短波天線在人防通信中的選型研究

王博　晏文淵

摘 要：本文闡述了短波天線的分類，詳細介紹了地波天線和天波天線中幾種常用的天線，以及每一種短波天線的應用場景。從主客體、用途、架設(shè)條件、經(jīng)濟價格、環(huán)境干擾五個維度，對短波天線進行最優(yōu)選擇。

關(guān)鍵詞：短波天線；應用場景；最優(yōu)選擇

1 概述

盡管目前通信手段日新月異，移動通信、光纖通信、衛(wèi)星通信等不斷更新?lián)Q代，但是短波通信作為最原始的通信方式仍然被有關(guān)關(guān)部門廣泛應用。短波通信有著其他通信方式無法代替的優(yōu)越性。第一，即時性。能在任何場合進行應用，對通信介質(zhì)依賴性小。第二，保密性。即全球發(fā)生光纖通信竊聽的今天，短波通信已然成為涉密部門進行通信的主要手段。第三，可靠性。短波通信可以很好的進行隱蔽，防止敵對勢力軍事打擊。短波通信已經(jīng)被廣泛應用在軍事、人防、抗震救災等領(lǐng)域[1]。

2 短波天線分類

從短波傳播方式上，短波天線可以分為地波天線和天波天線。如果天線以地波形式發(fā)射的電磁波是全方向的，所以被稱為地波天線。主要的地波天線有T型天線，L型天線，鞭狀天線等。地波天線主要用于近距離通信。地波天線的通信質(zhì)量取決于天線架設(shè)高度和地網(wǎng)品質(zhì)。天線架設(shè)越高，地網(wǎng)品質(zhì)越好，天線的發(fā)射效率就越好。當天線高度為波長的一半時，發(fā)射效率最好。天波天線是以天波的形式發(fā)射電磁波，它包括定向型和全向型兩種。全向型天波天線有倒V型天線、角籠型天線等。定向型天波天線有菱形天線、雙極天線、雙極籠型天線、對數(shù)周期天線等。定向型天波天線以一個方向或兩個方向發(fā)射電磁波，它用架設(shè)高度來控制發(fā)射仰角。全向型天波天線全方位發(fā)射電磁波，它以架設(shè)高度和斜度來控制發(fā)射仰角。

3 合理選擇短波天線

⑴主客體。固定站與固定站遠距離或近距離通信時，選用定向、高增益的短波天線，例如雙極天線。固定站與移動站遠距離或近距離通信時，由于移動站處在運動中，通信方向不固定，所以中心站的天線應選用全向地波天線，例如，多膜短波寬帶天線或配有天線調(diào)諧器的鞭狀天線[2]。

⑵用途。近距離固定通信：選擇地波天線或天波高仰角天線。點對點通信或方向性通信：選擇天波方向性天線等。組網(wǎng)通信或全向通信：選擇天波全向天線。車載通信或個人通信： 選擇小型鞭狀天線[3]。

⑶架設(shè)條件。空曠地方時可按用途合理選擇天線類型。車載通信時，車的體積比較固定且比較小，沒辦法架長天線，其輻射能力怎么也比不上固定臺。因此必須從合理設(shè)計天線形態(tài)和合理選擇架設(shè)位置等方面來彌補，盡可能利用車體的反射效應，盡可能增加天線的“電長度”。車載天線有多種，現(xiàn)在國際上多認為鞭狀天線更適合車輛運動中通信，而自動天調(diào)應該安裝在車外，最好是與天線鞭結(jié)合為一體。船載通信比車載通信困難少得多。一是因為船體長，有圍桿，便于架設(shè)天、地波兼顧的斜天線；二是海面地波傳得遠而且船離基地臺距離也較遠，不容易形成通信盲區(qū)。但是船載天線要求抗風強度高，抗腐蝕能力強。升級版的雙極天線或鞭天線可作為船載天線。

⑷正確處理天線價格與質(zhì)量的關(guān)系，常言道一分錢一分貨。首先同種用途的天線有不同種類，其增益有高低之分。此外同一種外形的天線，使用不同材料；不同制造工藝，其通信效果的差異是很大的。例如以特種不銹銅鋼復合絞線為振子的天線，比用塑包線為振子的天線高頻電磁轉(zhuǎn)換效率高得多。又例如匹配器所用的磁性材料優(yōu)劣，對電臺與天線的匹配狀態(tài)影響極大。高性能磁料能夠保證全頻段每個頻點都能良好匹配；劣質(zhì)磁料可能造成很多頻點甚至整段頻率匹配不好，駐波比過大。使用劣質(zhì)天線，電臺輸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。在投資增加不多的前提下，盡量選用高質(zhì)量高增益的天線，能夠保證長期穩(wěn)定和優(yōu)良的通信效果和延長使用壽命，是很劃算的。

⑸環(huán)境干擾。干擾環(huán)境下的天線選型，電臺干擾是指工作在當前工作頻率附近的無線電臺的干擾，其中包括敵方有意識的電子干擾。由于短波通信的頻帶非常窄，而且現(xiàn)在短波用戶越來越多，因此電臺干擾就成為影響短波通信順暢的主要干擾源。特別對于軍用通信系統(tǒng)，這種情況尤其嚴重。電臺的干擾與其他自然條件引起的干擾有很大的不同，它帶有很大的隨機性和不可預測性。在敵方有意識的電子干擾情況下，采用高增益、方向性強的對數(shù)周期天線可取得一定的效果[4]。

4 總結(jié)

在我國人防通信當中需要使用安全性高，發(fā)射功率好，架設(shè)方便的高性價比天線，雙極天線具有無法比擬的優(yōu)越性。三線式天線是一種性能優(yōu)良的全頻段短波基站天線，在近中遠各種距離都能夠保持很好的通信效果，三線式天線完全不同于寬帶雙極天線。它采用獨特的三線偶極結(jié)構(gòu)，輻射效率高，工作頻帶內(nèi)性能均勻，不僅在寬邊方向有強輻射，而且在窄邊方向也有較強輻射，因而對360度全方位都能溝通聯(lián)絡(luò)。它架設(shè)狀態(tài)平穩(wěn)，確保通信質(zhì)量。重量輕，抗風能力強，不用配接天調(diào)。在10Mz以下頻段工作時，這種天線提供高仰角，能夠改善30～100公里盲區(qū)內(nèi)的通信效果。所以三線式天線以它極高的性價比作為人防通信的首選天線[5]。

[參考文獻]

[1]何非常，周吉，李振幫，等，編著.軍事通信.北京：國防工業(yè)出版社，2000年：45-77頁.

[2]葉酉蓀，編著.軍事通信網(wǎng)基礎(chǔ).武漢：湖北科學技術(shù)出版社，1991年：33-55頁.

[3]趙積梁，李有根，編著.現(xiàn)代通信系統(tǒng).解放軍通信指揮學院，1994年：24-50頁.

[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：西安電子科技大學出版社.