短波天线的选型与安装要求（技术初稿，设计要求为主，方案为副）一、短波天线简介天线在通信链路中起能量转换作用（能量转换器）发射天线是将高频电能转换成为电磁波的装置；接收天线则是将电磁波转换成高频电能的装置，因而天线在无线电通信中占有极其重要的地位天线质量如何，对保证通信质量的好坏起着重要的作用1.1、短波大线分类短波大线分地波天线和大波天线两大类，地波天线包括鞭状大线、倒L形天线、T形天线等这类大线发射出的电磁波是全方向的，并且主要以地波的形式向四周传播，故称全向地波天线，常用于近距离通信典型地波天线和波瓣分布如图1和图2所示地波天线的效率主要看大线的高度和地网的质量天线越高、地网质量越好，发射效率越高，当天线高度达到1/2波长时，发射效率最高图1、典型地波（T形）天线结构示意图典型地波天线垂直波瓣分布图大波天线主要以大波形式发射电磁波，分为定向大线和全向大线两类典型的定向大波天线有：双极大线、双极笼形大线、对数周期大线、菱形大线等，它们以一个方向或两个相反方向发射电磁波，用大线的架设高度来控制发射仰角，其典型波瓣分布如图3、图4和图5所示典型的全向大波天线有：角笼形天线、倒V形天线等它们是以全方向发射电磁波，用大线的高度或斜度来控制发射仰角。
典型大波天线（双极大线）结构示意图图4、典型大波天线水平波瓣分布图图5、典型大波天线垂直波瓣分布图大波大线简单的规律为：天线水平振子（一臂的）长度达到1/2波长时，水平波瓣主方向的效率最高；天线高度越高，发射仰角越低，通信距离越远；反之，天线高度越低，发射仰角越高，通信距离越近；天线高度与波长之比（H/入）达到二分之一时，垂直波瓣主方向的效率最高1.2、衡量大线性能因素天线是无线通信系统最基本部件，决定了通信系统的特性不同的天线有不同的辐射类型、极性、增益以及阻抗辐射类型：决定了辐射能量的分配，是大线所有特性中最重要的因素，它包括全向型和方向型B.具有垂直极性，水平大线具有水平极性增益：天线的增益是大线的基本属性，可以衡量大线的优劣增益是指定方向上的最大辐射强度与大线最大辐射强度的比值，通常使用半波双极大线作为参考大线，其它类型大线最大方向上的辐射强度可以与参考天线进行比较，得出天线增益一般高增益天线的带宽较窄阻抗和驻波比(VSWR:天线系统的输入阻抗直接影响天线发射效率当驻波比(VSWR1:1时没有反射波，电压反射比为1当VSW欧于1时，反射功率也随之增加发射天线给出的驻波比值是最大允许值。
例如：VSWfR]2:1时意味着，反射功率消耗总发射功率的11%信号损失0.5dBVSWR1.5:1时，损失4阿率，信号降低0.18dB方向性天线、简单的双极天线适用于短距离通信，但短波远距离通信信号微弱，甚至被各种噪音淹没时，天线就需要选择比双极天线增益更高的天线理想方向性天线在工作方向上具有很高增益而无用方向上增益为01.3、几种常用的短波天线八木天线(YagiAntenna)6MHz以上频段，八木天线在理想情况下增益可达到19dB,八木天线应用于窄带和高增益短波通信，可架设的主要优点是价格便宜A) 对数周期天线(LogPeriodicAntenna)对数周期天线价格昂贵，但可以使用在多种频率和仰角上对数周期天线适合于中、短波通信，利用天波信号，效率高，接近于发射期望值与其它高增益天线相比，对数周期天线方向性更强，对无用方向信号的衰减更大长线天线(Long-WireAntennas)长线天线优点是结构简单，价格低，增益适中与八木天线和对极周期天线比，长线天线长度方向性和增益低但其优势在于，由于其增益与线长度有关，用户可以找到最佳接收线的长度和角度通过比较信号波长，计算出线的长度，非常适合于远距离通信。
当线长4倍波长在仰角为25度时与双极天线比增益高3dB,当线长8倍于波长时，增益高6dB,仰角下降到18度B) 车载移动天线(MobileAntennas)移动天线一般工作在2.0〜25MHz频段上，为垂直极性天线，性能与机械特性有关，天线长度较短，在低仰角工作时，发射效率适中在通常情况下，车载天线仰角应大于45度，因为天线长度较短，是低效天线在汽车上，机械特性限制了天线的选择，但天线可以放置为倒"L"型，这样增加了天线的垂直辐射面，可以提高发射效率，倒"L"天线适宜用于中短波通信二、短波天线的选型短波通信传输信道具有变参特性，电离层易受环境影响，处于不断变化中因此，短波通信系统的性能好坏，除了取决于所使用电台性能因素，选用性能卓越的天线并正确架设，对于改善通信效果极为重要短波通信网的建立首先要考虑天线的因素，影响通信效果的天线主要参数主要有以下几个方面：A. 天线的辐射效率要尽可能高，以提高接收信号强度B. 网内天线极化方式尽可能一致C. 尽可能地选用宽频段大线，以保证短波频段内大部分频点均可用天线应尽可能地克服盲区一般认为采用传统的鞭状大线和双极大线，短波通信的“盲区”范围在80-200公里的范围内，而一个省内短波通信的距离一般在几十公里到几百公里之间，如果采用传统天线，则很多地区均在“盲区”范围之内，通信效果必然很差。
解决方案有两种：一是增大发射功率，但这种方式效果有限，二是采用近垂直射波高射天线(NVIS)，该方法通过增大大线最大辐射方向的仰角以消除盲区，实践证明在几百公里的范围内通信效果良好D. 移动电台在行进中尽可能地选用全向天线，同时配备便携式长线天线，以在特殊情况下实现远距离通信而固定台根据情况可选用全向天线或定向天线，如中心站可采用全向天线，有条件时可采用多副定向大线分别担负不同方向的通信任务2.1、短波通信大线类型选择的基本原则天线类型典型通信距离(km)频率范围(MHz)天线与发射机之间的距离要求是否需天调设备？适宜的天线安装方式水平架设楼顶地面移动双极天线0-1500固定频率(窄带)>30米(RG58)>100米(RG8)否是是否宽带天线0-10002.0-7.5同上否是是否0-10002.5-9.0同上否是是否0-10003.0-12.0同上否是是否0-10004.0-15.0同上否是是否0-10005.0-18.0同上否是是否宽带双极天线250-15002.0-15.0同上否是是否250-15003.0-25.00同上否是是否倒V架设调谐双极天线250-15002.0-30.0<30米是是是否宽带250-15002.0-7.5<30米(RG58)<100米(RG8)否是是否250-15002.5-9.0同上否是是否250-15003.0-12.0同上否是是否250-15004.0-15.0同上否是是否250-15005.0-18.0同上否是是否Delta天线0-10002.0-30.0同上否no是否0-10003.0-30.0同上否no是否垂直极化调谐鞭状天线500-20002.0-30.0<30米是是是否自动调谐鞭状天线200-15002.0-30.0<6米已包含否否是单音调谐鞭状天线200-15002.0-30.0<6米否否否是斜天线单端delta天线0-15002.0-14.0<30米(RG58)<100米(RG8)否是是否长线天线250-15002.0-30.0<30米是是是否2.2、根据用途选购大线随着短波通信技术的发展，短波天线出现了很多不同用途的新品种，例如用于短波跳频的高效能宽带天线；用于为了解决大线架设场地小和多部电台共用一副大线的多馈多模大线等。
选择天线基本的着眼点应该是用途•近距离固定通信：选择地波天线或天波高仰角天线•点对点通信或方向性通信：选择大波方向性大线等•组网通信或全向通信：选择大波全向天线•车载通信或个人通信：选择小型鞭状天线2.3、不同环境下的大线选型2.3.1、固定站间（远/近距离通信）由于固定站间通讯方向是固定不变的，所以一般采用高增益，方向性强的短波大线通信距离在1000-3000公里，可使用高增益，低仰角对数周期天线（LP）,但大线价格昂贵在实践中100W短波自适应电台配这种大线，可基本实现北京至昆明，乌鲁木齐甚至拉萨全天候通信如果通信质量要求不是太高也可使用价格相对便宜的天线如八木天线，长线大线，但长线大线需用大调距离在600公里以内时采用水平双极天线可取得较好效果，但水平双极大线占地较大，中心站电台较多不适合布天线阵2.3.2、固定站与移动站间通讯由于移动站在运动中，通讯方向不固定，所以中心站的天线应选用全向天线，例如，多膜短波宽带天线或配有天线调谐器的鞭状天线多膜天线虽然价格较贵，但是一个天线竿上可以绕三副天线（俩副高仰角天线，一副低仰角天线）远、近距离通信均可兼顾中心站也可用鞭状天线，鞭状天线的仰角低，近距（20-100公里）通信困难，远距离（500-3000公里）只要频率合适，通信效果较好。
移动站天线由于安装面的限制，多采用鞭状天线，国内有时采用栅网、双环、三环天线远距离通信时，鞭状天线竖直，近距离通信则可以放置为倒"L"型，这样使用增加了天线的垂直辐射面，可以提高发射效率只要天线的发射角、电台的工作频率合适，可以克服短波盲区（30-80公里）的通信困难2.4、干扰环境下的天线选型电台干扰是指工作在当前工作频率附近的无线电台的干扰，其中包括敌方有意识的电子干扰由于短波通信的频带非常窄，而且现在短波用户越来越多，因此电台干扰就成为影响短波通信顺畅的主要干扰源特别对于军用通信系统，这种情况尤其严重电台的干扰与其他自然条件引起的干扰有很大的不同，它带有很大的随机性和不可预测性在敌方有意识的电子干扰情况下，采用高增益、方向性强的对数周期天线可取得一定的效果当然，克服干扰主要提高短波电台性能（发射功率、接收灵敏度等等）或者采用频率自适应、短波宽带跳频技术如果需要数传，调制解调器性能也非常关键，带有交织功能的串行体制短波高速调制解调器具有良好的抗干扰性能2.5、正确处理天线价格与质量的关系俗话讲一分钱一分货首先同种用途的天线有不同种类，其增益有高低之分此外同一种外形的天线，使用不同材料；不同制造工艺，其通信效果的差异是很大的。
例如以特种不锈铜钢复合绞线为振子的天线，比用塑包线为振子的天线高频电磁转换效率高得多又例如匹配器所用的磁性材料优劣，对电台与天线的匹配状态影响极大高性能磁料能够保证全频段每个频点都能良好匹配；劣质磁料可能造成很多频点甚至整段频率匹配不好，驻波比过大使用劣质天线，电台输出的功率可能只送出去不到三分之一甚至更少，通信效果可想而知在投资增加不多的前提下，尽量选用高质量高增益的天线，能够保证长期稳定和优良的通信效果和延长使用寿命，是很划算的2.6、介绍二种性能和价格兼优的基站天线根据多年的对比实验和实际使用经验，我们认为有两种进口天线在性能上能够广泛满足我国大多数用户的通信要求，而且价格不高，性能价格比好，以下分。