2024-01-29 14:36:00
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無線電波傳播過程中存在衍射、反射、多徑等特征,這使得人們很難準(zhǔn)確地判斷出無線電波的傳輸路徑及傳輸距離,增加了無線電收發(fā)系統(tǒng)的建設(shè)和使用難度。對于業(yè)余無線電愛好者而言,最關(guān)心就是如何能夠讓無線電波傳播更遠(yuǎn),達(dá)到最佳的通聯(lián)效果。
下面我們來分析影響無線電通聯(lián)效果的各種因素,找出提高通聯(lián)效果的合理方法,使得業(yè)余無線電愛好者真正做到“適度”使用無線電,利用知識(shí)駕馭無線電波。
影響通聯(lián)效果的主要因素
一般而言,在無線通信專業(yè)里并沒有“距離”這個(gè)概念,這是因?yàn)樯漕l信號的傳輸及無線電波的傳播過程中會(huì)受到很多因素的影響。由于其具有看不見、摸不著、難感知等特點(diǎn),且具有反射、空間損壞、被吸收、多徑傳播、趨膚效應(yīng)、電磁場變化復(fù)雜等諸多特性,目前尚無法全面并準(zhǔn)確地描述影響無線電通聯(lián)效果的各個(gè)因素,僅能對部分已知因素的影響效果做定性估測。
就無線電系統(tǒng)而言,從目前的研究和試驗(yàn)結(jié)果來看,影響無線電通聯(lián)效果最為關(guān)鍵的因素主要有發(fā)射功率、饋線衰減、天線增益、天線高度、接收靈敏度、地形及建筑物遮擋等。
1. 發(fā)射功率
無線電波傳播的過程是能量以電磁波形式從發(fā)射源輻射到空間的過程。因此,發(fā)射源的發(fā)射功率越大,空間中無線電波的能量就越高,傳播距離也就越遠(yuǎn)。曾有愛好者試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),發(fā)射功率提高一倍,通信距離可增大至原來的1.5倍左右。
增大發(fā)射功率是很多愛好者常用的方法,但發(fā)射機(jī)所使用的功率,應(yīng)嚴(yán)格遵守《中華人民共和國無線電管理?xiàng)l例》及相關(guān)無線電設(shè)備管理規(guī)定中關(guān)于設(shè)備使用功率的要求,并遵循“滿足使用即可”原則,否則容易對其他無線電業(yè)務(wù)產(chǎn)生干擾。
2. 饋線衰減
射頻信號通過饋線傳輸時(shí),信號功率會(huì)產(chǎn)生一定的損耗,即饋線的輸出功率會(huì)小于其輸入功率。饋線的衰減系數(shù)β用dB/m表示,即每米長度饋線產(chǎn)生的信號損耗程度。對于長度為L米的饋線,其總的信號傳輸損耗為β×L。由理論計(jì)算可知,饋線總損耗每增加3dB時(shí),其輸出的信號功率便會(huì)減少為輸入功率的1/2。
饋線的衰減系數(shù)與傳輸信號頻率、饋線的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量等密切相關(guān)。一般而言,頻率越高衰減系數(shù)越大,饋線越粗衰減系數(shù)越小,饋管的衰減系數(shù)小于饋線。
3. 天線增益
天線增益是定量地描述天線把輸入功率集中輻射到空間的程度,或者說,在天線輸入功率相等的條件下,實(shí)際天線與理想的輻射單元在空間中同一點(diǎn)處所產(chǎn)生的信號的功率密度之比,就是天線增益。理論而言,天線增益每增加3dBi,天線的輸入功率只需降低為原來的1/2即可達(dá)到相同的通聯(lián)效果。
天線的增益是由天線的結(jié)構(gòu)決定的,不同結(jié)構(gòu)的天線,其特性也有所不同。因此,業(yè)余無線電愛好者只有了解常用類型天線的特性,才能更好地選用和使用天線,以獲得最佳的通聯(lián)效果。一般而言,定向輻射天線的增益要高于全向輻射天線;垂直方向天線的輻射波瓣寬度越窄,則水平方向的輻射波瓣長度越長,通聯(lián)距離也就越遠(yuǎn)。對于新入門的愛好者,應(yīng)注意天線增益標(biāo)稱值中dBi與dBd的區(qū)別。
4. 天線高度
天線高度對通聯(lián)效果有很大的影響,增加天線高度是非常有效的擴(kuò)大通聯(lián)距離的方法。在發(fā)射功率不變的情況下,接收和發(fā)射天線的高度每增加一倍,恒定通聯(lián)效果的通聯(lián)距離可擴(kuò)大1.4倍左右。
一般而言,5W功率的手持電臺(tái)在城區(qū)戶外的通聯(lián)距離約為3~5km,如果將其中一只對講機(jī)移至五樓高度使用,則可能與其相距20km的另一只戶外使用的電臺(tái)進(jìn)行通聯(lián)。
曾有無線電愛好者試驗(yàn),在市區(qū)內(nèi)戶外有效通聯(lián)距離約為3km的2部手持電臺(tái),將其中1部攜帶至距市區(qū)30km左右的相對高度約50m的山頂上,其仍可與市區(qū)的電臺(tái)進(jìn)行較好效果的通聯(lián)。
5. 接收靈敏度
接收靈敏度是指接收機(jī)能夠正確地把有用信號識(shí)別出來的最小信號功率,類似于人們交談時(shí)的“聽力”。無線電波在理論上具有無限遠(yuǎn)的傳播距離,但是隨著傳播距離的逐漸增大,單位面積上的功率(即場強(qiáng))會(huì)逐漸減小,無線電波信號會(huì)逐漸變?nèi)酢?/p>
因此,在發(fā)射條件相同的情況下,靈敏度相對較高的接收機(jī)就有更強(qiáng)的接收弱信號的能力?;蛘?,增加天線的接收面積,如增加天線長度,也能夠增大接收機(jī)獲得的信號功率,從而維持穩(wěn)定的聯(lián)絡(luò),提高通聯(lián)距離。
但需要注意的是,過高的接收靈敏度也容易引入背景噪音信號。為了提高接收性能,還是需要考慮接收機(jī)的噪聲系數(shù)與接收靈敏度兩者之間相互制約的關(guān)系,理論上講,接收機(jī)的信噪比越小越好。
6. 地形及建筑物遮擋情況
地形及建筑物等情況無線電通聯(lián)效果有很大影響,但它們又是我們不能左右的因素。因此,業(yè)余無線電愛好者應(yīng)盡可能遵循以下原則以獲得較好的通聯(lián)效果:
(1)盡量選擇較高地勢通聯(lián),盡可能達(dá)到視距通聯(lián)條件;
(2)盡量選擇室外通聯(lián),因?yàn)榻ㄖw對70cm電磁波的反射和衰減較嚴(yán)重;
(3)盡量避開樓群環(huán)抱的位置;
(4)利用城市“峽谷”,盡可能選擇與自己處于相交路經(jīng)上的電臺(tái)進(jìn)行通聯(lián);
(5)選擇合適的通聯(lián)方向,避開高大物體的遮擋,或?qū)⑵渲糜谕?lián)方向的背面,可以起到信號反射器的作用;
(6)定點(diǎn)通聯(lián)的效果優(yōu)于移動(dòng)通聯(lián)的效果。
天線畢竟是無線電波的輻射體,因此我們在搭建無線電通信系統(tǒng)時(shí),要考慮注意其輻射強(qiáng)度,主要是注意不要超過國家的相關(guān)規(guī)定的限制,估算出輻射的大致安全距離,選擇合適的高度搭建天線,以保護(hù)自己或周圍人員的身體健康。