霍 甲，劉 蓉

（國家無線電監(jiān)測中心，北京 100037）

1 短波通信常用天線

短波通信天線[1]常見的有八木天線、對數(shù)周期天線、長線天線、倒V形天線、正V形天線、鞭狀天線、環(huán)狀天線以及短波多模多饋天線等。除八木天線、對數(shù)周期天線以外，其他天線都具備全向性接收和發(fā)射功能，它們根據(jù)自身的特點，在固定通信、移動通信[2]、短波廣播以及應(yīng)急通信方面都有著各自的應(yīng)用場景。

2 短波通信天線參數(shù)考慮

短波通信天線在不同距離通信時，應(yīng)該在選型時考慮以下幾個重要參數(shù)[3]。

（1）天線的有效長度：天線輸出到接收機輸入端的電動勢與被接收的電場強度之比為接收天線的有效長度，并且等于它作為發(fā)射天線時的有效高度。在選擇通信天線和進行天線設(shè)計時要充分考慮基本要求。

（2）天線工作頻帶寬度：短波通聯(lián)天線滿足工作頻率范圍和工作頻帶寬度要求（3～30 MHz）。

（3）天線增益：基于良好定向性天線和全向性天線，天線滿足增益要求?；诹己玫奶祓伷ヅ?，滿足天線電壓駐波比。天線電壓駐波比是天線主要技術(shù)指標之一，其良好的電壓駐波比，減少信號幅度損失，提高天線的工作效率，電壓駐波比＜2.5。

（4）輸入阻抗：把輸入到天線的功率看成被一個等效阻抗所“吸收”的功率，而此阻抗中所通過的電流就等于輸入點電流，如果阻抗不滿足要求，輸出的功率下降1/3左右。

（5）天線設(shè)計高度：基于短波通信的距離、接收或發(fā)射時的仰角等因素，根據(jù)通信距離，天線設(shè)計高度需要滿足基本要求，通常天線架設(shè)高度不一樣，天線架設(shè)最高為25 m，最低為6 m。在通信中要充分考慮天線的設(shè)計架設(shè)高度，滿足通信的物理要求。

（6）減少射頻電纜傳輸損耗：天線饋源至收發(fā)終端設(shè)備的射頻電纜基于良好的傳輸性能，射頻電纜長度應(yīng)盡可能短，減少傳輸損耗，短波通聯(lián)天線系統(tǒng)要求射頻電纜采用低損耗電纜。

3 短波近距離通信天線測試驗證

Delta測試天線是短波天線[4]的一種，由于天線外形類似Δ形，取名為Delta天線，該天線具備全向發(fā)射接收、高仰角等特征。特別是在近距離通信的應(yīng)用場景中，Delta天線具有較好的通信性能，能夠滿足近距離通信的要求。這里我們采用了Delta天線，本次設(shè)計的天線參數(shù)天線距離地面高度為6 m，陣子材質(zhì)為鍍錫軟銅線，粗4 mm，斜邊長9.14 m，橫邊長6.71×2 m，橫邊陣子間距為303.5 mm。

同時，為了驗證該Delta天線近距離通信特點和實際性能，對短波頻段Delta天線進行了實際發(fā)射接收測試。本次測試使用機動車前往不同距離測試點接收的方式，通過對該Delta天線輻射方向、地波傳播、天波傳播特性等方面的測試，進一步地掌握了該天線近距離通信的實際性能。

在發(fā)射端選取一塊較為平坦地點作為發(fā)射端。通過實際搭建的Delta發(fā)射天線，利用Flex 6700收發(fā)信機，在發(fā)射功率為100 W的條件進行發(fā)射，發(fā)射信號調(diào)制方式為單邊帶語音報話。接收端由一輛移動測試車輛、PR100接收機和短波全向天線組成，測試車輛分別前往距離發(fā)射點10 km、20 km、25 km、30 km、45 km的測試位置進行接收測試，記錄測試地點接收信號的解調(diào)變化情況，從而估算該天線發(fā)射信號的近距離通信性能。實際測試結(jié)果如表1所示。

部分測試頻譜如圖1～圖4所示。

圖1 36 km處接收信號頻譜圖

圖2 32 km處接收信號頻譜圖

4 測試總結(jié)

測試點在位于發(fā)射點東、南、西的三個方向，當距離約為30 km的位置時，接收效果基本相同，因此可初判斷該發(fā)射天線在水平方向上的輻射方向無明顯方向性，與理論仿真結(jié)果一致。

當測試點在距離發(fā)射地點各方向約為30 km的位置時，3～6 MHz較低頻段可以接收到信號，較高頻率接收不到信號的特點。因此在30 km處可接收到發(fā)射天線通過天波傳播的信號。

當測試點在距離發(fā)射地點小于25 km的位置時，均能接收到從3 MHz至28 MHz的測試信號。因此在25 km以內(nèi)可接收到發(fā)射天線通過地波傳播的信號。

基于上述結(jié)果，使用Delta天線作為發(fā)射天線，發(fā)射功率為100 W，在接收距離大于30 km時，采用3～6 MHz較低頻段作為發(fā)射頻率，可以通過天波傳播的方式實現(xiàn)通信；當接收距離小于30 km時，在短波全頻段范圍內(nèi)均可以通過地波傳播的方式實現(xiàn)通信。因此，在一定時間范圍和一定頻率的情況下，使用的Delta天線可實現(xiàn)從地波到天波的無盲區(qū)覆蓋通信。同時，經(jīng)測試和分析，倒V天線與Delta天線具有相似的技術(shù)特點。

5 結(jié)束語

文章提供了一種適用于短波短距離通信的天線選型，并對其實際通信性能進行了測試分析，為改善短波近距離通信質(zhì)量提供了一種解決方案。■