2017-06-05 15:01:00
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短波盲區(qū)的形成機理在一些教材和專著中都有論述,是由于地波傳播在十幾公里衰竭,而天線缺少高仰角成分,天波從高空電離層反射落地約一百公里,故在十幾公里至一百公里區(qū)間就產(chǎn)生了盲區(qū)現(xiàn)象,軍隊教材稱為靜區(qū)。由此可見,解決盲區(qū)要從選擇高仰角天線入手,與電臺無關(guān)。
由于部隊作戰(zhàn)、人防公安武警執(zhí)行應(yīng)急反恐任務(wù),工作地域大都在一百公里之內(nèi),因此解決短波車載臺的盲區(qū)就成為熱點話題。可以肯定,大量使用的車載鞭狀天線是無法消除盲區(qū)的,這是因為鞭天線屬于地波天線,在70°以上仰角空間是方向圖空白區(qū)。由于缺少高仰角輻射,無法拉近天波反射落地的距離。那么采用什么樣的天線才能有效消除盲區(qū)呢?經(jīng)過多年實踐檢驗,業(yè)界已公認消除盲區(qū)的最佳天線是高能諧振環(huán)天線,其他車載天線可能對改善盲區(qū)有一些作用,但效果都不理想。
HQL-V高能諧振環(huán)短波車載天線實現(xiàn)100公里內(nèi)全向無盲區(qū),主要基于兩個重要技術(shù)條件。一個條件是直立單環(huán)形態(tài),這種天線形態(tài)的方向圖橫剖面接近圓形,其仰角方向大約在20-90°,而且越是趨向高仰角方向輻射越強。另一個重要的條件,也是經(jīng)常被忽略的,就是這種天線配裝了電流諧振型自動天調(diào),天調(diào)內(nèi)部是一個自動檢測頻率進行調(diào)諧控制的大功率空氣電容器,也就是說這種天線是L和C串聯(lián)結(jié)構(gòu)。當(dāng)電臺向天線輸送信號時,天線調(diào)諧器依據(jù)信號頻點調(diào)節(jié)電容,搜索最大射頻電流值,經(jīng)過校正檢測鎖定最大射頻電流后就完成了諧振,其技術(shù)原理簡單,但實現(xiàn)超窄帶檢測定位則是復(fù)雜的技術(shù)過程,這也正是這種天線的技術(shù)價值所在。諧振的結(jié)果是高Q值,也就是射頻電流的放大倍數(shù)。在多數(shù)頻點上,完成諧振后的諧振環(huán)天線,Q值要比普通自動天調(diào)的調(diào)諧結(jié)果高十幾倍至幾十倍。可以想見,在環(huán)體所定義的方向圖上,強力的窄帶射頻能量保證天波信號有效入射電離層,進而保證了反射落地后接收臺地域的足夠場強(見圖1)。
圖1
現(xiàn)在有些稱為“半環(huán)”(外觀像半個環(huán),實質(zhì)上是完整的環(huán))的車載環(huán)天線,實際上只具備了上述兩大技術(shù)條件的一半:只有直立單環(huán)形態(tài),而沒有配裝諧振型天調(diào)。這類“半環(huán)天線”的自動天調(diào)大都是常見的阻抗匹配調(diào)諧類型,調(diào)諧目的是實現(xiàn)電臺與自動天調(diào)的之間的阻抗匹配,不產(chǎn)生諧振,故不能獲取高Q值射頻電流。歷史上在不同場合多次進行的對比測試表明,采用普通天調(diào)結(jié)合環(huán)天線,即使電壓駐波比達到1:1的理想狀態(tài),在幾十公里的距離上信號也很微弱甚至沒有,而在同一副環(huán)天線上換用諧振型自動天調(diào)立刻獲得滿意的信號質(zhì)量。這兩類環(huán)天線從技術(shù)角度來看是兩種不同用途的產(chǎn)品:HQL-V高能諧振環(huán)天線解決了近距離盲區(qū)問題,但通信距離超過200公里后出現(xiàn)方向性,車輛在行進中可能由于方向角偏差而影響通信效果,如果方向角得當(dāng)可通1200公里。采用普通天調(diào)的環(huán)天線在一百公里內(nèi)的通信效果不行,但其最遠通信距離可超過兩千公里,方向性不明顯,因此這類“半環(huán)天線”更適合遠距離通信。
用戶在選型時怎樣區(qū)分高能諧振環(huán)天線和普通環(huán)天線呢?可以簡單地注意兩個技術(shù)指標(biāo):一 是頻率范圍。普通自動天調(diào)都滿足短波2-30MHz全頻段調(diào)諧范圍,而諧振環(huán)天線受到電容器的容值范圍限制以及環(huán)體尺寸的影響,通常頻率范圍在4-13MHz之間。 這里應(yīng)特別指出,理論上電離層允許高仰角電波折射的頻率范圍約在3-15MHz之間,此頻率范圍之外的信號不能反射回地面,因此3-15MHz范圍之外的信號對消除近距離盲區(qū)沒有意義。二看調(diào)諧速度。普通自動天調(diào)由于是電壓調(diào)諧型,可以記憶多個頻點,因此調(diào)諧速度快(200毫秒以內(nèi)),而諧振型自動天調(diào)由于是機械式調(diào)諧,調(diào)速最快也要超過兩秒。調(diào)速不快當(dāng)然是HQL-V高能諧振環(huán)短波車載天線固有的弱點,但無法周全。應(yīng)該說在緊急情況下,能通的上比調(diào)速快更有意義。
HQL-V天線的頻率范圍在3.9-13.3MHz,調(diào)速2-3秒,承載功率150WPEP。其基架長1.2米,寬1米,這是經(jīng)過多年產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計所達到的最小尺寸(見圖2),與幾年前流行的1.9米長的諧振環(huán)天線相比,實際通信時能感受到信號強度的細微差別,但完全能夠滿足中近距離通信需求。應(yīng)該說這個基架面積是世界所有諧振環(huán)天線產(chǎn)品中最小的,在一輛小型越野車上安裝后還可留出車頂一半空間安裝衛(wèi)星動中通天線或其他設(shè)備。
此外,最新的HQL-V高能諧振環(huán)短波車載天線增加了環(huán)體電控升降裝置,環(huán)體在通信時立起,在車輛通過低矮障礙或入庫時可放平,控制升降在車內(nèi)完成,人員不用下車,這為使用單位帶來很大便利。
圖2
為了使這副天線能夠與國產(chǎn)軍用電臺對接,北京新維科麥電信設(shè)備有限公司專門研發(fā)了調(diào)諧適配器,適配器串接在電臺與天線之間,支持目前國內(nèi)各大短波廠在產(chǎn)的125W軍用短波電臺。如果配接寶麗、柯頓等進口電臺則不需要適配器。
HQL-B高能諧振環(huán)短波基站天線
HQL-B基站天線與HQL-V車載天線在技術(shù)原理上完全相同,但其使用意義完全不同。HQL-B天線的主要用途并非解決近距離盲區(qū)(大多數(shù)短波基站天線都能實現(xiàn)近距離無盲區(qū)),這種天線的最大意義在于體積極小,其基架面積為1.2×1.5米,實際架高(樓面至環(huán)頂)約3米(見圖3),完全不需要其他短波基站天線的大面積場地(例如三線天線需要的最小場地為30×10米),只需4×4米見方的無遮擋空間就可以架設(shè),這對現(xiàn)代樓頂面積狹小、設(shè)備雜亂的場地條件來說實在是太有用了,解決了很多用戶無法在樓頂架設(shè)大型天線的困擾。
還有一點也是讓很多單位感興趣的,就是隱蔽性。某些軍用警用單位不希望天線目標(biāo)太大,還有些單位希望樓頂美觀,HQL-B高能諧振環(huán)短波基站天線完全滿足這類需求。在一棟4層高的樓頂架設(shè)HQL-B基站天線后,站在地面上看不到天線的存在。
圖3
HQL-B基站天線提供電控轉(zhuǎn)向柱選件,這種電控用來調(diào)整方向角。如前述,HQL高能諧振環(huán)天線在200公里外有方向性。HQL-B天線通過調(diào)整方向角可獲取最佳通信質(zhì)量,這在多次實際工程和測試中得到驗證。由于HQL-B基站天線的最大通信距離為1200公里,因此適合省級以下短波通信網(wǎng)的固定基站配裝。
針對短波電臺(含天線)與操作終端遠距離遙控的設(shè)備形式,可以選購環(huán)天線遠程遙控系統(tǒng),包括兩方面功能:一是遙控天線進行調(diào)諧,二是遙控天線轉(zhuǎn)動。