天线技术交流

目录基础概念短波天线分类几种常见短波通信天线短波天线选型短波天线在使用中的常见问题基本概念天线：一种变换器，接收天线实现空中无线电信号转变为能识别电信号发射天线实现电信号转变为空中无线电信号（电磁波）互易定理：一般天线都具有可逆性，即同一副天线既可用作发射天线，也可用作接收天线。同一天线作为发射或接收的基本特性参数是相同的。这就是天线的互易定理基本概念工作频带：天线指标符合设计要求的频率范围,例如短波工作频段3-30MHz通信频率：在工作频段中选取合适（最佳）的频点（1个或多个）作为通信频率.

日频、夜频、夏频、冬频；主频、备频；收频、发频回波损耗：反射功率/入射功率（取对数，值为负，越小越好，一般-14dB以下，对以驻波系数1.5）输入阻抗：天线输入端信号电压与信号电流之比,称为天线的输入阻抗。一般馈线选择50欧姆同轴电缆。驻波系数VSWR=(1+Г)/(1-Г)，其中Г为反射系数。表示了天线与馈线或发射接收机机的匹配程度。1为理想值，越小越好，1.5：1一般认为能耗较为关键的低能应用上被视为临界值。基本概念天线增益：在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。它定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度。是用来衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力，它是选择天线最重要的参数之一。对于发射系统来说，增益越高，电波传播的距离越远。对于接收系统来说，增益越高，接收微弱信号的能力就越大天线效率：天线输入功率一部分转化为辐射功率，另一部分即为损耗功率，二者比值即为天线效率它由天线的材料决定，包括装配工艺水平，通常铜质天线要比铝质和铁质天线效率高，镀金的材料效果会更好。也和网络损耗有关，以及在天线支架、周围物体和大地中的电磁感应所引起的损耗等有关功率容量：功率容量是指器件由电阻和介质损耗所消耗产生的热能所导致器件的老化、变形以及电压飞狐现象不被出现所允许的最大允许功率负荷

。天线能承受的最大功率负载方向图：是指在离天线一定距离处，辐射场的相对场强（归一化模值）随方向变化的图形，通常采用通过天线最大辐射方向上的两个相互垂直的平面方向图来表示。波瓣基本概念主瓣：最大辐射方向上的波瓣副瓣：除主瓣以外的波瓣后瓣：位于主瓣后方的副瓣半功率波瓣宽度（3dB波瓣宽度）：包含主瓣平面内，辐射功率为最大辐射功率1半的两个方向的间的夹角。前后比：主瓣最大值和后瓣最大值的比值。参数的说明天线有很多参数，之间相互影响，相互联系的，例如发射系数小，则驻波比小不能单一的从某一参数说明天线的好坏。例如驻波系数小，只能说明天线匹配好，但天线是否能辐射或接收电磁波还要看，此频率上天线是否在“谐振”。50欧姆的电阻完全无发射，驻波系数为1参数有时相互矛盾，甚至是“此消彼涨”的一个关系：例如方向性强与高增益互易定理应在符合功率容量、接收噪声系数等的前提下使用。判断天线，要综合的看各种参数是否在工作频率上符合指标要求。天线分类天线分类按方向性分类按能量来源分类全向天线定向天线按工作频段分类短波频段超短波频段卫星/微波频段有源天线无源天线按信号极化分类线极化天线水平/垂直（椭）圆极化天线左旋/右旋短波测向天线----固定站测向笼形天线-弱定向宽频带近距离每一臂是6-8根3mm的硬铜线（铜包钢线）排列成一个圆筒，两端用笼圈固定后逐渐缩小，最后将导线扎结一起。工作频带较宽，适用于近距离通信角形天线—宽波段弱定向近距离属于对称天线的一类，但它的两臂不排列在一条直线上，而成90°或120°角，故称角形天线角笼形天线为得到宽频段特性，角形天线的双臂也可采用笼形结构，常用于近距离广播业务或备用天线倒V天线具有宽频带发射、结构简单、架设方便、重量轻、近距离、全向等特点

同相水平天线是由若干个同相馈电的水平对称振子组成的边射式平面天线阵，具有强方向性、低驻波、高增益等优点。通常用n1/n来表示同相水平天线形式，其中n1表示同一层内振子的个数，n表示层数。常用的有2/2，4/2，4/4，8/4等规挌，单元数越多，增益越高。同相水平天线为定向天线，可以双向辐射，也可以在振子后面加反射网单向辐射，根据仰角要求设计天线挂高。水平对称振子天线近距离定向容易架设，由3-4mm的铜线或铜包钢线，结构简单，但增益和方向系数较差，只能做近距离通信斜（拉）天线一般指单根多股铜线，以20米为标准，结构简单，容易架设三线式天线水平拉方式架设主要向宽边方向辐射，用于点对点定向或点对扇面的通信三线式天线倒V式同时兼顾近、中、远各种距离全向通信，因此能够胜任通信网的中心站天线三线式天线优势两极由三条平行振子组成，工作频段2～30MHz，不用天调。与普通双极宽带天线相比，三线天线具有以下显著优势：

1、三线天线有3～5dbi的相对增益，而且在全频段基本上保持2:1以下的优异驻波比，而普通宽带天线在很多频率上的驻波比超过2.5:1，因此三线天线的幅射效率明显高于普通宽带双极天线。

2、普通双极天线重心偏斜，随风摆动，状态不稳定，影响通信效果且容易损坏。而三线天线的形态和结构非常合理，架设后三条振子始终保持水平，性能稳定，且抗风能力强，不易损坏。

3、普通宽带天线只能平拉架设，而三线天线有平拉和倒‘V’两种架设方式，具有多种用途。

4、三线天线在近距离（覆盖盲区）的通信效果远比普通双极天线和笼型天线为佳，中远距离通信效果也相当好。

三线式短波天线架设平拉架设

平拉架设主要用于点对点定向通信，或点对扇面的通信。三线天线平拉架设方法与普通宽带天线相同，都是在天线的两端架设高杆，将天线在两杆之间拉直。但是三线天线平拉架设的方向图与普通宽带天线不同。在较低频率下，普通宽带天线的方向图是双球形，方向性强，在天线的窄边方向没有幅射；而三线天线的方向图是椭圆形，不仅在宽边方向幅射很强，在窄边方向也有一定幅射。因此三线天线在平拉状态下能够兼顾窄边方向的通信，适应性比普通宽带天线要强得多。

倒V架设

倒V架设方式是三线天线独有的特点。这种架设方式产生360°全向幅射，在较低频率下还能够产生高仰角幅射，能够胜任通信网的中心站天线。特别是对于移动通信，三线天线的优势更为明显。它符合移动通信中心站的各种要素：全向；兼顾近、中、远各种距离；与各种类型各种极化方式的车载、船载、固定台的天线都能良好兼容。

鞭状天线–用于移动通信是一种垂直杆状天线，其长度一般为1/4或1/8波长，在水平面内无方向性，垂直面内低仰角辐射，适合于地波近距离通信和天波远距离通信环形天线是一种结构简单的天线，形状可以做成矩形、三角形或圆形等，根据天线直径与波长的比例，又分为小环和大环。在短波移动通信中，只使用小环天线单线行波天线单线行波天线由主振子、辅助振子、宽带匹配器等组成，具有快速架设、便于携带等优点。不用天调、节省携带台电池，全频段保持低驻波比，辐射效率高，最远可通1500公里以上。斜拉架设可实现高、中仰角全向通信，平拉架设可实现中、低仰角定向通信。业务应用固定通信业务水平对称振子天线、笼形天线、三线式天线、对数周期天线、多模多馈天线移动通信业务车载鞭状天线、小型环天线短波广播业务同相水平天线、角形天线、垂直笼形天线阵应急通信业务单线行波天线、鞭状天线常用短波天线性能短波天线选型固定站之间通信固定站和移动车通信近距离通信远距离通信占地面积、地理环境成本（包括维护成本）短波天线在使用中的常见问题防干扰天线架设场地前需要测试当地电磁环境，选择电磁环境较好的场地，尤其是要注意工作频点上是否有其他电磁干扰。天线场地

天线场地应选择在电台附近的空旷地，不要接近建筑物、高土坎或架空电线，更忌讳高大建筑物和高压输出电线，如果架设在山上或山附近，要考虑高山对电磁波的吸收，另外树木对电磁波吸收也是较强的，因此也要避开树木架设，如果有些地方条件限制不得不接近树木，就要考虑使用双极、笼形天线主臂远离树木。要避开架设天线力求做到在保护距离内无阻挡。例如某单位三线式天线架设在办公楼顶，四周被高楼包围，造成无法通信，更换开阔的天线架设地点以后，问题得以解决避免发射天线距离过近天线距离较近会引起互调干扰。例如某大型短波广播电台，在试运行期间发生过由于2付天线距离不够，发射频率又相近，一部发射机的功率通过天线耦合到另一发射机内，引起发射机互调，互调产物影响到航空导航频率。这种情况下调整天线间距或加装单向器，就能有效排除干扰。天馈线馈线尽量选用质量较好的产品，降低电磁干扰，提高收发信号质量，同时馈线要有一定的机械强度，避免损坏。天馈线在安装过程中，由于施工人员疏忽，造成馈线接头污垢、进水，或者馈线尾巴线绑扎不牢，久经风吹雨打造成密封处断裂等情况，引起驻波比上升，甚至于损坏发射设备。例如某单位大型对数周期天线在冬季施工，当年使用无故障，第二年春天却不能使用。经检查，发现是冬季施工时，有冰雪进入集合线中，春天融化后造成馈线进水，致使天线故障。防雷与接地天线应做防雷措施，天线置于直击雷防护区域，同时馈线加SPD防雷管，天线铁搭及馈线金属外壳部分必须做好接地处理，接地网良好。每年雷雨来临季节做好维护检查，雷电天气尽量不使用，防止雷电引入损坏接收机或有源天线。接地可使用铜板、铜棒深埋入地下，如果有冻土，需在冻土以下，如果大地接地电阻较高，需要做降阻处理。接地电阻不应大于4欧姆馈线不应与铁塔连接，可做绝缘处理。架设高度及方向架设高度一般会影响发射和接收天线的仰角，应根据不同天线类型和通信站之间的距离及电离层高度等参数计算天线架设的高度。对于有方向性通信的天线，有时需要1对1或1对多要求的，把握的原则是尽量将天线主瓣对准主站。考虑天气的影响大风、暴雨、严寒、酷暑等天气需要天线及馈线不能拉的太紧，同时一定的张力，防止天线及馈线损坏。正确选择工作频率原则（1）接近日出时，若夜频通信效果不好，可改用较高的频率；（2）接近日落时，若日频通信效果不好，可改用较低的频率；（3）在日落时，信号先逐渐增强，而后突然中断，可改用较低频率；（4）工作中如信号逐渐衰弱，以致消失，可提高工作频率；（5）遇到磁暴时，可选用比平常低一些的频率。电源对通信质量的影响很多人认为只要稳压电源的输出电压和电流的数值符合要求就可以用，这种认识不够全面。其实有些干扰可能来自电源，有些话音失真也可能是电源动态范围不足所致。数据传输对电源的要求更严格，如果电源的电磁屏蔽特性不好，输出纹波大，将直接导致数传工作不正常。功率容量和设计余量也是考核稳压电源优劣的重要依据，有些电源为了降低生产成本，加强价格竞争能力，把功率容量设计在临界状态，并尽量简化电路，选用低指标元器件等等。这类电源的技术性能和可靠性肯定是做不高的。在选购电源时，一定要挑选功率容量大、输出电压纹波小、电磁屏蔽特性好、电路设计余量大的静化电源产品鞭状天线可选择两种架设形态远距离通信时多用直立形态，这时可以利用地面以下部分的“镜象天线”效应，使天线鞭的电长度比实际架高增加将近一倍。近距离通信时通常将天线鞭拉弯俯卧，利用车顶的反射作用增加高仰角辐射分量，改善盲区通信效果。天线、馈线、电台三者之间的匹配只有电台、