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                    2. 首頁 新聞資訊
                      科普 | 如何實現最佳的無線電通聯效果?

                      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,增加了無線電收發系統的建設和使用難度。對于業余無線電愛好者而言,最關心就是如何能夠讓無線電波傳播更遠,達到最佳的通聯效果。

                        下面我們來分析影響無線電通聯效果的各種因素,找出提高通聯效果的合理方法,使得業余無線電愛好者真正做到“適度”使用無線電,利用知識駕馭無線電波。

                        影響通聯效果的主要因素

                        一般而言,在無線通信專業里并沒有“距離”這個概念,這是因為射頻信號的傳輸及無線電波的傳播過程中會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,且具有反射、空間損壞、被吸收、多徑傳播、趨膚效應、電磁場變化復雜等諸多特性,目前尚無法全面并準確地描述影響無線電通聯效果的各個因素,僅能對部分已知因素的影響效果做定性估測。

                        就無線電系統而言,從目前的研究和試驗結果來看,影響無線電通聯效果最為關鍵的因素主要有發射功率、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. 發射功率

                        無線電波傳播的過程是能量以電磁波形式從發射源輻射到空間的過程。因此,發射源的發射功率越大,空間中無線電波的能量就越高,傳播距離也就越遠。曾有愛好者試驗發現,發射功率提高一倍,通信距離可增大至原來的1.5倍左右。

                        增大發射功率是很多愛好者常用的方法,但發射機所使用的功率,應嚴格遵守《中華人民共和國無線電管理條例》及相關無線電設備管理規定中關于設備使用功率的要求,并遵循“滿足使用即可”原則,否則容易對其他無線電業務產生干擾。

                        2. 饋線衰減

                        射頻信號通過饋線傳輸時,信號功率會產生一定的損耗,即饋線的輸出功率會小于其輸入功率。饋線的衰減系數β用dB/m表示,即每米長度饋線產生的信號損耗程度。對于長度為L米的饋線,其總的信號傳輸損耗為β×L。由理論計算可知,饋線總損耗每增加3dB時,其輸出的信號功率便會減少為輸入功率的1/2。

                        饋線的衰減系數與傳輸信號頻率、饋線的結構和質量等密切相關。一般而言,頻率越高衰減系數越大,饋線越粗衰減系數越小,饋管的衰減系數小于饋線。

                        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,實際天線與理想的輻射單元在空間中同一點處所產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即可達到相同的通聯效果。

                        天線的增益是由天線的結構決定的,不同結構的天線,其特性也有所不同。因此,業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,通聯距離也就越遠。對于新入門的愛好者,應注意天線增益標稱值中dBi與dBd的區別。

                        4. 天線高度

                        天線高度對通聯效果有很大的影響,增加天線高度是非常有效的擴大通聯距離的方法。在發射功率不變的情況下,接收和發射天線的高度每增加一倍,恒定通聯效果的通聯距離可擴大1.4倍左右。

                        一般而言,5W功率的手持電臺在城區戶外的通聯距離約為3~5km,如果將其中一只對講機移至五樓高度使用,則可能與其相距20km的另一只戶外使用的電臺進行通聯。

                        曾有無線電愛好者試驗,在市區內戶外有效通聯距離約為3km的2部手持電臺,將其中1部攜帶至距市區30km左右的相對高度約50m的山頂上,其仍可與市區的電臺進行較好效果的通聯。

                        5. 接收靈敏度

                        接收靈敏度是指接收機能夠正確地把有用信號識別出來的最小信號功率,類似于人們交談時的“聽力”。無線電波在理論上具有無限遠的傳播距離,但是隨著傳播距離的逐漸增大,單位面積上的功率(即場強)會逐漸減小,無線電波信號會逐漸變弱。

                        因此,在發射條件相同的情況下,靈敏度相對較高的接收機就有更強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,也能夠增大接收機獲得的信號功率,從而維持穩定的聯絡,提高通聯距離。

                        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的噪聲系數與接收靈敏度兩者之間相互制約的關系,理論上講,接收機的信噪比越小越好。

                        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效果有很大影響,但它們又是我們不能左右的因素。因此,業余無線電愛好者應盡可能遵循以下原則以獲得較好的通聯效果:

                        (1)盡量選擇較高地勢通聯,盡可能達到視距通聯條件;

                        (2)盡量選擇室外通聯,因為建筑墻體對70cm電磁波的反射和衰減較嚴重;

                        (3)盡量避開樓群環抱的位置;

                        (4)利用城市“峽谷”,盡可能選擇與自己處于相交路經上的電臺進行通聯;

                        (5)選擇合適的通聯方向,避開高大物體的遮擋,或將其置于通聯方向的背面,可以起到信號反射器的作用;

                        (6)定點通聯的效果優于移動通聯的效果。

                        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時,要考慮注意其輻射強度,主要是注意不要超過國家的相關規定的限制,估算出輻射的大致安全距離,選擇合適的高度搭建天線,以保護自己或周圍人員的身體健康。


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