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短波盲区解决方案
浏览:31 发布日期:2019-09-17

  一、形成原理

  短波是通过地波和天波两个途径传播的,内陆地区地面电导率低,对电波吸收很强,在北方地区,地波传播不到20公里就衰耗殆尽了(南方水网地区略远一些)。而天波传播,因为天线有辐射角(主波瓣中轴线对地面的夹角),因此经过电离层反射回到地面时必然拉开一段距离。对于车载鞭天线和大多数其他车载天线,从发射点到天波近落地点的距离为80-120公里。所以在20-120公里这个区间内,地波和天波都覆盖不到,就形成了盲区。

  二、解决方案

  1、尽量加强地波强场,延长地波传播距离。

  加强地波强场首先靠提高天线的辐射效率,其次靠加大电台功率。我们通常用的多的是车载鞭天线,这里就以车载鞭天线为列。想要提高车载鞭天线的辐射效率,一是改善天线性能;二是正确选择安装位置。因为鞭天线,因调谐方式不同辐射效率相差较大。下面就列举几个常用的天线优点及缺点。⑴目前国内外使用广泛的感容匹配式自动天调,安装在鞭的底部,调速快,能记忆多个频点。缺点是效率偏低。⑵底部调感式天线,由于抵消了天线鞭的部分容抗,电流分布有所改善,等于增加了“电长度”辐射效率略高于底部感容匹配式自动调谐天线,缺点是调速较低,不能记忆。(典型产品:柯顿9350)。⑶所有鞭天线中辐射效率高的是中部调感式鞭天线。(典型产品:月光AT230)中部调感加强了天线下部分的高频电流,等效“电长度”比底部调感式更长,地波明显延长,缺点是调速较低,不能记忆。存在的误区:以美观为原则选择安装鞭天线的位置,而不是根据通讯原理正确选择位置,这就可能改变了天线的辐射特性,辐射效率大打折扣。正确的方法是将天线垂直安装在车辆前后的四个角,底部距离地面0.5-1.2米的位置。这样安装是为了利用地面的“镜像效应”,并很大效率的利用车体反射增加高仰角分量。增加车载台发射功率也是加强地波强场的有效方法,现在常见的峰值125W的电台,平均功率只有80W左右。如果换用150W的电台(如美国的SGC的SG2000PT),发射功率增加一倍,地波传播距离将明显延长。

  2、采用高仰角天线(根本解决办法)

  我们都知道高仰角天线是消除盲区的很好办法,问题在于什么是高仰角天线。有些鞭天线产品被宣传为高仰角天线,这是对用户的误导。无论何家生产任何一种鞭天线,尺寸和调谐方式有何不同,都不产生高仰角辐射,只能产生中低仰角辐射。鞭天线安装位置得体时,能够借助车体反射产生少量高仰角分量,但强度很为有限。目前世界上高仰角天线很少。在高仰角天线中,能效高的是半环天线(典型产品:科麦克ML-90),之所以称为半环天线,是因其物理形态不是一个完整的环,如果按照原理特性也称为电磁环天线。这种天线的特殊结构使其形成“喷泉状”对天辐射,辐射区域集中在90°-40°高仰角至中仰角方向,因此经过电离层反射回到地面后完全覆盖了半径500公里之内的区域,盲区当然就不存在了。在选择半环天线时,要注意其调谐方式,时检测很大高频电流还是检测小驻波比。驻波比小不代表高频电流很大,因此通过检测小驻波比来完成调谐并不能使天线环上产生强的电磁辐射。只有像科麦克ML-90这种通过检测很大高频电流来完成调谐的半环天线,才能达到能效很大化。这两种调谐方式的实际通话效果相差甚远。下面以ML-90为列,从我们使用ML-90半环天线(配接50W或125W电台)与鞭天线和其他车载天线多次不同时间地点的实通对比来看:0-250公里,ML-90的信号好于任何天线,特别是在100公里范围内,在鞭天线完全不通时,ML-90的信号在2-3级,在100-250公里可以保持4-5级,在250-500公里时ML-90半环天线与鞭天线通讯效果相同,在500公里以上鞭天线的效果要较好一些。ML-90的优点:⑴不需要电台功率大,50W和125W通讯效果差不多。⑵由于天线和车体绝缘,隔绝了车体的点火和摩擦的噪声源,通讯背景更干净。⑶天线表面积大,接收效果较好。⑷半环天线的实时可通频段达到3-4MHz,而且因为辐射角度高,受电离层高度变化的影响不大,日频和夜频差不多,选择频点更容易。根据经验,ML-90半环天线昼夜可用频率都在6-10MHz范围内,在这一可通频段内,各个频点略有差别,但都能通。而鞭天线和其他车载天线只有0.5-1MHz,且可通频段在一天中每个时段都在变化,选择通信频点比较困难。尤其是早上和黄昏,因电离层高度不稳,选择频点困难。ML-90半环天线可通频段宽且稳定的特点还附带了一个好处:不要使用ALE自适应选频系统,不仅避免了ALE的选频耗时,加快了建链速度,并且节省了购买ALE的昂贵费用。

  三、半环天线和鞭天线车载天线的区别

  ML半环天线工作频段3.6-13MHz,承载功率ML-91 125W,ML-90 50W,通频带3.6MHz时40KHz,13MHz时280KHz,宽度1250米。高度环立起高mm,环放平高240mm,长度短型1500mm,标准型1800mm,结构材料铝合金,重27公斤,不存在近距离盲区。短波车载通讯常用鞭天线和其他天线,普遍存在近距离盲区,盲区内通讯很差,甚至不通。我国北方盲区在15-100公里左右。南方水网地区约在30-100公里。常用短波天线之所以有盲区,是因为辐射集中在中低仰角,天波近落地点在100公里外,而地波在十几公里则消耗殆尽。ML天线依靠半环结构和特殊调谐装置,产生的高仰角至中仰角辐射,天波垂直落地或近距离落地,与地波完全连接,因此不存在盲区。实际通讯效果:在100公里内,当鞭天线无信号时,ML天线信号2-3级,100-250公里ML信号3-5级,250-1000公里ML天线和鞭天线相同。1000公里以上鞭天线通信较好。


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