遞信息。無論固定臺、車載臺還是便攜臺，天線的性能都對通信質(zhì)量的好壞起著至關(guān)重要的作用。根據(jù)傳輸距離、通信方向、使用用途、承受功率的不同，選擇適合的短波天線并正確架設(shè)，可以使電臺的有效幅射功率成倍甚至是幾倍地增加，有效改善通信效果。

2.1 固定臺天線

為實現(xiàn)固定臺與固定臺之間、固定臺與車載臺之間都能夠通信的組網(wǎng)目的，固定臺的天線需要能夠符合移動通信中心站的各種要素：全向;兼顧近、中、遠(yuǎn)各種距離;與范圍內(nèi)各種類型各種極化方式的車載、船載、固定臺的天線都能良好兼容。在實際應(yīng)用中，用于全方位通信的三角組合型全向全角天線和兼顧全向和定向兩種用途的高增益三線式寬帶天線都能夠滿足上述要求。

三角組合型全向全角天線在水平360°全方向和對天全仰角輻射均勻，能夠照顧近中遠(yuǎn)各種距離，對近程通信盲區(qū)也有明顯改善。此外，它能兼顧垂直極化波和水平極化波，對區(qū)域內(nèi)各種臺站的不同種類天線的兼容性好。我國的省級行政區(qū)，從省會城市到邊緣地區(qū)的距離多數(shù)在1200公里以內(nèi)，在這個范圍內(nèi)組建全省或地區(qū)級的短波通信網(wǎng)，中心基站選用這種天線比較理想。

高增益三線式天線具有增益高、全頻段內(nèi)駐波比小、全向無盲區(qū)、抗風(fēng)抗毀能力強等優(yōu)點，能夠顯著提高短波基站的通信質(zhì)量。三線天線可根據(jù)通信目的選用平拉架設(shè)或倒V架設(shè)。平拉架設(shè)在天線寬邊方向上的輻射強于窄邊方向，因此適用點對點定向通信，或點對扇面的通信，主要用于基層站點，配用125W電臺最大通信距離可達(dá)2000～3000公里。倒V架設(shè)方式能產(chǎn)生全方位幅射，與外圍各方向的水平天線、鞭天線等的通信效果都很好，適用做中心站天線，配用125W電臺通信半徑可達(dá)1500公里。

2.2 車載電臺天線

為滿足快速反應(yīng)、靈活機動的短波應(yīng)急通信需求，可以在車輛上裝配車載電臺及天線。鞭狀天線是目前車載短波天線中使用較為廣泛的一種，體積小，安裝簡單，全方向，適合車輛運動中通信。遠(yuǎn)距離通信時，鞭狀天線豎直，利用地面以下部分的“鏡像天線”效應(yīng)，使天線鞭的電長度比實際架高增加將近一倍;近距離通信時，鞭狀天線可以放置為倒“L”型，利用車頂反射作用增加天線的垂直輻射面，可以提高發(fā)射效率。

短波車載鞭天線的安裝位置是非常重要的。吸盤式安裝的最佳位置是車輛的四個側(cè)角，要求天線始終保持垂直以充分發(fā)揮天線的發(fā)射和接收效果?？ㄟ吺桨惭b則是無論在車的任何部位都能保證最終天線是垂直向上的，既可以通過改善駐波比提高天線的工作效率，又可以防止行車中顛簸脫落。

由于鞭天線工作原理的限制，其在10～100公里范圍內(nèi)存在盲區(qū)。為了解決盲區(qū)通信的問題，可以按照動中通和靜中通來區(qū)別對待。動中通是車輛行進(jìn)中通信，用鞭天線進(jìn)行動中通時，把鞭天線加長并且向車頂拉彎，能夠少量增加垂直輻射分量，對改善盲區(qū)有一定作用。若要從根本上實現(xiàn)無盲區(qū)動中通，必須選用高能半環(huán)車載天線，這種天線能夠產(chǎn)生高仰角輻射，天波落地最近距離為0公里，因此不存在盲區(qū)。在靜止通信時，可以選擇體積小、架設(shè)快的野外天線品種，如快速寬帶天線，實現(xiàn)0～1000公里全向無盲區(qū)通信。鞭天線與野外快速寬帶天線互相配合，可以保障車載臺通信暢通。

2.3 便攜電臺天線

便攜式短波電臺在行進(jìn)中通信時只能使用短的鞭狀天線，一副3米長的可折疊鞭天線，與25～50W的電臺配合，一般最大的傳輸距離只能達(dá)到20公里。如果要求通得更遠(yuǎn)，必須在停止行進(jìn)時換用便攜式快速天線。

單線行波天線是一種專門為野外通信設(shè)計的新型便攜短波天線，用于延伸個人站和野外臨時基站的通信距離。這種天線全頻段保持低駐波比，輻射效率高，選擇不同架設(shè)方式可以實現(xiàn)全向或定向通信，在近中遠(yuǎn)不同距離上都可獲得理想效果。由于這種天線具有體積小，重量輕，架設(shè)快，撤收快等優(yōu)點，因此特別適合軍隊、警察、人防等要求快速反應(yīng)的用戶用于應(yīng)急通信，特別是在車輛和船只無法到達(dá)的地點可以由人攜帶建站。其中，20米單線行波天線專門用于野外臨時架裝，這種天線有兩種架設(shè)方式：一是沿地面斜拉架設(shè)，斜拉方式以全向高仰角輻射為主，在1000公里半徑內(nèi)全方位的通信效果都很好，特別是能夠明顯改善20～100公里盲區(qū)內(nèi)的通信效果;二是采用平拉架設(shè)，這種架設(shè)方式方向性強，適合800～1600公里遠(yuǎn)距離定向通信。如果用于野外臨時基站，與前者相比，使用30米單線行波天線通信距離會更遠(yuǎn)，效果也會更好。這種天線通常采用倒V形架設(shè)，能夠產(chǎn)生全方位輻射。以上兩種天線也可以用作車載臺的備用天線，在停車時換用，能夠明顯改善盲區(qū)內(nèi)和遠(yuǎn)距離的通信效果。

3.結(jié)束語

近年來，天線技術(shù)一直在不斷地發(fā)展和創(chuàng)新，主要是向?qū)拵?、全向、無“盲區(qū)”、高增益方向發(fā)展。體積越來越小，效率越來越高。建設(shè)和使用短波通信應(yīng)急系統(tǒng)時，需要綜合考慮各種因素，因地制宜做好天線的選擇和架設(shè)工作，這對于保障短波電臺通信的效果和應(yīng)急通信的暢通尤為重要。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：莫秋菊（1980—），女，廣西人，碩士研究生，中級工程師，主要從事電臺通信技術(shù)研究。