2018-07-16 17:51:36
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在實(shí)際工作交流中，我們發(fā)現(xiàn)不少用戶對(duì)短波盲區(qū)的形成原理、解決途徑以及怎樣選用設(shè)備還不很清楚，有時(shí)產(chǎn)品選用不當(dāng)，及至購(gòu)買后才發(fā)現(xiàn)在盲區(qū)內(nèi)通不好。本文主要談一些這方面的問(wèn)題。
一、從盲區(qū)的形成原理，明確消除盲區(qū)的途徑。
盲區(qū)的形成原理并不深?yuàn)W。我們知道短波是通過(guò)地波和天波兩個(gè)途徑傳播的。內(nèi)陸地區(qū)地面電導(dǎo)率低，對(duì)電波吸收很強(qiáng)，所以在我國(guó)北方，地波傳播不到20公里就衰耗殆盡了(南方水網(wǎng)地區(qū)略遠(yuǎn)一些)。而天波傳播，因?yàn)樘炀€有輻射角(主波瓣中軸線對(duì)地面的夾角)，因此經(jīng)電離層反射回到地面時(shí)必然拉開(kāi)一段距離。對(duì)于車載鞭天線和多數(shù)其他車載天線，從發(fā)射點(diǎn)到天波最近落地點(diǎn)的距離約為80～120公里。在20～120公里這個(gè)區(qū)間內(nèi)，地波和天波都覆蓋不到，就形成了盲區(qū)。由此可以看出解決盲區(qū)只能通過(guò)兩個(gè)途徑：
1、盡量加強(qiáng)地波場(chǎng)強(qiáng)，延長(zhǎng)地波傳播距離;
2、抬高天線輻射仰角，縮短天波落地距離。
二、 加強(qiáng)地波場(chǎng)強(qiáng)的方法
加強(qiáng)地波場(chǎng)強(qiáng)首先靠提高天線的輻射效率，其次靠加大電臺(tái)的功率。
我們主要討論車載通信最常用的鞭狀天線。要想提高鞭天線的輻射效率，一是改善天線性能，二是正確選擇安裝位置。同為鞭天線，因調(diào)諧方式不同輻射效率相差較大：①目前國(guó)內(nèi)外使用最廣的感容匹配式自動(dòng)天調(diào)，安裝在鞭的底部，調(diào)速快，能記憶多個(gè)頻點(diǎn)，缺點(diǎn)是效率偏低。②底部調(diào)感式天線，由于抵消了天線鞭的部分容抗，電流分布有所改善，等效于增加了“電長(zhǎng)度”，輻射效率略高于底部感容匹配式自動(dòng)調(diào)諧天線，其缺點(diǎn)是調(diào)速較低，不能記憶。(典型產(chǎn)品：柯頓9350)。③所有鞭天線中輻射效率最高的是中部調(diào)感式鞭天線(典型產(chǎn)品：月光AT230)。中部調(diào)感加強(qiáng)了天線下半部的高頻電流，等效“電長(zhǎng)度”比底部調(diào)感式更長(zhǎng)，地波明顯延長(zhǎng)，其缺點(diǎn)也是調(diào)速較低，不能記憶。
另外，很多用戶常犯的一個(gè)錯(cuò)誤，就是以美觀為原則選擇安裝鞭天線的位置，而不是根據(jù)通信原理正確選擇位置，這就可能改變了天線的輻射特性，輻射效率大打折扣。正確的方法是將天線垂直安裝在車輛前后四個(gè)角的位置，底部距地面0.5～1.2米為宜。這樣安裝是為了利用地面的“鏡像效應(yīng)”，并最大效率地利用車體反射增加高仰角分量。增加車載電臺(tái)的發(fā)射功率也是加強(qiáng)地波場(chǎng)強(qiáng)的有效方法。現(xiàn)在常見(jiàn)的峰值125W電臺(tái)，平均功率只有80W左右。如果換用平均功率150W的電臺(tái)(如美國(guó)SGC的SG2000PT)，發(fā)射功率增加近一倍，地波傳播距離將明顯延長(zhǎng)。
三、根本的解決辦法—采用高仰角天線
業(yè)內(nèi)專家都承認(rèn)高仰角天線是消除盲區(qū)的最好方法，問(wèn)題在于什么天線是高仰角天線。有些鞭天線產(chǎn)品被宣傳成高仰角天線，這是對(duì)用戶的誤導(dǎo)。無(wú)論何家生產(chǎn)任何一種鞭天線，尺寸和調(diào)諧方式有何不同，都不產(chǎn)生高仰角輻射，只能產(chǎn)生中低仰角輻射。鞭天線安裝位置得體時(shí)，能夠借助車體反射產(chǎn)生少量高仰角分量，但強(qiáng)度極為有限。
目前世界上高仰角車載天線很少。在高仰角天線中，能效最高的是半環(huán)天線(典型產(chǎn)品：科麥克ML-90)，之所以稱為半環(huán)天線，是因其物理形態(tài)不是一個(gè)完整的環(huán)，如果按照原理特性也可以叫電磁環(huán)天線。這種天線的特殊結(jié)構(gòu)使其形成“噴泉狀”對(duì)天輻射，輻射區(qū)集中在90°～40°高仰角至中仰角方向，因此經(jīng)電離層反射回到地面后完全覆蓋了半徑500公里之內(nèi)的區(qū)域，盲區(qū)當(dāng)然就不存在了。
在選擇半環(huán)天線時(shí)，要特別注意其調(diào)諧方式，是檢測(cè)最大高頻電流還是檢測(cè)最小電壓駐波比(VSWR)。駐波比最小不等于高頻電流最大，因此通過(guò)檢測(cè)最小駐波比來(lái)完成調(diào)諧并不能使天線環(huán)上產(chǎn)生最強(qiáng)的電磁輻射。只有像科麥克ML-90這種通過(guò)檢測(cè)最大高頻電流來(lái)完成調(diào)諧的半環(huán)天線，才能達(dá)到能效最大化。這二種調(diào)諧方式的實(shí)通效果相去甚遠(yuǎn)。
從我們使用ML-90半環(huán)天線(配接50W或125W電臺(tái))與鞭天線和其它車載天線進(jìn)行的多次不同時(shí)間地點(diǎn)的實(shí)通對(duì)比來(lái)看：在0～250公里路段，ML-90的信號(hào)好于任何天線;特別是在100公里盲區(qū)內(nèi)，在鞭天線完全不通時(shí)，ML-90的信號(hào)保持在2～3級(jí);在100至250公里可以達(dá)到4～5級(jí);在250～500公里路段，ML-90半環(huán)天線與鞭天線通信效果相同;500公里以上路段鞭天線效果好一些。
使用ML-90半環(huán)天線還有四個(gè)獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：一是不需要電臺(tái)功率大，50W和150W通信效果差不多。二是由于天線與車體絕緣，隔絕了車體的點(diǎn)火和摩擦等噪聲源，通信背景更干凈。三是天線表面積大，接收效果更好。最重要的是第四點(diǎn)，半環(huán)天線的實(shí)時(shí)可通頻段達(dá)到3～4MHz，而且因?yàn)檩椛浣歉撸茈婋x層高度變化的影響不大，日頻和夜頻差不多，選擇頻點(diǎn)很容易。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，ML-90半環(huán)天線晝夜可用頻率都在6～10MHz范圍內(nèi)，在這一可通頻段內(nèi)，各個(gè)頻點(diǎn)略有差別，但都可通。而鞭天線和其它車載天線的實(shí)時(shí)可通頻段只有0.5～1MHz，且可通頻段在一天中每個(gè)時(shí)段都在變化，選擇通信頻點(diǎn)比較困難。尤其是早晨和黃昏，因電離層高度不穩(wěn)，尋找頻點(diǎn)更為困難。ML-90半環(huán)天線可通頻段寬且穩(wěn)定的特點(diǎn)還附帶了另一個(gè)好處：不需要使用ALE自適應(yīng)選頻系統(tǒng)，不僅避免了ALE的選頻耗時(shí)，加快了建鏈速度，并且節(jié)省了購(gòu)買ALE系統(tǒng)的昂貴費(fèi)用。