天线在短波通信台站中的应用分析

【摘要】短波通信在应急通信中具有极其重要的作用。文章阐述了天线性能对短波通信质量的影响，并对短波通信网络中固定电台、车载电台、便携式电台使用的天线类型、天线的架设方式和通信效果进行了分析。

【关键词】短波通信;天线;固定电台;车载式;便携式

1.引言

短波通信主要借助于电离层反射电磁波传输，能够有效实现中、远程距离通信。与其它通信手段相比，短波通信设备简单，远距离通信的运行成本低;机动性强，既可以固定设置定点通信，也可以背负或车载进行移动通信;组网方便灵活，不依赖地面通信网络和电力系统而独立工作，对自然灾害或战争的抗毁能力强。这些优点使得短波电台作为远距离指挥通信和应急通信的重要手段之一，在自然灾害救援、应对突发事件时发挥着良好的保障作用。

2.天线的选择和架设

短波通信网络的台站设置一般包括固定台、车载台和便携台，三者组成通信网络，既能利用固定大型天线和设备的优势担当应急通信枢纽，又能充分发挥小型、便携天线和设备移动性强的优势传递信息。无论固定台、车载台还是便携台，天线的性能都对通信质量的好坏起着至关重要的作用。根据传输距离、通信方向、使用用途、承受功率的不同，選择适合的短波天线并正确架设，可以使电台的有效幅射功率成倍甚至是几倍地增加，有效改善通信效果。

2.1 固定台天线

为实现固定台与固定台之间、固定台与车载台之间都能够通信的组网目的，固定台的天线需要能够符合移动通信中心站的各种要素：全向;兼顾近、中、远各种距离;与范围内各种类型各种极化方式的车载、船载、固定台的天线都能良好兼容。在实际应用中，用于全方位通信的三角组合型全向全角天线和兼顾全向和定向两种用途的高增益三线式宽带天线都能够满足上述要求。

三角组合型全向全角天线在水平360°全方向和对天全仰角辐射均匀，能够照顾近中远各种距离，对近程通信盲区也有明显改善。此外，它能兼顾垂直极化波和水平极化波，对区域内各种台站的不同种类天线的兼容性好。我国的省级行政区，从省会城市到边缘地区的距离多数在1200公里以内，在这个范围内组建全省或地区级的短波通信网，中心基站选用这种天线比较理想。

高增益三线式天线具有增益高、全频段内驻波比小、全向无盲区、抗风抗毁能力强等优点，能够显著提高短波基站的通信质量。三线天线可根据通信目的选用平拉架设或倒V架设。平拉架设在天线宽边方向上的辐射强于窄边方向，因此适用点对点定向通信，或点对扇面的通信，主要用于基层站点，配用125W电台最大通信距离可达2000～3000公里。倒V架设方式能产生全方位幅射，与外围各方向的水平天线、鞭天线等的通信效果都很好，适用做中心站天线，配用125W电台通信半径可达1500公里。

2.2 车载电台天线

为满足快速反应、灵活机动的短波应急通信需求，可以在车辆上装配车载电台及天线。鞭状天线是目前车载短波天线中使用较为广泛的一种，体积小，安装简单，全方向，适合车辆运动中通信。远距离通信时，鞭状天线竖直，利用地面以下部分的“镜像天线”效应，使天线鞭的电长度比实际架高增加将近一倍;近距离通信时，鞭状天线可以放置为倒“L”型，利用车顶反射作用增加天线的垂直辐射面，可以提高发射效率。

短波车载鞭天线的安装位置是非常重要的。吸盘式安装的最佳位置是车辆的四个侧角，要求天线始终保持垂直以充分发挥天线的发射和接收效果。卡边式安装则是无论在车的任何部位都能保证最终天线是垂直向上的，既可以通过改善驻波比提高天线的工作效率，又可以防止行车中颠簸脱落。

由于鞭天线工作原理的限制，其在10～100公里范围内存在盲区。为了解决盲区通信的问题，可以按照动中通和静中通来区别对待。动中通是车辆行进中通信，用鞭天线进行动中通时，把鞭天线加长并且向车顶拉弯，能够少量增加垂直辐射分量，对改善盲区有一定作用。若要从根本上实现无盲区动中通，必须选用高能半环车载天线，这种天线能够产生高仰角辐射，天波落地最近距离为0公里，因此不存在盲区。在静止通信时，可以选择体积小、架设快的野外天线品种，如快速宽带天线，实现0～1000公里全向无盲区通信。鞭天线与野外快速宽带天线互相配合，可以保障车载台通信畅通。

2.3 便携电台天线

便携式短波电台在行进中通信时只能使用短的鞭状天线，一副3米长的可折叠鞭天线，与25～50W的电台配合，一般最大的传输距离只能达到20公里。如果要求通得更远，必须在停止行进时换用便携式快速天线。

单线行波天线是一种专门为野外通信设计的新型便携短波天线，用于延伸个人站和野外临时基站的通信距离。这种天线全频段保持低驻波比，辐射效率高，选择不同架设方式可以实现全向或定向通信，在近中远不同距离上都可获得理想效果。由于这种天线具有体积小，重量轻，架设快，撤收快等优点，因此特别适合军队、警察、人防等要求快速反应的用户用于应急通信，特别是在车辆和船只无法到达的地点可以由人携带建站。其中，20米单线行波天线专门用于野外临时架装，这种天线有两种架设方式：一是沿地面斜拉架设，斜拉方式以全向高仰角辐射为主，在1000公里半径内全方位的通信效果都很好，特别是能够明显改善20～100公里盲区内的通信效果;二是采用平拉架设，这种架设方式方向性强，适合800～1600公里远距离定向通信。如果用于野外临时基站，与前者相比，使用30米单线行波天线通信距离会更远，效果也会更好。这种天线通常采用倒V形架设，能够产生全方位辐射。以上两种天线也可以用作车载台的备用天线，在停车时换用，能够明显改善盲区内和远距离的通信效果。

3.结束语

近年来，天线技术一直在不断地发展和创新，主要是向宽带、全向、无“盲区”、高增益方向发展。体积越来越小，效率越来越高。建设和使用短波通信应急系统时，需要综合考虑各种因素，因地制宜做好天线的选择和架设工作，这对于保障短波电台通信的效果和应急通信的畅通尤为重要。

参考文献

[1]谢处方，邱文杰.天线原理与设计[M].西北电讯工程学院出版社，1985.

[2]总参部通信部.电波传播与通信天线天线[M].解放军出版社，1985，1.

[3]全国无线电管理委员会办公室.短波场强计算[S].1981， 11.

作者简介：莫秋菊（1980—），女，广西人，硕士研究生，中级工程师，主要从事电台通信技术研究。