HQL-V高能谐振环短波车载天线
2017-06-05 11:27:23

    HQL-V高能谐振环短波车载天线的首要用途是消除短波车载台100公里之内的通信盲区,最远可通1200公里。 

    短波盲区的形成机理在一些教材和专著中都有论述,是由于地波传播在十几公里衰竭,而天线缺少高仰角成分,天波从高空电离层反射落地约一百公里,故在十几公里至一百公里区间就产生了盲区现象,军队教材称为静区。由此可见,解决盲区要从选择高仰角天线入手,与电台无关。

    由于部队作战、人防公安武警执行应急反恐任务,工作地域大都在一百公里之内,因此解决短波车载台的盲区就成为热点话题。可以肯定,大量使用的车载鞭状天线是无法消除盲区的,这是因为鞭天线属于地波天线,在70°以上仰角空间是方向图空白区。由于缺少高仰角辐射,无法拉近天波反射落地的距离。那么采用什么样的天线才能有效消除盲区呢?经过多年实践检验,业界已公认消除盲区的最佳天线是高能谐振环天线,其他车载天线可能对改善盲区有一些作用,但效果都不理想。

HQL-V高能谐振环短波车载天线实现100公里内全向无盲区,主要基于两个重要技术条件。一个条件是直立单环形态,这种天线形态的方向图横剖面接近圆形,其仰角方向大约在20-90°,而且越是趋向高仰角方向辐射越强。另一个重要的条件,也是经常被忽略的,就是这种天线配装了电流谐振型自动天调,天调内部是一个自动检测频率进行调谐控制的大功率空气电容器,也就是说这种天线是L和C串联结构。当电台向天线输送信号时,天线调谐器依据信号频点调节电容,搜索最大射频电流值,经过校正检测锁定最大射频电流后就完成了谐振,其技术原理简单,但实现超窄带检测定位则是复杂的技术过程,这也正是这种天线的技术价值所在。谐振的结果是高Q值,也就是射频电流的放大倍数。在多数频点上,完成谐振后的谐振环天线,Q值要比普通自动天调的调谐结果高十几倍至几十倍。可以想见,在环体所定义的方向图上,强力的窄带射频能量保证天波信号有效入射电离层,进而保证了反射落地后接收台地域的足够场强(见图1)。

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图1 

    现在有些称为“半环”(外观像半个环,实质上是完整的环)的车载环天线,实际上只具备了上述两大技术条件的一半:只有直立单环形态,而没有配装谐振型天调。这类“半环天线”的自动天调大都是常见的阻抗匹配调谐类型,调谐目的是实现电台与自动天调的之间的阻抗匹配,不产生谐振,故不能获取高Q值射频电流。历史上在不同场合多次进行的对比测试表明,采用普通天调结合环天线,即使电压驻波比达到1:1的理想状态,在几十公里的距离上信号也很微弱甚至没有,而在同一副环天线上换用谐振型自动天调立刻获得满意的信号质量。这两类环天线从技术角度来看是两种不同用途的产品:HQL-V高能谐振环天线解决了近距离盲区问题,但通信距离超过200公里后出现方向性,车辆在行进中可能由于方向角偏差而影响通信效果,如果方向角得当可通1200公里。采用普通天调的环天线在一百公里内的通信效果不行,但其最远通信距离可超过两千公里,方向性不明显,因此这类“半环天线”更适合远距离通信。

    用户在选型时怎样区分高能谐振环天线和普通环天线呢?可以简单地注意两个技术指标:一 是频率范围。普通自动天调都满足短波2-30MHz全频段调谐范围,而谐振环天线受到电容器的容值范围限制以及环体尺寸的影响,通常频率范围在4-13MHz之间。 这里应特别指出,理论上电离层允许高仰角电波折射的频率范围约在3-15MHz之间,此频率范围之外的信号不能反射回地面,因此3-15MHz范围之外的信号对消除近距离盲区没有意义。二看调谐速度。普通自动天调由于是电压调谐型,可以记忆多个频点,因此调谐速度快(200毫秒以内),而谐振型自动天调由于是机械式调谐,调速最快也要超过两秒。调速不快当然是HQL-V高能谐振环短波车载天线固有的弱点,但无法周全。应该说在紧急情况下,能通的上比调速快更有意义。

HQL-V天线的频率范围在3.9-13.3MHz,调速2-3秒,承载功率150WPEP。其基架长1.2米,宽1米,这是经过多年产品优化设计所达到的最小尺寸(见图2),与几年前流行的1.9米长的谐振环天线相比,实际通信时能感受到信号强度的细微差别,但完全能够满足中近距离通信需求。应该说这个基架面积是世界所有谐振环天线产品中最小的,在一辆小型越野车上安装后还可留出车顶一半空间安装卫星动中通天线或其他设备。

此外,最新的HQL-V高能谐振环短波车载天线增加了环体电控升降装置,环体在通信时立起,在车辆通过低矮障碍或入库时可放平,控制升降在车内完成,人员不用下车,这为使用单位带来很大便利。
 

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图2

 

    为了使这副天线能够与国产军用电台对接,北京新维科麦电信设备有限公司专门研发了调谐适配器,适配器串接在电台与天线之间,支持目前国内各大短波厂在产的125W军用短波电台。如果配接宝丽、柯顿等进口电台则不需要适配器。
 

HQL-B高能谐振环短波基站天线

HQL-B基站天线与HQL-V车载天线在技术原理上完全相同,但其使用意义完全不同。HQL-B天线的主要用途并非解决近距离盲区(大多数短波基站天线都能实现近距离无盲区),这种天线的最大意义在于体积极小,其基架面积为1.2×1.5米,实际架高(楼面至环顶)约3米(见图3),完全不需要其他短波基站天线的大面积场地(例如三线天线需要的最小场地为30×10米),只需4×4米见方的无遮挡空间就可以架设,这对现代楼顶面积狭小、设备杂乱的场地条件来说实在是太有用了,解决了很多用户无法在楼顶架设大型天线的困扰。

还有一点也是让很多单位感兴趣的,就是隐蔽性。某些军用警用单位不希望天线目标太大,还有些单位希望楼顶美观,HQL-B高能谐振环短波基站天线完全满足这类需求。在一栋4层高的楼顶架设HQL-B基站天线后,站在地面上看不到天线的存在。

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图3 

    HQL-B基站天线提供电控转向柱选件,这种电控用来调整方向角。如前述,HQL高能谐振环天线在200公里外有方向性。HQL-B天线通过调整方向角可获取最佳通信质量,这在多次实际工程和测试中得到验证。由于HQL-B基站天线的最大通信距离为1200公里,因此适合省级以下短波通信网的固定基站配装。

    针对短波电台(含天线)与操作终端远距离遥控的设备形式,可以选购环天线远程遥控系统,包括两方面功能:一是遥控天线进行调谐,二是遥控天线转动。

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