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短波车载通信近距离盲区的解决途径

  
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2015-11-05 14:53:09    来源:中国应急通信网   作者:何滨

  在实际工作交流中,我们发现不少用户对短波盲区的形成原理、解决途径以及怎样选用设备还不很清楚,有时产品选用不当,以至购买后才发现在盲区内沟通不好。本文主要谈一些这方面的问题。

  一、从盲区的形成原理,明确消除盲区的途径

  盲区的形成原理并不深奥。我们知道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,所以地波传播不到二十公里就衰减殆尽(南方水网地区略远一些)。而天波辐射因为天线有辐射角(主波瓣中轴线对地面的夹角),因此经电离层反射回到地面时必然拉开一段距离。对于车载鞭天线和多数其他车载天线,这段距离约为80~120公里。因此20公里到100公里左右就形成了盲区。由此可以看出解决盲区只能通过两个途径:

  1、尽量加强地波场强,延长地波传播距离;

  2、抬高天线辐射仰角,缩短天波落地距离。

  二、加强地波场强的方法

  加强地波场强首先靠提高天线的辐射效率,其次靠加大电台的功率。

  我们主要讨论车载通信最常用的鞭状天线。提高鞭天线辐射效率,一是靠改善天线性能,二是正确选择安装位置。

  同为鞭天线,因调谐方式不同辐射效率相差较大:①目前使用最广的感容匹配式自动天调,安装在鞭的底部,调速快,能记忆频点,缺点是效率偏低。②底部调感式天线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)。③辐射效率最高的是中部调感式鞭天线(典型产品:澳大利亚月光AT230)。中部调感增加了天线下半部分的高频电流,辐射效率明显高于上述两种天线,地波可以延长至50公里以上,其缺点也是调速较低,不能记忆。

  另外,很多用户常犯的一个错误,就是以美观为原则选择安装鞭天线的位置,而不是根据通信原理正确选择位置(我们曾见过有用户把鞭天线背在车顶上)。这就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四个角的位置,底部距地面0.5~1.2米为宜。这样安装是为了利用地面的“镜像效应”延长天线“电长度”,并最大效率地利用车体反射增加高仰角分量。

  增加车载电台的发射功率也是加强地波场强的有效方法。现在常见的峰值125W电台,平均功率只有70~80W。如果换用平均功率150W的电台(如美国SGC的SG2000PT),发射功率增加近一倍,地波传播距离将明显延长。

  三、根本的解决办法—采用高仰角天线

  业内专家都承认高仰角天线是消除盲区的最好方法,问题在于什么天线是高仰角天线。

  有些鞭天线产品被宣传成高仰角天线,这是对用户的误导。任何一种鞭天线,无论何家生产,无论何种尺寸和调谐方式,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,但强度极为有限。

  目前世界上,只有半环天线是真正的高仰角天线(典型产品:科麦克ML-90)。这种天线的特殊结构使其形成“喷泉状”辐射,辐射区集中在90°~45°高仰角和中仰角方向,因此经电离层反射回到地面后完全覆盖了盲区。

  从我们使用科麦克ML-90半环天线(配接50W或125W电台)与鞭天线和其它车载天线进行的多次不同时间地点的实通对比来看:在0~250公里路段,半环天线的信号好于任何天线,特别是在100公里盲区内,在鞭天线完全不通时,ML-90半环天线的信号保持在2~3级,在100至250公里可以达到4~5级;在250~500公里路段,ML-90半环天线与鞭天线通信效果相同;500公里以上路段鞭天线效果好一些。

  使用ML-90半环天线还有两个好处:一是不需要电台功率大,50W和150W通信效果差不多。二是可用频段达到3~4MHz,昼夜频段相差不大,选择频点很容易。鞭天线和其它车载天线的可用频段只有0.5~1MHz,而且可用频段在一天中每个时段都在变化,选择可通频点比较困难。

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