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深圳市龍崗區坪地鎮六聯社區石壁西路30號B棟3樓新聞詳情
優化短波通信
發布時間：2014-10-15
優化短波通信的方法
1、改善短波信號質量的三大要素
由于短波傳輸存在固有弱點，短波信號的質量不如超短波。不過我們可以通過一些途徑改善短波信號質量，使其盡可能接近超短波。改善短波信號質量的三大要素是：正確選用工作頻率；正確選擇和架設天地線；選用先進優質的電臺和電源等設備。
1.1 正確選用工作頻率
短波頻率和超短波頻率的使用性質完全不同。超短波屬于視距通信，距離短，可以固定使用頻段內的任何頻點；而短波頻率則受到電離層變化、通信距離和方向、海拔高度、天線類型等多種因素的影響和限制。用同一套電臺和天線，選用不同頻率，通信效果可能差異很大。
對于有經驗的短波工作者來說，選頻并不困難，其中有明顯的規律性可循。一般來說：日頻高于夜頻（相差約一半）；遠距離頻率高于近距離；夏季頻率高于冬季；南方地區使用頻率高于北方；等等。另外，在東西方向進行遠距離通信時，因為受地球自轉影響，最好采用異頻收發才能取得良好通信效果。如果所用的工作頻率不能順暢通信時，可按照以下經驗變換頻率：
（1）接近日出時，若夜頻通信效果不好，可改用較高的頻率；
（2）接近日落時，若日頻通信效果不好，可改用較低的頻率；
（3）在日落時，信號先逐漸增強，而后突然中斷，可改用較低頻率；
（4）工作中如信號逐漸衰弱，以致消失，可提高工作頻率；
（5）遇到磁暴時，可選用比平常低一些的頻率。
計算機測頻
利用計算機測頻軟件預測可用頻率對短波通信很有幫助，是國外經常采用的先進技術手段。計算機測頻系統能夠根據太陽黑子活動規律等因素，結合不同地區的歷史數據，預測兩點之間在未來一段時期每天各時節的可用頻段，具有較高參考價值。
美國、歐盟、澳大利亞政府的計算機測頻系統數據比較準確，它們通過分布在全球的監測點采集和跟蹤各種環境參數的變化提供頻率依據。其中澳大利亞的ASPAS系統面向全世界提供測頻服務，安裝和服務費用不高，很有使用價值。
1.2 正確選擇和架設天線地線
天線和地線是很多短波用戶容易忽視的問題。當通信質量不好時，很多人習慣于從電臺上找原因，而實際上信號不良常常源自天線或地線。
短波和超短波使用的天線是完全不同的。超短波通信因為使用頻率高，波長短，天線可以做得很小，通常為直立鞭狀天線。而短波通信因使用的頻率較低，天線必須做得足夠大才能有效工作。簡單的規律是：天線的長度達到所使用頻率的1/2波長時，天線的效率最高。
短波天線的理論原理比較高深。短波天線的種類繁多，用途各異，究竟應該選購何種天線,怎樣安裝架設才能獲得良好的通信效果？根據我們了解和掌握的情況作如下簡要介紹：
(1)了解天線的基本工作原理
短波天線分地波天線和天波天線兩大類。
地波天線包括鞭狀天線、倒L形天線、T形天線等。這類天線發射出的電磁波是全方向的，并且主要以地波的形式向四周傳播，故稱全向地波天線，常用于近距離通信。典型地波天線和
波瓣分布如圖3.1和圖3.2所示。地波天線的效率主要看天線的高度和地網的質量。天線越高、地網質量越好，發射效率越高，當天線高度達到1/2 波長時，發射效率最高。
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圖1.1 典型地波(T形)天線結構示意圖
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圖1.2 典型地波天線垂直波瓣分布圖
天波天線主要以天波形式發射電磁波，分為定向天線和全向天線兩類。典型的定向天波天線有：雙極天線、雙極籠形天線、對數周期天線、菱形天線等，它們以一個方向或兩個相反方向發射電磁波，用天線的架設高度來控制發射仰角，其典型波瓣分布如圖3.3、圖3.4和圖3.5所示。典型的全向天波天線有：角籠形天線、倒V形天線等。它們是以全方向發射電磁波，用天線的高度或斜度來控制發射仰角。
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圖1.3 典型天波天線（雙極天線）結構示意圖
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圖1.4 典型天波天線水平波瓣分布圖
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圖1.5 典型天波天線垂直波瓣分布圖
天波天線簡單的規律為：天線水平振子（一臂的）長度達到1/2波長時，水平波瓣主方向的效率最高；天線高度越高，發射仰角越低，通信距離越遠；反之，天線高度越低，發射仰角越高，通信距離越近；天線高度與波長之比（H/λ）達到二分之一時，垂直波瓣主方向的效率最高。
(2)按用途選購天線
隨著短波通信技術的發展，短波天線出現了很多不同用途的新品種，例如用于短波跳頻的高效能寬帶天線；用于為了解決天線架設場地小和多部電臺共用一副天線的多饋多模天線等。選擇天線基本的著眼點應該是用途。
近距離固定通信： 選擇地波天線或天波高仰角天線。
點對點通信或方向性通信：選擇天波方向性天線等。
組網通信或全向通信： 選擇天波全向天線。
車載通信或個人通信： 選擇小型鞭狀天線。
(3) 正確處理天線價格與質量的關系
俗話講一分錢一分貨。首先同種用途的天線有不同種類，其增益有高低之分。此外同一種外形的天線，使用不同材料；不同制造工藝，其通信效果的差異是很大的。例如以特種不銹銅鋼復合絞線為振子的天線，比用塑包線為振子的天線高頻電磁轉換效率高得多。又例如匹配器所用的磁性材料優劣，對電臺與天線的匹配狀態影響極大。高性能磁料能夠保證全頻段每個頻點都能良好匹配；劣質磁料可能造成很多頻點甚至整段頻率匹配不好，駐波比過大。使用劣質天線，電臺輸出的功率可能只送出去不到三分之一甚至更少，通信效果可想而知。
在投資增加不多的前提下，盡量選用高質量高增益的天線，能夠保證長期穩定和優良的通信效果和延長使用壽命，是很劃算的。
（4）介紹二種性能和價格兼優的基站天線
根據多年的對比實驗和實際使用經驗，我們認為有兩種進口天線在性能上能夠廣泛滿足我國大多數用戶的通信要求，而且價格不高，性能價格比好，以下分別介紹：
● 用于全方位通信的三角組合型全向全角天線
我國省級行政區，從省會到邊緣地區的距離多數在1200公里以內。在這個區域內組建全省或地區的通信網，中心基站選用這種天線是比較理想的。
這種天線既能照顧360°全方位，又能照顧近中遠各種距離，接收效果好，對改善通信盲區特別有效，此外它能兼顧垂直極化波和水平極化波，對區域內各種臺站的不同種類天線的兼容性好。
● 兼顧全向和定向兩種用途的高增益三線式天線
三線式天線是國際上近年流行的新型多用途天線，它雖然屬于偶極天線類，但其性能是普通雙極天線無法相比的。與普通雙極天線相比它有以下優點：
增益高，全頻段內駐波比小，而且均勻輻射效率高；
水平架設時不僅在天線寬邊方向輻射強，而且在窄邊方向也有較強輻射；
架設狀態平穩，抗風抗毀能力強；
提供平行和倒V兩種架設方式，分別支持2500公里內定向通信和2000公里半徑內全向通信。
以上兩種天線的振子材質都是不銹銅鋼復合絞線，電磁轉換效率高而且經久耐用；其高性能磁性材料保證了全頻段匹配良好。
（5）正確架設天線和連接饋線
選購好合適的天線后，還必須正確地安裝架設，才能發揮出最佳效果。
天線的長度和架設規范是不能改變的，但對于某些天線而言，架設的方向和高度是靠用戶自己掌握的，應嚴格按通信的方向和距離來確定方向和高度。天線的架設位置以開擴的地面為好，沒有條件的單位也可以架在兩個樓房之間或樓頂。天線高度指天線發射體與地面或樓頂的相對高度。架在樓頂時，高度應以樓頂與天線發射體之間的距離計算，不是按樓頂與地面的高度計算。我們提醒用戶，切忌因為架設場地不理想或怕麻煩，就隨便把天線架起來完事，這樣做通信效果很可能是不好的。
另一個要點是饋線的選用和布設。饋線是將電臺的輸出功率送到天線進行發射的唯一通道，如果饋線不暢通，再好的電臺和天線，通信效果也是很差的。饋線分為明饋線和射頻電纜兩類。目前100W~150W電臺一般都使用射頻電纜饋電方式。選用射頻電纜時要注意兩項指標：一是阻抗為50歐姆；二是對最高使用頻率的衰耗值要小。一般來講，射頻電纜直徑越粗，衰耗越小，傳輸功率越大。在實際使用中，100W級短波單邊帶電臺，常選用SYV-50-5或SYV-50-7的射頻電纜，必要時也可以選SYV-50-9的射頻電纜。
天線在進行安裝選位和布設時，應盡可能縮短饋線的長度，普通SYV-50-5饋線每1米造成信號衰減0.082dB，這意味著100W電臺功率通過50米饋線送達天線時，功率剩下不到40W。因此通常要求饋線長度控制在30米以內。如果因為場地條件限制必須延長饋線，則應采用大直徑低損耗電纜。另外在布設電纜，應盡量減少彎曲，以降低對射頻功率的損耗，如果必需彎曲，則彎曲角度不得小于120度。
（6）電臺和天線的匹配
天線、饋線、電臺三者之間的匹配必須引起高度重視，否則，雖然電臺、天線、饋線都選得很好，通信效果還是不好。
所謂“匹配”就是要求達到無損耗連接，只有電臺、饋線、天線三者保證高頻輸入輸出阻抗一致，才能實現無損耗連接。多數短波電臺的輸出/輸入阻抗為50歐姆，必須選用阻抗為50歐姆的射頻電纜與電臺匹配。天線的特性阻抗比較高，一般為600歐姆左右，只有寬帶天線的特性阻抗稍低一點，大約200~300歐姆，因此，天線不能直接與射頻電纜連接，中間必須加阻抗匹配器（也叫單/雙變換器）。阻抗匹配器的輸入端阻抗必須與射頻電纜的阻抗一致（50歐姆），輸出端阻抗必須與天線的輸入阻抗一致（600歐姆或200/300歐姆）。阻抗匹配器的最佳安裝位置是與天線連為一體。
自動天線調諧器也是匹配天線和電臺阻抗用的。自動天調的輸入端與電臺連接，輸出端與單極天線連接。自動天調與偶極天線連接時要根據不同產品而定。有些天調要求加單/雙變換器，天調與單/雙變換器之間用50歐姆射頻電纜相連（芯線接天調輸出端，外皮接天調的地端），單/雙變換器的雙輸出端與天線連接；多數新型天調不用加單/雙變換器，用天調的輸出端和接地端分別連接偶極天線的兩臂，匹配效果更好，而且效率更高。
（7）正確埋設接地體和連接地線
地線是很多用戶容易草率處理的問題。短波通信臺站的地線是至關重要的，地線實際上是整個天饋線系統的重要組成部分。我們所說的地線，不是交流供電系統中的電源地或保安地。這里所說的地線是信號地，也稱高頻地。信號地一般不能接到電源地或保安地上，必須單獨埋設。埋設接地體時，必須按有關標準進行，接地電阻不應大于4歐姆。電臺的接地柱和接地體之間，必須用多股線銅、編織銅線或大截面優良導體連接，才能起到良好的高頻接地作用。而良好的高頻接地是減小發射駐波和減小接收噪聲的必要前提。
1.3 選用先進優質的電臺和電源
工作頻率和天線地線搞好了，相當于鋪了一條“好路”。好路上還要跑“好車”。好車就是先進優質的電臺和電源等設備。
（1）選擇電臺的原則和標準
怎樣評價電臺的先進性和優質呢？先進性體現在兩個方面：一是電氣特性和工藝結構，這方面先進與否決定了性能指標的優劣和設備的可靠性；二是使用功能，具有多種先進功能的電臺不僅用途更廣泛，而且也說明制造者的科技實力。
電氣特性涉及的內容很多，這里只簡述三個方面：①頻率特性。好的電臺頻率穩定性比差的電臺高幾倍、幾十倍甚至幾百倍。頻率穩定性高的電臺，不但話音清晰，信號等級高，而且是支持高速數傳的必要條件。在評價頻率穩定性時要注意兩點：一是全頻段各頻點的穩定性要一致；二是要在很寬的溫度范圍內穩定，不能機器一發熱就產生頻漂。②通道特性。這一特性描述信號在通過高頻、中頻、低頻幾個通道后的畸變程度。當進行短波數傳時，這一問題非常突出。使用通道特性差的電臺，無論怎樣改造，數傳速率都上不去，原因之一就是高速數據脈沖通過不佳的通道后發生明顯畸變，使其難以被識別。③干擾和抗干擾特性。這方面的性能在技術說明書上都是以dB（分貝）值表示的，我們統稱為dB指標。電臺發射方面的dB指標不好，說明你傳給對方臺的信號不好，而且干擾其它臺；電臺接收方面的dB指標不好，說明自身容易被別人干擾；二者都是不能容許的。
工藝結構方面，主要看電路集成度和模塊化程度。集成度高，可靠性必然高。模塊化除了提高設備可靠性外，還使擴展功能和維修十分便利，是當今電臺工藝的主流趨勢。
再來看使用功能。社會需求的發展和科技的進步，使短波通信日益向多功能化方向發展。像用于半自動優選頻率的自適應功能和全自動優選頻率的自優化功能，用于計算機和傳真機的數據傳輸功能，用于保密和抗干擾的跳頻功能，用于組網通信的數字選呼功能，用于衛星定位的GPS監控功能，用于連接有線網的有線無線轉接功能，等等。在具有這些現代化功能的電臺面前，那些只能進行簡單通話的電臺就顯得太原始了。目前在國內有一種現象，就是很多單位致力于在一些單功能電臺上添加數傳、自適應等功能。這固然是由于有大量舊式電臺要改造，可能還有造價方面的考慮。但可以肯定這種現象是過渡階段。正像現在大家都用GSM手機，再也沒有人使用土造的手持電話一樣，未來的短波領域也勢必普及先進的多功能電臺。此外，先進優質電臺的售價呈下降趨勢，也越來越接近我國用戶的經濟承受能力。
哪些電臺先進而且優質，要具體分析，但有一點可以肯定：目前國內常見的多數日本電臺，其電性能、可靠性、功能等與歐美和澳大利亞名牌產品不在一個等級上。
澳大利亞柯頓公司首創的NGT自優化短波電臺，正是先進電臺的代表。
（2）電源質量與通信效果的關系
很多人認為只要穩壓電源的輸出電壓和電流的數值符合要求就可以用，這種認識不夠全面。其實有些干擾可能來自電源，有些話音失真也可能是電源動態范圍不足所致。數據傳輸對電源的要求更嚴格，如果電源的電磁屏蔽特性不好，輸出紋波大，將直接導致數傳工作不正常。功率容量和設計余量也是考核穩壓電源優劣的重要依據，有些電源為了降低生產成本，加強價格競爭能力，把功率容量設計在臨界狀態，并盡量簡化電路，選用低指標元器件等等。這類電源的技術性能和可靠性肯定是做不高的。
好汽車要用好發動機，好電臺要用好電源，道理是相同的。
在選購電源時，一定要挑選功率容量大、輸出電壓紋波小、電磁屏蔽特性好、電路設計余量大的靜化電源產品。
2、短波通信的常見難點及解決方法
2.1 近距離盲區及解決方法
前節已介紹了天波和地波二種傳輸途徑。一般來說，地波最遠可達30公里。而天波從電離層第一次反射落地（第一跳）的最短距離約為100公里。可見30至100公里之間這一段，地波和天波都夠不到，形成了短波通信的“寂靜區”，也稱為盲區，如圖 2.1 所示。盲區內的通信大多是比較困難的。解決盲區通信主要有兩個方法：一是加大電臺功率以延長地波傳播距離；二是常用的有效方法就是選用高仰角天線，也稱“高射天線”或“噴泉天線”。仰角是指天線輻射波辨與地面之間的夾角。仰角越高，電波第一跳落地的距離越短，盲區越少，當仰角接近90°時，盲區基本上就不存在了。前文提到的三角組合型全向全角天線就屬于這一類。
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圖 2.1 電波越距現象及盲區
2.2 車載臺的通信困難及解決方法
車載通信一直都是短波通信中的一個難題。車的體積就那么大，沒辦法架長天線，其輻射能力怎么也比不上固定臺。因此必須從合理設計天線形態和合理選擇架設位置等方面來彌補，盡可能利用車體的反射效應，盡可能增加天線的“電長度”。
車載天線有多種，現在國際上多認為鞭狀天線更適合車輛運動中通信，而自動天調應該安裝在車外，最好是與天線鞭結合為一體，也就是常說的自調諧鞭狀天線，這種天線因天調輸出端與天線連接的饋線很短，故效率比較高。美軍現在就大量使用這種天線。
鞭狀天線可選擇兩種架設形態：①遠距離通信時多用直立形態，這時可以利用地面以下部分的“鏡象天線”效應，使天線鞭的電長度比實際架高增加將近一倍。②近距離通信時通常將天線鞭拉彎俯臥，利用車頂的反射作用增加高仰角輻射分量，改善盲區通信效果。
不管采取何種措施，車載臺因天線長度的限制，發射效率肯定不如固定臺高，因此實際通信中常常發現車載臺收固定臺的信號好，而固定臺收車載臺的信號不好的現象，為了彌補這種差異，建議車載臺備份野外應急軟天線供停車時使用。
國外目前還建議采用加大車載臺功率的方法延長地波通信距離，改善盲區。提高車載臺功率需要在原有100W電臺基礎上接續500W功率放大器，并相應改用大功率車載天線和大功率車載電源，這種大功率車載系統是行之有效的。
比較而言，船載通信比車載通信困難少得多。一是因為船體長，有圍桿，便于架設天、地波兼顧的斜天線；二是海面地波傳得遠而且船離基地臺距離也較遠，不容易形成通信盲區。但是船載天線要求抗風強度高，抗腐蝕能力強。
2.3 延長個人攜帶臺通信距離的方法
個人攜帶臺在行進中通信時只能使用短的鞭狀天線。一副3米長的鞭天線配合25~50W電臺，一般最遠只能通20公里。如果要求通得更遠，必須換用野外快速型長天線。一種快速天線是20米斜拉型，以最簡潔的方法沿地面斜拉架設，最大通信距離可達1000公里以上。如果使用全長30米的三角形快速天線，通信距離更遠。
以上兩種天線也可以用作車載臺的備用天線，在停車時換用，能夠明顯改善盲區內和遠距離的通信效果。
3、短波噪聲及消除方法
3.1 插入噪聲
在兩段話音之間涌現的噪聲稱為插入噪聲，這種噪聲消除起來比較容易。現在多數短波電臺和超短波電臺都提供可選用的“靜噪”功能。打開靜噪開關，插入噪聲就被抑制了。但是“靜噪”功能不能解決與有用信號混雜在一起的噪聲。
3.2 背景混雜噪聲
與信號混雜在一起的背景噪聲是最令人頭痛的，消除起來也是最困難的，必須通過DSP數字消噪技術加以解決。從使用類型來看，DSP數字消噪分為對端消噪和單端消噪兩種。
（1）對端消噪
所謂對端消噪，就是需要發方電臺和收方電臺互相配合進行的消噪。其過程是：在發方，電臺對信號和噪聲進行大倍率的平等壓縮；在收方，電臺對信號和噪聲進行不平等的解壓，通過這一過程，強化了信號，弱化了噪聲，實際消噪效果是比較明顯的。但是對端消噪在實際用中遇到兩個困難：一是消噪器要單獨適配電臺，設備互換性差；二是不配消噪器的電臺參與通信比較困難。這兩個問題制約了對端消噪器的推廣。
（2）單端消噪棗噪聲濾除技術
單端消噪只處理本機收到的信號，無須對方臺配合，因而完全克服了對端消噪的弊端，成為消噪技術的發展主流。單端消噪的原理是根據有用信號的聲譜對話音進行數字化處理，從而濾除噪聲分量，因此也稱為濾噪。目前有單獨的濾噪器產品，還有像柯頓NGT電臺，已經把濾噪器做成了電臺的標準功能，消噪效果比較理想，不但濾除了討厭的噪聲，還可以將幾乎被噪聲淹沒的微弱信號提升1~2個等級。
3.3 附加噪聲
附加噪聲不是來自傳播路徑或電臺本身，而是由于安裝電臺的地點、位置、安裝條件等方面的原因所產生。例如設臺地點周邊電磁環境太亂，存在干擾源；地線不合格，導入本地噪聲；車載電臺因接地和屏蔽不良而引入本車噪聲源等等。附加噪聲種類很多，要具體問題具體解決。
1、改善短波信號質量的三大要素
由于短波傳輸存在固有弱點，短波信號的質量不如超短波。不過我們可以通過一些途徑改善短波信號質量，使其盡可能接近超短波。改善短波信號質量的三大要素是：正確選用工作頻率；正確選擇和架設天地線；選用先進優質的電臺和電源等設備。
1.1 正確選用工作頻率
短波頻率和超短波頻率的使用性質完全不同。超短波屬于視距通信，距離短，可以固定使用頻段內的任何頻點；而短波頻率則受到電離層變化、通信距離和方向、海拔高度、天線類型等多種因素的影響和限制。用同一套電臺和天線，選用不同頻率，通信效果可能差異很大。
對于有經驗的短波工作者來說，選頻并不困難，其中有明顯的規律性可循。一般來說：日頻高于夜頻（相差約一半）；遠距離頻率高于近距離；夏季頻率高于冬季；南方地區使用頻率高于北方；等等。另外，在東西方向進行遠距離通信時，因為受地球自轉影響，最好采用異頻收發才能取得良好通信效果。如果所用的工作頻率不能順暢通信時，可按照以下經驗變換頻率：
（1）接近日出時，若夜頻通信效果不好，可改用較高的頻率；
（2）接近日落時，若日頻通信效果不好，可改用較低的頻率；
（3）在日落時，信號先逐漸增強，而后突然中斷，可改用較低頻率；
（4）工作中如信號逐漸衰弱，以致消失，可提高工作頻率；
（5）遇到磁暴時，可選用比平常低一些的頻率。
計算機測頻
利用計算機測頻軟件預測可用頻率對短波通信很有幫助，是國外經常采用的先進技術手段。計算機測頻系統能夠根據太陽黑子活動規律等因素，結合不同地區的歷史數據，預測兩點之間在未來一段時期每天各時節的可用頻段，具有較高參考價值。
美國、歐盟、澳大利亞政府的計算機測頻系統數據比較準確，它們通過分布在全球的監測點采集和跟蹤各種環境參數的變化提供頻率依據。其中澳大利亞的ASPAS系統面向全世界提供測頻服務，安裝和服務費用不高，很有使用價值。
1.2 正確選擇和架設天線地線
天線和地線是很多短波用戶容易忽視的問題。當通信質量不好時，很多人習慣于從電臺上找原因，而實際上信號不良常常源自天線或地線。
短波和超短波使用的天線是完全不同的。超短波通信因為使用頻率高，波長短，天線可以做得很小，通常為直立鞭狀天線。而短波通信因使用的頻率較低，天線必須做得足夠大才能有效工作。簡單的規律是：天線的長度達到所使用頻率的1/2波長時，天線的效率最高。
短波天線的理論原理比較高深。短波天線的種類繁多，用途各異，究竟應該選購何種天線,怎樣安裝架設才能獲得良好的通信效果？根據我們了解和掌握的情況作如下簡要介紹：
(1)了解天線的基本工作原理
短波天線分地波天線和天波天線兩大類。
地波天線包括鞭狀天線、倒L形天線、T形天線等。這類天線發射出的電磁波是全方向的，并且主要以地波的形式向四周傳播，故稱全向地波天線，常用于近距離通信。典型地波天線和
波瓣分布如圖3.1和圖3.2所示。地波天線的效率主要看天線的高度和地網的質量。天線越高、地網質量越好，發射效率越高，當天線高度達到1/2 波長時，發射效率最高。
圖1.1 典型地波(T形)天線結構示意圖
圖1.2 典型地波天線垂直波瓣分布圖
天波天線主要以天波形式發射電磁波，分為定向天線和全向天線兩類。典型的定向天波天線有：雙極天線、雙極籠形天線、對數周期天線、菱形天線等，它們以一個方向或兩個相反方向發射電磁波，用天線的架設高度來控制發射仰角，其典型波瓣分布如圖3.3、圖3.4和圖3.5所示。典型的全向天波天線有：角籠形天線、倒V形天線等。它們是以全方向發射電磁波，用天線的高度或斜度來控制發射仰角。
圖1.3 典型天波天線（雙極天線）結構示意圖
圖1.4 典型天波天線水平波瓣分布圖
圖1.5 典型天波天線垂直波瓣分布圖
天波天線簡單的規律為：天線水平振子（一臂的）長度達到1/2波長時，水平波瓣主方向的效率最高；天線高度越高，發射仰角越低，通信距離越遠；反之，天線高度越低，發射仰角越高，通信距離越近；天線高度與波長之比（H/λ）達到二分之一時，垂直波瓣主方向的效率最高。
(2)按用途選購天線
隨著短波通信技術的發展，短波天線出現了很多不同用途的新品種，例如用于短波跳頻的高效能寬帶天線；用于為了解決天線架設場地小和多部電臺共用一副天線的多饋多模天線等。選擇天線基本的著眼點應該是用途。
近距離固定通信： 選擇地波天線或天波高仰角天線。
點對點通信或方向性通信：選擇天波方向性天線等。
組網通信或全向通信： 選擇天波全向天線。
車載通信或個人通信： 選擇小型鞭狀天線。
(3) 正確處理天線價格與質量的關系
俗話講一分錢一分貨。首先同種用途的天線有不同種類，其增益有高低之分。此外同一種外形的天線，使用不同材料；不同制造工藝，其通信效果的差異是很大的。例如以特種不銹銅鋼復合絞線為振子的天線，比用塑包線為振子的天線高頻電磁轉換效率高得多。又例如匹配器所用的磁性材料優劣，對電臺與天線的匹配狀態影響極大。高性能磁料能夠保證全頻段每個頻點都能良好匹配；劣質磁料可能造成很多頻點甚至整段頻率匹配不好，駐波比過大。使用劣質天線，電臺輸出的功率可能只送出去不到三分之一甚至更少，通信效果可想而知。
在投資增加不多的前提下，盡量選用高質量高增益的天線，能夠保證長期穩定和優良的通信效果和延長使用壽命，是很劃算的。
（4）介紹二種性能和價格兼優的基站天線
根據多年的對比實驗和實際使用經驗，我們認為有兩種進口天線在性能上能夠廣泛滿足我國大多數用戶的通信要求，而且價格不高，性能價格比好，以下分別介紹：
● 用于全方位通信的三角組合型全向全角天線
我國省級行政區，從省會到邊緣地區的距離多數在1200公里以內。在這個區域內組建全省或地區的通信網，中心基站選用這種天線是比較理想的。
這種天線既能照顧360°全方位，又能照顧近中遠各種距離，接收效果好，對改善通信盲區特別有效，此外它能兼顧垂直極化波和水平極化波，對區域內各種臺站的不同種類天線的兼容性好。
● 兼顧全向和定向兩種用途的高增益三線式天線
三線式天線是國際上近年流行的新型多用途天線，它雖然屬于偶極天線類，但其性能是普通雙極天線無法相比的。與普通雙極天線相比它有以下優點：
增益高，全頻段內駐波比小，而且均勻輻射效率高；
水平架設時不僅在天線寬邊方向輻射強，而且在窄邊方向也有較強輻射；
架設狀態平穩，抗風抗毀能力強；
提供平行和倒V兩種架設方式，分別支持2500公里內定向通信和2000公里半徑內全向通信。
以上兩種天線的振子材質都是不銹銅鋼復合絞線，電磁轉換效率高而且經久耐用；其高性能磁性材料保證了全頻段匹配良好。
（5）正確架設天線和連接饋線
選購好合適的天線后，還必須正確地安裝架設，才能發揮出最佳效果。
天線的長度和架設規范是不能改變的，但對于某些天線而言，架設的方向和高度是靠用戶自己掌握的，應嚴格按通信的方向和距離來確定方向和高度。天線的架設位置以開擴的地面為好，沒有條件的單位也可以架在兩個樓房之間或樓頂。天線高度指天線發射體與地面或樓頂的相對高度。架在樓頂時，高度應以樓頂與天線發射體之間的距離計算，不是按樓頂與地面的高度計算。我們提醒用戶，切忌因為架設場地不理想或怕麻煩，就隨便把天線架起來完事，這樣做通信效果很可能是不好的。
另一個要點是饋線的選用和布設。饋線是將電臺的輸出功率送到天線進行發射的唯一通道，如果饋線不暢通，再好的電臺和天線，通信效果也是很差的。饋線分為明饋線和射頻電纜兩類。目前100W~150W電臺一般都使用射頻電纜饋電方式。選用射頻電纜時要注意兩項指標：一是阻抗為50歐姆；二是對最高使用頻率的衰耗值要小。一般來講，射頻電纜直徑越粗，衰耗越小，傳輸功率越大。在實際使用中，100W級短波單邊帶電臺，常選用SYV-50-5或SYV-50-7的射頻電纜，必要時也可以選SYV-50-9的射頻電纜。
天線在進行安裝選位和布設時，應盡可能縮短饋線的長度，普通SYV-50-5饋線每1米造成信號衰減0.082dB，這意味著100W電臺功率通過50米饋線送達天線時，功率剩下不到40W。因此通常要求饋線長度控制在30米以內。如果因為場地條件限制必須延長饋線，則應采用大直徑低損耗電纜。另外在布設電纜，應盡量減少彎曲，以降低對射頻功率的損耗，如果必需彎曲，則彎曲角度不得小于120度。
（6）電臺和天線的匹配
天線、饋線、電臺三者之間的匹配必須引起高度重視，否則，雖然電臺、天線、饋線都選得很好，通信效果還是不好。
所謂“匹配”就是要求達到無損耗連接，只有電臺、饋線、天線三者保證高頻輸入輸出阻抗一致，才能實現無損耗連接。多數短波電臺的輸出/輸入阻抗為50歐姆，必須選用阻抗為50歐姆的射頻電纜與電臺匹配。天線的特性阻抗比較高，一般為600歐姆左右，只有寬帶天線的特性阻抗稍低一點，大約200~300歐姆，因此，天線不能直接與射頻電纜連接，中間必須加阻抗匹配器（也叫單/雙變換器）。阻抗匹配器的輸入端阻抗必須與射頻電纜的阻抗一致（50歐姆），輸出端阻抗必須與天線的輸入阻抗一致（600歐姆或200/300歐姆）。阻抗匹配器的最佳安裝位置是與天線連為一體。
自動天線調諧器也是匹配天線和電臺阻抗用的。自動天調的輸入端與電臺連接，輸出端與單極天線連接。自動天調與偶極天線連接時要根據不同產品而定。有些天調要求加單/雙變換器，天調與單/雙變換器之間用50歐姆射頻電纜相連（芯線接天調輸出端，外皮接天調的地端），單/雙變換器的雙輸出端與天線連接；多數新型天調不用加單/雙變換器，用天調的輸出端和接地端分別連接偶極天線的兩臂，匹配效果更好，而且效率更高。
（7）正確埋設接地體和連接地線
地線是很多用戶容易草率處理的問題。短波通信臺站的地線是至關重要的，地線實際上是整個天饋線系統的重要組成部分。我們所說的地線，不是交流供電系統中的電源地或保安地。這里所說的地線是信號地，也稱高頻地。信號地一般不能接到電源地或保安地上，必須單獨埋設。埋設接地體時，必須按有關標準進行，接地電阻不應大于4歐姆。電臺的接地柱和接地體之間，必須用多股線銅、編織銅線或大截面優良導體連接，才能起到良好的高頻接地作用。而良好的高頻接地是減小發射駐波和減小接收噪聲的必要前提。
1.3 選用先進優質的電臺和電源
工作頻率和天線地線搞好了，相當于鋪了一條“好路”。好路上還要跑“好車”。好車就是先進優質的電臺和電源等設備。
（1）選擇電臺的原則和標準
怎樣評價電臺的先進性和優質呢？先進性體現在兩個方面：一是電氣特性和工藝結構，這方面先進與否決定了性能指標的優劣和設備的可靠性；二是使用功能，具有多種先進功能的電臺不僅用途更廣泛，而且也說明制造者的科技實力。
電氣特性涉及的內容很多，這里只簡述三個方面：①頻率特性。好的電臺頻率穩定性比差的電臺高幾倍、幾十倍甚至幾百倍。頻率穩定性高的電臺，不但話音清晰，信號等級高，而且是支持高速數傳的必要條件。在評價頻率穩定性時要注意兩點：一是全頻段各頻點的穩定性要一致；二是要在很寬的溫度范圍內穩定，不能機器一發熱就產生頻漂。②通道特性。這一特性描述信號在通過高頻、中頻、低頻幾個通道后的畸變程度。當進行短波數傳時，這一問題非常突出。使用通道特性差的電臺，無論怎樣改造，數傳速率都上不去，原因之一就是高速數據脈沖通過不佳的通道后發生明顯畸變，使其難以被識別。③干擾和抗干擾特性。這方面的性能在技術說明書上都是以dB（分貝）值表示的，我們統稱為dB指標。電臺發射方面的dB指標不好，說明你傳給對方臺的信號不好，而且干擾其它臺；電臺接收方面的dB指標不好，說明自身容易被別人干擾；二者都是不能容許的。
工藝結構方面，主要看電路集成度和模塊化程度。集成度高，可靠性必然高。模塊化除了提高設備可靠性外，還使擴展功能和維修十分便利，是當今電臺工藝的主流趨勢。
再來看使用功能。社會需求的發展和科技的進步，使短波通信日益向多功能化方向發展。像用于半自動優選頻率的自適應功能和全自動優選頻率的自優化功能，用于計算機和傳真機的數據傳輸功能，用于保密和抗干擾的跳頻功能，用于組網通信的數字選呼功能，用于衛星定位的GPS監控功能，用于連接有線網的有線無線轉接功能，等等。在具有這些現代化功能的電臺面前，那些只能進行簡單通話的電臺就顯得太原始了。目前在國內有一種現象，就是很多單位致力于在一些單功能電臺上添加數傳、自適應等功能。這固然是由于有大量舊式電臺要改造，可能還有造價方面的考慮。但可以肯定這種現象是過渡階段。正像現在大家都用GSM手機，再也沒有人使用土造的手持電話一樣，未來的短波領域也勢必普及先進的多功能電臺。此外，先進優質電臺的售價呈下降趨勢，也越來越接近我國用戶的經濟承受能力。
哪些電臺先進而且優質，要具體分析，但有一點可以肯定：目前國內常見的多數日本電臺，其電性能、可靠性、功能等與歐美和澳大利亞名牌產品不在一個等級上。
澳大利亞柯頓公司首創的NGT自優化短波電臺，正是先進電臺的代表。
（2）電源質量與通信效果的關系
很多人認為只要穩壓電源的輸出電壓和電流的數值符合要求就可以用，這種認識不夠全面。其實有些干擾可能來自電源，有些話音失真也可能是電源動態范圍不足所致。數據傳輸對電源的要求更嚴格，如果電源的電磁屏蔽特性不好，輸出紋波大，將直接導致數傳工作不正常。功率容量和設計余量也是考核穩壓電源優劣的重要依據，有些電源為了降低生產成本，加強價格競爭能力，把功率容量設計在臨界狀態，并盡量簡化電路，選用低指標元器件等等。這類電源的技術性能和可靠性肯定是做不高的。
好汽車要用好發動機，好電臺要用好電源，道理是相同的。
在選購電源時，一定要挑選功率容量大、輸出電壓紋波小、電磁屏蔽特性好、電路設計余量大的靜化電源產品。
2、短波通信的常見難點及解決方法
2.1 近距離盲區及解決方法
前節已介紹了天波和地波二種傳輸途徑。一般來說，地波最遠可達30公里。而天波從電離層第一次反射落地（第一跳）的最短距離約為100公里。可見30至100公里之間這一段，地波和天波都夠不到，形成了短波通信的“寂靜區”，也稱為盲區，如圖 2.1 所示。盲區內的通信大多是比較困難的。解決盲區通信主要有兩個方法：一是加大電臺功率以延長地波傳播距離；二是常用的有效方法就是選用高仰角天線，也稱“高射天線”或“噴泉天線”。仰角是指天線輻射波辨與地面之間的夾角。仰角越高，電波第一跳落地的距離越短，盲區越少，當仰角接近90°時，盲區基本上就不存在了。前文提到的三角組合型全向全角天線就屬于這一類。
圖 2.1 電波越距現象及盲區
2.2 車載臺的通信困難及解決方法
車載通信一直都是短波通信中的一個難題。車的體積就那么大，沒辦法架長天線，其輻射能力怎么也比不上固定臺。因此必須從合理設計天線形態和合理選擇架設位置等方面來彌補，盡可能利用車體的反射效應，盡可能增加天線的“電長度”。
車載天線有多種，現在國際上多認為鞭狀天線更適合車輛運動中通信，而自動天調應該安裝在車外，最好是與天線鞭結合為一體，也就是常說的自調諧鞭狀天線，這種天線因天調輸出端與天線連接的饋線很短，故效率比較高。美軍現在就大量使用這種天線。
鞭狀天線可選擇兩種架設形態：①遠距離通信時多用直立形態，這時可以利用地面以下部分的“鏡象天線”效應，使天線鞭的電長度比實際架高增加將近一倍。②近距離通信時通常將天線鞭拉彎俯臥，利用車頂的反射作用增加高仰角輻射分量，改善盲區通信效果。
不管采取何種措施，車載臺因天線長度的限制，發射效率肯定不如固定臺高，因此實際通信中常常發現車載臺收固定臺的信號好，而固定臺收車載臺的信號不好的現象，為了彌補這種差異，建議車載臺備份野外應急軟天線供停車時使用。
國外目前還建議采用加大車載臺功率的方法延長地波通信距離，改善盲區。提高車載臺功率需要在原有100W電臺基礎上接續500W功率放大器，并相應改用大功率車載天線和大功率車載電源，這種大功率車載系統是行之有效的。
比較而言，船載通信比車載通信困難少得多。一是因為船體長，有圍桿，便于架設天、地波兼顧的斜天線；二是海面地波傳得遠而且船離基地臺距離也較遠，不容易形成通信盲區。但是船載天線要求抗風強度高，抗腐蝕能力強。
2.3 延長個人攜帶臺通信距離的方法
個人攜帶臺在行進中通信時只能使用短的鞭狀天線。一副3米長的鞭天線配合25~50W電臺，一般最遠只能通20公里。如果要求通得更遠，必須換用野外快速型長天線。一種快速天線是20米斜拉型，以最簡潔的方法沿地面斜拉架設，最大通信距離可達1000公里以上。如果使用全長30米的三角形快速天線，通信距離更遠。
以上兩種天線也可以用作車載臺的備用天線，在停車時換用，能夠明顯改善盲區內和遠距離的通信效果。
3、短波噪聲及消除方法
3.1 插入噪聲
在兩段話音之間涌現的噪聲稱為插入噪聲，這種噪聲消除起來比較容易。現在多數短波電臺和超短波電臺都提供可選用的“靜噪”功能。打開靜噪開關，插入噪聲就被抑制了。但是“靜噪”功能不能解決與有用信號混雜在一起的噪聲。
3.2 背景混雜噪聲
與信號混雜在一起的背景噪聲是最令人頭痛的，消除起來也是最困難的，必須通過DSP數字消噪技術加以解決。從使用類型來看，DSP數字消噪分為對端消噪和單端消噪兩種。
（1）對端消噪
所謂對端消噪，就是需要發方電臺和收方電臺互相配合進行的消噪。其過程是：在發方，電臺對信號和噪聲進行大倍率的平等壓縮；在收方，電臺對信號和噪聲進行不平等的解壓，通過這一過程，強化了信號，弱化了噪聲，實際消噪效果是比較明顯的。但是對端消噪在實際用中遇到兩個困難：一是消噪器要單獨適配電臺，設備互換性差；二是不配消噪器的電臺參與通信比較困難。這兩個問題制約了對端消噪器的推廣。
（2）單端消噪棗噪聲濾除技術
單端消噪只處理本機收到的信號，無須對方臺配合，因而完全克服了對端消噪的弊端，成為消噪技術的發展主流。單端消噪的原理是根據有用信號的聲譜對話音進行數字化處理，從而濾除噪聲分量，因此也稱為濾噪。目前有單獨的濾噪器產品，還有像柯頓NGT電臺，已經把濾噪器做成了電臺的標準功能，消噪效果比較理想，不但濾除了討厭的噪聲，還可以將幾乎被噪聲淹沒的微弱信號提升1~2個等級。
3.3 附加噪聲
附加噪聲不是來自傳播路徑或電臺本身，而是由于安裝電臺的地點、位置、安裝條件等方面的原因所產生。例如設臺地點周邊電磁環境太亂，存在干擾源；地線不合格，導入本地噪聲；車載電臺因接地和屏蔽不良而引入本車噪聲源等等。附加噪聲種類很多，要具體問題具體解決。
