短波天线的选型与安装要求-20110215A 联系客服

发布时间 : 星期三 文章短波天线的选型与安装要求-20110215A更新完毕开始阅读3b0e81dece2f0066f5332217

短波天线的种类繁多,用途各异,究竟应该选购何种天线,怎样安装架设才能获得良好的通信效果?根据我们了解和掌握的情况作如下简要介绍:

3.1、电台和天线的匹配

天线、馈线、电台三者之间的匹配必须引起高度重视,否则,虽然电台、天线、馈线都选得很好,通信效果还是不好。

所谓“匹配”就是要求达到无损耗连接,只有电台、馈线、天线三者保证高频输入输出阻抗一致,才能实现无损耗连接。多数短波电台的输出/输入阻抗为50欧姆,必须选用阻抗为50欧姆的射频电缆与电台匹配。天线的特性阻抗比较高,一般为600欧姆左右,只有宽带天线的特性阻抗稍低一点,大约200~300欧姆,因此,天线不能直接与射频电缆连接,中间必须加阻抗匹配器(也叫单/双变换器)。阻抗匹配器的输入端阻抗必须与射频电缆的阻抗一致(50欧姆),输出端阻抗必须与天线的输入阻抗一致(600欧姆或200/300欧姆)。阻抗匹配器的最佳安装位置是与天线连为一体。

自动天线调谐器也是匹配天线和电台阻抗用的。自动天调的输入端与电台连接,输出端与单极天线连接。自动天调与偶极天线连接时要根据不同产品而定。有些天调要求加单/双变换器,天调与单/双变换器之间用50欧姆射频电缆相连(芯线接天调输出端,外皮接天调的地端),单/双变换器的双输出端与天线连接;多数新型天调不用加单/双变换器,用天调的输出端和接地端分别连接偶极天线的两臂,匹配效果更好,而且效率更高。

3.2、正确架设天线和连接馈线

选购好合适的天线后,还必须正确地安装架设,才能发挥出最佳效果。天线的长度和架设规范是不能改变的,但对于某些天线而言,架设的方向和高度是靠用户自己掌握的,应严格按通信的方向和距离来确定方向和高度。天线的架设位置以开扩的地面为好,没有条件的单位也可以架在两个楼房之间或楼顶。天线高度指天线发射体与地面或楼顶的相对高度。架在楼顶时,高度应以楼顶与天线发射体之间的距离计算,不是按楼顶与地面的高度计算。我们提醒用户,切忌因为架设场地不理想或怕麻烦,就随便把天线架起来完事,这样做通信效果很可能是不好的。

9

另一个要点是馈线的选用和布设。馈线是将电台的输出功率送到天线进行发射的唯一通道,如果馈线不畅通,再好的电台和天线,通信效果也是很差的。馈线分为明馈线和射频电缆两类。目前100W~150W电台一般都使用射频电缆馈电方式。选用射频电缆时要注意两项指标:一是阻抗为50欧姆;二是对最高使用频率的衰耗值要小。一般来讲,射频电缆直径越粗,衰耗越小,传输功率越大。在实际使用中,100W级短波单边带电台,常选用SYV-50-5或SYV-50-7的射频电缆,必要时也可以选SYV-50-9的射频电缆。

天线在进行安装选位和布设时,应尽可能缩短馈线的长度,普通SYV-50-5馈线每1米造成信号衰减0.082dB,这意味着100W电台功率通过50米馈线送达天线时,功率剩下不到40W。因此通常要求馈线长度控制在30米以内。如果因为场地条件限制必须延长馈线,则应采用大直径低损耗电缆。另外在布设电缆,应尽量减少弯曲,以降低对射频功率的损耗,如果必需弯曲,则弯曲角度不得小于120度。

3.3、 正确选择和架设天线地线

天线和地线是很多短波用户容易忽视的问题。当通信质量不好时,很多人习惯于从电台上找原因,而实际上信号不良常常源自天线或地线。

短波和超短波使用的天线是完全不同的。超短波通信因为使用频率高,波长短,天线可以做得很小,通常为直立鞭状天线。而短波通信因使用的频率较低,天线必须做得足够大才能有效工作。简单的规律是:天线的长度达到所使用频率的1/2波长时,天线的效率最高。

地线是很多用户容易草率处理的问题。短波通信台站的地线是至关重要的,地线实际上是整个天馈线系统的重要组成部分。我们所说的地线,不是交流供电系统中的电源地或保安地。这里所说的地线是信号地,也称高频地。信号地一般不能接到电源地或保安地上,必须单独埋设。埋设接地体时,必须按有关标准进行,接地电阻不应大于4欧姆。电台的接地柱和接地体之间,必须用多股线铜、编织铜线或大截面优良导体连接,才能起到良好的高频接地作用。而良好的高频接地是减小发射驻波和减小接收噪声的必要前提。

四、关于台址的选择及场地要求

建设无线短波电台时,选择一个良好的台址具有十分重要的意义。台址的如果选择得不合理,

10

不仅会使建设费用增加,更重要的是有可能使天线和通信设备的实际效率受到限制,从而影响通信质量。

选择台址时,应首先考虑天线对场地的要求。短波天线的发射和接收,其效果与天线的架设条件有很大关系。架设天线需要有一定的场地面积,除天线本身占用的面积外,天线前方还应该留有足够的场地用以反射电波。整个天线场地要开阔、平坦,场地的土壤应该具有良好的电气特性。天线场地上不应有树木或建筑物;天线前方不应有高大建筑物、山峦等障碍物。

选择台址应考虑建筑工程对场地的地质要求,地质不良的地基,不仅会增大建筑费用,而且难于保证建筑物在较长时间内保持其稳定性。

选择台址应考虑电台的位置是否符合所在城市的建设规则、无线电收发信分区要求等规定。发射台的位置要考虑尽量减少发射信号和杂散辐射对各种无线电接收台的工作以及城市居民收听广播和电视的干扰。接收台的位置应尽量避开本地各种可能造成干扰的无线电发射台,并应远离一切无线电噪声源。

选择台址还应从技术经济角度考虑遥控线路、高压输电线路、道路等的长度,这些方面的建设费用往往要占新建电台工程总建设费用很大的比例。

选择台址还要照顾交通、供水、后勤供应等方面的便利。

影响台址选择的因素很多,有些因素是相互矛盾的,因此选择台址时应分析各种有关因素,综合比较,遴选出较为理想的台址方案。

4.1、天线对场地的要求

4.1.1、地面电气特性对天线的影响

当天线架设在平地面上时,其向下辐射的负仰角近场辐射波被地面反射(简称反射波),并以一定方式与正仰角直射波(简称直射波)合成,形成干涉场,从而地面以上某些角度的辐射场增强,而另一些角度的辐射场减弱,使天线的垂直辐射图形中出现辐射瓣。平坦地面对垂直辐射图形的影响,可以利用镜象原理求得。

直射波因地面反射波的存在而增强的现象,对于信号传播来说是很重要的。这种现象可以充分利用来增强天线增益。在最好的情况下,反射波的强度可与直射波相比拟。从而在反射波和直射波相同的地方,场强约可增加一倍(增加6dB)。

对于水平极化波,反射系数的模数和相角随入射角而变化的情况比较简单。当入射角θ很小时,反射系数的模数接近于1,相角接近于180°。随着入射角的增大,模数逐渐减小,相角逐渐增大。在不同频率和不同地面电气特性的情况下,变化都是这样。由于在水平极化时,相应滞后

11

角度大于180°,我们通常认为反射波在相位上超前于入射波。

对于垂直极化波来说,反射系数的模数和相角随入射角变化的情况则较为复杂。在入射角θ为0°时,垂直极化和水平极化一样,模数为1,相角为180°。但当θ由0增大时,反射系数的模数和相角同时迅速减小;模数减小到一个最小值时,相角为﹣90°。模数在最小点时的入射角成为布鲁斯特角(Brewster angle)。当入射角大于布鲁斯特角后,反射系数的模数开始逐渐增大,而相角则逐渐趋近于0。

一般来说,盐碱地、湿润的耕地、沼泽地或者水面的电导率和介电常数都比较高,属于良好的反射面,而干燥的土地、沙砾、白垩质(石灰石)土则低得多,属于不好的反射面。

对于发射台,如果使用水平极化天线进行远距离通信,则地面电导率的高低并不太重要,这是因为远距离通信天线的反射波总是掠过地面而反射的,只是地面具有中等的电导率,反射系数就不会太小。反之,如果是近距离通信,或者使用垂直极化天线,则必须选择电气特性良好的场地。

对于接收台,不论通信距离是远是近,不论是使用水平极化天线还是垂直极化天线,如过要获得良好的接收效果,都必须选择电气性能良好的场地。

天线场地应尽量选择潮湿土地或具有中等导电性的场地。 4.1.2、 地形地物的影响

实际地面当然不会完全是平的,因此需要考虑地形的起伏或地面上某些地物对于地面反射的影响。瑞利的光学理论准则表明,当不平坦的程度H超过λ/sinθ时,反射就会从镜面反射进入扩散反射的过渡区。根据这个准则,如果地形的起伏高度(高于或者低于其平均等高线)不大于天线高度h的1/4,估计是可以容许的。换句话说,即最大可以容许的场地不平坦高度为: H=h/4 这虽然是一个近似数值,但给出了场地不平的容许尺度。

天线场地应尽量选择在平坦、开阔的地面。

4.2、天线场与干扰源距离要求

4.2.1、发射天线场地与干扰源距离要求

12