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1 # 陣雨天852
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2 # 我是湯圓呀
先來說一下各類短波天線的架設要求和注意事項。然後對短波天線的接地系統的設計給出了一些參考方案。
大家都知道無線電通訊就是依賴於無線電電波在空間的傳播而建立通訊鏈路的,因此電波傳播是無線電的一個重要環節。對於不同的工作頻段,電波的傳播特性將有所不同。同時所採用的輻射天線也將有很大的不同。以下就電波的傳播特性和短波常用天線以及電臺架設的注意問題作一些介紹。
一、電離層特性
電波在空間傳播將會受到電離層的影響,尤其是中短波的傳播就是依賴於電離層的反射進行傳輸的,因此對電離層應有一些瞭解。
(1)電離層的產生 地球表面有1000公里高的大氣層,由於太Sunny輻射(x射線,紫外線)空氣不斷電離同時不斷複合,這樣空氣中將存在著遊離的帶電粒子;
(2) 帶電粒子隨高度增加而增加,在離地面較近的地方每立方米只有幾個或幾十個粒子, 到接近1000公里時,每立方米將有上千或上萬個帶電粒子。
因電離層一般按如下分層:
C層 D層 E層 F1層 F2層 0~50kM 60~90kM 100~120kM 170~220kM 225~450kM
(3) 電離層在白天、黑夜,一年四季將會有不同的變化。白天由於有Sunny,低層(D層)電離層濃度升高,反之黑夜時將降低。一年四季變化也是由於因受Sunny照射時間長或短而變化。
(4) 電離層在不斷上下或水平運動,從而造成電波反射傳播過程中的瑞利衰落和多普勒 效應。
(5) 電離層具有非均勻分佈性,類似雲彩的特點,因而造成電波反射時的散射,多徑時延。
(6) 電離層對電波的吸收隨工作頻率升高而減少。對中長波吸收很大,如10~20kW的 中波廣播機覆蓋面在100km左右,而1kW的短波可傳送3000km。即頻率愈高的中短波訊號愈容易穿越低層(D層)的電離層。
二、大地對電波的影響
大地對電波的影響主要是地波傳播的影響,大地不能視為良導體也不能視為絕緣體,由於地質不同應區分對待。
(1) 對於如海水、淡水、溼地,對電波的吸收較小,但由於地面反射波與入射波有180o相位差,將會吸收緊靠地面的電波,使波瓣抬高;
(2) 對於乾燥地質對電波吸收會較大(主要對短波吸收);
(3) 對於金屬礦藏地質如鐵礦地帶,對電波吸收是非常大的,千萬不要在這裡設立電臺(收發信臺);
(4) 總體看地面對電波都有一定的吸收,而且隨頻率愈高,吸收愈大,但地面對0.15MHz~5MHz吸收較小。
三、 各波段電波傳播
(1)中長波的電波傳播
由於地面對中長波吸收較小,而電離層對中長波吸收很大,因此中、長波的電波傳播主要以地波為主,在工作頻率接近2MHz時,才有一部分以天波傳播。
長波的波長達1~10km,其天線的體積非常龐大。中波常用桅杆天線,容抗很高,而天線電阻很小隻有2~10Ω,電波以垂直極化傳播。
(2) 短波電波傳播
短波的電波傳播有地波和天波傳播,主要是天波傳播,因此和電離層有緊密的聯絡。
(3)地波傳播
地面對短波吸收較為嚴重,因此短波的地波傳輸距離都很短,而且工作頻率在短波的低頻段(< 5MHz)。如在平原地帶,20瓦電臺(4米鞭天線)地波通訊距離只在25km左右,100瓦電臺地波通訊距離約為40~50km,200瓦電臺約在50~60km。在海平面短波的地波傳輸可以遠一些,如100瓦電臺通訊距離可達150km~300km。
(4) 短波的天波傳播
短波之所以可以遠距離通訊,得益於天波的傳播。天波是靠電離層的反射而傳播的。 122PhhEKr
四、盲區
在短波傳播中,在工作頻率固定,傳送波瓣固定時,會出現地波達不到,天波也達不到的地段,接收機在這段地區將無法接收,這個地段稱為盲區。
盲區的克服,改變工作頻率或改變天線傳送波瓣。
注意:輻射仰角過高電波會不反射,頻率愈高高仰角的電波會愈容易穿透電離層而不產生反射。 b)隨工作頻率升高,電離層吸收減少,穿透電離層的高度也越高,傳播距離也愈遠。 E D F1 F2 仰角 f0 f1 f2 f3 f4 f5 f5 <f4 <f3 <f2 <f1 <f0 電離層 高電離層 低電離層 發信臺 仰角抬高 D層 盲區 發信臺 收信臺 地波 天波 可接收地段要進行遠距離通訊一般選用高一些的頻率,同時壓低波瓣仰角。功作頻率太高,儘管仰角不是過分高,但它將穿透電離層不產生反射。(地球電離層有一個低損耗的短波視窗,那就是22MHz左右的工作頻率)短波遠距離通訊傳播路徑設計:
(1)短波一跳傳輸距離一般可考慮在3000km以內,電離層反射層一般考慮在E、F層,路徑損耗要靠實驗獲得,同時接收地點的無線電噪聲電平,如城市通常有20~35μV/m,農村5~15μV/m。如北京到廣州2450公里,白天路徑損耗約280W,夜間損耗約180~200W。這樣才能保證接收方有10dBSINAD。
(2)短波的多跳傳輸 在二十世紀七十年代以前,遠端通訊都是以短波為主.在洲際短波通訊上就要考慮多跳傳輸。為減少損耗,地面反射點應選擇在海面或湖泊。 如:
C)電離層反射中的最佳頻率傳輸在過去短波通訊中,只規定了2~3個白天或夜間的工作頻率,由於電離層經常在變化(濃度、高低),短波通訊的可靠性非常低。近年來自適應通訊技術的發展,可以自動尋找最佳頻率工作,使短波可通率有很大的提高。 由於電離層不斷的“運動”——電荷變化,使得某一頻率傳播路徑中的吸收、散射情況也在不斷變化。因此在某些時候,就會存在某段頻率集所對應的傳輸路徑上損耗最小,散射最小的情況,這一頻率集就是這一傳輸路徑的最佳通道。如天津到上海最佳頻率上通訊,只需10瓦功率,天津到烏魯木齊最佳頻率上通訊只需60瓦功率。 d)電離層變化對電波傳輸的影響和對策 電離層變化對電波傳輸的影響主要有:
——衰落---幾次~上百次/秒,變化100dB以上;
——散射---造成衰落;
——多徑延時---造成碼元模±2ms~4ms;
——多普勒效應---頻率偏移±4Hz~8Hz;
——大氣噪聲干擾---降低信噪比。
對策:(1)針對衰落、散射
——加強接收機AGC設計(控制特性大於120dB以上,不同通訊方式具有不同的放電常數);
——不用或少用調幅方式;
——採用交織、分集等資料糾錯。
(2)針對多徑時延、多普勒效應 FFSNDSINADND北京 上海 太湖 電離層 發射 接收
——降低傳輸波特率;
——調製器增加多普勒頻偏糾正。
(3) 降低大氣噪聲干擾影響
——採用功率自適應技術;
——提高天線方向性;
——提高接收機選擇性和倒易混頻等與抗干擾有關指標。
五、超短波的電波傳輸
超短波段的波長已經在10m以下,電離層已不在進行反射。而大地、建築物對它有很大的吸收,所以超短波的電波只能直線或稱視線傳播。由於地球表面是一球面,因此當發射臺站以50m高天線發射時,他傳播距離應在半徑50km左右圓周內。城市裡的建築物對它產生吸收和反射。對30MHz~100MHz頻段,除視線傳播外,在地球表面C層電離層比較濃密時,地面和電離層之間視為“波導”,這時電波將會繞射傳播,電波將會傳輸100多公里遠。超短波亦常用於散射通訊,即利用流星在大氣中燃燒時產生的反射進行通訊。
結論:當今電磁環境越來越複雜和惡劣,各種頻譜和訊號之間的干擾越來越嚴重。短波通訊影響日益突出,通訊效果同上世紀相比,已不可同年而語。但短波通訊憑藉其良好的抗摧毀性、移動性、機動性仍然在國防和民用生活上發揮著不可替代的作用。實驗證明,透過恰當的選擇短波天線,正確的架設天線以及科學的運用頻譜的變化規律,恰當合理的變換頻率資源或採用更先進的數字通訊技術,短波通訊可以繼續發揮重要的通訊作用。
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3 # 歪叔西哥星仔的數字觀
要回答這個問題,首先要明白什麼是短波,什麼是頻寬,然後怎樣定義寬。
短波是相對於長波和中波而言的,長、中和短說的是波長。最先被人類應用的是波長在100米至1000米之間,對應的頻率是0.3-3MHz,主要用途是廣播。
後來在軍事上用了波長更長的頻率,所以通常0.03-0.3MHz就叫長波。再後來就是短波了,3-30MHz,這樣長中短都有了。
再後來,比短波頻率更高的頻段也用上了,那該叫什麼?你猜對了,超短波,頻率範圍30-3000MHz,因為大家都累了,就多乘了10倍。
再後來呢,超短波好像也不夠用了,於是微波出場了,頻率範圍3-30GHz。
不過呢,除了用長短這些比較形象的字眼,還用米波30-300MHz,分米波300-3000MHz,釐米波3-30GHz,毫米波30-300GHz這樣的表達方式。
頻寬有多種表達方式,一般可以用佔用頻寬比較形象,就是這個系統工作需要的頻率的寬度,比如一個短波的調幅廣播的常見頻寬是3或者6kHz,一個調頻廣播的頻寬是250kHz,手機用不同制式的佔用頻寬也是不一樣的,比如3G系統的通道頻寬最寬5MHz,4G通道頻寬就能到10-20MHz了,5G的佔用頻寬都是100MHz起。
完了就可以說短波的“寬”了,跟比他小的比,那自然是寬了,跟比他大的比,那就看不了。
第一張圖短波通訊,第二張圖無線電監測的指導手冊,第三張圖短波(也叫高頻HF)監測手冊。
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寬到無限界,只是時間的問題,即想即所得呀,未來的發展是無量天尊!好好珍惜生命吧!好好享受生活吧!寬也好,窄也是好的,領略其中的悟性就是坦然。