短波天线在人防通信中的选型研究

王博　晏文渊

摘 要：本文阐述了短波天线的分类，详细介绍了地波天线和天波天线中几种常用的天线，以及每一种短波天线的应用场景。从主客体、用途、架设条件、经济价格、环境干扰五个维度，对短波天线进行最优选择。

关键词：短波天线；应用场景；最优选择

1 概述

尽管目前通信手段日新月异，移动通信、光纤通信、卫星通信等不断更新换代，但是短波通信作为最原始的通信方式仍然被有关关部门广泛应用。短波通信有着其他通信方式无法代替的优越性。第一，即时性。能在任何场合进行应用，对通信介质依赖性小。第二，保密性。即全球发生光纤通信窃听的今天，短波通信已然成为涉密部门进行通信的主要手段。第三，可靠性。短波通信可以很好的进行隐蔽，防止敌对势力军事打击。短波通信已经被广泛应用在军事、人防、抗震救灾等领域[1]。

2 短波天线分类

从短波传播方式上，短波天线可以分为地波天线和天波天线。如果天线以地波形式发射的电磁波是全方向的，所以被称为地波天线。主要的地波天线有T型天线，L型天线，鞭状天线等。地波天线主要用于近距离通信。地波天线的通信质量取决于天线架设高度和地网品质。天线架设越高，地网品质越好，天线的发射效率就越好。当天线高度为波长的一半时，发射效率最好。天波天线是以天波的形式发射电磁波，它包括定向型和全向型两种。全向型天波天线有倒V型天线、角笼型天线等。定向型天波天线有菱形天线、双极天线、双极笼型天线、对数周期天线等。定向型天波天线以一个方向或两个方向发射电磁波，它用架设高度来控制发射仰角。全向型天波天线全方位发射电磁波，它以架设高度和斜度来控制发射仰角。

3 合理选择短波天线

⑴主客体。固定站与固定站远距离或近距离通信时，选用定向、高增益的短波天线，例如双极天线。固定站与移动站远距离或近距离通信时，由于移动站处在运动中，通信方向不固定，所以中心站的天线应选用全向地波天线，例如，多膜短波宽带天线或配有天线调谐器的鞭状天线[2]。

⑵用途。近距离固定通信：选择地波天线或天波高仰角天线。点对点通信或方向性通信：选择天波方向性天线等。组网通信或全向通信：选择天波全向天线。车载通信或个人通信： 选择小型鞭状天线[3]。

⑶架设条件。空旷地方时可按用途合理选择天线类型。车载通信时，车的体积比较固定且比较小，没办法架长天线，其辐射能力怎么也比不上固定台。因此必须从合理设计天线形态和合理选择架设位置等方面来弥补，尽可能利用车体的反射效应，尽可能增加天线的“电长度”。车载天线有多种，现在国际上多认为鞭状天线更适合车辆运动中通信，而自动天调应该安装在车外，最好是与天线鞭结合为一体。船载通信比车载通信困难少得多。一是因为船体长，有围杆，便于架设天、地波兼顾的斜天线；二是海面地波传得远而且船离基地台距离也较远，不容易形成通信盲区。但是船载天线要求抗风强度高，抗腐蚀能力强。升级版的双极天线或鞭天线可作为船载天线。

⑷正确处理天线价格与质量的关系，常言道一分钱一分货。首先同种用途的天线有不同种类，其增益有高低之分。此外同一种外形的天线，使用不同材料；不同制造工艺，其通信效果的差异是很大的。例如以特种不锈铜钢复合绞线为振子的天线，比用塑包线为振子的天线高频电磁转换效率高得多。又例如匹配器所用的磁性材料优劣，对电台与天线的匹配状态影响极大。高性能磁料能够保证全频段每个频点都能良好匹配；劣质磁料可能造成很多频点甚至整段频率匹配不好，驻波比过大。使用劣质天线，电台输出的功率可能只送出去不到三分之一甚至更少，通信效果可想而知。在投资增加不多的前提下，尽量选用高质量高增益的天线，能够保证长期稳定和优良的通信效果和延长使用寿命，是很划算的。

⑸环境干扰。干扰环境下的天线选型，电台干扰是指工作在当前工作频率附近的无线电台的干扰，其中包括敌方有意识的电子干扰。由于短波通信的频带非常窄，而且现在短波用户越来越多，因此电台干扰就成为影响短波通信顺畅的主要干扰源。特别对于军用通信系统，这种情况尤其严重。电台的干扰与其他自然条件引起的干扰有很大的不同，它带有很大的随机性和不可预测性。在敌方有意识的电子干扰情况下，采用高增益、方向性强的对数周期天线可取得一定的效果[4]。

4 总结

在我国人防通信当中需要使用安全性高，发射功率好，架设方便的高性价比天线，双极天线具有无法比拟的优越性。三线式天线是一种性能优良的全频段短波基站天线，在近中远各种距离都能够保持很好的通信效果，三線式天线完全不同于宽带双极天线。它采用独特的三线偶极结构，辐射效率高，工作频带内性能均匀，不仅在宽边方向有强辐射，而且在窄边方向也有较强辐射，因而对360度全方位都能沟通联络。它架设状态平稳，确保通信质量。重量轻，抗风能力强，不用配接天调。在10Mz以下频段工作时，这种天线提供高仰角，能够改善30～100公里盲区内的通信效果。所以三线式天线以它极高的性价比作为人防通信的首选天线[5]。

[参考文献]

[1]何非常，周吉，李振帮，等，编著.军事通信.北京：国防工业出版社，2000年：45-77页.

[2]叶酉荪，编著.军事通信网基础.武汉：湖北科学技术出版社，1991年：33-55页.

[3]赵积梁，李有根，编著.现代通信系统.解放军通信指挥学院，1994年：24-50页.

[4]Wei Wang，Craig K.Rushforth.An adaptive local-search algorithm for the channel –assignment problem （CAP）.IEEE Trans on Veb.Tech.，1996.8，45（3）：459～466.

[5]短波通信.西安：西安电子科技大学出版社.