障碍物遮挡问题,是短波通讯傍边的一个常见问题,尤其是关于体积、尺度较大的短波侦收天线、测向天线影响较大。首要影响天线的方向图和增益,然后影响通讯作用。本文经过FEKO软件仿真计算了不同方式的障碍物对两大类短波天线的影响,量化地得出了障碍物对短波天线影响的程度和首要方面。
FEKO软件是现在常用的电磁仿真软件之一,经过实践查验,对短波天线的方向图、增益仿真较为精确,对实践工程设计具有较高的参考价值。
1 障碍物遮挡对全向天线的影响
天线按其波束辐射状况可大致分为全向天线和定向天线两种,本文研讨的是水平面方向图为全向和定向的天线。一切障碍物方位月均满意远场条件,如式(1)。
障碍物对天线的影响,首要是因为对障碍物方向的来波进行遮挡,影响天线的方向图形状,改动天线增益,然后下降通讯作用。本文使用FEKO软件对这一状况进行了仿真,模型中选用的全向天线是笔直单级子天线,频率为30 MHz,天线高度为5 m,障碍物间隔天线为10 m。
(1)无遮挡状况下的全向天线方向图如图1所示,可看出水平面方向性为全向。
(2)在间隔天线10 m处设置障碍物。障碍物高度5 m,宽10 m,天线方向图仿真成果如图2所示,在障碍物方向上,天线水平面方向图洼陷严峻,至少有3 dB的增益丢失,一起,笔直面方向图呈现裂瓣。因而,若实践天线场所中有如此尺度的障碍物,则该方向的信号接纳将遭到大幅影响。
(3)将障碍物高度不变,宽度缩短1/2。将障碍物高度下降到5 m时仿真成果如图3所示,将障碍物宽度缩短1/2后,对天线水平面方向图改进不大,对天线笔直面的方向图改进较大,裂瓣较10 m宽障碍物较小,一起,障碍物方向水平面的增益丢失也较10 m宽的较少些。
(4)障碍物高度削减1/2仿真成果。将障碍物高度折半后仿真成果如图4所示,将障碍物高度下降1/2后,天线水平面方向图改进较多,根本不同约零点几dB,一起可看出,障碍物的宽度对笔直面方向图的影响较大,这是因为耦合形成的。障碍物高度对水平面方向图的影响首要是因为波束有必定仰角,低于仰角的障碍物对天线影响较小。
2 障碍物遮挡对定向天线的影响
定向天线与全向天线相比较,具有更高的方向性系数,然后广泛应用于远间隔通讯和信号侦收方面。因为定向天线的波束指向某一方向,本文首要剖析其波束指向方位障碍物的影响。仿真模型为一副八木天线,频率为20 MHz,架起高度为7.5 m,天线径向长度为17 m,障碍物距天线为40 m。
(1)无遮挡状况下天线参数。如图5所示,在无遮挡状况下,定向天线波束指向明晰,有必定方向性和仰角,后瓣较小,无旁瓣。
(2)障碍物15 m高、15 m宽状况下仿真成果。图6是天线受遮挡后的方位面和笔直面方向图。从仿真成果可看出,经遮挡后,天线方位面方向图发生裂瓣,且后瓣增大,天线主波束方向至少有3 dB的增益丢失。一起笔直面方向图也有裂瓣。
(3)障碍物宽度减至7.5 m状况时天线仿真。图7为障碍物宽度折半后方位面方向图和笔直面方向图的仿真成果可看出,将障碍物宽度折半后,对天线的方向图影响不大。经过比较图6和图7可看出,对障碍物宽度的改动,方向图和增益的改动3 dB。
(4)障碍物高度折半后天线状况。将障碍物高度下降至7.5 m,宽度不变,仿真成果如图8所示,经过比较图5与图8可看出,高度折半后,障碍物对天线方向图的影响削弱,图画根本共同。
(5)遮挡物高度折半,宽度添加为30 m。为剖析障碍物宽度对水平极化天线的影响,将障碍物宽度添加,仿真成果如图9所示。
经过仿真成果可看出,关于水平极化定向天线来说,影响其方向图的首要要素是障碍物的高度,首要影响其增益及方向图形状,过高的障碍物不只使方向图发生裂瓣,并且使这以后瓣变大,关于发射天线来说首要影响其通讯间隔和前后比,接纳天线则影响接纳信噪比。
3 结束语
经过对全向天线和定向天线收障碍物影响的剖析,可得出结论:影响天线通讯的障碍物最重要的要素是其高度。在条件答应的状况下,应尽量挑选无巨大障碍物的场所作为天线架起处,一起,障碍物的高度不该高于波束仰角规模。关于笔直极化的全向天线,障碍物的宽度对其笔直面方向图影响较大,会发生裂瓣,关于水平极化的定向天线,障碍物的宽度对其影响较小。