垂直极化天线和环天线对高仰角天波接收能力浅析.pdf

新技术 New Technology 垂直极化天线和环天线对高仰角天波接收能力浅析 □崔川安 芦伟东 国家无线电监测中心 【摘要】 垂直极化天线和环天线均为短波通信的常用天线。在复杂地域进行短波通信时，为解决通信盲区问题，可采取高 仰角天波传播。短波天线对高仰角天波的接收能力决定了通信质量。本文分别对垂直极化天线和环天线进行分析，比较其 接收高仰角天波的能力。 【关键词】 高仰角天波 垂直极化天线 环天线 一、引言 的入射角基本是在70°以下。这种辐射角度适合中远距 短波通信是无线电通信的一种。短波波长在 离通信。由于高仰角方向几乎无辐射，天波第一跳落地就 10m-100m 之间，频率范围3MHz-30MHz ，基本传播途径 到了一百公里之外，一百公里以内无天波信号。 为地波和天波。短波可经电离层反射到达接收设备，通信 距离较远，是远程通信的主要手段。 二、高仰角天波 在短波通信中，天波首次经电离层反射返回地面的 点与发射点之间的距离称之为“跳跃区”，通常在80km 以 上，而地波能传播的距离约20-30km ，因此，在天波返回 点和地波传播极限之间有一段距离，天波信号穿过电离 图2 鞭天线垂直平面方向图 层无法反射，地波信号无法到达，这段距离就是我们常说 的短波通信盲区。为解决通信盲区的问题，一是可以增大 四、环形天线 发射功率，提高地波传播距离；二是可以采用高仰角天波 环形天线是将一根金属导线绕成一定形状，如圆形、 传播。高仰角天波也被称为“近垂直入射天波传播”，在 方形、三角形等，以导体两端作为输出端的结构。 2-12MHZ 频段采用75-90 度的仰角发射短波信号，会被 环天线按尺寸分为小环天线和大环天线，若圆环的半 电离层以几乎同样的角度反射回来，而反射回地面的信 径R 很小，其 长小于波长，一般称为小环天线。小环天 号强度在中短距离内较稳定，可保障近区的通信。 线上沿线电流的的振幅和相位变化不大，近似均匀分布。 、垂直极化天线 即在环面的平面上方向图是圆，环轴所在平面上方向图 垂直极化天线分为对称和不对称二种，短波常用的 是8 字形，沿环轴方向的辐射为零（见图3 ）。环天线具有 对称振子是一种经典的、迄 为止使用 广泛的天线。垂 接收高仰角天波能力。 ” 直放置的半波对称振子具有平放的“面包圈 形的立体 方向图，通过其垂直和水平面方向图，可以看出，在振子 的轴线方向上辐射为零， 大辐射方向在水平面上，且在 水平面上各方向的辐射一样大。（见图1） 图3 环天线环面方向图 图1 垂直放置对称振子天线立体、垂直和平面方向图 五、结语 不对称垂直天线为垂直接地天线，完 导电地面的 经过对天线方向图的分析，垂直极化天线在近垂直方 影响可以用单极天线的镜像来考虑。常用的单极垂直振 向没有辐射，无法接收高仰角天波，而环天线则具备此能 子的长度一般大于八分之一波长。从鞭天线的方向图可 力。因此，在采用高仰角天波发射的方法解决短波通信中 以看出它在高仰角方向几乎没有辐射（见图2 ），对电离层 的盲区问题时，应注意天线的选择。 参