超短波通信组网天线的常见应用

王鹏 烟台边防检查站 264000

超短波通信组网天线的常见应用

王鹏 烟台边防检查站 264000

根据公安边防部队无线通信特点，对超短波通信组网工作中关于天线应用的几点经验及想法进行了探讨。

超短波通信；天线；增益

Ultra-short Wave Communication; Antenna; Gain.

1.引言

在公安边防部队超短波通信系统中，天线是通信系统中的重要组成部分，直接影响通信系统的性能。在组网工程中合理地配置天线、馈线，往往可起到事半功倍的作用。

2.基站天线高度

在地面超短波移动通信中，基站天线高度是影响系统增益的重要因素，工程设计中需要充分考虑它的使用合理性与投资经济性。

2.1 正确把握天线高度与馈线长度的关系

若馈线长度随天线高度增加，馈线损耗可能抵消天线升高所获得的增益，因此，天线不一定越高越好。若不考虑馈线损耗影响，天线升高一倍，可获得6dB的增益；但馈线损耗随频率升高而加大，与馈线长度成正比。馈线的主要指标是衰减常数（dB/m）。若升高天线使馈线相应增长，则系统增益因天线升高而增加的趋势将会变缓；当频率较高而馈线又很长时，馈线的影响尤为严重，甚至会出现系统增益下降。

例如，不考虑馈线影响，天线高度由40m升至60m时，可获得的增益约为3.5dB，这时若馈线相应增长20m，使用SDY-50-9低损耗电缆在350MHz时的损耗约为2dB，馈线损耗抵消了天线增高的增益后，系统只获得增益1.5dB;若以SDY-50-7普通电缆做馈线，在同样条件下的损耗约为3.6dB，系统增益没有增加反而下降了，所以天线“越高越好”是有条件的。

2.2 天线塔架升高的经济代价也不容忽视

天线塔架的材料消耗和施工难度将随高度增加出现很大变化，所需的费用将随天线升高的高度急剧上升。例如，自立式天线塔高度在40m以下时，可采用圆钢材料的简易型三柱结构，所需费用每米不超过1万元；若天线高度升至60m，则须采用角钢材料的四柱塔，每米约需费用6万元。

在架设基站天线时，如果没有地形高度可被利用，那么指望升高天线来提高系统增益，从经济角度看往往是不理想的。但如果升高天线是为了避开基站附近的障碍，以获取通视的路径条件，付出一些代价则是必须的。

2.3 天线高度不仅是系统内部的问题，还必须考虑系统之间的影响

由于电磁兼容性的要求，基站天线高度往往受到限制；不同地区的频率复用，也使得基站的天线高度不能只根据本系统的需要确定。

综上所述，基站天线的高度应根据实际情况采取系统分析的方法进行优化选择。

3.选择合适的天线程式

覆盖区域确定以后，如何实现全网覆盖呢？有人在组网时对天线高度和天线增益比较重视，对天线程式却不大注意，因而难以获得比较理想的效果。

在组网中常遇到这种情况：在一些地方场强达不到规定的要求，需要增加；而在另一些地方的场强却已超出很多，使邻区难以承受，覆盖区域与实际需要不符。如果我们根据具体情况选择合适的天线程式或方法，就能够在一定程度上改善这种局面。在组网中我们经常采用的是“面状网”，对此应当作具体分析，可能出现的情况有：需要的通信范围不一定是恰好近似圆形、基地台位置不一定处在服务区域中央。

因此，对于“面状网”的基站，不加区别地一律采用高增益全向天线实现全网覆盖并不科学，我们应当根据覆盖区域的实际需要确定天线的程式或方法，使覆盖范围图形获得最佳形状和大小。

全向天线在水平面的方向图近似圆形，当把天线安装到塔架上时，因塔身或避雷针影响，天线的方向图已经发生变化，其影响程度与塔身宽度有关，而且随间隔距离增大而减小。有时为降低影响，要求天线离塔身或避雷针尽量远一些，天线伸出塔身越远则对塔身结构和强度的要求越高，由此带来了成本的上升。但这并不一定就是坏事，巧妙地利用这个影响，根据实际需要的覆盖区域合理选择天线在塔架上的位置，使某一方向的场强得到加强或削弱，即可趋利避害，化害为利。

基站明显偏离覆盖区域中心时可以采用定向天线。例如，增益9dB左右的五单元八木天线，前后比为15dB，主波瓣背向的区域并非完全不能通信，只是场强比前向降低15dB左右。对于某些特殊形状的覆盖区域，采用组合式天线更有利于解决特殊覆盖范围的问题。即经过混合器把不同程式和增益的天线配合使用，使电波辐射范围进行相对合理的调整，这既有利于电磁环境保护，又能满足通信需要，比较经济，值得推广。

对于固定属台天线程式也需具体分析。平原地区网内固定属台一般应使用定向天线，定向天线的增益可以做得很高。在其他条件不变的情况下，仅把固定属台由全向天线换成增益很高的定向天线，即可提高通信距离。

4.双工电台的双天线运用

手持机由于发射功率和接收灵敏度存在差距，很容易造成通信的上下行不平衡，通信距离往往受限于上行。此时若增加基站的天线高度和天线增益只能使系统增益双向增加，而不能改变上下行通信之间的差距。对异频收发的基站，采用双天线有利于上下行通信平衡。收发信机分别使用一副天线，两副天线垂直架设，收信天线在上面，发信天线在下面；收、发天线不仅高度不同，增益也可以不同，使收信天线增益适当高于发信天线的增益，上下行通信不平衡问题即可得到有效抑制。

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The Application of Ultra-short Wave Communication Networking Antenna

Wang Peng YanTai Station of Frontier Inspection， YanTai，264000 ， China

This article according to police border ultra-short wave communication characteristics, made a discussion to the experience and ideas of application with ultra-short wave communication networking antenna.

TN92

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.13.064

王鹏，1977年生，男，山东省莱芜市人，助理工程师，本科，主要研究方向为通信技术、计算机及应用。