無(wú)線電與我們的生活息息相關(guān),不僅僅日常用的WIFI、4G手機(jī)離不開(kāi)無(wú)線電,日常的廣播、通信、交通、交易等都離不開(kāi)無(wú)線電通信。隨著生活水平的提高,無(wú)線電也逐漸成為一項(xiàng)個(gè)人愛(ài)好,各種類(lèi)型的收音機(jī)、接收機(jī)、通信設(shè)備等日新月異,給很多人帶來(lái)了不少生活樂(lè)趣和便利。本文將就一些與無(wú)線電相關(guān)的基本問(wèn)題做一些簡(jiǎn)介,希望起到拋磚引玉的作用,如有不妥和錯(cuò)謬之處,歡迎批評(píng)指正。
一、無(wú)線電波各波段的劃分:
(圖片為無(wú)線電波段按頻率和波長(zhǎng)進(jìn)行劃分)
無(wú)線電波是由電場(chǎng)和磁場(chǎng)構(gòu)成的,無(wú)線電波中電場(chǎng)和磁場(chǎng)的方向是相互垂直的,電磁波傳播速度接近300,000 km/s(精確值為299,792,485 m/s)。通常的波段計(jì)算是這樣的:波長(zhǎng)(m-米波段) =300/頻率(MHz-兆赫茲)。電波傳播主要有以下幾種形式:地波、天波、空間波、散射波。
(換算規(guī)則:1GHz=1000MHz ;1MHz=1000KHz ; 1KHz=1000Hz ,其中Hz,讀作赫茲。)
在我國(guó),居民常見(jiàn)的廣播和通信的波段覆蓋了低頻(Low Frequency)、中頻(Middle Frequency,MF)、高頻(High Frequency ,HF)、甚高頻(Very High Frequency ,VHF),超高頻(Ultra High Frequency ,UHF)等。每個(gè)波段都有自己獨(dú)特的傳播特點(diǎn),利用合適的無(wú)線電設(shè)備及天饋系統(tǒng)、并遵循每個(gè)波段的特點(diǎn),就能取得較好的效果。在一定的技術(shù)和自然條件下,往往會(huì)有驚喜的效果,比如遠(yuǎn)距離的調(diào)頻廣播電臺(tái)(FMDX)、跨區(qū)域的中波通信臺(tái)、 遠(yuǎn)距離跨洲際的短波電臺(tái)等。
1、地波,就是沿地球表面?zhèn)鞑サ臒o(wú)線電波,一般常用于中近距離通信。例如中波廣播就有一部分信號(hào)是利用地波傳播的。長(zhǎng)波也是可以通過(guò)地波傳播的波段之一。
2、天波,也就是電離層傳播的電波,無(wú)線電波從地面進(jìn)入電離層后會(huì)發(fā)生多次折射,折射方向也會(huì)發(fā)生改變,并且最終會(huì)傳導(dǎo)到地面,從而實(shí)現(xiàn)通信。最常見(jiàn)的例子是短波廣播和短波通信。
3、空間波,發(fā)射的電波在空間中通過(guò)直射和障礙物反射到達(dá)接收點(diǎn)的電波是空間波。比如常見(jiàn)的FM調(diào)頻廣播、常見(jiàn)的VHF/UHF對(duì)講機(jī)通信、微波通信等。
4、散射波,發(fā)射點(diǎn)發(fā)射的電波,通過(guò)各種不均勻的介質(zhì)四面八方反射,最終一部分到達(dá)接收點(diǎn)的電波。散射通信也是一種重要的通信方式,在一定的條件下,有較強(qiáng)的抗毀和抗干擾能力。
(電離層高度及各層的情況,覆蓋了D、E1、E2、F1、F2層)
5、電離層概況:大氣層高度在10-20km的是對(duì)流層,這里就是各種天氣發(fā)生的常見(jiàn)區(qū)域。高度在10-50km是同溫層,這里的氣象條件相對(duì)穩(wěn)定,也是眾多航空飛行器活躍的區(qū)域。在高度50-400km的高空,由于受到強(qiáng)烈太陽(yáng)紫外線的照射,各種氣體分子中的電子脫離了原子的束縛,變?yōu)樽杂呻娮雍碗x子,形成了電離層。紫外線照射強(qiáng)度的不同和各種氣體分子質(zhì)量等的不同,形成了D、E、F1、F2等具有不同電子密度和厚度的分層,每個(gè)電離層具有不同的電波特性。其中高度50-90km的電離層D層,白天存在,夜晚消失,不容易對(duì)電磁波形成反射,電波的頻率越低,被吸收的越多。高度90-140km的是電離層E層,通常密度較小,在一些情況下可以反射較高頻率的無(wú)線電波,在北半球的6月和12月,容易發(fā)生一些有規(guī)律的傳播,使得小功率遠(yuǎn)距離通信成為可能。高度200-300km是電離層是F1層,高度300-400km是F2層,其中F2層的密度比較大,白天F1層和F2層同時(shí)存在,夜晚F1和F2層合并成一層,F(xiàn)2層對(duì)電波具有很強(qiáng)的反射能力,這也是短波(HF)遠(yuǎn)距離通信傳播的基礎(chǔ)。但是F2層基本上屬于高層大氣,其密度受到太陽(yáng)輻射和宇宙射線影響較大,因此短波傳播具有一定的不穩(wěn)定性。在太陽(yáng)活動(dòng)高峰期,F1、F2層密度較大,相對(duì)較小的通信功率就能取得較遠(yuǎn)距離的通信,在太陽(yáng)活動(dòng)的低谷,短波傳播就受到很大的影響,通信的效率和距離就減少。在大氣層受到太陽(yáng)高能粒子沖擊的時(shí)候,一些通信很容易受到影響,導(dǎo)致通信干擾和中斷。
(上圖為近年太陽(yáng)活動(dòng)周期,包括了幾次波峰和波谷)
二、各常見(jiàn)主要波段傳播特點(diǎn):
1、低頻波段(30KHz-300KHz,LW),波長(zhǎng)10km-1km,這個(gè)波段就是人們常說(shuō)的長(zhǎng)波波段,長(zhǎng)波電波可以同時(shí)通過(guò)天波和地波進(jìn)行傳播,一般夜間的傳播距離超過(guò)白天的傳播距離。在這個(gè)波段里面,除了有部分歐洲國(guó)家和少數(shù)美洲國(guó)家還在使用長(zhǎng)波廣播外,現(xiàn)在這個(gè)波段還有一部分較低的頻率主要是遠(yuǎn)程的對(duì)潛、對(duì)艦通信,因?yàn)殚L(zhǎng)波的傳播通信特點(diǎn),即使在水下一定深度(深度<300m),也可以清晰的接收到關(guān)鍵的通信信息。上世紀(jì)70年代,頻率更低的甚低頻(頻率<30KHz)也被開(kāi)發(fā)出來(lái)用于實(shí)現(xiàn)上述遠(yuǎn)距離通信目標(biāo),因?yàn)槠鋵?duì)海水和地面的穿透能力更強(qiáng)。這個(gè)波段在極端的情況下,比如電離層遭到破壞、核爆等情況下,仍舊有一定的通信傳輸能力。但是由于這個(gè)波段的特點(diǎn),建設(shè)長(zhǎng)波通信電臺(tái)需要非常龐大的天線(天線長(zhǎng)度為數(shù)千米長(zhǎng)至數(shù)十千米長(zhǎng))和深埋的地網(wǎng),以及技術(shù)要求頗高的長(zhǎng)波電臺(tái),才能保證足夠的通信效率和信號(hào)強(qiáng)度,所以民用的長(zhǎng)波廣播臺(tái)相對(duì)是比較少的,更少有全球覆蓋能力的民用長(zhǎng)波信號(hào)。在我國(guó)的北方地區(qū)晚間時(shí)間,有時(shí)候可以收到臨近國(guó)家的長(zhǎng)波廣播信號(hào),歐洲北部、西部還有一些仍舊在工作的民用長(zhǎng)波電臺(tái)廣播,但是覆蓋的區(qū)域和范圍比較有限。
2、中波廣播波段(300KHz-3000KHz, MF),波長(zhǎng)1千米到100米,在歐亞大陸,常見(jiàn)的中波頻率是520KHz-1620KHz,步進(jìn)9KHz;在北美地區(qū),常見(jiàn)的中波頻率是520KHz-1710KHz,步進(jìn)10KHz ,一部分收音機(jī)需要在不同的地區(qū)調(diào)整不同的步進(jìn)才能接收節(jié)目。這個(gè)波段的廣播主要是區(qū)域性的廣播,比如覆蓋一個(gè)地區(qū)或者一個(gè)省、一個(gè)州。中波可以同時(shí)利用地波和天波傳播,到了晚間,中波可以實(shí)現(xiàn)比白天更遠(yuǎn)的傳播距離,聽(tīng)到鄰省或鄰國(guó)的信號(hào)很常見(jiàn),也有很多中波遠(yuǎn)距離接收愛(ài)好者活躍于此。中波相對(duì)于長(zhǎng)波,不論設(shè)備的技術(shù)要求還是天線的尺寸的要求都相對(duì)容易實(shí)現(xiàn),也是很多城市廣播的重要頻率。但是由于傳播的特點(diǎn),較容易受到混凝土建筑物的屏蔽和現(xiàn)代城市的各種無(wú)線電雜散射干擾,在一些區(qū)域,無(wú)法實(shí)現(xiàn)較好的接收或者有嚴(yán)重的背景噪音。在我國(guó)一些區(qū)域,比如華東地區(qū),有較豐富的中波廣播節(jié)目。曾經(jīng)有德國(guó)的愛(ài)好者利用農(nóng)場(chǎng)架設(shè)近1km長(zhǎng)的環(huán)形天線,清晰地接收到來(lái)自中國(guó)的中波廣播信號(hào),并進(jìn)行了收聽(tīng)卡片確認(rèn)。
3、160米波段(1800Khz-2000KHz,MF),這屬于是業(yè)余無(wú)線電波段中的中波波段,但是常見(jiàn)的短波電臺(tái)也都覆蓋了這一波段。在早期的業(yè)余無(wú)線電通信中,也是從這一波段開(kāi)始的,160米波段也是很具有遠(yuǎn)距離通信挑戰(zhàn)意義的波段。相對(duì)于目前常見(jiàn)的居民小區(qū)環(huán)境,不僅僅是因?yàn)槠潺嫶蟮奶炀€尺寸,而且也因?yàn)檫@一波段的傳播特性,使得大部分愛(ài)好者無(wú)法有效使用這一波段進(jìn)行發(fā)射。通常情況下,這一波段的電磁波傳播以地波為主,有效的覆蓋范圍僅在200km-300km以內(nèi)。在太陽(yáng)黑子的一般年份,僅僅適合于普通的本地及臨近地區(qū)通信,但是在太陽(yáng)黑子較為活躍的年份,尤其是冬季的傍晚到晚上早些時(shí)候,這一波段的遠(yuǎn)距離傳播會(huì)被打開(kāi)。常見(jiàn)設(shè)備的100W發(fā)射功率在這個(gè)波段都顯得信號(hào)很弱小,很容易被這個(gè)波段較大的背景噪音所淹沒(méi),如果需要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的雙向通信,還需要體積龐大的高效率天線,并且抓住傳播開(kāi)通的時(shí)機(jī),目前僅有一小部分條件優(yōu)越的愛(ài)好者和俱樂(lè)部活動(dòng)在這一波段。版本較新的收音機(jī)也可能覆蓋了這一波段,這一波段主要以CW(等幅電報(bào))的形式進(jìn)行通信,如果有單邊帶功能的收音機(jī),使用LSB下邊帶并加以微調(diào)就有可能收到。
(圖片為地波的傳播)
4、120米波段(2300KHz-2495KHz, MF),這是一個(gè)廣播的波段,屬于中波波段,常見(jiàn)的是用于區(qū)域性廣播。通常情況下,該波段的背景噪音都很大,受電磁干擾嚴(yán)重,白天的傳播距離要小于夜晚,但這個(gè)波段活躍的電臺(tái)相對(duì)較少,價(jià)格較低的收音機(jī)并不覆蓋這個(gè)波段。通常在太陽(yáng)落山以后容易找到這個(gè)波段的信號(hào),主要的廣播是AM調(diào)幅的模式。非洲有部分國(guó)家使用這一波段進(jìn)行區(qū)域廣播。
5、90米波段(3200KHz-3400KHz, HF),這是一個(gè)用于廣播的短波波段,用于較大的區(qū)域性廣播,大部分是通過(guò)地波進(jìn)行傳播,晚間天波的傳播會(huì)打開(kāi),晚間的傳播距離大于白天,一般位于發(fā)射點(diǎn)500-1000km范圍內(nèi)較容易收聽(tīng),這個(gè)波段的噪音相對(duì)較大,但是還是存在一些廣播電臺(tái),主要模式是AM調(diào)幅,需要利用相對(duì)好的天饋系統(tǒng)容易收到信號(hào)。一些面積較大的行政區(qū)域,也經(jīng)常利用這個(gè)波段進(jìn)行覆蓋,晚間的廣播電臺(tái)數(shù)量多于白天。
6、80米波段(3500KHz-3900KHz,HF),這是屬于業(yè)余無(wú)線電短波波段的最低頻段,主要的傳播也是通過(guò)地波,少部分是通過(guò)天波。傳播特性稍微類(lèi)似于160米波段,在太陽(yáng)黑子不活躍的年份,傳播一般是在晚上較晚的時(shí)候傳播容易打開(kāi),而且遠(yuǎn)距離傳播的窗口期開(kāi)通較短,可以覆蓋臨近的地區(qū)或臨國(guó)。在冬季的晚上,傳播情況會(huì)稍微改善。但是該波段也容易受到雷電,或者是其他類(lèi)型的背景噪音干擾,主要通信模式是CW(等幅報(bào))、LSB(下邊帶)語(yǔ)音、DATA(數(shù)據(jù))等。如果想取得較遠(yuǎn)的通信距離,需要使用較大的通信功率(power>500W)和相對(duì)高效率的天線,日常使用的100W在這個(gè)波段的通信效果顯得像QRP小功率一樣,比較困難完成有效的通聯(lián)。
(圖片為短波傳播單跳的距離)
7、75米波段(3900KHz-4000KHz, HF ),這是一個(gè)短波廣播波段,這個(gè)波段的傳播距離比90米波段有了一些提高,是一個(gè)國(guó)際波段,在一些區(qū)域基本上白天和晚上都可以覆蓋了,遠(yuǎn)距離傳播受到電離層影響比較明顯。這里的廣播電臺(tái)數(shù)量開(kāi)始增加,一些國(guó)家和地區(qū)的廣播也活躍在這個(gè)頻段外,ITU國(guó)際電信聯(lián)盟給每個(gè)國(guó)家劃分的頻率略有差異。在一些電離層不活躍的時(shí)期,這個(gè)波段的傳播仍舊有開(kāi)通的可能,覆蓋一個(gè)區(qū)域是容易做到的,晚間有廣播電臺(tái)會(huì)在這個(gè)波段出現(xiàn)。
8、60米廣播波段(4750KHz-5060KHz,HF),這是一個(gè)地區(qū)波段,主要目標(biāo)是為了解決區(qū)域性的廣播,比如一個(gè)省或者是一個(gè)州,在晚間傳播開(kāi)通的時(shí)候,也能收到臨近國(guó)家的信號(hào)。這個(gè)波段的底噪比75米和90米略有降低,在一些情況下,容易受到大氣閃電等的影響,基本是以AM調(diào)幅模式為主,為了較好的接收節(jié)目,需要使用有一定效率的天線,也需要注意傳播打開(kāi)的時(shí)間,在傳播開(kāi)通的時(shí)候,相對(duì)容易取得較好的收聽(tīng)效果。
9、60米業(yè)余波段(5351.5KHz-5366.5KHz,HF),這個(gè)波段業(yè)余通信主要是屬于次要的業(yè)務(wù),與其他性質(zhì)的通信電臺(tái)共同使用這個(gè)波段,帶寬比較窄,主要出于應(yīng)急通信的目的,解決覆蓋500km范圍內(nèi)的無(wú)盲區(qū)通信,個(gè)人使用的最大輻射功率被限制在15W,有時(shí)候傳播開(kāi)通的時(shí)候,也能收到數(shù)千千米外的信號(hào)。短波通信里面有一個(gè)明顯的現(xiàn)象叫越距,這個(gè)波段在一定程度上解決了短波越距的問(wèn)題。最佳的通信距離是0-40km、50-400km,一般使用CW模式,或者是USB上邊帶語(yǔ)音模式進(jìn)行通聯(lián),也有比如5358MHz的FT8數(shù)據(jù)通信。
10、49米廣播波段(5950KHz-6200KHz,HF),這是一個(gè)國(guó)際波段,也是許多收音機(jī)短波開(kāi)始的低端,這個(gè)波段在天波傳播的情況下,可以覆蓋較遠(yuǎn)的距離。在發(fā)射機(jī)使用大功率和高效率天線的情況下,跨區(qū)域甚至洲際通信都成為可能,白天和晚上都較容易收到信號(hào),一般晚間可以收到更遠(yuǎn)距離的信號(hào),這個(gè)波段有較多的廣播電臺(tái)。晚間的廣播電臺(tái)數(shù)量較多,并且清晰度還可以。
11、40米業(yè)余波段(7000KHz-7200KHz,HF)是僅次于20米波段的一個(gè)遠(yuǎn)距離通信波段,很多的業(yè)余信號(hào)活躍于此。在太陽(yáng)黑子不活躍的年份,一般在下午晚些時(shí)間到深夜傳播開(kāi)放,可以覆蓋數(shù)千公里的通信范圍。在太陽(yáng)黑子活躍的年份,也可以覆蓋本區(qū)域的通信。通常情況下該波段比較適合相鄰兩省的晚間通信,比如國(guó)內(nèi)3區(qū)-4區(qū),7區(qū)-5區(qū)等。這個(gè)波段也是常用的晚間DX波段,各種模式的通信整天都比較多,7050KHz以下下一般是CW等幅報(bào)模式居多,7050KHz以上是LSB下邊帶和DATA數(shù)據(jù)通信居多,這個(gè)波段根據(jù)ITU的規(guī)定,在各個(gè)國(guó)家和地區(qū)的頻率范圍略有不同,也是參加各種競(jìng)賽的熱門(mén)波段。
12、31米廣播波段(9500KHz-9900KHz,HF),這是一個(gè)國(guó)際廣播波段,電離層的傳播幾乎可以整天開(kāi)通,廣播信號(hào)也基本上整天都有,各種廣播電臺(tái)的信號(hào)比較密集,該波段白天的遠(yuǎn)距離傳播效果比其他頻率低的短波波段好,晚間時(shí)間的廣播電臺(tái)更多。這個(gè)波段的廣播電臺(tái)較容易覆蓋較大的區(qū)域。常見(jiàn)的標(biāo)準(zhǔn)頻率標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間發(fā)波臺(tái)就在10.000MHz。
13、30米業(yè)余波段(10100KHz-10150KHz,HF)該波段法律開(kāi)放給愛(ài)好者的頻段較窄。不論是在太陽(yáng)黑子的活躍年份,還是低谷年份,都可以給愛(ài)好者提供相對(duì)好的遠(yuǎn)距離的傳播。在白天的大部分時(shí)間里,還有夜晚的部分時(shí)間里,該波段都可能打開(kāi)。而且該波段的傳播會(huì)隨著季節(jié)變化在任何時(shí)間地點(diǎn)打開(kāi)。該波段在夏季和冬季是有不同的傳播特點(diǎn),適合1000-4000km內(nèi)的通信。如果留心該波段的話,有的時(shí)候可以帶來(lái)一些意外的驚喜,有可能實(shí)現(xiàn)DX通信。該波段主要的通信模式是CW和DATA,語(yǔ)音略少,愛(ài)好者對(duì)這個(gè)波段的關(guān)注度不如40米波段和20米波段高。
(圖片為各種波的傳播特點(diǎn))
14、25米廣播波段(11650KHz-12050KHz,HF)這也是一個(gè)國(guó)際廣播的波段,有很多的廣播電臺(tái)活躍在這個(gè)波段,可以相對(duì)容易的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離廣播。白天和晚上都能有較好的表現(xiàn),晚上受電離層傳播的影響,信號(hào)的數(shù)量會(huì)大幅度增多,另外這是一個(gè)會(huì)受到季節(jié)性影響的波段,很多廣播電臺(tái)會(huì)在夏秋季節(jié)和冬春季節(jié)更換發(fā)射頻率,以實(shí)現(xiàn)廣播目標(biāo)區(qū)域的覆蓋。
15、22米廣播波段(13600KHz-13800KHz,HF)這是屬于廣播的黃金短波波段,不論春夏秋冬,都可以相對(duì)容易的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的覆蓋,比如跨洲際廣播,很多的廣播電臺(tái)就集中在這一頻段內(nèi)。正常情況下,這個(gè)波段也是短波頻段內(nèi)音質(zhì)最好的波段。在電離層傳播打開(kāi)的時(shí)候,可以在全段內(nèi)搜索到密集的短波廣播電臺(tái),在傳播衰落的時(shí)候,也相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域性(半徑<3000km)的廣播,因?yàn)槎滩ǖ碾姴▽?shí)現(xiàn)一次跳躍或折射就基本能覆蓋這個(gè)區(qū)域。
16、20米業(yè)余波段(14000KHz-14350KHz,HF)這個(gè)波段是短波遠(yuǎn)距離通信的黃金波段。不論是太陽(yáng)黑子活動(dòng)的一般年份,還是太陽(yáng)黑子比較活躍的年份,從白天到晚上,都可以實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域的遠(yuǎn)距離通信。即使在太陽(yáng)黑子活動(dòng)的高峰年份,也是可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的通信。該波段出現(xiàn)了一個(gè)有趣的現(xiàn)象,就是“越距現(xiàn)象”,就是在該波段的電波傳播過(guò)程中,出現(xiàn)了一個(gè)通過(guò)地波無(wú)法達(dá)到,而天波的單次傳播跳躍過(guò)去,電波無(wú)法達(dá)到的一個(gè)無(wú)線電寂靜區(qū)域。通常越距現(xiàn)象出現(xiàn)在省內(nèi)或與臨近地區(qū)通信的情況,越距的范圍根據(jù)不同的變化,通常出現(xiàn)在100km-300km距離的通信區(qū)域,比如上海和蘇州間。有的時(shí)候?yàn)榱吮WC通信效果,就需要調(diào)整天線的類(lèi)型和發(fā)射仰角,來(lái)改善這一種情況,這也是一些無(wú)盲區(qū)短波天線產(chǎn)生的原因。
(圖片為短波越距現(xiàn)象)
17、19米廣播波段(15100KHz-15600KHz,HF)這是一個(gè)國(guó)際廣播波段,雖然沒(méi)有22米波段的廣播的傳播特點(diǎn),但也是可以實(shí)現(xiàn)較遠(yuǎn)距離傳播的波段,基本上全天都有廣播電臺(tái),這個(gè)波段晚間的傳播衰減稍大,到了深夜廣播電臺(tái)的信號(hào)比較少,晚上21:00后至清晨06:00,電波的衰減比較大,在這之前,信號(hào)的質(zhì)量相對(duì)較好,廣播電臺(tái)的數(shù)量比較多。
18、16米廣播波段(17550KHz -17900 KHz,HF)這是一個(gè)國(guó)際廣播頻率,有一些區(qū)域性的廣播電臺(tái)活躍于此,白天的信號(hào)質(zhì)量比晚上要好,在傳播開(kāi)通的時(shí)候,也可以收聽(tīng)到較遠(yuǎn)地區(qū)的廣播。
19、17米業(yè)余波段(18068KHz-18168KHz,HF)這是一個(gè)通常不被愛(ài)好者注意到的短波波段,由于夾在15m波段和20m波段之間,具有了一些15波段的傳播特性。在太陽(yáng)黑子活躍度較低的年份,該波段的傳播打開(kāi)更為經(jīng)常,傳播打開(kāi)的窗口期也較長(zhǎng)。因?yàn)轭l段較窄,這個(gè)頻段內(nèi)多為CW和DATA數(shù)據(jù)信號(hào)。
20、15米廣播波段(18900KHz-19020KHz,HF)這是一個(gè)國(guó)際廣播頻段,但是在這一波段內(nèi)的廣播電臺(tái)數(shù)量相對(duì)是比較少的,也超出了一些老式收音機(jī)的覆蓋范圍。在夏季較容易收到遠(yuǎn)距離的信號(hào),冬季表現(xiàn)就略差一些。
21、15米業(yè)余波段(21000KHz-21450KHz),這也是一個(gè)適合進(jìn)行短波遠(yuǎn)距離通信的波段,在太陽(yáng)黑子活躍的高峰時(shí)期,也可以實(shí)現(xiàn)相對(duì)可靠的遠(yuǎn)距離通信。20m波段也有越距現(xiàn)象,而且更加明顯,越距的距離通常比20m波段要長(zhǎng),在夏季和冬季,本省或臨近區(qū)域的通信會(huì)相對(duì)困難些。而另一些時(shí)候,在20米波段傳播相對(duì)衰落的情況下,15米波卻仍有較好的遠(yuǎn)距離通信效果。在該波段的低端,有許。多的遠(yuǎn)距離CW信號(hào),該波段在各種的無(wú)線電競(jìng)賽中,也是拿分的重點(diǎn)波段之一。
22、13米廣播波段(21450 KHz -21850 KHz,HF)這是一個(gè)國(guó)際廣播頻段,在電離層傳播打開(kāi)的時(shí)候,可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信。該頻段白天的信號(hào)質(zhì)量好于晚間,因?yàn)樵擃l段的信號(hào)在晚間衰落較大,有少數(shù)的廣播電臺(tái)會(huì)使用這個(gè)頻段。該波段在正常的情況下,背景噪音小于頻率更低的波段。
23、12米業(yè)余波段(24890 KHz -24990 KHz,HF)這是一個(gè)業(yè)余頻段,但是活躍于此的業(yè)余電臺(tái)相當(dāng)于比較少,因?yàn)橥ǔG闆r下,該波段的傳播距離都不是太遠(yuǎn),不適合做DX通信,只適合區(qū)域性的通信,該頻段帶寬較窄,一般是CW和DATA模式居多,這個(gè)頻段的被關(guān)注度比較低。
24、11米廣播波段(25600 KHz -26100 KHz,HF)這是屬于短波波段內(nèi)的廣播頻段,但是幾乎沒(méi)有什么廣播電臺(tái)使用這個(gè)波段。該波段傳播的距離在正常情況下都有限,不適合遠(yuǎn)距離廣播。通常情況下,白天的信號(hào)質(zhì)量好于夜間。在傳播開(kāi)通的窗口期,可以實(shí)現(xiàn)稍遠(yuǎn)距離的通信覆蓋。
25、10米業(yè)余波段(28000KHz-29700KHz,HF)該波段屬于短波波段的高段,通常情況下,不論太陽(yáng)黑子活躍與否,都可以實(shí)現(xiàn)中近距離的通信(距離<300km),而且該波段在傳播開(kāi)通時(shí)的通信質(zhì)量相對(duì)較高。在國(guó)內(nèi),29.60MHz是許多的愛(ài)好者進(jìn)行NFM通信的熱點(diǎn)頻率,曾經(jīng)有很多愛(ài)好者活躍于此。在傳播打開(kāi)的時(shí)候,該波段可以實(shí)現(xiàn)小功率遠(yuǎn)距離的傳播,國(guó)際間常用28.490MHz的USB上邊帶進(jìn)行遠(yuǎn)距離跨區(qū)域語(yǔ)音通信,用這個(gè)波段的低端也常用來(lái)進(jìn)行遠(yuǎn)距離CW通信。10m波段上,晚間由于電離層密度降低,已經(jīng)不能對(duì)其進(jìn)行有效的反射,遠(yuǎn)距離傳播打開(kāi)的時(shí)候一般是在白天。這一波段也是短波中天線尺寸最小的,繞射的能力也比常見(jiàn)的V/U波段要強(qiáng),比較適合在車(chē)載設(shè)備的通信,通常情況下,25W發(fā)射功率可以覆蓋半徑20km-30km的區(qū)域。
26、6米業(yè)余波段(50.000MHz-54.000MHz,VHF)該波段也屬于甚高頻波段,傳播方式接近直接波,能保證視距范圍內(nèi)的可靠通信。在開(kāi)闊地帶,可以實(shí)現(xiàn)直徑10km-15km的覆蓋范圍,大部分的短波電臺(tái)和少數(shù)的手持設(shè)備,或車(chē)載電臺(tái)設(shè)備都帶有這一波段。該波段是常用的中近距離通信波段,天線尺寸可以做得比短波小許多,1/4波長(zhǎng)的垂直GP不超過(guò)2米。6m波段在一些特殊的情況下,可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的通信,比如大氣波導(dǎo)現(xiàn)象。原因在于對(duì)流層中有許多的冷熱不均的氣團(tuán)和環(huán)流,而更高一層的同溫層卻不受影響,這樣子的大氣物理特性導(dǎo)致甚高頻的電波改變了傳播的方向,使得電磁波沿著對(duì)流層和同溫層的夾層傳向遠(yuǎn)方,這種現(xiàn)象稱為“大氣波導(dǎo)”現(xiàn)象。一些研究也表明在電離層的E層,會(huì)出現(xiàn)電子密度分部不均的區(qū)域,導(dǎo)致對(duì)甚高頻低端的電磁波發(fā)生了散射現(xiàn)象,可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)達(dá)2000km左右的通信。曾經(jīng)記錄有愛(ài)好者在這一波段實(shí)現(xiàn)了與澳洲的通信(實(shí)際距離>8200km)。
27、調(diào)頻廣播波段(64.000 MHz -108.000MHz,VHF)這是最常見(jiàn)的廣播波段,數(shù)量眾多的收音機(jī)都覆蓋了這一波段,這一波段根據(jù)各個(gè)國(guó)家和ITU的劃分,使用不同的頻率,其中俄羅斯和部分東歐國(guó)家使用64.000MHz-87.000MHz,日本使用76.000MHz-90.000MHz,我國(guó)和大部分國(guó)家使用87.000-108.000MHz,大部分廣播的步進(jìn)是0.100MHz。另外在我國(guó),也有使用64.000 MHz -87.000MHz這一頻段進(jìn)行廣播的校園和廠礦企業(yè)。在這個(gè)波段,主要的電臺(tái)都是采用FM調(diào)頻模式,也有部分測(cè)試臺(tái)使用數(shù)字模式。這個(gè)波段主要的傳播特點(diǎn)是接近直線的空間波,可以實(shí)現(xiàn)視距范圍內(nèi)的可靠通信和廣播。在較開(kāi)闊無(wú)障礙物的地帶,利用較好的天線,也可以接收到距離200km范圍內(nèi)的廣播電臺(tái),這屬于FMDX范圍。另外FMDX受地球曲率的影響,較難超過(guò)400km的距離。許多的城市用這個(gè)頻段進(jìn)行各種性質(zhì)的廣播,在半徑30km-100km范圍內(nèi)都相對(duì)容易接收。這一波段對(duì)設(shè)備和天線的要求相對(duì)不是太高,也是比較容易實(shí)現(xiàn)民用的波段,數(shù)千瓦的功率和不太龐大的天線已經(jīng)足以實(shí)現(xiàn)較廣的覆蓋范圍。因?yàn)檫@一波段的工作模式為FM,容易實(shí)現(xiàn)較高的音質(zhì),音質(zhì)在傳播過(guò)程中的損耗也比較小,也是有立體聲廣播最多的波段,在城市中傳播的時(shí)候,也是不太容易受到各種雜散射波干擾的頻段。
28、航空頻道(118.000MHz-137.000MHz, VHF),這是屬于航空的專(zhuān)業(yè)頻段,一般是屬于飛行器和地面之間互相通信使用。一個(gè)機(jī)場(chǎng)會(huì)同時(shí)使用多個(gè)頻率進(jìn)行通信,比如塔臺(tái)、飛行器、近進(jìn)、氣象等。按照法律規(guī)定,民用禁止在這個(gè)頻段內(nèi)進(jìn)行發(fā)射,因?yàn)槿菀自斐蓢?yán)重的事故或錯(cuò)誤干擾。航空頻道一般在離機(jī)場(chǎng)60km半徑范圍內(nèi)都有可能收到。主要的操作模式是AM調(diào)幅模式,很多的通信設(shè)備和收音機(jī)都帶有這個(gè)波段的接收功能。
29、2米波段(144.000MHz-148.000MHz,VHF)這是屬于甚高頻的波段,傳播主要依賴直接波,能在視距范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)可靠的通信,有一定的繞射能力,愛(ài)好者主要也是使用該波段進(jìn)行本地通信。通常情況下,可以通過(guò)設(shè)立自動(dòng)差轉(zhuǎn)通信系統(tǒng),也就是中繼臺(tái),來(lái)實(shí)現(xiàn)較遠(yuǎn)距離的通信覆蓋面積較大的通信區(qū)域。在有效使用中繼臺(tái)的情況下,有效通信距離可以覆蓋直徑25km的區(qū)域,使得該區(qū)域中手持設(shè)備或固定設(shè)備的愛(ài)好者之間能進(jìn)行有效的溝通,許多的情況下,通過(guò)中繼設(shè)備的使用,也可以使得區(qū)域內(nèi)愛(ài)好者能更好的協(xié)調(diào)行動(dòng),在很大程度上減少了人員和車(chē)輛的通信盲區(qū)。該波段偶爾可以通過(guò)電離層的E層,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的傳播,類(lèi)似一個(gè)特殊通道,最遠(yuǎn)有過(guò)6000km-7000km的通信記錄。該波段也是一個(gè)活躍的衛(wèi)星通信波段,一些國(guó)家發(fā)射過(guò)業(yè)余無(wú)線電通信衛(wèi)星,通過(guò)使用定向的八木天線,或者自動(dòng)伺服捕捉信號(hào)的衛(wèi)星天線系統(tǒng),可以用該波段的設(shè)備和天線實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的通信。
(圖片為VHF和UHF的傳播波型對(duì)比)
(VHF和UHF對(duì)比,VHF:更長(zhǎng)的波,更遠(yuǎn)的距離;UHF:更高的頻率,更短的距離)
30、70厘米波段(430.000MHz-440.000MHz,UHF)這是屬于本地通信的黃金波段,該波段的傳播主要是靠直接波,也就是傳播的路徑接近直線。該波段的天線通常都體積比較小,而且可以有更寬的頻帶,在一些城市里都能取得較好的通信效果。有的時(shí)候,該波段在樓宇密布的現(xiàn)代城市里,通信的效果要好于2m波段,這也是因?yàn)樵摬ǘ翁峁┝烁鼜?qiáng)的繞射能力。許多城市的愛(ài)好者。為了擴(kuò)大這一波段的覆蓋范圍,通常會(huì)使用架設(shè)位置相對(duì)高度較高的中繼臺(tái),這樣子可以使常見(jiàn)的5W手持設(shè)備的覆蓋范圍達(dá)到直徑15km左右,大大的擴(kuò)展了通信覆蓋范圍,提高了通信質(zhì)量。該波段的不論車(chē)載還是手持設(shè)備的體積,都遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于短波,天線的物理長(zhǎng)度也相對(duì)較小,很多的車(chē)載電臺(tái)和手持設(shè)備,都同時(shí)提供了V/U兩個(gè)波段,極大的方便了愛(ài)好者們通過(guò)這一波段進(jìn)行本地通信,這一波段的傳播特性,也使得車(chē)隊(duì)之間,愛(ài)好者之間,更容易的建立起通信,協(xié)調(diào)各種行動(dòng)。需要注意的是,該波段業(yè)余通信業(yè)務(wù)僅是次要業(yè)務(wù),一些情況下,需要避讓主要通信業(yè)務(wù)。
31、23厘米業(yè)余微波波段(1260.000MHz-1300.000MHz,UHF),這是屬于業(yè)余無(wú)線電使用的微波頻段,帶寬比較大,約有40MHz,這個(gè)波段常見(jiàn)FM、DATA、SSTV等模式的通信,該頻段最大的許可功率是10W。該頻段經(jīng)常被用于各種測(cè)試,支持該頻段的通信設(shè)備相對(duì)有限。該頻段主要是視距內(nèi)空間波傳播,地面通信時(shí)覆蓋的范圍也相對(duì)有限。
三、部分通信模式簡(jiǎn)介
1、FM調(diào)頻(Frequency Modulation),調(diào)頻,全稱“頻率調(diào)制”。使載波的瞬時(shí)頻率按照所需傳遞信號(hào)的變化規(guī)律而變化的調(diào)制方法。它是一種使受調(diào)波瞬時(shí)頻率隨調(diào)制信號(hào)而變的調(diào)制方法。實(shí)現(xiàn)這種調(diào)制方法的電路稱調(diào)頻器,廣泛用于調(diào)頻廣播、電視伴音、微波通信、鎖相電路和掃頻儀等方面。對(duì)調(diào)頻器的基本要求是調(diào)頻頻移大、調(diào)頻特性好、寄生調(diào)幅小。由調(diào)頻方法產(chǎn)生的無(wú)線電波叫調(diào)頻波,其基本特征是載波的振蕩幅度保持不變,振蕩頻率隨調(diào)制信號(hào)而變。調(diào)頻(FM),就是高頻載波的頻率不是一個(gè)常數(shù),是隨調(diào)制信號(hào)而在一定范圍內(nèi)變化的調(diào)制方式,其幅值則是一個(gè)常數(shù)。與其對(duì)應(yīng)的,調(diào)幅就是載頻的頻率是不變的,其幅值隨調(diào)制信號(hào)而變。
2、AM調(diào)幅(Amplitude Modulation),使載波的振幅按照所需傳送信號(hào)的變化規(guī)律而變化,但頻率保持不變的調(diào)制方法。調(diào)幅在有線電或無(wú)線電通信和廣播中應(yīng)用甚廣。調(diào)幅使高頻載波的振幅隨信號(hào)改變的調(diào)制(AM)。其中,載波信號(hào)的振幅隨著調(diào)制信號(hào)的某種特征的變換而變化。
補(bǔ)充資料:調(diào)頻與調(diào)幅的區(qū)別
(1)調(diào)頻比調(diào)幅抗干擾能力強(qiáng):
外來(lái)的各種干擾、加工業(yè)和天電干擾等,對(duì)已調(diào)波的影響主要表現(xiàn)為產(chǎn)生寄生調(diào)幅,形成噪聲。調(diào)頻制可以用限幅的方法,消除干擾所引起的寄生調(diào)幅。而調(diào)幅制中已調(diào)幅信號(hào)的幅度是變化的,因而不能采用限幅,也就很難消除外來(lái)的干擾。
另外,信號(hào)的信噪比愈大,抗干擾能力就愈強(qiáng)。而解調(diào)后獲得的信號(hào)的信噪比與調(diào)制系數(shù)有關(guān),調(diào)制系數(shù)越大,信噪比越大。由于調(diào)頻系數(shù)遠(yuǎn)大于調(diào)幅系數(shù),因此,調(diào)頻波信噪比高,調(diào)頻廣播中干擾噪聲小。
(2)調(diào)頻波比調(diào)幅波頻帶寬:
頻帶寬度與調(diào)制系數(shù)有關(guān),即:調(diào)制系數(shù)大,頻帶寬。調(diào)頻中常取調(diào)頻系數(shù)大于1,而調(diào)幅系數(shù)是小于1的,所以,調(diào)頻波的頻帶寬度比調(diào)幅波的頻帶寬度大得多。
(3)調(diào)頻制功率利用率大于調(diào)幅制:
發(fā)射總功率中,邊頻功率為傳送調(diào)制信號(hào)的有效功率,而邊頻功率與調(diào)制系數(shù)有關(guān),調(diào)制系數(shù)大,邊頻功率大。由于調(diào)頻系數(shù)mf大于調(diào)幅系數(shù)ma,所以,調(diào)頻制的功率利用率比調(diào)幅制高。
3、SSB單邊帶(Single Side Band),單邊帶信號(hào)從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)也是一種調(diào)幅信號(hào),它出自于調(diào)幅又區(qū)別于調(diào)幅。調(diào)幅波是一個(gè)載波幅度跟隨調(diào)制音頻幅度變化而變化的調(diào)制方式。只有清楚的知道調(diào)幅波的頻譜特征才能準(zhǔn)確的掌握單邊帶。如下圖,1KHz的調(diào)制信號(hào)對(duì)10MHz的載波信號(hào)進(jìn)行調(diào)制,將得到一個(gè)調(diào)幅信號(hào)(AM)。對(duì)這個(gè)調(diào)幅信號(hào)進(jìn)行分解將得到如下的頻譜。頻率低于載頻的譜線為下邊帶(LSB-Lower Side Band),頻率高于載頻的譜線為上邊帶(USB-Upper Side Band)。上邊帶和下邊帶統(tǒng)稱為單邊帶,在實(shí)際通信中,短波頻段低于10.000MHz的使用下邊帶,高于10.000MHz的使用上邊帶。
(單邊帶示意圖)
4、CW等幅報(bào)(Continuous Wave)電報(bào)是一種最早用電的方式來(lái)傳送信息的、可靠的即時(shí)遠(yuǎn)距離通信方式,它是19世紀(jì)30年代在英國(guó)和美國(guó)發(fā)展起來(lái)的。電報(bào)信息通過(guò)專(zhuān)用的交換線路以電信號(hào)的方式發(fā)送出去,該信號(hào)用編碼代替文字和數(shù)字,通常使用的編碼是摩爾斯編碼。等幅報(bào)通過(guò)電鍵控制產(chǎn)生短信號(hào)“ . ”(點(diǎn))和長(zhǎng)信號(hào)“ — ”(劃),并利用其不同組合表示不同的字符,從而組成通信所用的單詞和句子。等幅報(bào)所需要的設(shè)備最簡(jiǎn)單,占用帶寬較窄,發(fā)射效率較高,并且具有惡劣條件下通信距離最遠(yuǎn)最可靠的特點(diǎn)。
5、RTTY無(wú)線電傳(Radioteletype),無(wú)線電傳是一種對(duì)設(shè)備要求相對(duì)較低的數(shù)據(jù)通信,一般用“移頻鍵控”(FSK)的方式發(fā)射,使用鍵盤(pán)進(jìn)行操作。發(fā)出的信號(hào)以不同的頻率表示“1” 或“0”,用若干個(gè)“1”和“0”的不同組合代表不同的字符。RTTY常用2125Hz代表“1” (也稱為“記號(hào)”或Mark),2295Hz代表“0” (也稱為“空號(hào)”或Space)。也有以1275Hz代表“1”,1445Hz代表“0” 然后再把這兩種頻率的信號(hào)去調(diào)制高頻信號(hào)。發(fā)射出去的信號(hào)則是兩個(gè)高頻—高頻的基本頻率與上述兩個(gè)音頻之差。在進(jìn)行RTTY操作時(shí),調(diào)制解調(diào)器把鍵盤(pán)操作產(chǎn)生的字符信息轉(zhuǎn)換成由兩個(gè)不同頻率組成的“五位碼”(Baudot),再用這些表示數(shù)據(jù)“0”或“1”的一串串音頻信號(hào)通過(guò)單邊帶調(diào)制發(fā)射出去。接收端再利用同樣的原理還原出來(lái)。
6、PSK31數(shù)據(jù)通訊(Phase Shift Keying, 31 Baud),這是一種無(wú)線電常用的數(shù)據(jù)通信模式。根據(jù)香農(nóng)理論,在確定的帶寬里面,對(duì)于給定的信號(hào)SNR其傳送的無(wú)差錯(cuò)數(shù)據(jù)速率存在著理論上的極限值,從另一個(gè)方面來(lái)理解這個(gè)理論,可以認(rèn)為,在特定的數(shù)據(jù)速率下,信號(hào)的帶寬和功率(或理解成SNR)可以互相轉(zhuǎn)換,這一理論成功地使用在傳播狀態(tài)極端惡劣的短波段,在這里具有活力的通信方式比快速方式更有實(shí)用意義。PSK31就是這一理論的成功應(yīng)用,這是新出現(xiàn)的優(yōu)秀窄帶數(shù)字方式,使用極窄的帶寬,并且因?yàn)樗男盘?hào)速率總保持在每秒31.25比特,所以把這種方式稱為PSK31,主要由SP9VPC和G3PLX兩位火腿發(fā)展起來(lái)的。
目前由于技術(shù)的發(fā)展,還出現(xiàn)了許多新型的通信模式,比如C4FM、D-Star、APRS、JT65、FT8 等,這些通信方式的出現(xiàn),都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍,也補(bǔ)充完善了傳統(tǒng)的通信方式,使得通信更加靈活便捷。
四、常見(jiàn)的天線形式簡(jiǎn)介
1、LW長(zhǎng)線天線(Long Wire Antenna),長(zhǎng)線天線是一種很常見(jiàn)的天線形式,在早期應(yīng)用較多,主要就是一根長(zhǎng)的電線,可以采用從1.5平方毫米到6平方毫米的金屬線,一般建議為使用多股軟銅線,對(duì)改善帶寬和阻抗有幫助。長(zhǎng)線天線的長(zhǎng)度為諧振頻率的1/2或1/4波長(zhǎng)。長(zhǎng)線天線計(jì)算公式是:天線長(zhǎng)度=300*縮短系數(shù)/2*(諧振頻率MHz),諧振頻率一般指需要工作的主要頻率,縮短系數(shù)=0.93~0.97之間,根據(jù)情況具體調(diào)整。長(zhǎng)線天線常見(jiàn)的是使用1:9巴倫,或者是不使用巴倫。在使用1:9巴倫時(shí),主振子為長(zhǎng)線天線,副振子需要匹配1/4或1/8波長(zhǎng)的振子。長(zhǎng)線天線常見(jiàn)的架設(shè)形式是水平架設(shè)和倒L架設(shè),這兩種架設(shè)方式的極化方式是不同的,水平架設(shè)一般是水平極化,而倒L架設(shè)包括了垂直極化和水平極化兩種極化方式。
(圖為HF波段長(zhǎng)線天線和1:9巴倫)
2、DP半波偶極天線(Dipole Antenna)這也是一種相對(duì)比較常見(jiàn)的天線形式,主要形式是對(duì)稱的2個(gè)振子,一般使用1:1的巴倫。半波偶極天線的每個(gè)振子長(zhǎng)度=300*縮短系數(shù)/4*諧振頻率,諧振頻率為MHz,其中的縮短系數(shù)=0.93~0.97不等。每個(gè)振子均為諧振頻率波長(zhǎng)的1/4左右。這種類(lèi)型的天線可以水平架設(shè)、倒V架設(shè)、傾斜架設(shè)。每種架設(shè)方式的輻射仰角和通信距離有一定的差異。
(圖A為自由空間中偶極天線方向圖,圖B為偶極天線三維空間的方向圖。)
3、溫頓天線(Windom Antenna),溫頓天線是饋電點(diǎn)在偏離中心約17%的地方的天線。這種天線可以工作在基本諧振頻率的偶次倍數(shù)上,溫頓天線有2根長(zhǎng)度不等的天線,一般使用1:4的巴倫,也有使用1:6巴倫的,不過(guò)需要謹(jǐn)慎。溫頓天線的計(jì)算公式是:振子1長(zhǎng)度=300*縮短系數(shù)*0.33/2*諧振頻率;振子2長(zhǎng)度=300*縮短系數(shù)*0.66/2*諧振頻率,其中的縮短系數(shù)根據(jù)具體情況調(diào)整,縮短系數(shù)=0.93~0.97不等。溫頓天線也是一種可以同時(shí)工作在多個(gè)波段的天線。
(圖為溫頓天線示意圖)
4、八木天線(Yagi Antenna),八木天線于上個(gè)世紀(jì)20年代被發(fā)明出來(lái),是一種比較復(fù)雜的天線,使用多個(gè)平行振子,八木天線具有較強(qiáng)的方向性,適合遠(yuǎn)距離通信使用,常見(jiàn)的有VHF/UHF八木天線、短波八木天線等。八木天線是一種多單元端射陣列,至少包括一個(gè)單獨(dú)的激勵(lì)單元和一個(gè)單獨(dú)的寄生單元,這些單元被平行安放在一根支撐桿上并且相互分開(kāi)。當(dāng)無(wú)源單元被安放在激勵(lì)單元后面,與最大輻射方向相反時(shí),稱為反射器;當(dāng)被安放在無(wú)源單元前面時(shí),則稱為引向器。八木天線使用在V/U頻段時(shí),尺寸相對(duì)較小,可以接收數(shù)十千米至數(shù)百千米范圍內(nèi)的信號(hào),八木天線使用在短波時(shí),尺寸比較大,可以比較容易的接收上萬(wàn)千米遠(yuǎn)的信號(hào)。
(2單元八木天線示意圖)
5、小環(huán)天線(Loop Antenna),小環(huán)天線也是一種常見(jiàn)的天線,通常將1/10波長(zhǎng)的環(huán)狀天線稱為小環(huán)天線,小環(huán)天線是一個(gè)線圈。小環(huán)天線中的電流分布與一個(gè)線圈的電流分布是相同的。該天線具有一定的方向性和抗干擾性,在一些場(chǎng)合下適用于接收。小環(huán)天線的發(fā)射效率相對(duì)受限。
(圖為計(jì)算所得的小環(huán)天線方向圖)
6、GP天線,這是一種常見(jiàn)的簡(jiǎn)單天線形式,一般采用1/4諧振頻率波長(zhǎng)的振子和1/4波長(zhǎng)的地網(wǎng)安裝即可。一些GP天線帶有加感線圈或者是陷波器,可以在一定程度上縮短物理尺寸,或者是兼顧多個(gè)波段的使用。該天線的極化方式呈垂直極化,適合DX遠(yuǎn)距離通信。這種類(lèi)型的天線背景噪音較偶極天線略大,對(duì)干擾信號(hào)和背景噪音比較敏感,但是架設(shè)相對(duì)容易。
現(xiàn)實(shí)中,天線的種類(lèi)遠(yuǎn)不止這些,還有很多類(lèi)型的天線應(yīng)用在技術(shù)的各個(gè)層面,天線也是一門(mén)非常專(zhuān)業(yè)的學(xué)科,各種類(lèi)型的天線也在不斷的發(fā)展和改良中。很多高性能的天線對(duì)材料、場(chǎng)地、技術(shù)、和資金要求很高,所遇到的問(wèn)題也遠(yuǎn)非普通的無(wú)線電愛(ài)好者所能解決。因此文章僅介紹了部分常見(jiàn)易制作的天線類(lèi)型。
五、常見(jiàn)無(wú)線電操作技巧
1、關(guān)于接收遠(yuǎn)距離的FMDX,一般需要注意找到?jīng)]有障礙物的高點(diǎn)位置,使用接收機(jī)或收音機(jī)的拉桿天線就可以接收,如果收音機(jī)有外接天線插口,盡量使用VHF波段的八木天線指向需要接收的電臺(tái)方位容易接收。在一些天氣情況下,有可能有意外的FMDX電臺(tái)出現(xiàn)。
2、關(guān)于中波接收,一般城市里有較多的中波波段雜散射干擾,加上現(xiàn)代建筑物多為鋼筋水泥建造,對(duì)中波的信號(hào)有較強(qiáng)的屏蔽作用。如果使用收音機(jī),需要盡量放置到窗口位置,或者靠近窗口使用額外的中波外接天線改善接收效果。如果使用專(zhuān)門(mén)的通信設(shè)備或者是短波電臺(tái),用簡(jiǎn)單的長(zhǎng)線就可以清晰接收中波廣播,因?yàn)殪`敏度比較高。
3、接收航空波段,使用帶有該波段的接收機(jī)或收音機(jī),使用相對(duì)長(zhǎng)度較長(zhǎng)的GP天線或者是成品玻璃鋼天線、長(zhǎng)線天線都可以較容易接收。使用VHF波段的八木天線,能接收較遠(yuǎn)距離的機(jī)場(chǎng)信號(hào)。
4、接收短波單邊帶信號(hào),如果使用短波電臺(tái)和專(zhuān)業(yè)接收機(jī),只需要調(diào)整到對(duì)應(yīng)的上/下邊帶就可以接收。如果使用收音機(jī),也需要盡量使用相應(yīng)的邊帶,并且調(diào)整BFO或微調(diào),使語(yǔ)音足夠清晰,遇到干擾時(shí),需要注意調(diào)整帶寬設(shè)置。由于單邊帶通信信號(hào)并非像廣播一樣隨時(shí)都有,而且普遍功率遠(yuǎn)低于廣播電臺(tái)(大部分發(fā)射功率<100W),需要耗費(fèi)一定的時(shí)間進(jìn)行守聽(tīng)才能捕捉到信號(hào),且多為技術(shù)性交流。
5、接收CW信號(hào),因?yàn)殪`敏度足夠高,短波電臺(tái)和接收機(jī)直接使用CW模式就足以接收清晰的信號(hào)。使用收音機(jī)和收信機(jī),需要使用下邊帶模式或報(bào)務(wù)模式,并且調(diào)整BFO拍頻震蕩或者是微調(diào),使CW的音調(diào)清晰穩(wěn)定即可。CW信號(hào)一般位于業(yè)余頻段的低端50-100KHz范圍內(nèi),需要有一定的抄收能力。如果有相對(duì)專(zhuān)業(yè)的接收機(jī),也可以使用電腦軟件對(duì)CW進(jìn)行解碼,解碼有一定的錯(cuò)誤率。
6、數(shù)據(jù)通信,需要使用專(zhuān)業(yè)接收設(shè)備、通信設(shè)備或SDR軟件無(wú)線電接收機(jī)等,并且通過(guò)接收設(shè)備與電腦進(jìn)行聯(lián)接,安裝合適的軟件才能進(jìn)行解碼或雙向通信,數(shù)據(jù)通信的模式比較多,每種數(shù)據(jù)通信也有相對(duì)固定的頻率范圍。
7、收音機(jī)如果有3.5mm的外接接口,就可以使用各種類(lèi)型的外接天線,一般3.5mm插頭中心為正極,側(cè)面為負(fù)極,如果需要接外接天線可以使用M頭與3.5mm的轉(zhuǎn)換線。另外很多收音機(jī)的抗過(guò)載能力有限,不宜引入過(guò)強(qiáng)信號(hào)。如果有BNC或者是其他類(lèi)型天線接口,比如S2000,就可以直接使用50歐阻抗的饋線和接頭與天線進(jìn)行聯(lián)接,如果是通信設(shè)備,一般都是M接頭或者是N接頭。
結(jié)語(yǔ):本文旨在提供一個(gè)接觸各類(lèi)無(wú)線電的思路和引導(dǎo),以幫助各位朋友更好的理解、使用好各種無(wú)線電技術(shù)和設(shè)備。由于無(wú)線電技術(shù)高深復(fù)雜、文章篇幅及筆者專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)有限,文章難免出現(xiàn)不妥和錯(cuò)謬之處,如果有問(wèn)題各位歡迎批評(píng)指正。如果有進(jìn)一步的興趣和問(wèn)題也歡迎隨時(shí)跟帖討論。73!
編輯:‘黃飛’
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