天线与传播(上)

1、天线与传播(下) 电波的传播 当电波从天线辐射出来，在地球空间中传播，根据不同的传播性质有3种可能的途径（见图8），一是直射波，电波像光线一样直接传播到接收天线。电波通过这种途径传播所受的衰减很小，传播很稳定，但由于地球本身是个球体，所以，这种方式传播距离有限，收发天线的高度越高，传输距离就越远（见图9）。电波的频率越高，越倾向于以直射波传播。二是地面波，电波贴着地表面传播。地面波传播只受地面电性能和地形的影响，因此，地面波传播最稳定可靠，受太阳、昼夜和四季等的变化影响很小。电波的频率越低，越有沿地表面传播的倾向，当频率升高时，地面对电波的衰减会很大，传输距离很短，特别是在起伏大的地形中。三是

2、反射波，电波经过地面、地物和天空的电离层等反射后传播到接收天线。对于业余无线电来说，最重要的是经过电离层反射的短波传输。由于电离层在离地面80500km的高空中，电波经过反射能传播到很远的距离，例如经过电离层一次反射可达4000km，两次反射就能达8000km，所以，通过电离层的反射可实现全球通讯（如图10）。电离层对不同频率电波的作用也不一样，频率低的电波会被电离层吸收掉，频率很高的电波则会穿透电离层而射向太空，有去无回。只有2MHz到30MHz的短波频率有可能被电离层反射回地球，达到超视距的远距离通讯。电离层是由太阳放射的高能辐射（主要是紫外线）使地球上空的空气电离而形成的，因此电离层受太

3、阳、昼夜和四季等的变化影响很大，尤其是太阳黑子活跃周期的影响。经过电离层反射的短波传播的特点是通讯距离远，可用简单的设备和天线，以很小的功率进行全球的通讯（见图11）。缺点是信号传播不稳定，有衰落现象，受太阳、昼夜和四季等的变化影响很大，信道的干扰噪音很大。正因为短波通讯受到诸多自然因素的影响而变得如此的变幻莫测，才吸引大批业余无线电爱好者去不断经历神奇的电波之旅，探索其中的奥秘。 业余无线电波段的传播规律 业余无线电频段从低频到高频被划分成许多不连续的波段，常用的有HF频段、VHF频段和UHF频段，频率再高的微波频段只用于业余卫星通讯和微波通讯实验。下面简要的介绍一下常用的业余无线电波段的传

4、播规律。 l160m频段（1.802.00MHz） 这是业余无线电台允许使用的最低频段。这个波段的传播规律跟中波很相似，白天主要是靠地面波进行近距离的通讯，晚上可以通过电离层D层反射进行远距离通讯，最佳的通讯时机是通讯双方都处于日出日落的交界时间。在冬天的傍晚或黎明时分，是用160m频段进行远距离通讯的时候。由于这个频段频率比较低，需要架设庞大的天线，电离层对它的衰减也比较大，需要较大的功率才能达到远距离的通讯，因此，操作的人较少，并且多用CW进行联络。 280m频段（3.503.90MHz） 这个频段的传播规律与160m频段相似，主要是以F层和E层混合传播为主。夏天和白天由于D层和E层的电子

5、密度高，这个频段以下的电波会被吸收掉而不能经电离层反射，白天只能进行100200km距离的通讯。同时，在夏天经常发生雷电，使频段上有很大的噪音，弱小的信号不能被听到。在冬季的傍晚或黎明时分，进行远距离通讯的效果比160m频段好，通联到远距离电台的机会也大。这个波段的天线也是比较庞大，但比起160m频段的天线已经缩小了许多，况且现在也有许多缩短型的产品天线，使这个波段架设天线的难度减低。一般简易架设多用水平半波偶极天线，缩短型的产品无线多为垂直接地型的天线，有大的架设场地和充足的资金就可以在几十米的铁塔上架设起庞大的八木定向天线！效果好的天线是既要架得高，又要长度够。 340m频段（7.007.

6、10MHz） 这是个短波初学者的入门频段之一，也是最拥挤热闹的频段。这个频段操作范围比较窄，但几乎全年全天大多可以进行QSO，白天，可以进行几百公里的通联，在傍晚或黎明时分是开通远距离通讯的好机会，这时各国的许多电台在狭窄的频段内互相拥挤，加上本身频段的严重杂音，汇集成一幅繁华的市井图。在深夜时分，常常是洲际通讯的好时机，因此，常在这个波段狩猎珍稀电台的HAM有个“夜猫子”的美称。国内较多HAM在7.0507.070MHz之间用LB进行通联，许多省还在某些频点上设立固定的本地网络。这个频率的天线无论是简单的偶极天线、垂直接地天线或者复杂的八木旋转定向天线都能享受其中的乐趣，甚至有人把缩短型鞭状

7、天线夹在汽车上，在上下班途中进行穿洲过省的通联。 420m频段（14.0014.350MHz） 这个频段是著名的DX（远距离通讯）频段，原因是这个频段主要是靠电离层F层进行全球的通讯。这个波段的特点是传播比较稳定，太阳的活动和季节的变化对传播影响比较小，电离层开通的时间比较长。在冬季传播稍差，传播主要开通东南亚地区，春秋两季开始开通全球传播，在夏季，即使在白天也有DX通讯的可能。大多数国际比赛和无线电远征活动，可在这个频段操作，同时大多数使用这个频段的电台也都是以进行DX通讯为目的的，因此，这个波段是狩猎珍稀电台最佳频段。在国内比较有名的是14.180MHz频点的中国老火腿网，几十年如一日每天

8、早上东南亚的华人老火腿们在此频率聚会，称为早茶相聚。另一个是14.330MHz频点的中国无线电运动协会（CRSA）网络，每星期二上午十点开始，由BY1PK主控，通报各地的活动情况和CRSA近期的工作安排等。这个频段除了常用的CW和UB通讯模式外，还可以进行RTTY和SSTY通讯。这个频段的天线已经可以做得比较小巧，常常采用八木定向天线，天线的增益也比较高，也有很多是采用多波段共用天线进行操作。 515m频段（21.0021.450MHz） 这是另外一个短波初学者的入门频段，也是一个比较好的DX频段。这个频段主要是靠电离层F2层反射，太阳活动、昼夜和四季等的变化对这个频段的影响较大，当太阳活动比

9、较活跃的期间，这个波段是DX联络的主要波段，但在太阳活动低潮期，则进行远距离通讯比较困难。在春秋两季，早上可以开通美洲，下午开通大洋洲和东南亚，晚上则开通欧洲和非洲。大多数国际比赛和无线电远征活动，可在这个频段操作。这个频段的背景杂音比较小，加上天线尺寸比较小，用小功率就可以进行DX通讯，因此，即使在城市中公寓楼房等窄小的天线架设条件也可以满足要求，甚至在阳台或窗户伸出天线也可以进行DX通讯。同时，也有很多HAM利用这个频段作移动运用，假日在野外架设起简易的天线，享受大自然之余，还可以得到DX QSO的乐趣。在这个频段里21.400MHz是中国业余无线电爱好者的呼叫频率，有许多中国的HAM在此

10、守听，也有许多外国电台专门到这个频率呼叫中国的电台。这个频率固定运用作DX的多采用高增益八木旋转定向天线。因为波长较短，天线比较容易自制，因此，初学者使用自制天线进行通联的也不少。 610m频段（28.0029.70MHz） 这是短波段的最高频段，也是短波段中频带最宽的频段，这个波段的传播特性介于HF和VHF之间，主要特点是受太阳活动的影响大，有突发E层传播现象，一旦开通传播电离层衰减小，频率杂音较小，天线增益容易做高。在电离层没有反射的时候，它只能作视距的传播。当传播开通时，却可以用很小的功率进行出乎意料的远距离通讯。这个频段的另一个特点是在HF频段中唯一可以使用FM的频段，FM信号一旦大于

11、接收门限，就有非常好的抗干扰性，由于有限幅电路的作用，信号的信噪比和音质都很好，FM收发信机也容易制作调整简单，制作成功率很高。因此非常适合初学者入门自制。在29.600MHz频率是个国际FM呼叫频率，许多国内外的10m频段FM爱好者用FM进行通联，在传播开通的时候，非常热闹。这个频率多是使用高增益定向天线和各种垂直天线，采用自制天线的HAM也不小。 76m频段（50.0054.00MHz） 这是著名的初学者入门频段，也被称为“魔术波段”。主要是这个波段的传播特性介于HF和VHF之间，在太阳活动的活跃期，会产生突发E电离层传播现象，电波通过突发E电离层的异常传播，可以用很小的功率进行全球的DX

12、通讯。是DX爱好者进行猎奇的波段。在这个波段的前端，业余无线电爱好者组织在全世界各个地方设立了信标台，这些信标台24小时不停地轮流发射信标信号，我们只要通过接收这些信标台的信标信号，就可以实时地了解波段的开通情况，也有爱好者通过收听记录这些信标台的信号情况去探索突发E电离层发生和传播的神奇规律。在这个频段比较有名的呼叫频点是50.110MHz，许多6m频段DX猎人在此埋伏，一旦传播开通，纷纷拼抢开通的短暂时机进行通联。这个频段的波长较短，适合进行天线和电路的实验。现在更有这个波段的手持式对讲机的产品，使便携式移动运用成为可能。曾听说有HAM用3W小手机在自己的家门口就可以跟日本的电台进行联络，

13、是多么神奇的经历啊。 82m频段（144.00148.00MHz） 这是典型的VHF频段，是一个非常活跃的本地移动通讯频段。对这个频段的信号电离层基本不产生反射，电波以直射波视距传播为主，传输中遇到有大楼房或山体等，会产生反射波，因此，只能作为近距离的通讯，同时由于这个开展业余卫星通讯和月面反射通讯实验，进行远距离通讯。这个频段的天线是业余无线电爱好者制作率最高的，有各种高增益的定向和全向天线，有车载移动鞭状天线和小巧的手持机天线等等。 90.7m 频段（430.00440.00MHz） 属于UHF频段，直射波传播比2m频段更甚，反射和折射现象比2m频段更明显，但同时空气的衰减比2m频段大，更

14、不适合于作远距离通讯。在使用较长电缆时，开始要考虑电缆对信号产生的衰减。由于这个频段频率高，杂音小，兼各生产商竞相推出多款小巧功能齐全频段的天线可以做得比较小巧，可以设置在汽车上，因此，这个频段移动通讯非常活跃。为了解决通讯距离近的问题，很多业余无线电爱好者把转发台架设在高处，借助转发台差转信号，可大大增加通讯范围，爱好者只要用很小的功率和简陋的天线，就能和远地的电台QSO。在夏季等天气不稳定的季节，常会产生叫“大气波导”的异常传播现象 （见图12），电波在大气三层温度突变层间来回折射，衰减很小地传到远方。还有流星余迹反射和对流层散射等现象，也会使2m频段的电波超视距的传播。这个波段的电波可以

15、穿越电离层，的车载电台和小手机，近年来也逐渐取代2m频段，而成为主要的本地移动通讯频段，再结合架设高性能的转发台，可以在当地构成一个良好的通讯网。这个频段可以开展流星余迹反射、对流层散射、月面反射和业余卫星通讯等通讯实验，尤其是近年来相继发射了几颗高轨道大功率业余无线电卫星，使通讯时间延长，跟踪容易，天线要求简单，设备要求降低，使利用卫星通讯变得容易，因而参加者众。为了适应移动通讯，这个频段的天线大多为垂直极化天线为主，许多厂家推出各种144/430MHz共用的双频段天线，方便业余无线电爱好者在两个频段之间通讯。 100.23m频段（1260.001300.00MHz） 这个频段基本属于微波频段，主要是直射波传播的形式，