短波車載天線注意事項(xiàng)

我最近寫了一篇題為《基準(zhǔn)》的文章。有幾個(gè)人指責(zé)我說(shuō)："事實(shí)是（與流行的看法相反），天線的發(fā)射與接收性能不是對(duì)等的。顯然，一些讀者認(rèn)為我說(shuō)的是增益。這里強(qiáng)調(diào)一下，我并沒(méi)有這么說(shuō)。在任何情況下，真正重要的是產(chǎn)生的S+N/N（信號(hào)加噪聲）比率，但這在車載移動(dòng)安裝中可能不夠明確。

你經(jīng)常會(huì)看到在某個(gè)給定的微伏水平下，接收器靈敏度表示為10 dB S + N/N(信號(hào)+噪聲對(duì)噪聲的10 dB比率)。在移動(dòng)場(chǎng)景中，我們最好使用SINAD（信納比），這是一種包括失真在內(nèi)的信號(hào)質(zhì)量測(cè)量方法。以分貝表示，它是20 * log的信號(hào)+噪聲+失真到噪聲+失真(均為伏特)。然而，當(dāng)你測(cè)量或表達(dá)它時(shí)，你必須接收到某種程度的信號(hào)，這將允許你抄收另一個(gè)站。

信納比(SINAD或S/(N + D))指的是信號(hào)幅度均方根與所有其它頻譜成分(包括諧波但不含直流)的和方根(rss)的平均值之比。SINAD很好地反映了ADC的整體動(dòng)態(tài)性能，因?yàn)樗ㄋ袠?gòu)成噪聲和失真的成分。SINAD曲線常常針對(duì)不同的輸入幅度和頻率而給出。

信號(hào)+噪聲+諧波的功率與噪聲+諧波的功率比值。

SINAD=(S+N+D)/(N+D).S是信號(hào)功率 N是噪聲功率 D是失真功率。

一般失真功率取2到5次諧波的功率和。

需要注意的是，SINAD不會(huì)小于1。

正如我在前面的文章中提到的，天線傳輸可用信號(hào)的能力，并不等于它接收信號(hào)的能力。根據(jù)所討論的天線和工作頻率，它可能有更好的接收性能，而不是發(fā)射性能。換句話說(shuō)，天線在任何給定的信號(hào)路徑上接收的信號(hào)都比在同一路徑上發(fā)射的信號(hào)要好。短波車載移動(dòng)天線尤其如此。主要原因是，他們沒(méi)有收益，他們有損失，有時(shí)損失很大。例如，一些商用的80米移動(dòng)天線每饋電100瓦，輻射僅為1瓦。

在接收方面，大部分的固有損耗可以通過(guò)良好的前端設(shè)計(jì)來(lái)彌補(bǔ)。換句話說(shuō)，如果前端的噪聲和失真（不管是什么原因）很低，甚至低至0.1uV的信號(hào)也足以提供一個(gè)體面的S+N/N比。相反，這1瓦的輻射可能無(wú)法在接收站產(chǎn)生足夠的S+N/N比率。

與最近互聯(lián)網(wǎng)上的一篇文章相反，造成這種現(xiàn)象的不是單向滑移！事實(shí)上，這是一種非線性滑移，是發(fā)射與接收性能的非對(duì)等性首先助長(zhǎng)了這種信念。

在《機(jī)械戰(zhàn)警II》中有一句臺(tái)詞，律師霍爾茲岡（由杰夫-麥卡錫飾演）在回答對(duì)朱麗葉-法克斯博士（由貝琳達(dá)-鮑爾飾演）的證據(jù)要求時(shí)說(shuō)："我肯定能找到它，即使它不存在。" 這句話是互聯(lián)網(wǎng)上傳聞信息的典范。不管是多么離奇的信念，你都能找到支持它的事實(shí)。這里有一個(gè)例子。

幾個(gè)月前，我收到一個(gè)新業(yè)余愛(ài)好者的電子郵件，抱怨我把他最喜歡的、全頻段的、60美元的短波車載移動(dòng)天線搞壞了。他證明我是錯(cuò)的，是基于他所工作的DX站的數(shù)量，以及該天線驚人的低SWR。制造商的網(wǎng)址也被包括在內(nèi)，以支持其優(yōu)越的帶寬和效率的說(shuō)法，最重要的是，不需要匹配！這帶來(lái)了目前的問(wèn)題。

這就引出了當(dāng)前的問(wèn)題。帶寬和效率是不對(duì)等的。在大多數(shù)情況下，它們是反向函數(shù)。就像天線的發(fā)射和接收性能之間的比較一樣，這個(gè)故事比表面上看到的要多。

通常將帶寬邊緣與SWR達(dá)到2:1的共振上下點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)，通常在饋線的發(fā)射端測(cè)量。

在描述帶寬時(shí)，也經(jīng)常使用天線Q值這一術(shù)語(yǔ)，而且經(jīng)常將其與負(fù)載線圈的Q值混淆。雖然負(fù)載線圈的Q值會(huì)影響整體帶寬和效率，但這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)不能互換。

天線Q值并不是我們?cè)隈{駛座上就能輕易測(cè)量的。換句話說(shuō)，你真的不能僅僅通過(guò)測(cè)量SWR來(lái)達(dá)到目的。相反，你需要直接從天線上測(cè)量復(fù)雜的阻抗。更重要的是，無(wú)功分量的變化比電阻分量的變化更快，而且它對(duì)中心（諧振）頻率不對(duì)稱。因此，無(wú)論SWR如何，測(cè)量的天線Q值，比如說(shuō)低于諧振的10kHz，與高于諧振的10kHz是不一樣的。

用來(lái)匹配天線的方法也是一個(gè)考慮因素。例如，如果在天線終端使用一個(gè)短路的1/4波段作為匹配網(wǎng)絡(luò)，那么表觀帶寬將大大增加。這是因?yàn)樵谌魏谓o定的頻率變化中，天線和存根的電抗變化幾乎相反。從天線借用一些電抗的匹配方法（LC或CL，視情況而定），也會(huì)使測(cè)量產(chǎn)生偏差。雜散電容是另一個(gè)重要的、難以測(cè)量的因素。長(zhǎng)話短說(shuō)，用2:1的SWR測(cè)量作為量化高頻移動(dòng)天線的帶寬、Q值或效率的手段，充其量是值得懷疑的。

帶寬有多重要？在車載移動(dòng)情況下，20米或以上沒(méi)有太大問(wèn)題，但20米以下肯定會(huì)有。例如，一個(gè)質(zhì)量合理的20米移動(dòng)天線的帶寬（并正確安裝）將是約150千赫，或幾乎整個(gè)話音頻段。一個(gè)類似質(zhì)量的天線在80米上的帶寬將是大約10至15千赫。帶寬和效率是相反的品質(zhì)（在其他因素相同的情況下），但如果不考慮所有其他因素，帶寬不是衡量效率的標(biāo)準(zhǔn)。

衡量短波車載移動(dòng)天線（表面）效率的流行方法之一是“射擊比賽”。通常，這涉及到將你的天線安裝在一輛給定的車輛上，比較你的天線的信號(hào)強(qiáng)度(發(fā)射和/或接收)和別人的天線的信號(hào)強(qiáng)度。這也是可疑的，特別是如果安裝位置(你的或測(cè)試車輛的)中的任何一個(gè)離地面很低，或在貨車的后部。再加上天線在發(fā)射和接收之間的性能水平(幾乎)永遠(yuǎn)不會(huì)相同，從天氣角度來(lái)說(shuō)，一場(chǎng)“射擊比賽”不過(guò)是一場(chǎng)主觀測(cè)試。

一個(gè)更好的方法是測(cè)試每根安裝在自己車上的天線，并將其性能與安裝在每輛被測(cè)車輛相同位置的普通天線（作為標(biāo)準(zhǔn)）進(jìn)行比較。這需要對(duì)統(tǒng)計(jì)學(xué)上的大量抽樣收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，但凈結(jié)果會(huì)更準(zhǔn)確。

還有許多其他與天線有關(guān)的術(shù)語(yǔ)幾乎總是被誤用。其中之一就是“捕獲區(qū)域”。捕獲面積只與頻率和增益有關(guān)。它與天線建造中使用的電線長(zhǎng)度無(wú)關(guān)。然而，在互聯(lián)網(wǎng)的支持下，短的螺旋形天線在帶寬、效率和捕獲面積方面比任何其他類型的天線都要優(yōu)越的神話仍在繼續(xù)。這純粹是垃圾科學(xué)。

不要被短天線和長(zhǎng)天線一樣高效的廣告所欺騙，僅僅因?yàn)樗鼈儼?/8波長(zhǎng)的電線。天線長(zhǎng)度是唯一重要的因素。

如果你把短波車載移動(dòng)天線的物理長(zhǎng)度(合理地)增加一倍，輻射電阻就會(huì)增加四倍，同時(shí)效率也會(huì)幾乎平行地提高。然而，S+N/N比率的增加可能不那么明顯。再說(shuō)一遍，你能聽到另一個(gè)臺(tái)，并不代表他能聽到你。

有沒(méi)有一種情況，另一個(gè)臺(tái)能聽到你，而你卻聽不到他？絕對(duì)的！再詳細(xì)說(shuō)一下，S+N/N比值就是一切。無(wú)論是失真、RFI輸入、局部頻帶噪聲還是無(wú)數(shù)其他因素的結(jié)果，如果沒(méi)有足夠的信號(hào)強(qiáng)度來(lái)提供足夠的S+N/N比，你的接收器基本上是聾的。

還有更多的誤傳需要思考。其中之一就是短波車載移動(dòng)天線的額定功率。如果它有，它真正的能力很可能比宣傳的要少。這也是一個(gè)肯定的打賭天線不是非常有效，不管DX站的數(shù)量工作!

如果你正在使用一個(gè)不錯(cuò)的短波車載移動(dòng)天線，你將不得不做一些匹配，使SWR在共振時(shí)低于2:1。無(wú)論你選擇什么方法，不要把它放在你的車道上！原因很簡(jiǎn)單。大多數(shù)車道都是混凝土，并采用鋼筋加固。這個(gè)事實(shí)會(huì)影響結(jié)果。樹木、井蓋和附近的車輛也是如此。

人們購(gòu)買天線也沒(méi)有別的原因，只是因?yàn)樗鼈兊耐庥^、安裝或安裝方便；無(wú)論帶寬，效率或功率評(píng)級(jí)。然而，用坊間傳聞證明了為什么市場(chǎng)上有那么多糟糕的天線。

這讓我想起了《機(jī)械戰(zhàn)警2》的另一句臺(tái)詞：

在前面提到的電影的結(jié)尾，機(jī)械戰(zhàn)警(由彼得·威勒飾演)對(duì)安妮·劉易斯警官(由南希·艾倫飾演)說(shuō)，讓我們給他他想要的。這正是互聯(lián)網(wǎng)正在做的事情；它給了人們他們想要的，但太多的是核武器。

審核編輯 ：李倩