短波天線

工作于短波波段(1~30MHz)的發(fā)射或接收天線，統(tǒng)稱為短波天線。短波的傳輸按傳輸路徑不同主要分為兩種，一種是通過電離層反射，稱為天波;另一種是貼地表傳輸?shù)牡夭ā?

工作于短波波段(1~30MHz)的發(fā)射或接收天線，統(tǒng)稱為短波天線。短波的傳輸按傳輸路徑不同主要分為兩種，一種是通過電離層反射，稱為天波。由于太陽活動會對電離層造成一定的影響，所以這種方式傳輸?shù)牟ㄩL也要隨太陽活動的強弱發(fā)生變化;另一種是貼地表傳輸?shù)牡夭?。這種傳輸方式受相對介電常數(shù)和電導率的影響發(fā)生損耗。海水的相對介電常數(shù)和電導率都比較大，所以損耗較小，在海事通信中有較多運用。由于短波通信不像衛(wèi)星、光纖、電纜通信一樣，不需要中繼站，所以應(yīng)用比較廣泛。是現(xiàn)代遠距離無線電通信的重要手段之一。超遠距離(500km+)通信時，短波天線多應(yīng)用鞭狀天線(Whip)。短波盲區(qū)(20-100 km)通信時，短波天線多應(yīng)用無盲區(qū)天線(NVIS antenna)，多為環(huán)狀。短波天線形式很多，其中應(yīng)用最多的有對稱天線、同相水平天線、倍波天線、角型天線、V型天線、菱形天線、魚骨形天線等。和長波天線比較，短波天線的有效高度大，輻射電阻大，效率高，方向性良好，增益高，通頻帶寬。

終端中需要內(nèi)置天線，收音機中使用的是一種磁性天線，在磁棒上繞線。這類天線一般采用兩類磁性材料制造。其一是傳統(tǒng)的燒結(jié)鐵氧體繞線。特點是增益高，但是太靠近電路板會導致噪聲大，電路板的噪聲也被鐵氧體拾取，導致整機信噪比下降。且不抗振，易碎裂。其二是微航系列有機磁性材料繞線制造。特點是磁性與頻率不緊密相關(guān)、信噪比高于鐵氧體的2-3db、抗摔。

必須指出，當導線的長度 L 遠小于波長時，輻射很微弱;導線的長度 L 增大到可與波長相比擬時，導線上的電流將大大增加，因而就能形成較強的輻射。發(fā)射天線正是利用輻射場的這種性質(zhì)，使傳送的信號經(jīng)過發(fā)射天線后能夠充分地向空間輻射。如何使導體成為一個有效輻射體導系統(tǒng)呢?這里我們先分析一下傳輸線上的情況，在平行雙線的傳輸線上為了使只有能量的傳輸而沒有輻射，必須保證兩線結(jié)構(gòu)對稱，線上對應(yīng)點電流大小和方向相反，且兩線間的距離《π。要使電磁場能有效地輻射出去，就必須破壞傳輸線的這種對稱性，如采用把二導體成一定的角度分開，或是將其中一邊去掉等方法，都能使導體對稱性破壞而產(chǎn)生輻射。

短波通信中，在設(shè)計陣元的間距時，如果將間距選擇為高頻段的半波長，那么可以在高頻段得到很好的方向特性，但該間距相對于低頻段而言僅是1/20～1/10個波長，會帶來很強的耦合效應(yīng)，從而使天線陣失去電掃描和定向能力;假如將陣元的間距選為較低頻段的半波長，那么可以在低頻段有較好的效果，但對于高頻段而言，該間距可能是好幾個波長，會產(chǎn)生許多柵瓣，使得功率分散、主方向功率降低，進而使得天線組陣失去了意義。因此，在架設(shè)天線陣時，陣元的間距是一個需要謹慎考慮的問題。

一般地，研究天線特性時都是把天線放置在自由空間來分析的。而在實際情況中，尤其是短波通信總是把天線架設(shè)在地面上，而地面的影響與天線的性能密切相關(guān)。天線架設(shè)在實際地面上時，天線激發(fā)的電磁場會在地面激起電流，該電流再在空間激發(fā)起二次場，空間場是天線直接激發(fā)的場與二次場的疊加，因此，它會使天線的方向特性、阻抗特性、天線效率等發(fā)生很大的變化。在實際工作中，可以用鏡像法來估計地面對天線的影響：把地面看成鏡面，用鏡面里對稱位置的鏡像天線來代替鏡面，把實際系統(tǒng)考慮為自由空間中鏡像天線和實際天線組成的系統(tǒng)，再計算出等效系統(tǒng)在上半空間的性能。此外，為了提高天線效率，也可以采用敷設(shè)地網(wǎng)的方式。