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如何解决短波通信的对讲盲区问题

2022-06-07 10:55:34

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  在日常通信中,无线电波所覆盖的区域内难免有山丘、树林、立交桥和高大建筑群等,无线电波在这些地区就会被阻挡、反射和屏蔽,产生阴影效应,这就像阳光照射在树木或楼群上,会在树下、建筑物旁形成阴影一样。

  在这些地方进行移动通信,就可能出现电话中断、语音不清、寻呼机收不到信号等现象。

  那么,短波通信盲区导致对讲信号差,究竟要如何解决这一问题?下面就让小峰来为大家说道说道~

  一、盲区是如何形成?

  常言道:知己知彼,百战不殆。在明确消除通信盲区的途径前,我们得先来了解一下盲区产生的原理。

  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,所以在我国北方,地波传播不到20公里就衰耗殆尽了。而天波传播,因为天线有辐射角,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,从发射点到天波最近落地点的距离约为80~120公里。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、消除盲区的方法

  根据盲区形成原理,我们得出解决通信盲区的两个有效途径:

  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。

  加强地波场强

  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。

  下面我们主要讨论车载通信最常用的鞭状天线。如何快速、简单提高鞭天线的辐射效率,一是改善天线性能,二是正确选择安装位置。

  同为鞭天线,因调谐方式不同辐射效率相差较大:

  ①目前国内外使用最广的感容匹配式自动天调,安装在鞭的底部,调速快,能记忆多个频点,缺点是效率偏低。

  ②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,等效于增加了“电长度”,辐射效率略高于底部感容匹配式自动调谐天线,其缺点是调速较低,不能记忆。

  ③所有鞭天线中辐射效率最高的是中部调感式鞭天线。中部调感加强了天线下半部的高频电流,等效“电长度”比底部调感式更长,地波明显延长,其缺点也是调速较低,不能记忆。

  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,这就可能改变了天线的辐射特性,使得辐射效率大打折扣。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”,并最大效率地利用车体反射增加高仰角分量。

  此外,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80W左右。如果换用平均功率150W的电台,发射功率增加近一倍,地波传播距离将明显延长。

  抬高天线辐射仰角

  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。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,但强度极为有限。

  目前世界上高仰角车载天线很少。在高仰角天线中,能效最高的是半环天线,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可以叫电磁环天线。这种天线的特殊结构使其形成“喷泉状”对天辐射,辐射区集中在90°~40°高仰角至中仰角方向,因此经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。

  使用半环天线还有四个独特的优点:

  一是不需要电台功率大,50W和150W通信效果差不多;二是由于天线与车体绝缘,隔绝了车体的点火和摩擦等噪声源,通信背景更干净;三是天线表面积大,接收效果更好;最重要的是第四点,半环天线的实时可通频段达到3~4MHz,而且因为辐射角高,受电离层高度变化的影响不大,日频和夜频差不多,选择频点很容易。

  半环天线可通频段宽且稳定的特点还附带了另一个好处:不需要使用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系统的昂贵费用。