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優化(huà)短波通(tōng)信
發布時(shí)間(jiān):2014-10-15
優化(huà)短波通(tōng)信的(de)方法
1、改善短波信号質量的(de)三大要素
由于短波傳輸存在固有(yǒu)弱點,短波信号的(de)質量不如超短波。不過我們可以通(tōng)過一些途徑改善短波信号質量,使其盡可能接近(jìn)超短波。改善短波信号質量的(de)三大要素是:正确選用工(gōng)作(zuò)頻(pín)率;正确選擇和(hé)架設天地(dì)線;選用先進優質的(de)電(diàn)台和(hé)電(diàn)源等設備。
1.1 正确選用工(gōng)作(zuò)頻(pín)率
短波頻(pín)率和(hé)超短波頻(pín)率的(de)使用性質完全不同。超短波屬于視(shì)距通(tōng)信,距離短,可以固定使用頻(pín)段內(nèi)的(de)任何頻(pín)點;而短波頻(pín)率則受到電(diàn)離層變化(huà)、通(tōng)信距離和(hé)方向、海(hǎi)拔高(gāo)度、天線類型等多種因素的(de)影響和(hé)限制。用同一套電(diàn)台和(hé)天線,選用不同頻(pín)率,通(tōng)信效果可能差異很(hěn)大。
對(duì)于有(yǒu)經驗的(de)短波工(gōng)作(zuò)者來(lái)說(shuō),選頻(pín)并不困難,其中有(yǒu)明(míng)顯的(de)規律性可循。一般來(lái)說(shuō):日(rì)頻(pín)高(gāo)于夜頻(pín)(相(xiàng)差約一半);遠(yuǎn)距離頻(pín)率高(gāo)于近(jìn)距離;夏季頻(pín)率高(gāo)于冬季;南方地(dì)區(qū)使用頻(pín)率高(gāo)于北方;等等。另外(wài),在東西(xī)方向進行遠(yuǎn)距離通(tōng)信時(shí),因為(wèi)受地(dì)球自(zì)轉影響,最好(hǎo)采用異頻(pín)收發才能取得良好(hǎo)通(tōng)信效果。如果所用的(de)工(gōng)作(zuò)頻(pín)率不能順暢通(tōng)信時(shí),可按照(zhào)以下(xià)經驗變換頻(pín)率:
(1)接近(jìn)日(rì)出時(shí),若夜頻(pín)通(tōng)信效果不好(hǎo),可改用較高(gāo)的(de)頻(pín)率;
(2)接近(jìn)日(rì)落時(shí),若日(rì)頻(pín)通(tōng)信效果不好(hǎo),可改用較低(dī)的(de)頻(pín)率;
(3)在日(rì)落時(shí),信号先逐漸增強,而後突然中斷,可改用較低(dī)頻(pín)率;
(4)工(gōng)作(zuò)中如信号逐漸衰弱,以緻消失,可提高(gāo)工(gōng)作(zuò)頻(pín)率;
(5)遇到磁暴時(shí),可選用比平常低(dī)一些的(de)頻(pín)率。
計(jì)算(suàn)機(jī)測頻(pín)
利用計(jì)算(suàn)機(jī)測頻(pín)軟件(jiàn)預測可用頻(pín)率對(duì)短波通(tōng)信很(hěn)有(yǒu)幫助,是國(guó)外(wài)經常采用的(de)先進技(jì)術手段。計(jì)算(suàn)機(jī)測頻(pín)系統能夠根據太陽黑(hēi)子(zǐ)活動規律等因素,結合不同地(dì)區(qū)的(de)曆史數據,預測兩點之間(jiān)在未來(lái)一段時(shí)期每天各時(shí)節的(de)可用頻(pín)段,具有(yǒu)較高(gāo)參考價值。
美(měi)國(guó)、歐盟、澳大利亞政府的(de)計(jì)算(suàn)機(jī)測頻(pín)系統數據比較準确,它們通(tōng)過分布在全球的(de)監測點采集和(hé)跟蹤各種環境參數的(de)變化(huà)提供頻(pín)率依據。其中澳大利亞的(de)ASPAS系統面向全世界提供測頻(pín)服務,安裝和(hé)服務費(fèi)用不高(gāo),很(hěn)有(yǒu)使用價值。
1.2 正确選擇和(hé)架設天線地(dì)線
天線和(hé)地(dì)線是很(hěn)多短波用戶容易忽視(shì)的(de)問(wèn)題。當通(tōng)信質量不好(hǎo)時(shí),很(hěn)多人(rén)習(xí)慣于從(cóng)電(diàn)台上(shàng)找原因,而實際上(shàng)信号不良常常源自(zì)天線或地(dì)線。
短波和(hé)超短波使用的(de)天線是完全不同的(de)。超短波通(tōng)信因為(wèi)使用頻(pín)率高(gāo),波長(cháng)短,天線可以做得很(hěn)小(xiǎo),通(tōng)常為(wèi)直立鞭狀天線。而短波通(tōng)信因使用的(de)頻(pín)率較低(dī),天線必須做得足夠大才能有(yǒu)效工(gōng)作(zuò)。簡單的(de)規律是:天線的(de)長(cháng)度達到所使用頻(pín)率的(de)1/2波長(cháng)時(shí),天線的(de)效率最高(gāo)。
短波天線的(de)理(lǐ)論原理(lǐ)比較高(gāo)深。短波天線的(de)種類繁多,用途各異,究竟應該選購何種天線,怎樣安裝架設才能獲得良好(hǎo)的(de)通(tōng)信效果?根據我們了解和(hé)掌握的(de)情況作(zuò)如下(xià)簡要介紹:
(1)了解天線的(de)基本工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)
短波天線分地(dì)波天線和(hé)天波天線兩大類。
地(dì)波天線包括鞭狀天線、倒L形天線、T形天線等。這(zhè)類天線發射出的(de)電(diàn)磁波是全方向的(de),并且主要以地(dì)波的(de)形式向四周傳播,故稱全向地(dì)波天線,常用于近(jìn)距離通(tōng)信。典型地(dì)波天線和(hé)
波瓣分布如圖3.1和(hé)圖3.2所示。地(dì)波天線的(de)效率主要看(kàn)天線的(de)高(gāo)度和(hé)地(dì)網的(de)質量。天線越高(gāo)、地(dì)網質量越好(hǎo),發射效率越高(gāo),當天線高(gāo)度達到1/2 波長(cháng)時(shí),發射效率最高(gāo)。
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圖1.1 典型地(dì)波(T形)天線結構示意圖
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圖1.2 典型地(dì)波天線垂直波瓣分布圖
天波天線主要以天波形式發射電(diàn)磁波,分為(wèi)定向天線和(hé)全向天線兩類。典型的(de)定向天波天線有(yǒu):雙極天線、雙極籠形天線、對(duì)數周期天線、菱形天線等,它們以一個(gè)方向或兩個(gè)相(xiàng)反方向發射電(diàn)磁波,用天線的(de)架設高(gāo)度來(lái)控制發射仰角,其典型波瓣分布如圖3.3、圖3.4和(hé)圖3.5所示。典型的(de)全向天波天線有(yǒu):角籠形天線、倒V形天線等。它們是以全方向發射電(diàn)磁波,用天線的(de)高(gāo)度或斜度來(lái)控制發射仰角。
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圖1.3 典型天波天線(雙極天線)結構示意圖
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圖1.4 典型天波天線水(shuǐ)平波瓣分布圖
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圖1.5 典型天波天線垂直波瓣分布圖
天波天線簡單的(de)規律為(wèi):天線水(shuǐ)平振子(zǐ)(一臂的(de))長(cháng)度達到1/2波長(cháng)時(shí),水(shuǐ)平波瓣主方向的(de)效率最高(gāo);天線高(gāo)度越高(gāo),發射仰角越低(dī),通(tōng)信距離越遠(yuǎn);反之,天線高(gāo)度越低(dī),發射仰角越高(gāo),通(tōng)信距離越近(jìn);天線高(gāo)度與波長(cháng)之比(H/λ)達到二分之一時(shí),垂直波瓣主方向的(de)效率最高(gāo)。
(2)按用途選購天線
随着短波通(tōng)信技(jì)術的(de)發展,短波天線出現(xiàn)了很(hěn)多不同用途的(de)新品種,例如用于短波跳(tiào)頻(pín)的(de)高(gāo)效能寬帶天線;用于為(wèi)了解決天線架設場(chǎng)地(dì)小(xiǎo)和(hé)多部電(diàn)台共用一副天線的(de)多饋多模天線等。選擇天線基本的(de)着眼點應該是用途。
近(jìn)距離固定通(tōng)信: 選擇地(dì)波天線或天波高(gāo)仰角天線。
點對(duì)點通(tōng)信或方向性通(tōng)信:選擇天波方向性天線等。
組網通(tōng)信或全向通(tōng)信: 選擇天波全向天線。
車載通(tōng)信或個(gè)人(rén)通(tōng)信: 選擇小(xiǎo)型鞭狀天線。
(3) 正确處理(lǐ)天線價格與質量的(de)關系
俗話(huà)講一分錢一分貨。首先同種用途的(de)天線有(yǒu)不同種類,其增益有(yǒu)高(gāo)低(dī)之分。此外(wài)同一種外(wài)形的(de)天線,使用不同材料;不同制造工(gōng)藝,其通(tōng)信效果的(de)差異是很(hěn)大的(de)。例如以特種不鏽銅鋼複合絞線為(wèi)振子(zǐ)的(de)天線,比用塑包線為(wèi)振子(zǐ)的(de)天線高(gāo)頻(pín)電(diàn)磁轉換效率高(gāo)得多。又(yòu)例如匹配器(qì)所用的(de)磁性材料優劣,對(duì)電(diàn)台與天線的(de)匹配狀态影響極大。高(gāo)性能磁料能夠保證全頻(pín)段每個(gè)頻(pín)點都(dōu)能良好(hǎo)匹配;劣質磁料可能造成很(hěn)多頻(pín)點甚至整段頻(pín)率匹配不好(hǎo),駐波比過大。使用劣質天線,電(diàn)台輸出的(de)功率可能隻送出去(qù)不到三分之一甚至更少,通(tōng)信效果可想而知。
在投資增加不多的(de)前提下(xià),盡量選用高(gāo)質量高(gāo)增益的(de)天線,能夠保證長(cháng)期穩定和(hé)優良的(de)通(tōng)信效果和(hé)延長(cháng)使用壽命,是很(hěn)劃算(suàn)的(de)。
(4)介紹二種性能和(hé)價格兼優的(de)基站天線
根據多年(nián)的(de)對(duì)比實驗和(hé)實際使用經驗,我們認為(wèi)有(yǒu)兩種進口天線在性能上(shàng)能夠廣泛滿足我國(guó)大多數用戶的(de)通(tōng)信要求,而且價格不高(gāo),性能價格比好(hǎo),以下(xià)分别介紹:
● 用于全方位通(tōng)信的(de)三角組合型全向全角天線
我國(guó)省級行政區(qū),從(cóng)省會到邊緣地(dì)區(qū)的(de)距離多數在1200公裏以內(nèi)。在這(zhè)個(gè)區(qū)域內(nèi)組建全省或地(dì)區(qū)的(de)通(tōng)信網,中心基站選用這(zhè)種天線是比較理(lǐ)想的(de)。
這(zhè)種天線既能照(zhào)顧360°全方位,又(yòu)能照(zhào)顧近(jìn)中遠(yuǎn)各種距離,接收效果好(hǎo),對(duì)改善通(tōng)信盲區(qū)特别有(yǒu)效,此外(wài)它能兼顧垂直極化(huà)波和(hé)水(shuǐ)平極化(huà)波,對(duì)區(qū)域內(nèi)各種台站的(de)不同種類天線的(de)兼容性好(hǎo)。
● 兼顧全向和(hé)定向兩種用途的(de)高(gāo)增益三線式天線
三線式天線是國(guó)際上(shàng)近(jìn)年(nián)流行的(de)新型多用途天線,它雖然屬于偶極天線類,但(dàn)其性能是普通(tōng)雙極天線無法相(xiàng)比的(de)。與普通(tōng)雙極天線相(xiàng)比它有(yǒu)以下(xià)優點:
增益高(gāo),全頻(pín)段內(nèi)駐波比小(xiǎo),而且均勻輻射效率高(gāo);
水(shuǐ)平架設時(shí)不僅在天線寬邊方向輻射強,而且在窄邊方向也有(yǒu)較強輻射;
架設狀态平穩,抗風(fēng)抗毀能力強;
提供平行和(hé)倒V兩種架設方式,分别支持2500公裏內(nèi)定向通(tōng)信和(hé)2000公裏半徑內(nèi)全向通(tōng)信。
以上(shàng)兩種天線的(de)振子(zǐ)材質都(dōu)是不鏽銅鋼複合絞線,電(diàn)磁轉換效率高(gāo)而且經久耐用;其高(gāo)性能磁性材料保證了全頻(pín)段匹配良好(hǎo)。
(5)正确架設天線和(hé)連接饋線
選購好(hǎo)合适的(de)天線後,還(hái)必須正确地(dì)安裝架設,才能發揮出最佳效果。
天線的(de)長(cháng)度和(hé)架設規範是不能改變的(de),但(dàn)對(duì)于某些天線而言,架設的(de)方向和(hé)高(gāo)度是靠用戶自(zì)己掌握的(de),應嚴格按通(tōng)信的(de)方向和(hé)距離來(lái)确定方向和(hé)高(gāo)度。天線的(de)架設位置以開(kāi)擴的(de)地(dì)面為(wèi)好(hǎo),沒有(yǒu)條件(jiàn)的(de)單位也可以架在兩個(gè)樓房(fáng)之間(jiān)或樓頂。天線高(gāo)度指天線發射體(tǐ)與地(dì)面或樓頂的(de)相(xiàng)對(duì)高(gāo)度。架在樓頂時(shí),高(gāo)度應以樓頂與天線發射體(tǐ)之間(jiān)的(de)距離計(jì)算(suàn),不是按樓頂與地(dì)面的(de)高(gāo)度計(jì)算(suàn)。我們提醒用戶,切忌因為(wèi)架設場(chǎng)地(dì)不理(lǐ)想或怕麻煩,就随便把天線架起來(lái)完事(shì),這(zhè)樣做通(tōng)信效果很(hěn)可能是不好(hǎo)的(de)。
另一個(gè)要點是饋線的(de)選用和(hé)布設。饋線是将電(diàn)台的(de)輸出功率送到天線進行發射的(de)唯一通(tōng)道(dào),如果饋線不暢通(tōng),再好(hǎo)的(de)電(diàn)台和(hé)天線,通(tōng)信效果也是很(hěn)差的(de)。饋線分為(wèi)明(míng)饋線和(hé)射頻(pín)電(diàn)纜兩類。目前100W~150W電(diàn)台一般都(dōu)使用射頻(pín)電(diàn)纜饋電(diàn)方式。選用射頻(pín)電(diàn)纜時(shí)要注意兩項指标:一是阻抗為(wèi)50歐姆;二是對(duì)最高(gāo)使用頻(pín)率的(de)衰耗值要小(xiǎo)。一般來(lái)講,射頻(pín)電(diàn)纜直徑越粗,衰耗越小(xiǎo),傳輸功率越大。在實際使用中,100W級短波單邊帶電(diàn)台,常選用SYV-50-5或SYV-50-7的(de)射頻(pín)電(diàn)纜,必要時(shí)也可以選SYV-50-9的(de)射頻(pín)電(diàn)纜。
天線在進行安裝選位和(hé)布設時(shí),應盡可能縮短饋線的(de)長(cháng)度,普通(tōng)SYV-50-5饋線每1米造成信号衰減0.082dB,這(zhè)意味着100W電(diàn)台功率通(tōng)過50米饋線送達天線時(shí),功率剩下(xià)不到40W。因此通(tōng)常要求饋線長(cháng)度控制在30米以內(nèi)。如果因為(wèi)場(chǎng)地(dì)條件(jiàn)限制必須延長(cháng)饋線,則應采用大直徑低(dī)損耗電(diàn)纜。另外(wài)在布設電(diàn)纜,應盡量減少彎曲,以降低(dī)對(duì)射頻(pín)功率的(de)損耗,如果必需彎曲,則彎曲角度不得小(xiǎo)于120度。
(6)電(diàn)台和(hé)天線的(de)匹配
天線、饋線、電(diàn)台三者之間(jiān)的(de)匹配必須引起高(gāo)度重視(shì),否則,雖然電(diàn)台、天線、饋線都(dōu)選得很(hěn)好(hǎo),通(tōng)信效果還(hái)是不好(hǎo)。
所謂“匹配”就是要求達到無損耗連接,隻有(yǒu)電(diàn)台、饋線、天線三者保證高(gāo)頻(pín)輸入輸出阻抗一緻,才能實現(xiàn)無損耗連接。多數短波電(diàn)台的(de)輸出/輸入阻抗為(wèi)50歐姆,必須選用阻抗為(wèi)50歐姆的(de)射頻(pín)電(diàn)纜與電(diàn)台匹配。天線的(de)特性阻抗比較高(gāo),一般為(wèi)600歐姆左右,隻有(yǒu)寬帶天線的(de)特性阻抗稍低(dī)一點,大約200~300歐姆,因此,天線不能直接與射頻(pín)電(diàn)纜連接,中間(jiān)必須加阻抗匹配器(qì)(也叫單/雙變換器(qì))。阻抗匹配器(qì)的(de)輸入端阻抗必須與射頻(pín)電(diàn)纜的(de)阻抗一緻(50歐姆),輸出端阻抗必須與天線的(de)輸入阻抗一緻(600歐姆或200/300歐姆)。阻抗匹配器(qì)的(de)最佳安裝位置是與天線連為(wèi)一體(tǐ)。
自(zì)動天線調諧器(qì)也是匹配天線和(hé)電(diàn)台阻抗用的(de)。自(zì)動天調的(de)輸入端與電(diàn)台連接,輸出端與單極天線連接。自(zì)動天調與偶極天線連接時(shí)要根據不同産品而定。有(yǒu)些天調要求加單/雙變換器(qì),天調與單/雙變換器(qì)之間(jiān)用50歐姆射頻(pín)電(diàn)纜相(xiàng)連(芯線接天調輸出端,外(wài)皮接天調的(de)地(dì)端),單/雙變換器(qì)的(de)雙輸出端與天線連接;多數新型天調不用加單/雙變換器(qì),用天調的(de)輸出端和(hé)接地(dì)端分别連接偶極天線的(de)兩臂,匹配效果更好(hǎo),而且效率更高(gāo)。
(7)正确埋設接地(dì)體(tǐ)和(hé)連接地(dì)線
地(dì)線是很(hěn)多用戶容易草率處理(lǐ)的(de)問(wèn)題。短波通(tōng)信台站的(de)地(dì)線是至關重要的(de),地(dì)線實際上(shàng)是整個(gè)天饋線系統的(de)重要組成部分。我們所說(shuō)的(de)地(dì)線,不是交流供電(diàn)系統中的(de)電(diàn)源地(dì)或保安地(dì)。這(zhè)裏所說(shuō)的(de)地(dì)線是信号地(dì),也稱高(gāo)頻(pín)地(dì)。信号地(dì)一般不能接到電(diàn)源地(dì)或保安地(dì)上(shàng),必須單獨埋設。埋設接地(dì)體(tǐ)時(shí),必須按有(yǒu)關标準進行,接地(dì)電(diàn)阻不應大于4歐姆。電(diàn)台的(de)接地(dì)柱和(hé)接地(dì)體(tǐ)之間(jiān),必須用多股線銅、編織銅線或大截面優良導體(tǐ)連接,才能起到良好(hǎo)的(de)高(gāo)頻(pín)接地(dì)作(zuò)用。而良好(hǎo)的(de)高(gāo)頻(pín)接地(dì)是減小(xiǎo)發射駐波和(hé)減小(xiǎo)接收噪聲的(de)必要前提。
1.3 選用先進優質的(de)電(diàn)台和(hé)電(diàn)源
工(gōng)作(zuò)頻(pín)率和(hé)天線地(dì)線搞好(hǎo)了,相(xiàng)當于鋪了一條“好(hǎo)路(lù)”。好(hǎo)路(lù)上(shàng)還(hái)要跑“好(hǎo)車”。好(hǎo)車就是先進優質的(de)電(diàn)台和(hé)電(diàn)源等設備。
(1)選擇電(diàn)台的(de)原則和(hé)标準
怎樣評價電(diàn)台的(de)先進性和(hé)優質呢(ne)?先進性體(tǐ)現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是電(diàn)氣特性和(hé)工(gōng)藝結構,這(zhè)方面先進與否決定了性能指标的(de)優劣和(hé)設備的(de)可靠性;二是使用功能,具有(yǒu)多種先進功能的(de)電(diàn)台不僅用途更廣泛,而且也說(shuō)明(míng)制造者的(de)科(kē)技(jì)實力。
電(diàn)氣特性涉及的(de)內(nèi)容很(hěn)多,這(zhè)裏隻簡述三個(gè)方面:①頻(pín)率特性。好(hǎo)的(de)電(diàn)台頻(pín)率穩定性比差的(de)電(diàn)台高(gāo)幾倍、幾十倍甚至幾百倍。頻(pín)率穩定性高(gāo)的(de)電(diàn)台,不但(dàn)話(huà)音(yīn)清晰,信号等級高(gāo),而且是支持高(gāo)速數傳的(de)必要條件(jiàn)。在評價頻(pín)率穩定性時(shí)要注意兩點:一是全頻(pín)段各頻(pín)點的(de)穩定性要一緻;二是要在很(hěn)寬的(de)溫度範圍內(nèi)穩定,不能機(jī)器(qì)一發熱就産生(shēng)頻(pín)漂。②通(tōng)道(dào)特性。這(zhè)一特性描述信号在通(tōng)過高(gāo)頻(pín)、中頻(pín)、低(dī)頻(pín)幾個(gè)通(tōng)道(dào)後的(de)畸變程度。當進行短波數傳時(shí),這(zhè)一問(wèn)題非常突出。使用通(tōng)道(dào)特性差的(de)電(diàn)台,無論怎樣改造,數傳速率都(dōu)上(shàng)不去(qù),原因之一就是高(gāo)速數據脈沖通(tōng)過不佳的(de)通(tōng)道(dào)後發生(shēng)明(míng)顯畸變,使其難以被識别。③幹擾和(hé)抗幹擾特性。這(zhè)方面的(de)性能在技(jì)術說(shuō)明(míng)書(shū)上(shàng)都(dōu)是以dB(分貝)值表示的(de),我們統稱為(wèi)dB指标。電(diàn)台發射方面的(de)dB指标不好(hǎo),說(shuō)明(míng)你(nǐ)傳給對(duì)方台的(de)信号不好(hǎo),而且幹擾其它台;電(diàn)台接收方面的(de)dB指标不好(hǎo),說(shuō)明(míng)自(zì)身(shēn)容易被别人(rén)幹擾;二者都(dōu)是不能容許的(de)。
工(gōng)藝結構方面,主要看(kàn)電(diàn)路(lù)集成度和(hé)模塊化(huà)程度。集成度高(gāo),可靠性必然高(gāo)。模塊化(huà)除了提高(gāo)設備可靠性外(wài),還(hái)使擴展功能和(hé)維修十分便利,是當今電(diàn)台工(gōng)藝的(de)主流趨勢。
再來(lái)看(kàn)使用功能。社會需求的(de)發展和(hé)科(kē)技(jì)的(de)進步,使短波通(tōng)信日(rì)益向多功能化(huà)方向發展。像用于半自(zì)動優選頻(pín)率的(de)自(zì)适應功能和(hé)全自(zì)動優選頻(pín)率的(de)自(zì)優化(huà)功能,用于計(jì)算(suàn)機(jī)和(hé)傳真機(jī)的(de)數據傳輸功能,用于保密和(hé)抗幹擾的(de)跳(tiào)頻(pín)功能,用于組網通(tōng)信的(de)數字選呼功能,用于衛星定位的(de)GPS監控功能,用于連接有(yǒu)線網的(de)有(yǒu)線無線轉接功能,等等。在具有(yǒu)這(zhè)些現(xiàn)代化(huà)功能的(de)電(diàn)台面前,那(nà)些隻能進行簡單通(tōng)話(huà)的(de)電(diàn)台就顯得太原始了。目前在國(guó)內(nèi)有(yǒu)一種現(xiàn)象,就是很(hěn)多單位緻力于在一些單功能電(diàn)台上(shàng)添加數傳、自(zì)适應等功能。這(zhè)固然是由于有(yǒu)大量舊(jiù)式電(diàn)台要改造,可能還(hái)有(yǒu)造價方面的(de)考慮。但(dàn)可以肯定這(zhè)種現(xiàn)象是過渡階段。正像現(xiàn)在大家(jiā)都(dōu)用GSM手機(jī),再也沒有(yǒu)人(rén)使用土(tǔ)造的(de)手持電(diàn)話(huà)一樣,未來(lái)的(de)短波領域也勢必普及先進的(de)多功能電(diàn)台。此外(wài),先進優質電(diàn)台的(de)售價呈下(xià)降趨勢,也越來(lái)越接近(jìn)我國(guó)用戶的(de)經濟承受能力。
哪些電(diàn)台先進而且優質,要具體(tǐ)分析,但(dàn)有(yǒu)一點可以肯定:目前國(guó)內(nèi)常見的(de)多數日(rì)本電(diàn)台,其電(diàn)性能、可靠性、功能等與歐美(měi)和(hé)澳大利亞名牌産品不在一個(gè)等級上(shàng)。
澳大利亞柯頓公司首創的(de)NGT自(zì)優化(huà)短波電(diàn)台,正是先進電(diàn)台的(de)代表。
(2)電(diàn)源質量與通(tōng)信效果的(de)關系
很(hěn)多人(rén)認為(wèi)隻要穩壓電(diàn)源的(de)輸出電(diàn)壓和(hé)電(diàn)流的(de)數值符合要求就可以用,這(zhè)種認識不夠全面。其實有(yǒu)些幹擾可能來(lái)自(zì)電(diàn)源,有(yǒu)些話(huà)音(yīn)失真也可能是電(diàn)源動态範圍不足所緻。數據傳輸對(duì)電(diàn)源的(de)要求更嚴格,如果電(diàn)源的(de)電(diàn)磁屏蔽特性不好(hǎo),輸出紋波大,将直接導緻數傳工(gōng)作(zuò)不正常。功率容量和(hé)設計(jì)餘量也是考核穩壓電(diàn)源優劣的(de)重要依據,有(yǒu)些電(diàn)源為(wèi)了降低(dī)生(shēng)産成本,加強價格競争能力,把功率容量設計(jì)在臨界狀态,并盡量簡化(huà)電(diàn)路(lù),選用低(dī)指标元器(qì)件(jiàn)等等。這(zhè)類電(diàn)源的(de)技(jì)術性能和(hé)可靠性肯定是做不高(gāo)的(de)。
好(hǎo)汽車要用好(hǎo)發動機(jī),好(hǎo)電(diàn)台要用好(hǎo)電(diàn)源,道(dào)理(lǐ)是相(xiàng)同的(de)。
在選購電(diàn)源時(shí),一定要挑選功率容量大、輸出電(diàn)壓紋波小(xiǎo)、電(diàn)磁屏蔽特性好(hǎo)、電(diàn)路(lù)設計(jì)餘量大的(de)靜化(huà)電(diàn)源産品。
2、短波通(tōng)信的(de)常見難點及解決方法
2.1 近(jìn)距離盲區(qū)及解決方法
前節已介紹了天波和(hé)地(dì)波二種傳輸途徑。一般來(lái)說(shuō),地(dì)波最遠(yuǎn)可達30公裏。而天波從(cóng)電(diàn)離層第一次反射落地(dì)(第一跳(tiào))的(de)最短距離約為(wèi)100公裏。可見30至100公裏之間(jiān)這(zhè)一段,地(dì)波和(hé)天波都(dōu)夠不到,形成了短波通(tōng)信的(de)“寂靜區(qū)”,也稱為(wèi)盲區(qū),如圖 2.1 所示。盲區(qū)內(nèi)的(de)通(tōng)信大多是比較困難的(de)。解決盲區(qū)通(tōng)信主要有(yǒu)兩個(gè)方法:一是加大電(diàn)台功率以延長(cháng)地(dì)波傳播距離;二是常用的(de)有(yǒu)效方法就是選用高(gāo)仰角天線,也稱“高(gāo)射天線”或“噴泉天線”。仰角是指天線輻射波辨與地(dì)面之間(jiān)的(de)夾角。仰角越高(gāo),電(diàn)波第一跳(tiào)落地(dì)的(de)距離越短,盲區(qū)越少,當仰角接近(jìn)90°時(shí),盲區(qū)基本上(shàng)就不存在了。前文(wén)提到的(de)三角組合型全向全角天線就屬于這(zhè)一類。
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圖 2.1 電(diàn)波越距現(xiàn)象及盲區(qū)
2.2 車載台的(de)通(tōng)信困難及解決方法
車載通(tōng)信一直都(dōu)是短波通(tōng)信中的(de)一個(gè)難題。車的(de)體(tǐ)積就那(nà)麽大,沒辦法架長(cháng)天線,其輻射能力怎麽也比不上(shàng)固定台。因此必須從(cóng)合理(lǐ)設計(jì)天線形态和(hé)合理(lǐ)選擇架設位置等方面來(lái)彌補,盡可能利用車體(tǐ)的(de)反射效應,盡可能增加天線的(de)“電(diàn)長(cháng)度”。
車載天線有(yǒu)多種,現(xiàn)在國(guó)際上(shàng)多認為(wèi)鞭狀天線更适合車輛(liàng)運動中通(tōng)信,而自(zì)動天調應該安裝在車外(wài),最好(hǎo)是與天線鞭結合為(wèi)一體(tǐ),也就是常說(shuō)的(de)自(zì)調諧鞭狀天線,這(zhè)種天線因天調輸出端與天線連接的(de)饋線很(hěn)短,故效率比較高(gāo)。美(měi)軍現(xiàn)在就大量使用這(zhè)種天線。
鞭狀天線可選擇兩種架設形态:①遠(yuǎn)距離通(tōng)信時(shí)多用直立形态,這(zhè)時(shí)可以利用地(dì)面以下(xià)部分的(de)“鏡象天線”效應,使天線鞭的(de)電(diàn)長(cháng)度比實際架高(gāo)增加将近(jìn)一倍。②近(jìn)距離通(tōng)信時(shí)通(tōng)常将天線鞭拉彎俯卧,利用車頂的(de)反射作(zuò)用增加高(gāo)仰角輻射分量,改善盲區(qū)通(tōng)信效果。
不管采取何種措施,車載台因天線長(cháng)度的(de)限制,發射效率肯定不如固定台高(gāo),因此實際通(tōng)信中常常發現(xiàn)車載台收固定台的(de)信号好(hǎo),而固定台收車載台的(de)信号不好(hǎo)的(de)現(xiàn)象,為(wèi)了彌補這(zhè)種差異,建議(yì)車載台備份野外(wài)應急軟天線供停車時(shí)使用。
國(guó)外(wài)目前還(hái)建議(yì)采用加大車載台功率的(de)方法延長(cháng)地(dì)波通(tōng)信距離,改善盲區(qū)。提高(gāo)車載台功率需要在原有(yǒu)100W電(diàn)台基礎上(shàng)接續500W功率放(fàng)大器(qì),并相(xiàng)應改用大功率車載天線和(hé)大功率車載電(diàn)源,這(zhè)種大功率車載系統是行之有(yǒu)效的(de)。
比較而言,船(chuán)載通(tōng)信比車載通(tōng)信困難少得多。一是因為(wèi)船(chuán)體(tǐ)長(cháng),有(yǒu)圍杆,便于架設天、地(dì)波兼顧的(de)斜天線;二是海(hǎi)面地(dì)波傳得遠(yuǎn)而且船(chuán)離基地(dì)台距離也較遠(yuǎn),不容易形成通(tōng)信盲區(qū)。但(dàn)是船(chuán)載天線要求抗風(fēng)強度高(gāo),抗腐蝕能力強。
2.3 延長(cháng)個(gè)人(rén)攜帶台通(tōng)信距離的(de)方法
個(gè)人(rén)攜帶台在行進中通(tōng)信時(shí)隻能使用短的(de)鞭狀天線。一副3米長(cháng)的(de)鞭天線配合25~50W電(diàn)台,一般最遠(yuǎn)隻能通(tōng)20公裏。如果要求通(tōng)得更遠(yuǎn),必須換用野外(wài)快速型長(cháng)天線。一種快速天線是20米斜拉型,以最簡潔的(de)方法沿地(dì)面斜拉架設,最大通(tōng)信距離可達1000公裏以上(shàng)。如果使用全長(cháng)30米的(de)三角形快速天線,通(tōng)信距離更遠(yuǎn)。
以上(shàng)兩種天線也可以用作(zuò)車載台的(de)備用天線,在停車時(shí)換用,能夠明(míng)顯改善盲區(qū)內(nèi)和(hé)遠(yuǎn)距離的(de)通(tōng)信效果。
3、短波噪聲及消除方法
3.1 插入噪聲
在兩段話(huà)音(yīn)之間(jiān)湧現(xiàn)的(de)噪聲稱為(wèi)插入噪聲,這(zhè)種噪聲消除起來(lái)比較容易。現(xiàn)在多數短波電(diàn)台和(hé)超短波電(diàn)台都(dōu)提供可選用的(de)“靜噪”功能。打開(kāi)靜噪開(kāi)關,插入噪聲就被抑制了。但(dàn)是“靜噪”功能不能解決與有(yǒu)用信号混雜(zá)在一起的(de)噪聲。
3.2 背景混雜(zá)噪聲
與信号混雜(zá)在一起的(de)背景噪聲是最令人(rén)頭痛的(de),消除起來(lái)也是最困難的(de),必須通(tōng)過DSP數字消噪技(jì)術加以解決。從(cóng)使用類型來(lái)看(kàn),DSP數字消噪分為(wèi)對(duì)端消噪和(hé)單端消噪兩種。
(1)對(duì)端消噪
所謂對(duì)端消噪,就是需要發方電(diàn)台和(hé)收方電(diàn)台互相(xiàng)配合進行的(de)消噪。其過程是:在發方,電(diàn)台對(duì)信号和(hé)噪聲進行大倍率的(de)平等壓縮;在收方,電(diàn)台對(duì)信号和(hé)噪聲進行不平等的(de)解壓,通(tōng)過這(zhè)一過程,強化(huà)了信号,弱化(huà)了噪聲,實際消噪效果是比較明(míng)顯的(de)。但(dàn)是對(duì)端消噪在實際用中遇到兩個(gè)困難:一是消噪器(qì)要單獨适配電(diàn)台,設備互換性差;二是不配消噪器(qì)的(de)電(diàn)台參與通(tōng)信比較困難。這(zhè)兩個(gè)問(wèn)題制約了對(duì)端消噪器(qì)的(de)推廣。
(2)單端消噪棗噪聲濾除技(jì)術
單端消噪隻處理(lǐ)本機(jī)收到的(de)信号,無須對(duì)方台配合,因而完全克服了對(duì)端消噪的(de)弊端,成為(wèi)消噪技(jì)術的(de)發展主流。單端消噪的(de)原理(lǐ)是根據有(yǒu)用信号的(de)聲譜對(duì)話(huà)音(yīn)進行數字化(huà)處理(lǐ),從(cóng)而濾除噪聲分量,因此也稱為(wèi)濾噪。目前有(yǒu)單獨的(de)濾噪器(qì)産品,還(hái)有(yǒu)像柯頓NGT電(diàn)台,已經把濾噪器(qì)做成了電(diàn)台的(de)标準功能,消噪效果比較理(lǐ)想,不但(dàn)濾除了讨厭(yàn)的(de)噪聲,還(hái)可以将幾乎被噪聲淹沒的(de)微(wēi)弱信号提升1~2個(gè)等級。
3.3 附加噪聲
附加噪聲不是來(lái)自(zì)傳播路(lù)徑或電(diàn)台本身(shēn),而是由于安裝電(diàn)台的(de)地(dì)點、位置、安裝條件(jiàn)等方面的(de)原因所産生(shēng)。例如設台地(dì)點周邊電(diàn)磁環境太亂,存在幹擾源;地(dì)線不合格,導入本地(dì)噪聲;車載電(diàn)台因接地(dì)和(hé)屏蔽不良而引入本車噪聲源等等。附加噪聲種類很(hěn)多,要具體(tǐ)問(wèn)題具體(tǐ)解決。
1、改善短波信号質量的(de)三大要素
由于短波傳輸存在固有(yǒu)弱點,短波信号的(de)質量不如超短波。不過我們可以通(tōng)過一些途徑改善短波信号質量,使其盡可能接近(jìn)超短波。改善短波信号質量的(de)三大要素是:正确選用工(gōng)作(zuò)頻(pín)率;正确選擇和(hé)架設天地(dì)線;選用先進優質的(de)電(diàn)台和(hé)電(diàn)源等設備。
1.1 正确選用工(gōng)作(zuò)頻(pín)率
短波頻(pín)率和(hé)超短波頻(pín)率的(de)使用性質完全不同。超短波屬于視(shì)距通(tōng)信,距離短,可以固定使用頻(pín)段內(nèi)的(de)任何頻(pín)點;而短波頻(pín)率則受到電(diàn)離層變化(huà)、通(tōng)信距離和(hé)方向、海(hǎi)拔高(gāo)度、天線類型等多種因素的(de)影響和(hé)限制。用同一套電(diàn)台和(hé)天線,選用不同頻(pín)率,通(tōng)信效果可能差異很(hěn)大。
對(duì)于有(yǒu)經驗的(de)短波工(gōng)作(zuò)者來(lái)說(shuō),選頻(pín)并不困難,其中有(yǒu)明(míng)顯的(de)規律性可循。一般來(lái)說(shuō):日(rì)頻(pín)高(gāo)于夜頻(pín)(相(xiàng)差約一半);遠(yuǎn)距離頻(pín)率高(gāo)于近(jìn)距離;夏季頻(pín)率高(gāo)于冬季;南方地(dì)區(qū)使用頻(pín)率高(gāo)于北方;等等。另外(wài),在東西(xī)方向進行遠(yuǎn)距離通(tōng)信時(shí),因為(wèi)受地(dì)球自(zì)轉影響,最好(hǎo)采用異頻(pín)收發才能取得良好(hǎo)通(tōng)信效果。如果所用的(de)工(gōng)作(zuò)頻(pín)率不能順暢通(tōng)信時(shí),可按照(zhào)以下(xià)經驗變換頻(pín)率:
(1)接近(jìn)日(rì)出時(shí),若夜頻(pín)通(tōng)信效果不好(hǎo),可改用較高(gāo)的(de)頻(pín)率;
(2)接近(jìn)日(rì)落時(shí),若日(rì)頻(pín)通(tōng)信效果不好(hǎo),可改用較低(dī)的(de)頻(pín)率;
(3)在日(rì)落時(shí),信号先逐漸增強,而後突然中斷,可改用較低(dī)頻(pín)率;
(4)工(gōng)作(zuò)中如信号逐漸衰弱,以緻消失,可提高(gāo)工(gōng)作(zuò)頻(pín)率;
(5)遇到磁暴時(shí),可選用比平常低(dī)一些的(de)頻(pín)率。
計(jì)算(suàn)機(jī)測頻(pín)
利用計(jì)算(suàn)機(jī)測頻(pín)軟件(jiàn)預測可用頻(pín)率對(duì)短波通(tōng)信很(hěn)有(yǒu)幫助,是國(guó)外(wài)經常采用的(de)先進技(jì)術手段。計(jì)算(suàn)機(jī)測頻(pín)系統能夠根據太陽黑(hēi)子(zǐ)活動規律等因素,結合不同地(dì)區(qū)的(de)曆史數據,預測兩點之間(jiān)在未來(lái)一段時(shí)期每天各時(shí)節的(de)可用頻(pín)段,具有(yǒu)較高(gāo)參考價值。
美(měi)國(guó)、歐盟、澳大利亞政府的(de)計(jì)算(suàn)機(jī)測頻(pín)系統數據比較準确,它們通(tōng)過分布在全球的(de)監測點采集和(hé)跟蹤各種環境參數的(de)變化(huà)提供頻(pín)率依據。其中澳大利亞的(de)ASPAS系統面向全世界提供測頻(pín)服務,安裝和(hé)服務費(fèi)用不高(gāo),很(hěn)有(yǒu)使用價值。
1.2 正确選擇和(hé)架設天線地(dì)線
天線和(hé)地(dì)線是很(hěn)多短波用戶容易忽視(shì)的(de)問(wèn)題。當通(tōng)信質量不好(hǎo)時(shí),很(hěn)多人(rén)習(xí)慣于從(cóng)電(diàn)台上(shàng)找原因,而實際上(shàng)信号不良常常源自(zì)天線或地(dì)線。
短波和(hé)超短波使用的(de)天線是完全不同的(de)。超短波通(tōng)信因為(wèi)使用頻(pín)率高(gāo),波長(cháng)短,天線可以做得很(hěn)小(xiǎo),通(tōng)常為(wèi)直立鞭狀天線。而短波通(tōng)信因使用的(de)頻(pín)率較低(dī),天線必須做得足夠大才能有(yǒu)效工(gōng)作(zuò)。簡單的(de)規律是:天線的(de)長(cháng)度達到所使用頻(pín)率的(de)1/2波長(cháng)時(shí),天線的(de)效率最高(gāo)。
短波天線的(de)理(lǐ)論原理(lǐ)比較高(gāo)深。短波天線的(de)種類繁多,用途各異,究竟應該選購何種天線,怎樣安裝架設才能獲得良好(hǎo)的(de)通(tōng)信效果?根據我們了解和(hé)掌握的(de)情況作(zuò)如下(xià)簡要介紹:
(1)了解天線的(de)基本工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)
短波天線分地(dì)波天線和(hé)天波天線兩大類。
地(dì)波天線包括鞭狀天線、倒L形天線、T形天線等。這(zhè)類天線發射出的(de)電(diàn)磁波是全方向的(de),并且主要以地(dì)波的(de)形式向四周傳播,故稱全向地(dì)波天線,常用于近(jìn)距離通(tōng)信。典型地(dì)波天線和(hé)
波瓣分布如圖3.1和(hé)圖3.2所示。地(dì)波天線的(de)效率主要看(kàn)天線的(de)高(gāo)度和(hé)地(dì)網的(de)質量。天線越高(gāo)、地(dì)網質量越好(hǎo),發射效率越高(gāo),當天線高(gāo)度達到1/2 波長(cháng)時(shí),發射效率最高(gāo)。
圖1.1 典型地(dì)波(T形)天線結構示意圖
圖1.2 典型地(dì)波天線垂直波瓣分布圖
天波天線主要以天波形式發射電(diàn)磁波,分為(wèi)定向天線和(hé)全向天線兩類。典型的(de)定向天波天線有(yǒu):雙極天線、雙極籠形天線、對(duì)數周期天線、菱形天線等,它們以一個(gè)方向或兩個(gè)相(xiàng)反方向發射電(diàn)磁波,用天線的(de)架設高(gāo)度來(lái)控制發射仰角,其典型波瓣分布如圖3.3、圖3.4和(hé)圖3.5所示。典型的(de)全向天波天線有(yǒu):角籠形天線、倒V形天線等。它們是以全方向發射電(diàn)磁波,用天線的(de)高(gāo)度或斜度來(lái)控制發射仰角。
圖1.3 典型天波天線(雙極天線)結構示意圖
圖1.4 典型天波天線水(shuǐ)平波瓣分布圖
圖1.5 典型天波天線垂直波瓣分布圖
天波天線簡單的(de)規律為(wèi):天線水(shuǐ)平振子(zǐ)(一臂的(de))長(cháng)度達到1/2波長(cháng)時(shí),水(shuǐ)平波瓣主方向的(de)效率最高(gāo);天線高(gāo)度越高(gāo),發射仰角越低(dī),通(tōng)信距離越遠(yuǎn);反之,天線高(gāo)度越低(dī),發射仰角越高(gāo),通(tōng)信距離越近(jìn);天線高(gāo)度與波長(cháng)之比(H/λ)達到二分之一時(shí),垂直波瓣主方向的(de)效率最高(gāo)。
(2)按用途選購天線
随着短波通(tōng)信技(jì)術的(de)發展,短波天線出現(xiàn)了很(hěn)多不同用途的(de)新品種,例如用于短波跳(tiào)頻(pín)的(de)高(gāo)效能寬帶天線;用于為(wèi)了解決天線架設場(chǎng)地(dì)小(xiǎo)和(hé)多部電(diàn)台共用一副天線的(de)多饋多模天線等。選擇天線基本的(de)着眼點應該是用途。
近(jìn)距離固定通(tōng)信: 選擇地(dì)波天線或天波高(gāo)仰角天線。
點對(duì)點通(tōng)信或方向性通(tōng)信:選擇天波方向性天線等。
組網通(tōng)信或全向通(tōng)信: 選擇天波全向天線。
車載通(tōng)信或個(gè)人(rén)通(tōng)信: 選擇小(xiǎo)型鞭狀天線。
(3) 正确處理(lǐ)天線價格與質量的(de)關系
俗話(huà)講一分錢一分貨。首先同種用途的(de)天線有(yǒu)不同種類,其增益有(yǒu)高(gāo)低(dī)之分。此外(wài)同一種外(wài)形的(de)天線,使用不同材料;不同制造工(gōng)藝,其通(tōng)信效果的(de)差異是很(hěn)大的(de)。例如以特種不鏽銅鋼複合絞線為(wèi)振子(zǐ)的(de)天線,比用塑包線為(wèi)振子(zǐ)的(de)天線高(gāo)頻(pín)電(diàn)磁轉換效率高(gāo)得多。又(yòu)例如匹配器(qì)所用的(de)磁性材料優劣,對(duì)電(diàn)台與天線的(de)匹配狀态影響極大。高(gāo)性能磁料能夠保證全頻(pín)段每個(gè)頻(pín)點都(dōu)能良好(hǎo)匹配;劣質磁料可能造成很(hěn)多頻(pín)點甚至整段頻(pín)率匹配不好(hǎo),駐波比過大。使用劣質天線,電(diàn)台輸出的(de)功率可能隻送出去(qù)不到三分之一甚至更少,通(tōng)信效果可想而知。
在投資增加不多的(de)前提下(xià),盡量選用高(gāo)質量高(gāo)增益的(de)天線,能夠保證長(cháng)期穩定和(hé)優良的(de)通(tōng)信效果和(hé)延長(cháng)使用壽命,是很(hěn)劃算(suàn)的(de)。
(4)介紹二種性能和(hé)價格兼優的(de)基站天線
根據多年(nián)的(de)對(duì)比實驗和(hé)實際使用經驗,我們認為(wèi)有(yǒu)兩種進口天線在性能上(shàng)能夠廣泛滿足我國(guó)大多數用戶的(de)通(tōng)信要求,而且價格不高(gāo),性能價格比好(hǎo),以下(xià)分别介紹:
● 用于全方位通(tōng)信的(de)三角組合型全向全角天線
我國(guó)省級行政區(qū),從(cóng)省會到邊緣地(dì)區(qū)的(de)距離多數在1200公裏以內(nèi)。在這(zhè)個(gè)區(qū)域內(nèi)組建全省或地(dì)區(qū)的(de)通(tōng)信網,中心基站選用這(zhè)種天線是比較理(lǐ)想的(de)。
這(zhè)種天線既能照(zhào)顧360°全方位,又(yòu)能照(zhào)顧近(jìn)中遠(yuǎn)各種距離,接收效果好(hǎo),對(duì)改善通(tōng)信盲區(qū)特别有(yǒu)效,此外(wài)它能兼顧垂直極化(huà)波和(hé)水(shuǐ)平極化(huà)波,對(duì)區(qū)域內(nèi)各種台站的(de)不同種類天線的(de)兼容性好(hǎo)。
● 兼顧全向和(hé)定向兩種用途的(de)高(gāo)增益三線式天線
三線式天線是國(guó)際上(shàng)近(jìn)年(nián)流行的(de)新型多用途天線,它雖然屬于偶極天線類,但(dàn)其性能是普通(tōng)雙極天線無法相(xiàng)比的(de)。與普通(tōng)雙極天線相(xiàng)比它有(yǒu)以下(xià)優點:
增益高(gāo),全頻(pín)段內(nèi)駐波比小(xiǎo),而且均勻輻射效率高(gāo);
水(shuǐ)平架設時(shí)不僅在天線寬邊方向輻射強,而且在窄邊方向也有(yǒu)較強輻射;
架設狀态平穩,抗風(fēng)抗毀能力強;
提供平行和(hé)倒V兩種架設方式,分别支持2500公裏內(nèi)定向通(tōng)信和(hé)2000公裏半徑內(nèi)全向通(tōng)信。
以上(shàng)兩種天線的(de)振子(zǐ)材質都(dōu)是不鏽銅鋼複合絞線,電(diàn)磁轉換效率高(gāo)而且經久耐用;其高(gāo)性能磁性材料保證了全頻(pín)段匹配良好(hǎo)。
(5)正确架設天線和(hé)連接饋線
選購好(hǎo)合适的(de)天線後,還(hái)必須正确地(dì)安裝架設,才能發揮出最佳效果。
天線的(de)長(cháng)度和(hé)架設規範是不能改變的(de),但(dàn)對(duì)于某些天線而言,架設的(de)方向和(hé)高(gāo)度是靠用戶自(zì)己掌握的(de),應嚴格按通(tōng)信的(de)方向和(hé)距離來(lái)确定方向和(hé)高(gāo)度。天線的(de)架設位置以開(kāi)擴的(de)地(dì)面為(wèi)好(hǎo),沒有(yǒu)條件(jiàn)的(de)單位也可以架在兩個(gè)樓房(fáng)之間(jiān)或樓頂。天線高(gāo)度指天線發射體(tǐ)與地(dì)面或樓頂的(de)相(xiàng)對(duì)高(gāo)度。架在樓頂時(shí),高(gāo)度應以樓頂與天線發射體(tǐ)之間(jiān)的(de)距離計(jì)算(suàn),不是按樓頂與地(dì)面的(de)高(gāo)度計(jì)算(suàn)。我們提醒用戶,切忌因為(wèi)架設場(chǎng)地(dì)不理(lǐ)想或怕麻煩,就随便把天線架起來(lái)完事(shì),這(zhè)樣做通(tōng)信效果很(hěn)可能是不好(hǎo)的(de)。
另一個(gè)要點是饋線的(de)選用和(hé)布設。饋線是将電(diàn)台的(de)輸出功率送到天線進行發射的(de)唯一通(tōng)道(dào),如果饋線不暢通(tōng),再好(hǎo)的(de)電(diàn)台和(hé)天線,通(tōng)信效果也是很(hěn)差的(de)。饋線分為(wèi)明(míng)饋線和(hé)射頻(pín)電(diàn)纜兩類。目前100W~150W電(diàn)台一般都(dōu)使用射頻(pín)電(diàn)纜饋電(diàn)方式。選用射頻(pín)電(diàn)纜時(shí)要注意兩項指标:一是阻抗為(wèi)50歐姆;二是對(duì)最高(gāo)使用頻(pín)率的(de)衰耗值要小(xiǎo)。一般來(lái)講,射頻(pín)電(diàn)纜直徑越粗,衰耗越小(xiǎo),傳輸功率越大。在實際使用中,100W級短波單邊帶電(diàn)台,常選用SYV-50-5或SYV-50-7的(de)射頻(pín)電(diàn)纜,必要時(shí)也可以選SYV-50-9的(de)射頻(pín)電(diàn)纜。
天線在進行安裝選位和(hé)布設時(shí),應盡可能縮短饋線的(de)長(cháng)度,普通(tōng)SYV-50-5饋線每1米造成信号衰減0.082dB,這(zhè)意味着100W電(diàn)台功率通(tōng)過50米饋線送達天線時(shí),功率剩下(xià)不到40W。因此通(tōng)常要求饋線長(cháng)度控制在30米以內(nèi)。如果因為(wèi)場(chǎng)地(dì)條件(jiàn)限制必須延長(cháng)饋線,則應采用大直徑低(dī)損耗電(diàn)纜。另外(wài)在布設電(diàn)纜,應盡量減少彎曲,以降低(dī)對(duì)射頻(pín)功率的(de)損耗,如果必需彎曲,則彎曲角度不得小(xiǎo)于120度。
(6)電(diàn)台和(hé)天線的(de)匹配
天線、饋線、電(diàn)台三者之間(jiān)的(de)匹配必須引起高(gāo)度重視(shì),否則,雖然電(diàn)台、天線、饋線都(dōu)選得很(hěn)好(hǎo),通(tōng)信效果還(hái)是不好(hǎo)。
所謂“匹配”就是要求達到無損耗連接,隻有(yǒu)電(diàn)台、饋線、天線三者保證高(gāo)頻(pín)輸入輸出阻抗一緻,才能實現(xiàn)無損耗連接。多數短波電(diàn)台的(de)輸出/輸入阻抗為(wèi)50歐姆,必須選用阻抗為(wèi)50歐姆的(de)射頻(pín)電(diàn)纜與電(diàn)台匹配。天線的(de)特性阻抗比較高(gāo),一般為(wèi)600歐姆左右,隻有(yǒu)寬帶天線的(de)特性阻抗稍低(dī)一點,大約200~300歐姆,因此,天線不能直接與射頻(pín)電(diàn)纜連接,中間(jiān)必須加阻抗匹配器(qì)(也叫單/雙變換器(qì))。阻抗匹配器(qì)的(de)輸入端阻抗必須與射頻(pín)電(diàn)纜的(de)阻抗一緻(50歐姆),輸出端阻抗必須與天線的(de)輸入阻抗一緻(600歐姆或200/300歐姆)。阻抗匹配器(qì)的(de)最佳安裝位置是與天線連為(wèi)一體(tǐ)。
自(zì)動天線調諧器(qì)也是匹配天線和(hé)電(diàn)台阻抗用的(de)。自(zì)動天調的(de)輸入端與電(diàn)台連接,輸出端與單極天線連接。自(zì)動天調與偶極天線連接時(shí)要根據不同産品而定。有(yǒu)些天調要求加單/雙變換器(qì),天調與單/雙變換器(qì)之間(jiān)用50歐姆射頻(pín)電(diàn)纜相(xiàng)連(芯線接天調輸出端,外(wài)皮接天調的(de)地(dì)端),單/雙變換器(qì)的(de)雙輸出端與天線連接;多數新型天調不用加單/雙變換器(qì),用天調的(de)輸出端和(hé)接地(dì)端分别連接偶極天線的(de)兩臂,匹配效果更好(hǎo),而且效率更高(gāo)。
(7)正确埋設接地(dì)體(tǐ)和(hé)連接地(dì)線
地(dì)線是很(hěn)多用戶容易草率處理(lǐ)的(de)問(wèn)題。短波通(tōng)信台站的(de)地(dì)線是至關重要的(de),地(dì)線實際上(shàng)是整個(gè)天饋線系統的(de)重要組成部分。我們所說(shuō)的(de)地(dì)線,不是交流供電(diàn)系統中的(de)電(diàn)源地(dì)或保安地(dì)。這(zhè)裏所說(shuō)的(de)地(dì)線是信号地(dì),也稱高(gāo)頻(pín)地(dì)。信号地(dì)一般不能接到電(diàn)源地(dì)或保安地(dì)上(shàng),必須單獨埋設。埋設接地(dì)體(tǐ)時(shí),必須按有(yǒu)關标準進行,接地(dì)電(diàn)阻不應大于4歐姆。電(diàn)台的(de)接地(dì)柱和(hé)接地(dì)體(tǐ)之間(jiān),必須用多股線銅、編織銅線或大截面優良導體(tǐ)連接,才能起到良好(hǎo)的(de)高(gāo)頻(pín)接地(dì)作(zuò)用。而良好(hǎo)的(de)高(gāo)頻(pín)接地(dì)是減小(xiǎo)發射駐波和(hé)減小(xiǎo)接收噪聲的(de)必要前提。
1.3 選用先進優質的(de)電(diàn)台和(hé)電(diàn)源
工(gōng)作(zuò)頻(pín)率和(hé)天線地(dì)線搞好(hǎo)了,相(xiàng)當于鋪了一條“好(hǎo)路(lù)”。好(hǎo)路(lù)上(shàng)還(hái)要跑“好(hǎo)車”。好(hǎo)車就是先進優質的(de)電(diàn)台和(hé)電(diàn)源等設備。
(1)選擇電(diàn)台的(de)原則和(hé)标準
怎樣評價電(diàn)台的(de)先進性和(hé)優質呢(ne)?先進性體(tǐ)現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是電(diàn)氣特性和(hé)工(gōng)藝結構,這(zhè)方面先進與否決定了性能指标的(de)優劣和(hé)設備的(de)可靠性;二是使用功能,具有(yǒu)多種先進功能的(de)電(diàn)台不僅用途更廣泛,而且也說(shuō)明(míng)制造者的(de)科(kē)技(jì)實力。
電(diàn)氣特性涉及的(de)內(nèi)容很(hěn)多,這(zhè)裏隻簡述三個(gè)方面:①頻(pín)率特性。好(hǎo)的(de)電(diàn)台頻(pín)率穩定性比差的(de)電(diàn)台高(gāo)幾倍、幾十倍甚至幾百倍。頻(pín)率穩定性高(gāo)的(de)電(diàn)台,不但(dàn)話(huà)音(yīn)清晰,信号等級高(gāo),而且是支持高(gāo)速數傳的(de)必要條件(jiàn)。在評價頻(pín)率穩定性時(shí)要注意兩點:一是全頻(pín)段各頻(pín)點的(de)穩定性要一緻;二是要在很(hěn)寬的(de)溫度範圍內(nèi)穩定,不能機(jī)器(qì)一發熱就産生(shēng)頻(pín)漂。②通(tōng)道(dào)特性。這(zhè)一特性描述信号在通(tōng)過高(gāo)頻(pín)、中頻(pín)、低(dī)頻(pín)幾個(gè)通(tōng)道(dào)後的(de)畸變程度。當進行短波數傳時(shí),這(zhè)一問(wèn)題非常突出。使用通(tōng)道(dào)特性差的(de)電(diàn)台,無論怎樣改造,數傳速率都(dōu)上(shàng)不去(qù),原因之一就是高(gāo)速數據脈沖通(tōng)過不佳的(de)通(tōng)道(dào)後發生(shēng)明(míng)顯畸變,使其難以被識别。③幹擾和(hé)抗幹擾特性。這(zhè)方面的(de)性能在技(jì)術說(shuō)明(míng)書(shū)上(shàng)都(dōu)是以dB(分貝)值表示的(de),我們統稱為(wèi)dB指标。電(diàn)台發射方面的(de)dB指标不好(hǎo),說(shuō)明(míng)你(nǐ)傳給對(duì)方台的(de)信号不好(hǎo),而且幹擾其它台;電(diàn)台接收方面的(de)dB指标不好(hǎo),說(shuō)明(míng)自(zì)身(shēn)容易被别人(rén)幹擾;二者都(dōu)是不能容許的(de)。
工(gōng)藝結構方面,主要看(kàn)電(diàn)路(lù)集成度和(hé)模塊化(huà)程度。集成度高(gāo),可靠性必然高(gāo)。模塊化(huà)除了提高(gāo)設備可靠性外(wài),還(hái)使擴展功能和(hé)維修十分便利,是當今電(diàn)台工(gōng)藝的(de)主流趨勢。
再來(lái)看(kàn)使用功能。社會需求的(de)發展和(hé)科(kē)技(jì)的(de)進步,使短波通(tōng)信日(rì)益向多功能化(huà)方向發展。像用于半自(zì)動優選頻(pín)率的(de)自(zì)适應功能和(hé)全自(zì)動優選頻(pín)率的(de)自(zì)優化(huà)功能,用于計(jì)算(suàn)機(jī)和(hé)傳真機(jī)的(de)數據傳輸功能,用于保密和(hé)抗幹擾的(de)跳(tiào)頻(pín)功能,用于組網通(tōng)信的(de)數字選呼功能,用于衛星定位的(de)GPS監控功能,用于連接有(yǒu)線網的(de)有(yǒu)線無線轉接功能,等等。在具有(yǒu)這(zhè)些現(xiàn)代化(huà)功能的(de)電(diàn)台面前,那(nà)些隻能進行簡單通(tōng)話(huà)的(de)電(diàn)台就顯得太原始了。目前在國(guó)內(nèi)有(yǒu)一種現(xiàn)象,就是很(hěn)多單位緻力于在一些單功能電(diàn)台上(shàng)添加數傳、自(zì)适應等功能。這(zhè)固然是由于有(yǒu)大量舊(jiù)式電(diàn)台要改造,可能還(hái)有(yǒu)造價方面的(de)考慮。但(dàn)可以肯定這(zhè)種現(xiàn)象是過渡階段。正像現(xiàn)在大家(jiā)都(dōu)用GSM手機(jī),再也沒有(yǒu)人(rén)使用土(tǔ)造的(de)手持電(diàn)話(huà)一樣,未來(lái)的(de)短波領域也勢必普及先進的(de)多功能電(diàn)台。此外(wài),先進優質電(diàn)台的(de)售價呈下(xià)降趨勢,也越來(lái)越接近(jìn)我國(guó)用戶的(de)經濟承受能力。
哪些電(diàn)台先進而且優質,要具體(tǐ)分析,但(dàn)有(yǒu)一點可以肯定:目前國(guó)內(nèi)常見的(de)多數日(rì)本電(diàn)台,其電(diàn)性能、可靠性、功能等與歐美(měi)和(hé)澳大利亞名牌産品不在一個(gè)等級上(shàng)。
澳大利亞柯頓公司首創的(de)NGT自(zì)優化(huà)短波電(diàn)台,正是先進電(diàn)台的(de)代表。
(2)電(diàn)源質量與通(tōng)信效果的(de)關系
很(hěn)多人(rén)認為(wèi)隻要穩壓電(diàn)源的(de)輸出電(diàn)壓和(hé)電(diàn)流的(de)數值符合要求就可以用,這(zhè)種認識不夠全面。其實有(yǒu)些幹擾可能來(lái)自(zì)電(diàn)源,有(yǒu)些話(huà)音(yīn)失真也可能是電(diàn)源動态範圍不足所緻。數據傳輸對(duì)電(diàn)源的(de)要求更嚴格,如果電(diàn)源的(de)電(diàn)磁屏蔽特性不好(hǎo),輸出紋波大,将直接導緻數傳工(gōng)作(zuò)不正常。功率容量和(hé)設計(jì)餘量也是考核穩壓電(diàn)源優劣的(de)重要依據,有(yǒu)些電(diàn)源為(wèi)了降低(dī)生(shēng)産成本,加強價格競争能力,把功率容量設計(jì)在臨界狀态,并盡量簡化(huà)電(diàn)路(lù),選用低(dī)指标元器(qì)件(jiàn)等等。這(zhè)類電(diàn)源的(de)技(jì)術性能和(hé)可靠性肯定是做不高(gāo)的(de)。
好(hǎo)汽車要用好(hǎo)發動機(jī),好(hǎo)電(diàn)台要用好(hǎo)電(diàn)源,道(dào)理(lǐ)是相(xiàng)同的(de)。
在選購電(diàn)源時(shí),一定要挑選功率容量大、輸出電(diàn)壓紋波小(xiǎo)、電(diàn)磁屏蔽特性好(hǎo)、電(diàn)路(lù)設計(jì)餘量大的(de)靜化(huà)電(diàn)源産品。
2、短波通(tōng)信的(de)常見難點及解決方法
2.1 近(jìn)距離盲區(qū)及解決方法
前節已介紹了天波和(hé)地(dì)波二種傳輸途徑。一般來(lái)說(shuō),地(dì)波最遠(yuǎn)可達30公裏。而天波從(cóng)電(diàn)離層第一次反射落地(dì)(第一跳(tiào))的(de)最短距離約為(wèi)100公裏。可見30至100公裏之間(jiān)這(zhè)一段,地(dì)波和(hé)天波都(dōu)夠不到,形成了短波通(tōng)信的(de)“寂靜區(qū)”,也稱為(wèi)盲區(qū),如圖 2.1 所示。盲區(qū)內(nèi)的(de)通(tōng)信大多是比較困難的(de)。解決盲區(qū)通(tōng)信主要有(yǒu)兩個(gè)方法:一是加大電(diàn)台功率以延長(cháng)地(dì)波傳播距離;二是常用的(de)有(yǒu)效方法就是選用高(gāo)仰角天線,也稱“高(gāo)射天線”或“噴泉天線”。仰角是指天線輻射波辨與地(dì)面之間(jiān)的(de)夾角。仰角越高(gāo),電(diàn)波第一跳(tiào)落地(dì)的(de)距離越短,盲區(qū)越少,當仰角接近(jìn)90°時(shí),盲區(qū)基本上(shàng)就不存在了。前文(wén)提到的(de)三角組合型全向全角天線就屬于這(zhè)一類。
圖 2.1 電(diàn)波越距現(xiàn)象及盲區(qū)
2.2 車載台的(de)通(tōng)信困難及解決方法
車載通(tōng)信一直都(dōu)是短波通(tōng)信中的(de)一個(gè)難題。車的(de)體(tǐ)積就那(nà)麽大,沒辦法架長(cháng)天線,其輻射能力怎麽也比不上(shàng)固定台。因此必須從(cóng)合理(lǐ)設計(jì)天線形态和(hé)合理(lǐ)選擇架設位置等方面來(lái)彌補,盡可能利用車體(tǐ)的(de)反射效應,盡可能增加天線的(de)“電(diàn)長(cháng)度”。
車載天線有(yǒu)多種,現(xiàn)在國(guó)際上(shàng)多認為(wèi)鞭狀天線更适合車輛(liàng)運動中通(tōng)信,而自(zì)動天調應該安裝在車外(wài),最好(hǎo)是與天線鞭結合為(wèi)一體(tǐ),也就是常說(shuō)的(de)自(zì)調諧鞭狀天線,這(zhè)種天線因天調輸出端與天線連接的(de)饋線很(hěn)短,故效率比較高(gāo)。美(měi)軍現(xiàn)在就大量使用這(zhè)種天線。
鞭狀天線可選擇兩種架設形态:①遠(yuǎn)距離通(tōng)信時(shí)多用直立形态,這(zhè)時(shí)可以利用地(dì)面以下(xià)部分的(de)“鏡象天線”效應,使天線鞭的(de)電(diàn)長(cháng)度比實際架高(gāo)增加将近(jìn)一倍。②近(jìn)距離通(tōng)信時(shí)通(tōng)常将天線鞭拉彎俯卧,利用車頂的(de)反射作(zuò)用增加高(gāo)仰角輻射分量,改善盲區(qū)通(tōng)信效果。
不管采取何種措施,車載台因天線長(cháng)度的(de)限制,發射效率肯定不如固定台高(gāo),因此實際通(tōng)信中常常發現(xiàn)車載台收固定台的(de)信号好(hǎo),而固定台收車載台的(de)信号不好(hǎo)的(de)現(xiàn)象,為(wèi)了彌補這(zhè)種差異,建議(yì)車載台備份野外(wài)應急軟天線供停車時(shí)使用。
國(guó)外(wài)目前還(hái)建議(yì)采用加大車載台功率的(de)方法延長(cháng)地(dì)波通(tōng)信距離,改善盲區(qū)。提高(gāo)車載台功率需要在原有(yǒu)100W電(diàn)台基礎上(shàng)接續500W功率放(fàng)大器(qì),并相(xiàng)應改用大功率車載天線和(hé)大功率車載電(diàn)源,這(zhè)種大功率車載系統是行之有(yǒu)效的(de)。
比較而言,船(chuán)載通(tōng)信比車載通(tōng)信困難少得多。一是因為(wèi)船(chuán)體(tǐ)長(cháng),有(yǒu)圍杆,便于架設天、地(dì)波兼顧的(de)斜天線;二是海(hǎi)面地(dì)波傳得遠(yuǎn)而且船(chuán)離基地(dì)台距離也較遠(yuǎn),不容易形成通(tōng)信盲區(qū)。但(dàn)是船(chuán)載天線要求抗風(fēng)強度高(gāo),抗腐蝕能力強。
2.3 延長(cháng)個(gè)人(rén)攜帶台通(tōng)信距離的(de)方法
個(gè)人(rén)攜帶台在行進中通(tōng)信時(shí)隻能使用短的(de)鞭狀天線。一副3米長(cháng)的(de)鞭天線配合25~50W電(diàn)台,一般最遠(yuǎn)隻能通(tōng)20公裏。如果要求通(tōng)得更遠(yuǎn),必須換用野外(wài)快速型長(cháng)天線。一種快速天線是20米斜拉型,以最簡潔的(de)方法沿地(dì)面斜拉架設,最大通(tōng)信距離可達1000公裏以上(shàng)。如果使用全長(cháng)30米的(de)三角形快速天線,通(tōng)信距離更遠(yuǎn)。
以上(shàng)兩種天線也可以用作(zuò)車載台的(de)備用天線,在停車時(shí)換用,能夠明(míng)顯改善盲區(qū)內(nèi)和(hé)遠(yuǎn)距離的(de)通(tōng)信效果。
3、短波噪聲及消除方法
3.1 插入噪聲
在兩段話(huà)音(yīn)之間(jiān)湧現(xiàn)的(de)噪聲稱為(wèi)插入噪聲,這(zhè)種噪聲消除起來(lái)比較容易。現(xiàn)在多數短波電(diàn)台和(hé)超短波電(diàn)台都(dōu)提供可選用的(de)“靜噪”功能。打開(kāi)靜噪開(kāi)關,插入噪聲就被抑制了。但(dàn)是“靜噪”功能不能解決與有(yǒu)用信号混雜(zá)在一起的(de)噪聲。
3.2 背景混雜(zá)噪聲
與信号混雜(zá)在一起的(de)背景噪聲是最令人(rén)頭痛的(de),消除起來(lái)也是最困難的(de),必須通(tōng)過DSP數字消噪技(jì)術加以解決。從(cóng)使用類型來(lái)看(kàn),DSP數字消噪分為(wèi)對(duì)端消噪和(hé)單端消噪兩種。
(1)對(duì)端消噪
所謂對(duì)端消噪,就是需要發方電(diàn)台和(hé)收方電(diàn)台互相(xiàng)配合進行的(de)消噪。其過程是:在發方,電(diàn)台對(duì)信号和(hé)噪聲進行大倍率的(de)平等壓縮;在收方,電(diàn)台對(duì)信号和(hé)噪聲進行不平等的(de)解壓,通(tōng)過這(zhè)一過程,強化(huà)了信号,弱化(huà)了噪聲,實際消噪效果是比較明(míng)顯的(de)。但(dàn)是對(duì)端消噪在實際用中遇到兩個(gè)困難:一是消噪器(qì)要單獨适配電(diàn)台,設備互換性差;二是不配消噪器(qì)的(de)電(diàn)台參與通(tōng)信比較困難。這(zhè)兩個(gè)問(wèn)題制約了對(duì)端消噪器(qì)的(de)推廣。
(2)單端消噪棗噪聲濾除技(jì)術
單端消噪隻處理(lǐ)本機(jī)收到的(de)信号,無須對(duì)方台配合,因而完全克服了對(duì)端消噪的(de)弊端,成為(wèi)消噪技(jì)術的(de)發展主流。單端消噪的(de)原理(lǐ)是根據有(yǒu)用信号的(de)聲譜對(duì)話(huà)音(yīn)進行數字化(huà)處理(lǐ),從(cóng)而濾除噪聲分量,因此也稱為(wèi)濾噪。目前有(yǒu)單獨的(de)濾噪器(qì)産品,還(hái)有(yǒu)像柯頓NGT電(diàn)台,已經把濾噪器(qì)做成了電(diàn)台的(de)标準功能,消噪效果比較理(lǐ)想,不但(dàn)濾除了讨厭(yàn)的(de)噪聲,還(hái)可以将幾乎被噪聲淹沒的(de)微(wēi)弱信号提升1~2個(gè)等級。
3.3 附加噪聲
附加噪聲不是來(lái)自(zì)傳播路(lù)徑或電(diàn)台本身(shēn),而是由于安裝電(diàn)台的(de)地(dì)點、位置、安裝條件(jiàn)等方面的(de)原因所産生(shēng)。例如設台地(dì)點周邊電(diàn)磁環境太亂,存在幹擾源;地(dì)線不合格,導入本地(dì)噪聲;車載電(diàn)台因接地(dì)和(hé)屏蔽不良而引入本車噪聲源等等。附加噪聲種類很(hěn)多,要具體(tǐ)問(wèn)題具體(tǐ)解決。