ML-91高能半環無盲區天線的性能和使用
2010-06-21 15:32:34
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近年來越來越受重視的應急短波通信和反恐短波通信,都要求解決車輛的可靠動中通問題。很多已經裝備了車輛鞭天線的單位,普遍發現鞭天線存在的近距離盲區現象。由于應急和反恐都是圍繞城市或某一特定區域開展,100公里范圍以內是主要通信區域,因此無盲區動中通是必須解決的。
經過多年探索和比較,短波業內對于無盲區動中通天線的選型基本形成了共識:最有效的天線品種非高能半環莫屬。科麥克ML-91就是公認的優秀高能半環天線產品,這款天線的性能已經被我國很多用戶所認可。實際上ML-91在國際上具有更廣泛的認知度,
在2009年寶麗公司收購科麥克公司之后,ML-91有了一個新的型號:寶麗2018天線。以下我們對這種天線做一個簡要介紹,主要是面向還沒有裝備這種天線的用戶。
一、ML-91天線的工作原理
ML-91高能半環天線包括了高能和半環兩個概念:半環是指物理結構,高能是指調諧方式,二者結合才能實現理想的無盲區通信,單靠半環結構還是不能解決無盲區通信問題。
所謂半環是說它看上去像車載行李架上豎立起半個環,實際上環下面的鋁合金基架也是天線環的一部分,因此是一個完整的閉合環天線,學術名稱為“單體電磁環天線”。在電臺發射時,電磁波圍繞天線環徑向輻射,同時借助基架強化垂直輻射能量,從而在90°~40°仰角區域形成“對空噴涌”狀的方向圖,其中高仰角方向的電磁波從電離層反射垂直落地,從而覆蓋了半徑500公里內的區域。
其它形態的短波車載天線,無論是鞭狀還是雙環等,都無法產生像單體電磁環天線這樣的高仰角方向圖,因此它們從原理上不支持近距離無盲區通信。
高能調諧是指高Q值調諧,以獲取高頻電流最大值為調諧目的。ML-91天線是在環路中串接特殊調諧器,內部的微處理器依據特定頻點精確控制天線環高Q值諧振,從而產生高頻電流最大峰值,同時也實現阻抗匹配。
目前國內出現了一些仿制的半環天線。這些仿制天線的天調還是常見的阻抗匹配式天調,這類天調是以獲取最小電壓駐波比(VSWR)實現阻抗匹配為調諧目的。但駐波比小不等于高頻電流最大,因此不能實現高Q值諧振。從輻射增益看,這些仿制天線比ML-91天線至少低10dB,因此對于近距離盲區通信的改善微乎其微。
區分半環天線是不是高能調諧其實很簡單:看一下天線的頻率范圍就明白了。如果標稱頻率范圍是2~30MHz,肯定用的是普通天調。高能半環天線的頻率范圍只有39~125MHz,一方面是電路原理所限,另一方面,超過13MHz的垂直入射天波絕大部分會穿透電離層(不返回地面),并無實際用途。
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二、ML-91天線的其它優勢
1、即時可用頻段很寬
普通短波車載天線受電離層變化的影響都很大,故在特定時間、天候、距離條件下,即時可用頻段不足1MHz。ML-91天線的輻射仰角很高,受電離層變化的影響小,因此即時可用頻段可達4~5MHz,且日夜頻差小(其它天線的日夜頻率相差一半),選頻很省事,甚至不必使用用ALE自適應選頻。
2、隔絕車體噪聲
常見短波車載天線的天調,都要求接地線導通連接車體,導致車體各種噪聲源(發電機、電動機、點火和電控裝置、空調、電子通信設備噪聲,機械振動和摩擦噪聲等)饋入電臺。而ML-91天線與車體絕緣安裝,隔絕了車體噪聲源,因此信號背景很干凈。
3、廣泛的極化適應性
ML-91天線可以同任何種類任何極化方式的天線良好對通,包括常用的三線、籠形、雙極、鞭狀、環狀天線等。
三、ML-91半環天線動中通的效果
根據多年來 ML-91天線在國內和國際不同地點不同地況的廣泛使用情況,可概括其通信效果如下:
0~500公里為高仰角全向通信區域,信號經常在3級以上,盲區內通信不中斷。
500~1000公里有弱方向性,順環方向較強。
通信效果不受車速影響。
不僅基站對車臺通信良好,車臺對車臺通信也同樣良好。
四、ML-91天線可以用于基站
有些用戶的樓頂無法架設大型天線,在這種條件下,將ML-91天線用做基站天線,可以解決基站電臺0~500公里全向通信需求。
有不少使用單位在樓頂架設ML-91天線取得很好的通信效果。
在樓頂架設ML-91天線需要鋪設金屬地網(連接屋頂地線),并將ML-91天線架在地網上方即可,非常方便。
五、ML-91半環天線與電臺的配接
我們可以把與ML-91天線配接的電臺分為兩類:
一類是澳大利亞產(寶麗、柯頓、科麥克)電臺、歐洲雷卡電臺、日本ICOM電臺等,可以直接配接ML-91天線(根據不同電臺改變天調的內部跳線)。
另一類是國產軍用電臺、美國和歐洲其它軍用電臺等,需在ML-91天線與電臺之間串接一個專用的自動調諧適配器。(必須注意:這類電臺的射頻端口通常帶直流電,因此必須將電臺設置在非自動天調狀態)。