HQL高能半环天线的技术发展

2013-12-09 09:44:13

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历经多年的对比测试和实际应用,高能半环短波天线解决近距离盲区的独特优势已经很少争议了。在100公里内对比车载高能半环天线和鞭天线,由于辐射仰角的差异,前者相比后者存在非常明显的优势,从而提高了人防、公安、应急救援等用户在任务区域的通信保障能力,因此受到越来越多使用单位的重视。

对解放军部队而言,高能半环天线由于存在调速较慢、不能记忆多组频点等问题,暂时还不能满足自动化频率管理系统的技术要求,但是可以作为应急后备动中通天线,当普装天线出现通信困难时使用。毫无疑问,通与不通是首先要解决的,其后才是网络化和自动化。当然,解决高能半环天线上述弱点的新型半环天线也正在研发中。

新维HQL系列高能半环天线是借鉴进口同类天线的技术研发而成,与进口产品相比,主要进行了四个方面的优化:一是改进了调谐性能;二是小型化;三是实现国产军用电台的适配;四是增加了固定基站应用品种。

一、调谐性能的改进 

高能半环天线的技术核心是谐振式自动天调,与常见的调谐50Ω阻抗匹配型的自动天调在原理上是完全不同的。阻抗匹配型天调在通信频点上高频电流较低,带宽较宽,因此不具有高能辐射特性,它们的特点是调速快,可以自动记忆已调频点等等。而高能半环天线则是以获取通信频点上的高Q高频电流峰值为调谐目标,从而产生高能辐射。

高精度调容式自动天调是半环天线实现高能辐射的关键部件。在谐振频点上产生高频电流峰值时,通频带是很窄的,故捕捉和锁定电流峰值对天调内机电控制系统的要求很高。此外,完成调谐还与环体的结构和材料有密切关系。正因为如此,目前国内外多数高能半环天线产品不同程度存在调谐成功率低、调谐质量不高(驻波比偏大)等不足。

HQL系列高能半环天线历经多年摸索和改进,系统性解决了上述技术难题。目前实现的效果是:在指标频段内(3.9~13.4MHz)的所有频点上,调谐成功率接近100%;调谐后的驻波比普遍优于21,多数频点驻波比优于1.51,等同于进一步提高了发射能效。

、小型化

传统理论要求高能半环天线的环要足够大(周长保证一定尺寸)。以进口宝丽原装2018车载半环天线为例,环体长1.9米,宽1.25米,环立起高0.8米,算下来环周长约5.4米(周长不计入宽度)。这样的体积安装在小型越野车上,基本上占满了车顶,没有空间再安装卫星动中通天线或其他设备。这一直是制约半环天线应用的障碍之一。

经过反复计算和研发测试,HQL-V型车载半环天线的尺寸已缩小为长1.2米,宽1米,环立起高0.75米,环周长约3.9米。在小型越野车上安装后,仍有足够空间安装卫星天线等设备。

那么环缩小后通信效果怎样呢?经全国各地多次测试和使用单位实际通信证实,小型环与大环的实通效果有微小区别,可以忽略不计。例如:以北京为中心,车载台向四周地区行驶,信号不间断(无盲区),信号质量通常在3-5分,个别地点1.5-2分,能够满足短波动中通的要求。远距离通信,从北京可较高质量地联通长沙、西安、哈尔滨等地,最远超过1200公里。

、与国产军用电台的适配

国内各短波厂按照军标生产的短波电台,都没有调谐按钮,与国际流行电台的调谐方式是不同的。为了配接国产军用电台,专门研制了适配器,串接在天线和电台之间,当电台切换信道时,HQL半环天线自动完成调谐,操作简便可靠。

HQL半环天线用于固定基站

目前很多使用单位缺乏足够面积的场地架设大尺寸短波天线(三线天线、笼型天线等),HQL-B型基站高能半环天线就是专门为这种受限场地设计的。如前述,天线环的基架尺寸为1.2×1米,只需要一块3×4米的无遮挡平面就可以架设,解决了这些使用单位的场地难题。

HQL-B天线的另一个优点是隐蔽性。有些单位的工作性质要求短波天线隐蔽,也有些单位出于美观考虑要求短波天线隐蔽,对这些单位来说,HQL-B基站半环天线无疑是非常好的选择。

安装在楼顶的HQL-B天线通信覆盖特性、方向性、通信距离与HQL-V车载天线类似。但它比车载半环天线增加了一项优势,就是可以通过旋转支架调整方向,以获得最佳通信效果。实际测试表明,天线转动的效果差异可达1.52分。调整好本站HQL-B天线的方向后,能够与近中远各种距离的台站都保持高质量的通信。旋转支架可以选择一次定向固定安装,或电控即时旋转定向。

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