短波通信传输信道具有变参特性,电离层易受环境影响,处于不断变化中。因此,短波通信系统的性能好坏,除了取决于所使用电台性能因素,选用性能卓越的天线并正确架设,对于改善通信效果极为重要。短波通信网的建立首先要考虑天线的因素,影响通信效果的天线主要参数主要有以下几个方面:
A. 天线的辐射效率要尽可能高,以提高接收信号强度。
B. 网内天线极化方式尽可能一致。
C. 尽可能地选用宽频段天线,以保证短波频段内大部分频点均可用。
D. 天线应尽可能地克服盲区。一般认为采用传统的鞭状天线和双极天线,短波通信的“盲区”范围在80-200公里的范围内,而一个省内短波通信的距离一般在几十公里到几百公里之间,如果采用传统天线,则很多地区均在“盲区”范围之内,通信效果必然很差。解决方案有两种:一是增大发射功率,但这种方式效果有限,二是采用近垂直射波高射天线(NVIS),该方法通过增大天线最大辐射方向的仰角以消除盲区,实践证明在几百公里的范围内通信效果良好。
E. 移动电台在行进中尽可能地选用全向天线,同时配备便携式长线天线,以在特殊情况下实现远距离通信。而固定台根据情况可选用全向天线或定向天线,如中心站可采用全向天线,有条件时可采用多副定向天线分别担负不同方向的通信任务。
短波通信天线类型选择的基本原则


根据用途选购天线
随着短波通信技术的发展,短波天线出现了很多不同用途的新品种,例如用于短波跳频的高效能宽带天线;用于为了解决天线架设场地小和多部电台共用一副天线的多馈多模天线等。选择天线基本的着眼点应该是用途。
● 近距离固定通信:选择地波天线或天波高仰角天线。
● 点对点通信或方向性通信:选择天波方向性天线等。
● 组网通信或全向通信:选择天波全向天线。
● 车载通信或个人通信:选择小型鞭状天线。
不同环境下的天线选型
固定站间(远/近距离通信)
由于固定站间通讯方向是固定不变的,所以一般采用高增益,方向性强的短波天线。通信距离在1000-3000公里,可使用高增益,低仰角对数周期天线(LP),但天线价格昂贵。在实践中100W短波自适应电台配这种天线,可基本实现北京至昆明,乌鲁木齐甚至拉萨全天候通信。如果通信质量要求不是太高也可使用价格相对便宜的天线如八木天线,长线天线,但长线天线需用天调。距离在600公里以内时采用水平双极天线可取得较好效果,但水平双极天线占地较大,中心站电台较多不适合布天线阵。
固定站与移动站间通讯
由于移动站在运动中,通讯方向不固定,所以中心站的天线应选用全向天线,例如,多膜短波宽带天线或配有天线调谐器的鞭状天线。多膜天线虽然价格较贵,但是一个天线竿上可以绕三副天线(俩副高仰角天线,一副低仰角天线)远、近距离通信均可兼顾。中心站也可用鞭状天线,鞭状天线的仰角低,近距(20-100公里)通信困难,远距离(500-3000公里)只要频率合适,通信效果较好。 移动站天线由于安装面的限制,多采用鞭状天线,国内有时采用栅网、双环、三环天线。远距离通信时,鞭状天线竖直,近距离通信则可以放置为倒"L"型,这样使用增加了天线的垂直辐射面,可以提高发射效率。只要天线的发射角、电台的工作频率合适,可以克服短波盲区(30-80公里)的通信困难。
干扰环境下的天线选型
电台干扰是指工作在当前工作频率附近的无线电台的干扰,其中包括敌方有意识的电子干扰。由于短波通信的频带非常窄,而且现在短波用户越来越多,因此电台干扰就成为影响短波通信顺畅的主要干扰源。特别对于军用通信系统,这种情况尤其严重。电台的干扰与其他自然条件引起的干扰有很大的不同,它带有很大的随机性和不可预测性。在敌方有意识的电子干扰情况下,采用高增益、方向性强的对数周期天线可取得一定的效果。当然,克服干扰主要提高短波电台性能(发射功率、接收灵敏度等等)或者采用频率自适应、短波宽带跳频技术。如果需要数传,调制解调器性能也非常关键,带有交织功能的串行体制短波高速调制解调器具有良好的抗干扰性能。
正确处理天线价格与质量的关系
俗话讲一分钱一分货。首先同种用途的天线有不同种类,其增益有高低之分。此外同一种外形的天线,使用不同材料;不同制造工艺,其通信效果的差异是很大的。例如以特种不锈铜钢复合绞线为振子的天线,比用塑包线为振子的天线高频电磁转换效率高得多。又例如匹配器所用的磁性材料优劣,对电台与天线的匹配状态影响极大。高性能磁料能够保证全频段每个频点都能良好匹配;劣质磁料可能造成很多频点甚至整段频率匹配不好,驻波比过大。使用劣质天线,电台输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。
在投资增加不多的前提下,尽量选用高质量高增益的天线,能够保证长期稳定和优良的通信效果和延长使用寿命,是很划算的。
