主頁(yè)（http://www.www.xzhtuan.com）：提高海東地區(qū)短波區(qū)域網(wǎng)通信可靠性的幾種方法 近幾年，海東地區(qū)短波通信發(fā)展十分迅速，目前全區(qū)已建立了十多個(gè)區(qū)域性短波通訊網(wǎng)，短波電臺(tái)達(dá)150多部。這些通信網(wǎng)在金融、防汛、森林、人工影響天氣等部門(mén)發(fā)揮著十分重要的作用。但是由于海東崎嶇地形復(fù)雜及其它因素的影響。這些短波網(wǎng)的通信可靠性較差。本文試通過(guò)對(duì)短波通信的機(jī)理、影響短波通信因素等方面的分析，提出改善短波區(qū)域網(wǎng)通信效果的幾點(diǎn)意見(jiàn)，供大家參考。 一、短波通信的機(jī)理 短波通信是利用波長(zhǎng)100-10米，頻率為3MHz-30MHz的電磁波進(jìn)行的無(wú)線電通信。 電磁波傳播方式主要有地面波傳播、天波傳播、空間波傳播、散射傳播等幾種方式。地面波傳播是指電磁波沿地球表面的繞射傳播。由于地面對(duì)電磁波有吸收作用，地面波的強(qiáng)度隨距離增加而逐漸降低，降低的程度與地面波的頻率及地面結(jié)構(gòu)有關(guān)。在同一地面結(jié)構(gòu)條件下，頻率高時(shí)吸收的多，頻率低時(shí)吸收的少，因此，短波依靠地面波時(shí)傳播距離很近;天波傳播指發(fā)射的電磁波被距地面70—80KM以上的“電離層”反射到達(dá)接收地點(diǎn)的傳播方式。 電離層是由游離的氣體分子、原子以及自由電子組成的它的形成主要是由太陽(yáng)的紫外線輻射、微粒輻射及宇宙射線等作用的結(jié)果，其中以紫外線輻射最為重要。電離層大致可分為D、E、F1、F2四層，其中D、E層起吸收作用，F(xiàn)1、F2層起反射作用。電磁波的頻率較低，電離層對(duì)其吸收較強(qiáng)，電磁波的衰減就較大。當(dāng)電磁波頻率很高時(shí)，就會(huì)穿透電離層而不能反射，只有短波在電離層得到良好的反射，所以短波通信主要靠天波傳播。 二、影響短波通信的主要因素 1、發(fā)信機(jī)發(fā)射功率。電磁波發(fā)射后要受到電離層、大氣以及地面的吸收，隨著通信距離的增加，信號(hào)強(qiáng)度隨之減弱。因此，要保證接受點(diǎn)達(dá)到可用場(chǎng)強(qiáng)，發(fā)信機(jī)必須要有足夠的射頻功率輸出 2、發(fā)信機(jī)與發(fā)射天線的阻擾匹配。如果阻抗不匹配，發(fā)信機(jī)的功率不能被天線有效地發(fā)射。 3、天線的方向性：天線在各個(gè)方向上發(fā)射或接受的電磁波強(qiáng)度是不同的。因此天線具有方向性，所以在架設(shè)短波天線時(shí)應(yīng)注意短波天線方向的一致性，確定好方位角。 4、天線程式：天線程式?jīng)Q定了天線接收或發(fā)射電磁波的能力，天線程式不同，增益系數(shù)也不同，效率也就不同。 5、天線仰角：短波是靠電離層反射傳播的，因此在垂直面上，無(wú)線電波發(fā)射的最大方向與地面夾角的大小首先應(yīng)由電離層的高度和通信距離來(lái)決定。為了使發(fā)射的電磁波經(jīng)過(guò)電離層反射后到達(dá)接收點(diǎn)時(shí)的信號(hào)最強(qiáng)，必須使天線仰角適應(yīng)于電波傳播所需的仰角。 天線仰角與通信距離及電離層高度的關(guān)系： tg = 式中，R為地球半徑(Km)，H為電離層高度(Km)，d為通信距離(Km)，n為反射次數(shù)。 此外，天線仰角△與天線架設(shè)高度又有如下關(guān)系： S= S為天線高度，λ為波長(zhǎng)，△為天線仰角 天線架好后，S是固定不變的，仰角隨工作波長(zhǎng)而變化，當(dāng)工作波長(zhǎng)較短時(shí)，它的仰角減小，當(dāng)工作波長(zhǎng)較長(zhǎng)時(shí)，它的仰角增大，仰角變動(dòng)的結(jié)果將使預(yù)定方向天線的增益系數(shù)減小，接收點(diǎn)的信號(hào)減弱。 三、海東地區(qū)短波區(qū)域網(wǎng)的分析 海東地區(qū)的短波區(qū)域網(wǎng)大致可分為兩種類型，一類是線狀網(wǎng)絡(luò)，既主臺(tái)和各屬臺(tái)均在同一通信方向上，另一類是面狀網(wǎng)，主臺(tái)位于中心位置，屬臺(tái)分散在各個(gè)通信方向上。人行、防汛等覆蓋全區(qū)的短波網(wǎng)即屬此類型，其中中心臺(tái)均設(shè)在行署所在地平安，屬臺(tái)分散于各縣城及縣城以外的各通信點(diǎn)上。由于地理因素的影響，各網(wǎng)主臺(tái)與屬臺(tái)、屬臺(tái)與屬臺(tái)之間的距離均不超過(guò)100公里，有些通信距離只有20公里左右。近幾年新建的網(wǎng)絡(luò)，設(shè)臺(tái)單位大多沒(méi)有按科學(xué)的程序和要求組網(wǎng)，特別是天線的選型和架設(shè)沒(méi)有進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算測(cè)試，大多不符合規(guī)范要求。主要有以下幾種情況：一是絕大多數(shù)臺(tái)站大多選用雙極天線，主臺(tái)天線均水平高架于各系統(tǒng)辦公樓頂;二是對(duì)根據(jù)不同的地型條件和通信要求科學(xué)地選擇天線類型重視不夠;三是沒(méi)有解決好面狀網(wǎng)中主臺(tái)與所有屬臺(tái)通信中天線的方向性問(wèn)題;四是對(duì)依靠地面波傳播提高短距離通信的可靠性普遍未予重視，實(shí)際上海東地區(qū)的短波區(qū)域網(wǎng)雖架設(shè)了天波天線，但接收機(jī)收到的大多只是沿地表傳播的射頻分量;五是發(fā)信設(shè)備功率選擇不當(dāng);六是相當(dāng)一部分單位設(shè)備的調(diào)試、管護(hù)存在問(wèn)題。上述情況造成了相當(dāng)一些短波通信網(wǎng)可靠性差或不能與所有屬臺(tái)溝通聯(lián)絡(luò)的問(wèn)題。 基于上述分析，要提高短波區(qū)域網(wǎng)的可靠性，改善通信效果，可采取以下方式： 1、合理選擇天線高度。由于各系統(tǒng)主臺(tái)天線一般水平架設(shè)在辦公樓頂，比較高，致使天線仰角變小，電波的寂靜區(qū)變大，接收臺(tái)便收不到信號(hào)。所以短距離通信要盡量降低天線高度。 2、選擇適當(dāng)?shù)念l率。根據(jù)不同季節(jié)，不同氣候條件和白天、夜間選擇適當(dāng)?shù)念l率，在地波傳播中，隨頻率的增高，地面的吸收增加，所以選擇頻率以3MHz以下為宜。 3、在通信距離只有幾十公里的情況下，應(yīng)合理選擇天線程式，盡量采用地波傳播。常用的地波天線有以下幾種： (1)斜天線：是有方向性的地波天線，效率比鞭狀天線高，發(fā)射最強(qiáng)的方向在它背后，此方向應(yīng)對(duì)準(zhǔn)通訊方式，一般傾角30°左右，天線長(zhǎng)為1/2λ左右。 (2)倒L型天線：有一定的方向性，效率與斜天線相當(dāng)，架設(shè)時(shí)水平線與垂直線成直角，垂直拐角處對(duì)準(zhǔn)聯(lián)絡(luò)方向，水平部分長(zhǎng)于垂直部分，才有方向性。方向性L、H的比有關(guān)，當(dāng)h大于L且水平部分小于1/4λ時(shí)，天線相當(dāng)于鞭狀天線加上一個(gè)輻射葉，方向圖是一個(gè)圓型，天線無(wú)方向性。當(dāng)L、H都接近或等于1/4λ時(shí)，水平部分發(fā)射很強(qiáng)，但必須注意L+H不能超過(guò)0.5λ，一般是水平部分比垂直部分長(zhǎng)一些或稍長(zhǎng)一些。 (3)T型天線：這種天線發(fā)射主要靠垂直部分，水平部分相當(dāng)于一個(gè)輻射葉，電流到0點(diǎn)后想兩方移動(dòng)，電場(chǎng)相互抵消，大小相等，相位相反，所以兩臂在空間的輻射場(chǎng)相互抵消，只有垂直部分在空間建立輻射場(chǎng)，起發(fā)射作用，故方向性和鞭狀天線一樣，方向圖是圓型，水平部分相當(dāng)與鞭狀天線的加頂負(fù)載，可視為兩個(gè)輻射葉。實(shí)踐證明，當(dāng)雙方用L=2H的T型天線通信時(shí)，接收點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)比雙方用鞭狀天線(高為H)時(shí)場(chǎng)強(qiáng)提高3倍。 (4)鞭狀天線：是沒(méi)有方向性的地波天線，輸入到天線的功率除一部分輻射以外，大部分被損耗掉，天線的效率僅有30%左右，一般供近距離和移動(dòng)情況下使用。
(5)雙極天線：一般用于天波傳播，其效率比前幾種天線都高，通信距離較遠(yuǎn)，它的方向圖與架設(shè)高度、波長(zhǎng)有關(guān)，但在架設(shè)高度2米以下時(shí)，傳播方向以水平方向?yàn)橹�。在通信距離100Km以內(nèi)，采用雙極天線應(yīng)盡量降低架設(shè)高度，利用水平方向性傳播。在特定情況下也可以將雙極天線垂直安裝，使天線的主波瓣平行地面(這種方法在人工影響天氣系統(tǒng)經(jīng)使用收到了很好的效果，并得到了有關(guān)部門(mén)的肯定)。在面狀網(wǎng)中為了使主臺(tái)能同不同方向上的屬臺(tái)可靠地聯(lián)絡(luò)，必須保證在滿足增益要求的前提下使主臺(tái)天線的方向圖呈近似圓形，這時(shí)亦可用兩付雙極天線通過(guò)合理匹配連接，使兩天線的饋電相位差為90°，組成天線陣，可以取得滿意的通信效果。
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