主页（http://www.pttcn.net）：提高海东地区短波区域网通信可靠性的几种方法 近几年，海东地区短波通信发展十分迅速，目前全区已建立了十多个区域性短波通讯网，短波电台达150多部。这些通信网在金融、防汛、森林、人工影响天气等部门发挥着十分重要的作用。但是由于海东崎岖地形复杂及其它因素的影响。这些短波网的通信可靠性较差。本文试通过对短波通信的机理、影响短波通信因素等方面的分析，提出改善短波区域网通信效果的几点意见，供大家参考。 一、短波通信的机理 短波通信是利用波长100-10米，频率为3MHz-30MHz的电磁波进行的无线电通信。 电磁波传播方式主要有地面波传播、天波传播、空间波传播、散射传播等几种方式。地面波传播是指电磁波沿地球表面的绕射传播。由于地面对电磁波有吸收作用，地面波的强度随距离增加而逐渐降低，降低的程度与地面波的频率及地面结构有关。在同一地面结构条件下，频率高时吸收的多，频率低时吸收的少，因此，短波依靠地面波时传播距离很近;天波传播指发射的电磁波被距地面70—80KM以上的“电离层”反射到达接收地点的传播方式。 电离层是由游离的气体分子、原子以及自由电子组成的它的形成主要是由太阳的紫外线辐射、微粒辐射及宇宙射线等作用的结果，其中以紫外线辐射最为重要。电离层大致可分为D、E、F1、F2四层，其中D、E层起吸收作用，F1、F2层起反射作用。电磁波的频率较低，电离层对其吸收较强，电磁波的衰减就较大。当电磁波频率很高时，就会穿透电离层而不能反射，只有短波在电离层得到良好的反射，所以短波通信主要靠天波传播。 二、影响短波通信的主要因素 1、发信机发射功率。电磁波发射后要受到电离层、大气以及地面的吸收，随着通信距离的增加，信号强度随之减弱。因此，要保证接受点达到可用场强，发信机必须要有足够的射频功率输出 2、发信机与发射天线的阻扰匹配。如果阻抗不匹配，发信机的功率不能被天线有效地发射。 3、天线的方向性：天线在各个方向上发射或接受的电磁波强度是不同的。因此天线具有方向性，所以在架设短波天线时应注意短波天线方向的一致性，确定好方位角。 4、天线程式：天线程式决定了天线接收或发射电磁波的能力，天线程式不同，增益系数也不同，效率也就不同。 5、天线仰角：短波是靠电离层反射传播的，因此在垂直面上，无线电波发射的最大方向与地面夹角的大小首先应由电离层的高度和通信距离来决定。为了使发射的电磁波经过电离层反射后到达接收点时的信号最强，必须使天线仰角适应于电波传播所需的仰角。 天线仰角与通信距离及电离层高度的关系： tg = 式中，R为地球半径(Km)，H为电离层高度(Km)，d为通信距离(Km)，n为反射次数。 此外，天线仰角△与天线架设高度又有如下关系： S= S为天线高度，λ为波长，△为天线仰角 天线架好后，S是固定不变的，仰角随工作波长而变化，当工作波长较短时，它的仰角减小，当工作波长较长时，它的仰角增大，仰角变动的结果将使预定方向天线的增益系数减小，接收点的信号减弱。 三、海东地区短波区域网的分析 海东地区的短波区域网大致可分为两种类型，一类是线状网络，既主台和各属台均在同一通信方向上，另一类是面状网，主台位于中心位置，属台分散在各个通信方向上。人行、防汛等覆盖全区的短波网即属此类型，其中中心台均设在行署所在地平安，属台分散于各县城及县城以外的各通信点上。由于地理因素的影响，各网主台与属台、属台与属台之间的距离均不超过100公里，有些通信距离只有20公里左右。近几年新建的网络，设台单位大多没有按科学的程序和要求组网，特别是天线的选型和架设没有进行科学的计算测试，大多不符合规范要求。主要有以下几种情况：一是绝大多数台站大多选用双极天线，主台天线均水平高架于各系统办公楼顶;二是对根据不同的地型条件和通信要求科学地选择天线类型重视不够;三是没有解决好面状网中主台与所有属台通信中天线的方向性问题;四是对依靠地面波传播提高短距离通信的可靠性普遍未予重视，实际上海东地区的短波区域网虽架设了天波天线，但接收机收到的大多只是沿地表传播的射频分量;五是发信设备功率选择不当;六是相当一部分单位设备的调试、管护存在问题。上述情况造成了相当一些短波通信网可靠性差或不能与所有属台沟通联络的问题。 基于上述分析，要提高短波区域网的可靠性，改善通信效果，可采取以下方式： 1、合理选择天线高度。由于各系统主台天线一般水平架设在办公楼顶，比较高，致使天线仰角变小，电波的寂静区变大，接收台便收不到信号。所以短距离通信要尽量降低天线高度。 2、选择适当的频率。根据不同季节，不同气候条件和白天、夜间选择适当的频率，在地波传播中，随频率的增高，地面的吸收增加，所以选择频率以3MHz以下为宜。 3、在通信距离只有几十公里的情况下，应合理选择天线程式，尽量采用地波传播。常用的地波天线有以下几种： (1)斜天线：是有方向性的地波天线，效率比鞭状天线高，发射最强的方向在它背后，此方向应对准通讯方式，一般倾角30°左右，天线长为1/2λ左右。 (2)倒L型天线：有一定的方向性，效率与斜天线相当，架设时水平线与垂直线成直角，垂直拐角处对准联络方向，水平部分长于垂直部分，才有方向性。方向性L、H的比有关，当h大于L且水平部分小于1/4λ时，天线相当于鞭状天线加上一个辐射叶，方向图是一个圆型，天线无方向性。当L、H都接近或等于1/4λ时，水平部分发射很强，但必须注意L+H不能超过0.5λ，一般是水平部分比垂直部分长一些或稍长一些。 (3)T型天线：这种天线发射主要靠垂直部分，水平部分相当于一个辐射叶，电流到0点后想两方移动，电场相互抵消，大小相等，相位相反，所以两臂在空间的辐射场相互抵消，只有垂直部分在空间建立辐射场，起发射作用，故方向性和鞭状天线一样，方向图是圆型，水平部分相当与鞭状天线的加顶负载，可视为两个辐射叶。实践证明，当双方用L=2H的T型天线通信时，接收点的场强比双方用鞭状天线(高为H)时场强提高3倍。 (4)鞭状天线：是没有方向性的地波天线，输入到天线的功率除一部分辐射以外，大部分被损耗掉，天线的效率仅有30%左右，一般供近距离和移动情况下使用。
(5)双极天线：一般用于天波传播，其效率比前几种天线都高，通信距离较远，它的方向图与架设高度、波长有关，但在架设高度2米以下时，传播方向以水平方向为主。在通信距离100Km以内，采用双极天线应尽量降低架设高度，利用水平方向性传播。在特定情况下也可以将双极天线垂直安装，使天线的主波瓣平行地面(这种方法在人工影响天气系统经使用收到了很好的效果，并得到了有关部门的肯定)。在面状网中为了使主台能同不同方向上的属台可靠地联络，必须保证在满足增益要求的前提下使主台天线的方向图呈近似圆形，这时亦可用两付双极天线通过合理匹配连接，使两天线的馈电相位差为90°，组成天线阵，可以取得满意的通信效果。
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