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天線(xiàn)垂直和水平狀態(tài)下,通信效果區別有多大?

2021-05-29 15:33:01

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  垂直式天線(xiàn)與水平式天線(xiàn)感度的差異并無(wú)定論。一般狀況下,只要雙方都采用同樣極性,即可以有良好的表現;否則,兩個(gè)不同極性的電臺,彼此訊號差將可達20dB以上 (即大于功率 100 倍以上)。今天就此僅就一些常用定則提出討論,分成HF與V/UHF兩部分 (或視界 100 公里內與視界外)來(lái)作比較。

  


  一、依賴(lài)電離層的HF波段

  HF (3-30MHz) 電波強度在距離電臺數公里外即強烈衰減;通常是藉由電離層的反射,才能與數百、數千公里外的對方通聯(lián)。電離層的一次反射距離約在 2-4 千公里,有時(shí)要經(jīng)過(guò)數次反射才能安抵對方,而每一次的反射會(huì )衰減掉約 6dB 強度,加上海面波浪之起伏不定及高空電離層因地球自轉,每秒有 500 公尺以上之移動(dòng);高空的日夜溫差達 1000C 以上,作為 HF 電波媒介的電離層也是波濤洶涌,不可捉摸。

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  兩天線(xiàn)的極性偏波面已經(jīng)暈頭轉向,分不清東南西北。但重要的是;天線(xiàn)的輻射角度方向是否對向電波的來(lái)向!有時(shí)使用定向天線(xiàn)指錯角度會(huì )收不到對方,有時(shí)原指向北極接收美國來(lái)的訊號,卻在 180°轉彎后收訊更強。定向天線(xiàn)對特定方向之通訊良好是事實(shí),但對于業(yè)余之 CQ 全方向呼叫,效果并不一定好,因為 360°內只能收到 90°內的訊號,而且定向天線(xiàn)多為水平架設,以地平面 5 ~10°內仰角之 DX 遠距通訊為主,2 千公里短距離的通訊,角度較大,效果也會(huì )差些 (其差異是在指向性,不是偏波面)

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  水平的半波天線(xiàn)其實(shí)是最標準的短波天線(xiàn),其輻射角度自地平線(xiàn)起至天頂 180°,皆可輻射,但在架設時(shí),離地至少要有 1/4 波長(cháng)的高度以上才行。其指向性為 " ∞ " 字形,有指向性。若要獲得 360°全指向,則需要裝設兩組才可,各朝東西及南北方向。若裝南北定向,則拉東西向。

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  電波在低頻 (10MHz 以下) 時(shí),偏愛(ài)夜間;10MHz 以上則偏愛(ài)日間。而在頻率低時(shí),因半波天線(xiàn)的 1/4 波長(cháng)甚長(cháng),架設不便,故多采用垂直天線(xiàn)。

  垂直天線(xiàn) 360°皆可輻射,但是對高角度輻射效果較差,因為電波之偏波面歷經(jīng)電離層與海浪之折騰,在達到數千公里外時(shí),已經(jīng)是面目全非。此時(shí)若裝設兩組垂直天線(xiàn),相隔 1/4 波長(cháng)以上,用兩臺相同性能之接收機收同一頻率之遠方訊號,會(huì )出現一臺接收訊號強,另一臺或許完全沒(méi)訊號的現象!有時(shí)數秒交替一次,有時(shí)兩臺都很強,此現象即因偏波面不同之相位減衰所造成。所以,HF 電波在垂直與水平時(shí)并無(wú)甚大差別。

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  HF 之 QSB 電波衰落大于 20~30dB 時(shí),功率差可達100~1000 倍,收聽(tīng)時(shí)有如浪潮般,數秒鐘一個(gè)起伏,在傳播狀況不良時(shí),只要稍待數分鐘,可能會(huì )有強訊號出現。處于波浪谷點(diǎn)的千瓦訊號,有時(shí)不如處于峰點(diǎn)的一瓦訊號,完全要看時(shí)機。100 瓦的 HF 訊號雖在十公里外,收聽(tīng)起來(lái)可能如蚊聲,非常困難;然而在數千里外,卻可能強到 59++, 60dB/uV 以上。

  二、超高頻之波長(cháng)較短VHF/UHF

  相對于 HF 的長(cháng)波長(cháng),VHF/UHF 超高頻之波長(cháng)較短,易于做到標準的半波天線(xiàn),架設安裝也較簡(jiǎn)易,效率高,適合移動(dòng)使用。一般電視天線(xiàn)多用水平式多節定向天線(xiàn),而行動(dòng)電臺多為垂直 1/4 波長(cháng)天線(xiàn),兩者互相垂直,降低了強力廣播電臺與行動(dòng)電臺之間的干擾。在一般情形下,水平與垂直天線(xiàn)的訊號差可達 20dB 以上。在空曠地即無(wú)此現象,若改為多節定向天線(xiàn),因具指向性之極性排整,排除了異徑之相差訊號,降低了環(huán)節現象,然則收發(fā)同一偏波之要求,也相對需要了。

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  V/UHF 通常不因電離層而反射,多作為 100 公里內的固定或移動(dòng)通訊,天線(xiàn)多為垂直極性,天線(xiàn)離地至少 1/4 波長(cháng)以上。經(jīng)實(shí)際試驗;144/430MHz的移動(dòng)通訊,以 1 米長(cháng)的垂直鞭狀天線(xiàn)最佳;太短則離地 (或基座板)不夠,有效輻射徑不是,輻射效率偏低;太長(cháng)則機械強度不夠,車(chē)行時(shí)搖擺不定,將導致強烈 QSB,降低了解度。

  ②水平天線(xiàn)

  水平天線(xiàn)一般比垂直天線(xiàn)多一倍增益,而且,加高架設之效果遠比垂直天線(xiàn)改善許多。然而行動(dòng)電臺一定是東西南北隨意移行,故仍須利用無(wú)指向性的垂直天線(xiàn)。垂直共軸天線(xiàn)因為壓縮了向天頂方向的功率,使得指向于地平面水平方向之能量作 360°平均射出,有利于30~100 公里內之無(wú)指向行動(dòng)電臺。而由建筑物等的反射作用,實(shí)際上,水平偏波并不會(huì )完全收不到,重要的是天線(xiàn)的指向性及干涉的環(huán)節點(diǎn)問(wèn)題。在通不到的地點(diǎn),只要移動(dòng)數米,或到空曠地,即可改善。出租車(chē)無(wú)線(xiàn)電搶臺的要點(diǎn)是;在空曠地連喊三聲車(chē)號。

 ?、郗h(huán)節點(diǎn)影響通訊

  在目視距離內可直通的兩個(gè)固定臺,因為天線(xiàn)固定,受到復徑傳播的影響,會(huì )產(chǎn)生環(huán)節點(diǎn),使通訊效果產(chǎn)生迥異的變化。在通訊不良時(shí),只要更換頻率數十KHz 或改變位置,以錯開(kāi)谷點(diǎn),即可強烈影響訊號強度。同樣地,水平與垂直天線(xiàn)也會(huì )有強烈對比,如同 HF 波段一樣,電波經(jīng)過(guò)多重反射、折射后,垂直與水乎天線(xiàn)的 20dB 標準公稱(chēng)差異,也就所差無(wú)幾了。但是在使用多節排骨 (定向)天線(xiàn)時(shí),雙方一定要垂直或水平一致,否則,會(huì )有千百倍之差距,甚或完全收不到!絕對不可說(shuō)水平垂直無(wú)差別。

  三、避開(kāi)阻擋,天天守聽(tīng)

  一般在地平線(xiàn)仰角 5~10°內,只要避開(kāi)高山、建筑物阻擋,天天守聽(tīng)外國 FM 廣播電臺的強訊指標,即可意外遇上。在虎尾以北地區,往日本方向無(wú)高山阻擋之地,如彰濱、員林、臺中大肚山以西、林口、臺北市區,要以 144/430MHz 通日本,應當每年會(huì )有數次機會(huì )。筆者在萬(wàn)華就曾用 2 米半長(cháng)垂直半波 CB 天線(xiàn),接上家用一般調頻收音機,收到新加坡、馬來(lái)西亞、菲律賓、泰國、韓國、北海通、關(guān)島、昆明、貴川、廣西、四川、甘肅、兩湖、江西、大陸東北的 90~ 100MHz FM 廣播電臺訊號!因此,若要用 144/430MHz 通達上述各 地,是絕對可行的,只要用 5~12 節的 YAGI 八木天線(xiàn)、50 瓦輸出的條件,每年至少會(huì )有一次以上的機會(huì )。在夏日冬夜、臺風(fēng)日或氣候強變之日,通達的機率最高。有興趣的同好,請多注意。