2018-07-16 17:51:36
5994
在實(shí)際工作交流中,我們發(fā)現(xiàn)不少用戶(hù)對(duì)短波盲區(qū)的形成原理、解決途徑以及怎樣選用設(shè)備還不很清楚,有時(shí)產(chǎn)品選用不當(dāng),及至購(gòu)買(mǎi)后才發(fā)現(xiàn)在盲區(qū)內(nèi)通不好。本文主要談一些這方面的問(wèn)題。
一、從盲區(qū)的形成原理,明確消除盲區(qū)的途徑。
盲區(qū)的形成原理并不深?yuàn)W。我們知道短波是通過(guò)地波和天波兩個(gè)途徑傳播的。內(nèi)陸地區(qū)地面電導(dǎo)率低,對(duì)電波吸收很強(qiáng),所以在我國(guó)北方,地波傳播不到20公里就衰耗殆盡了(南方水網(wǎng)地區(qū)略遠(yuǎn)一些)。而天波傳播,因?yàn)樘炀€有輻射角(主波瓣中軸線對(duì)地面的夾角),因此經(jīng)電離層反射回到地面時(shí)必然拉開(kāi)一段距離。對(duì)于車(chē)載鞭天線和多數(shù)其他車(chē)載天線,從發(fā)射點(diǎn)到天波最近落地點(diǎn)的距離約為80~120公里。在20~120公里這個(gè)區(qū)間內(nèi),地波和天波都覆蓋不到,就形成了盲區(qū)。由此可以看出解決盲區(qū)只能通過(guò)兩個(gè)途徑:
1、盡量加強(qiáng)地波場(chǎng)強(qiáng),延長(zhǎng)地波傳播距離;
2、抬高天線輻射仰角,縮短天波落地距離。
二、 加強(qiáng)地波場(chǎng)強(qiáng)的方法
加強(qiáng)地波場(chǎng)強(qiáng)首先靠提高天線的輻射效率,其次靠加大電臺(tái)的功率。
我們主要討論車(chē)載通信最常用的鞭狀天線。要想提高鞭天線的輻射效率,一是改善天線性能,二是正確選擇安裝位置。同為鞭天線,因調(diào)諧方式不同輻射效率相差較大:①目前國(guó)內(nèi)外使用最廣的感容匹配式自動(dòng)天調(diào),安裝在鞭的底部,調(diào)速快,能記憶多個(gè)頻點(diǎn),缺點(diǎn)是效率偏低。②底部調(diào)感式天線,由于抵消了天線鞭的部分容抗,電流分布有所改善,等效于增加了“電長(zhǎng)度”,輻射效率略高于底部感容匹配式自動(dòng)調(diào)諧天線,其缺點(diǎn)是調(diào)速較低,不能記憶。(典型產(chǎn)品:柯頓9350)。③所有鞭天線中輻射效率最高的是中部調(diào)感式鞭天線(典型產(chǎn)品:月光AT230)。中部調(diào)感加強(qiáng)了天線下半部的高頻電流,等效“電長(zhǎng)度”比底部調(diào)感式更長(zhǎng),地波明顯延長(zhǎng),其缺點(diǎn)也是調(diào)速較低,不能記憶。
另外,很多用戶(hù)常犯的一個(gè)錯(cuò)誤,就是以美觀為原則選擇安裝鞭天線的位置,而不是根據(jù)通信原理正確選擇位置,這就可能改變了天線的輻射特性,輻射效率大打折扣。正確的方法是將天線垂直安裝在車(chē)輛前后四個(gè)角的位置,底部距地面0.5~1.2米為宜。這樣安裝是為了利用地面的“鏡像效應(yīng)”,并最大效率地利用車(chē)體反射增加高仰角分量。增加車(chē)載電臺(tái)的發(fā)射功率也是加強(qiáng)地波場(chǎng)強(qiáng)的有效方法?,F(xiàn)在常見(jiàn)的峰值125W電臺(tái),平均功率只有80W左右。如果換用平均功率150W的電臺(tái)(如美國(guó)SGC的SG2000PT),發(fā)射功率增加近一倍,地波傳播距離將明顯延長(zhǎng)。
三、根本的解決辦法—采用高仰角天線
業(yè)內(nèi)專(zhuān)家都承認(rèn)高仰角天線是消除盲區(qū)的最好方法,問(wèn)題在于什么天線是高仰角天線。有些鞭天線產(chǎn)品被宣傳成高仰角天線,這是對(duì)用戶(hù)的誤導(dǎo)。無(wú)論何家生產(chǎn)任何一種鞭天線,尺寸和調(diào)諧方式有何不同,都不產(chǎn)生高仰角輻射,只能產(chǎn)生中低仰角輻射。鞭天線安裝位置得體時(shí),能夠借助車(chē)體反射產(chǎn)生少量高仰角分量,但強(qiáng)度極為有限。
目前世界上高仰角車(chē)載天線很少。在高仰角天線中,能效最高的是半環(huán)天線(典型產(chǎn)品:科麥克ML-90),之所以稱(chēng)為半環(huán)天線,是因其物理形態(tài)不是一個(gè)完整的環(huán),如果按照原理特性也可以叫電磁環(huán)天線。這種天線的特殊結(jié)構(gòu)使其形成“噴泉狀”對(duì)天輻射,輻射區(qū)集中在90°~40°高仰角至中仰角方向,因此經(jīng)電離層反射回到地面后完全覆蓋了半徑500公里之內(nèi)的區(qū)域,盲區(qū)當(dāng)然就不存在了。
在選擇半環(huán)天線時(shí),要特別注意其調(diào)諧方式,是檢測(cè)最大高頻電流還是檢測(cè)最小電壓駐波比(VSWR)。駐波比最小不等于高頻電流最大,因此通過(guò)檢測(cè)最小駐波比來(lái)完成調(diào)諧并不能使天線環(huán)上產(chǎn)生最強(qiáng)的電磁輻射。只有像科麥克ML-90這種通過(guò)檢測(cè)最大高頻電流來(lái)完成調(diào)諧的半環(huán)天線,才能達(dá)到能效最大化。這二種調(diào)諧方式的實(shí)通效果相去甚遠(yuǎn)。
從我們使用ML-90半環(huán)天線(配接50W或125W電臺(tái))與鞭天線和其它車(chē)載天線進(jìn)行的多次不同時(shí)間地點(diǎn)的實(shí)通對(duì)比來(lái)看:在0~250公里路段,ML-90的信號(hào)好于任何天線;特別是在100公里盲區(qū)內(nèi),在鞭天線完全不通時(shí),ML-90的信號(hào)保持在2~3級(jí);在100至250公里可以達(dá)到4~5級(jí);在250~500公里路段,ML-90半環(huán)天線與鞭天線通信效果相同;500公里以上路段鞭天線效果好一些。
使用ML-90半環(huán)天線還有四個(gè)獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn):一是不需要電臺(tái)功率大,50W和150W通信效果差不多。二是由于天線與車(chē)體絕緣,隔絕了車(chē)體的點(diǎn)火和摩擦等噪聲源,通信背景更干凈。三是天線表面積大,接收效果更好。最重要的是第四點(diǎn),半環(huán)天線的實(shí)時(shí)可通頻段達(dá)到3~4MHz,而且因?yàn)檩椛浣歉?,受電離層高度變化的影響不大,日頻和夜頻差不多,選擇頻點(diǎn)很容易。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),ML-90半環(huán)天線晝夜可用頻率都在6~10MHz范圍內(nèi),在這一可通頻段內(nèi),各個(gè)頻點(diǎn)略有差別,但都可通。而鞭天線和其它車(chē)載天線的實(shí)時(shí)可通頻段只有0.5~1MHz,且可通頻段在一天中每個(gè)時(shí)段都在變化,選擇通信頻點(diǎn)比較困難。尤其是早晨和黃昏,因電離層高度不穩(wěn),尋找頻點(diǎn)更為困難。ML-90半環(huán)天線可通頻段寬且穩(wěn)定的特點(diǎn)還附帶了另一個(gè)好處:不需要使用ALE自適應(yīng)選頻系統(tǒng),不僅避免了ALE的選頻耗時(shí),加快了建鏈速度,并且節(jié)省了購(gòu)買(mǎi)ALE系統(tǒng)的昂貴費(fèi)用。