木合塔娃·司馬義（作者單位：新疆新聞出版廣電局節(jié)傳中心9165臺）

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關于短波天線發(fā)射場強在預定收測范圍內接收效果不佳的幾點思考

木合塔娃·司馬義
（作者單位：新疆新聞出版廣電局節(jié)傳中心9165臺）

摘 要：科學水平的發(fā)展加快了無線通信的普及速度，無線通信在發(fā)射過程中出現的部分問題也受到了普遍的關注。文本從生產和生活中發(fā)射天線的基本特點出發(fā)，運用電廠強度計算理論，通過對短波天線發(fā)射電場強度的分析，探討預定收測范圍內影響接收效果的幾點因素。

關鍵詞：短波天線；電場強度；工作頻率；電離層

通訊技術的迅速發(fā)展促進了無線通信技術的應用，無線通信已經成為人們日常生活中交流、通信的重要手段。作為無線通信系統(tǒng)的基礎，天線系統(tǒng)所起到的作用是不容忽視的。通過天線系統(tǒng)把發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)連接起來，能夠實現發(fā)射、接收、傳輸的目的，保證無線通信的暢通。短波天線的發(fā)射受到多種因素制約，影響了接收效果。針對問題做出具體計算和分析，有助于改善接收效果。

1　短波天線概述

在1~30 MHz波段內進行發(fā)射、接收的天線統(tǒng)稱之為短波天線，按照傳輸的路徑可以分成天波和地波兩種方式。所謂天波，主要是指利用電離層的反射進行傳輸工作；地波則是借助地表進行傳輸。其中，天波是短波傳播的主要途徑，信號經由天線發(fā)出，通過電離層的反射傳回地面，再由地面反射到電離層。天波的傳播距離比較遠，且不易受到地面物體的阻礙和影響。需要注意的是，電離層可能受到太陽活動的影響而出現不規(guī)則的變化導致天波的不穩(wěn)定，影響到短波通信的接收效果。相比之下，地波很少改變工作頻率，一般比較穩(wěn)定，但是必須考慮到地面物體對傳播效果的影響。

短波通信在目前的生產和生活中應用頗為廣泛，是遠距離的無線電通信的重要手段。短波天線形式多樣，應用范圍廣泛，比如軍工領域的一些野外短波、生活中常見的收音設備、發(fā)射天線等。

2　短波天線電場強度的計算

2.1 場強

場強，又稱電場強度，借助場強可以了解電場的強弱和方向。場強的基本單位是N/C（牛頓/庫侖），相當于電場中的某點在1C情況下收到的靜電力為1N。除此之外較常見的就是V/cm（伏特/厘米）、V/m（伏特/米）。這一比值反映了電場的特性，適用于所有的電場，通常用E來表示。所謂電場強度值的就是電場中的某點，其電荷承受的靜電力與它的負荷量之間的比值，定義式為E=F/q。

2.2 短波天線場強的計算

短波天線的場強是矢量，整個空間的總場強是各個電廠單獨存在情況下其場強的矢量和，即所謂的“場強疊加原理”。短波天線場強的計算可以使用公式E=F/q。需要注意的是，q在這里代表的是電量，如果得出的結果為正值，那么E的方向與F的方向是相同的；如果是負值，那么E與F的方向是相反的。由于短波天線的場強是矢量，我們可以通過“矢量運算法則”（平行四邊形法則、矢量三角形法則、正交分解法）來進行場強的求解。在同一區(qū)域里面，有時候會產生復合場強（兩個或者兩個以上頻率的電磁波進行復合所產生的場強），這時候則需要進行平方根的求解來計算出場強。場強的大小受到電力設備中材料的承受力、電流密度、電壓等各種因素的影響，是處在不斷變化中的。在預定收測范圍內場強的變化影響短波天線發(fā)射的接收效果，不利于實現短波通信。在社會中必須充分考慮各種因素的影響，保證短波發(fā)射的順利進行。

3　收測范圍內影響接收效果的因素

短波天線的頻率波段在1~30 MHz，它借助電離層的反射、地面?zhèn)鬏攣韺崿F短波天線的發(fā)射與傳播。由于短波天線發(fā)射的場強和工作頻率都是處在不斷變化中的，發(fā)射天線與實際位置之間的距離的增加都會影響電場強度和工作頻率。通過對電場強度的計算可以發(fā)現，在收測范圍內的接受效果深受場強、頻率的影響。除此之外，電離層的變化同樣影響著接收效果，必須綜合考慮多種因素的影響才能提出具體的解決辦法。

3.1 工作頻率

場強在預定收測范圍內的接收效果受到短波天線工作頻率的影響。由于短波天線在預定接收范圍內的場強會隨著與天線之間水平距離的增大而不斷減小，所以在工作頻率的選擇上必須綜合考慮場強的變化對短波天線的接收效果的影響。短波天線工作模式的不同造成工作效率的不同，工作效率又影響了電場強度。不同頻率下電場的強度呈現出不斷變化的趨勢。因此，工作頻率的選擇上也必須考慮到短波天線的接收效果。如果工作頻率過高，電波很容易穿過電離層，造成電離層的吸收減小；如果工作頻率偏低，即便電離層做出反射，電波也多半會被電離層吸收。必須結合具體的情況來進行選擇。首先，在選擇工作頻率時，不能超過最高可用頻率。最高可用頻率是指在預定收測范圍內被電離層反射回來的最高頻率。其次，選擇的工作頻率必須超過最低可用頻率。短波天線在工作頻率的選擇上影響著天線周邊的場強，頻率越高的天線，距離收測范圍內的場強值就越高，反之亦然。

3.2 電離層

短波天線的傳播方式有兩種，天波是最主要的一種傳播方式。在天波傳播的過程中，電波會深入電離層，通過電

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電離層的變化會影響電場強度，電離層的變化又受到太陽活動的強弱的影響，而不同地區(qū)、不同時間、不同范圍內太陽活動的強弱是不等和多變的，這就造成在一定的范圍里面場強的變化也必然是不規(guī)律和充滿變化的，主要有以下4個方面。首先，衰落現象比較嚴重。衰落現象的主要原因在于短波天線在發(fā)射和傳輸過程中容易受到氣候和地形的影響，從而造成信號的折射、散射、反射等無次序且不規(guī)則的變化，引發(fā)信號的衰落，降低信號的整體傳輸質量。電離層由于其本身的密度和高度的不斷變化造成電波在路徑的傳播上是隨機變化的，很容易出現衰落現象。其次，多徑時延效應同樣影響著短波天線傳輸過程中電離層的變化。所謂的多徑時延就是電波在多徑傳輸的過程中引發(fā)的干涉延時現象，造成接收場出現衰落。第三，靜區(qū)的存在影響了電離層的工作效率。在短波通信中，距離發(fā)射天線10 km以外到電波反射回地面之前，并且在預定收測范圍內收不到信號的區(qū)域統(tǒng)稱為靜區(qū)。天波傳播有時候會因為距離太近而造成仰角比較大，導致電波雖說穿過了電離層，但是天波卻并未到達。最后，電離層的騷擾。在短波天線的傳播中，往往會因為電離層的騷擾而造成預定收測范圍內部分地區(qū)接收效果差，影響了通信的質量。電離層的騷擾主要是太陽耀斑的爆發(fā)，太陽輻射增強導致電離層正常的結構遭到破壞，出現電離層暴，影響接收效果。

除此之外，短波天線的設計高度、設備的幅頻特性等都會影響其電場強度，從而導致預定范圍內接收效果不佳。

4　結語

通訊技術的快速發(fā)展促進了短波無線技術的革新與應用。短波天線的發(fā)射與傳輸在預定接收范圍內受到電場強度的影響，電場強度又受到短波天線工作頻率、電離層的影響。通過電場強度計算公式可以看出電場的強弱和方向，從而了解范圍內具體地區(qū)的接收情況并做出調整，保證短波天線的順利傳輸。此外，針對接收效果不佳的問題，要做到對電離層的有效監(jiān)控，及時了解電離層的詳細活動情況，改善收測的效果。

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