短波通信是指波長１０ ０－１０米（頻率為３－３０ＭＨｚ）的電磁波進行的無線電通信。短波通信傳輸信道具有變參特性，電離層易受環(huán)境影響，處于不斷變化當中，因此，其通信質(zhì)量，不如其它通信方式如衛(wèi)星、微 波、光纖好。短波通信系統(tǒng)的效果好壞，主要取決于所使用電臺性能的好壞和天線的帶寬、增益、 駐波比、方向性等因素。近年來短波電臺隨著新技術(shù)提高發(fā)展很快，實現(xiàn)了數(shù)字化、固態(tài)化、小型 化，但天線技術(shù)的發(fā)展卻較為滯后。由于短波比超短波、衛(wèi)星、微波的波長長，所以，短波天線體積較大。在短波通信中，選用一個性能良好的天線對于改善通信效果極為重要。下面簡單介紹短波天線如何選型和幾種常用的天線性能。
一、衡量天線性能因素
天線是無線通信系統(tǒng)最基本部件，決定了通信系統(tǒng)的特性。不同的天線有不同的輻射類型、極性、增益以及阻抗。
１．輻射類型：決定了輻射能量的分配，是天線所有特性中最 重要的因素，它包括全向型和方向型。
２．極性：極性定義了天線最大輻射方向電氣矢量的方向。 垂直或單極性天線（鞭天線）具有垂直極性，水平天線具有水平極性。
３．增益：天線的增益是天線的基本屬性，可以衡量天線的優(yōu)劣。增益是指定方向上的最大輻射強度與天線最大輻射強度的比值，通常使用半波雙極天線作為參考天線，其它類型天線最大方向上的輻射強度可以與參考天線進行比較，得出天線增益。一般高增益天線的帶寬較窄。
４．阻抗和駐波比（ＶＳＷＲ）：天線系統(tǒng)的輸入阻抗直接影 響天線發(fā)射效率。當駐波比（ＶＳＷＲ）１：１時沒有反射波，電壓反射比為１。當ＶＳＷＲ大于 １時，反射功率也隨之增加。發(fā)射天線給出的駐波比值是最大允許值。例如：ＶＳＷＲ為２：１時 意味著，反射功率消耗總發(fā)射功率的１１％，信號損失０．５ｄＢ。ＶＳＷＲ為１．５：１時，損 失４％功率，信號降低０．１８ｄＢ。
二、幾種常用的短波天線
１．八木天線（Ｙａｇｉ Ａｎｔｅｎｎａ） 八木天線在短波通信中通常用于大于６ＭＨｚ以上頻段，八木天線在理想情況下增益可達到１９ｄＢ，八木天線 應用于窄帶和高增益短波通信，可架設安裝在鐵塔上具有很強的方向性。在一個鐵塔上可同時架 設幾個八木天線，八木天線的主要優(yōu)點是價格便宜。
２．對數(shù)周期天線（Ｌｏｇ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ａｎｔｅｎｎ ａ） 對數(shù)周期天線價格昂貴，但可以使用在多種頻率和仰角上。對數(shù)周期天線適合于中、短波通 信，利用天波信號，效率高，接近于發(fā)射期望值。與其它高增益天線相比，對數(shù)周期天線方向性更強，對無用方向信號的衰減更大。
３．長線天線（Ｌｏｎｇ－Ｗｉｒｅ Ａｎｔｅｎｎａｓ） 長 線天線優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，價格低，增益適中。與八木天線和對極周期天線比，長線天線長度方向性 和增益低。但其優(yōu)勢在于，由于其增益與線長度有關(guān)，用戶可以找到最佳接收線的長度和角度。通 過比較信號波長，計算出線的長度，非常適合于遠距離通信。當線長４倍波長在仰角為２５度時與 雙極天線比增益高３ｄＢ，當線長８倍于波長時，增益高６ｄＢ，仰角下降到１８度。
４．車載移動天線（Ｍｏｂｉｌｅ Ａｎｔｅｎｎａｓ） 移動 天線一般工作在２．０～２５ＭＨｚ頻段上，為垂直極性天線，性能與機械特性有關(guān)，天線長度較短，在低仰角工作時，發(fā)射效率適中。在通常情況下，車載天線仰角應大于４５度，因為天線長度較短，是低效天線。在汽車上，機械特性限制了天線的選擇，但天線可以放置為倒"Ｌ"型，這樣增 加了天線的垂直輻射面，可以提高發(fā)射效率，倒"Ｌ"天線適宜用于中短波通信。
三、常用短波天線性能
方向性天線、簡單的雙極天線適用于短距離通信，但短波遠距離通信信號微弱，甚至被各種噪音淹沒時，天線就需要選擇比雙極天線增益更高的天線。理想方向性天線在工作方向上具有很高增益而無用方向上增益為０。
四、不同環(huán)境下天線選型
１．固定站間遠／近距離通訊 由于固定站間通訊方向是固定不變的，所以一般采用高增益，方向性強的短波天線。通信距離在１０００－３０００公里，可使 用高增益，低仰角對數(shù)周期天線（ＬＰ），但天線價格昂貴。在實踐中１００Ｗ短波自適應電臺配這種天線，可基本實現(xiàn)北京至昆明，烏魯木齊甚至拉薩全天候通信。如果通信質(zhì)量要求不是太高也 可使用價格相對便宜的天線如八木天線，長線天線，但長線天線需用天調(diào)。距離在６００Ｋｍ以內(nèi) 時采用水平雙極天線可取得較好效果，但水平雙極天線占地較大，中心站電臺較多不適合布天線陣。
２．固定站與移動站間通訊 由于移動站在運動中，通訊方向不固定，所以中心站的天線應選用全向天線，例如，多膜短波寬帶天線或配有天線調(diào)諧器的鞭狀天線。多膜天線雖然價格較貴，但是一個天線竿上可以繞三副天線（倆副高仰角天線，一副低仰角天線）遠、近距離通信均可兼顧。中心站也可用鞭狀天線，鞭狀天線的仰角低，近距（２０--１００ 公里）通信困難，遠距離（５００--３０００公里）只要頻率合適，通信效果較好。 移動站天線由于安裝面的限制，多采用鞭狀天線，國內(nèi)有時用柵網(wǎng)、雙環(huán)、三環(huán)天 線。遠距離通信時，鞭狀天線豎直，近距離通信則可以放置為倒"Ｌ"型，這樣使用增加了天線的垂 直輻射面，可以提高發(fā)射效率。只要天線的發(fā)射角、電臺的工作頻率合適，可以克服短波盲區(qū)（３ ０--８０公里）的通信困難。
３．干擾環(huán)境下的天線選型 電臺干擾是指工作在當前工作頻率附近的無線電臺的干擾，其中包括敵方有意識的電子干擾。由于短波通信的頻帶非常窄，而且現(xiàn) 在短波用戶越來越多，因此電臺干擾就成為影響短波通信順暢的主要干擾源。特別對于軍用通信系統(tǒng)，這種情況尤其嚴重。電臺的干擾與其他自然條件引起的干擾有很大的不同，它帶有很大的隨機 性和不可預測性。在敵方有意識的電子干擾情況下，采用高增益、方向性強的對數(shù)周期天線可取得 一定的效果。當然，克服干擾主要提高短波電臺性能（發(fā)射功率、接收靈敏度等等）或者采用頻率自適應、短波寬帶跳頻技術(shù)。如果需要數(shù)傳，調(diào)制解調(diào)器性能也非常關(guān)鍵，帶有交織功能的串行體 制短波高速調(diào)制解調(diào)器具有良好的抗干擾性能。
以下綜合評論
實際上，對于專業(yè)廠家生產(chǎn)的天線，比如v/u段的J形天線，都必須定制的，出廠時候必須調(diào)整（主要是修剪振子的長度），對于國外的廠家，由于是定型的產(chǎn)品，所以一般經(jīng)過理論計算和長時間生產(chǎn)實踐，摸索了比較好的數(shù)據(jù)，對于不同的頻點的調(diào)整，有了經(jīng)驗數(shù)據(jù)。所以我們可能會以為商品天線出廠不需調(diào)整就能很好匹配。（國內(nèi)由于廠家調(diào)測設備不到位，所以大部分都是形似而做不到神似，呵呵），對于國外生產(chǎn)的短波段的天線，比如日產(chǎn)的短波多波段八木天線，由于普遍采用低通濾波器類似的線圈加慢波天線線圈，一方面大大縮小了天線尺寸，又適應多波段的需要。但是同時，使天線方向圖波瓣鈍化，降低了增益，從而也相應地擴大了適應的頻帶寬度（天線的增益和天線的工作頻帶寬度成反比）。再說，對于短波段的頻帶（和V/U比較）本身比較窄，拿比較寬的業(yè)余波段21.000-21.500MHz來說，總共才500KHz，只占頻帶寬度的1/43，這樣的天線整個頻帶只要一個尺寸完全可以照顧過來，難度不大，對于成品廠家，由于長期制作，應該已經(jīng)可以很好地調(diào)出了具體的制作尺寸，按照要求架設（主要是場地的選擇，以及離地高度），一般就能達到廠家的指標了。
但是在民用來說，制作最復雜，廠家的產(chǎn)品由于考慮成本，費效比，所以沒有發(fā)燒的ham制作的那樣不惜工本，不怕費時！比如說：好多國外愛好者非常喜歡的多單元框形天線，由于能夠同時接收垂直和水平極化波，對于遠距離通信非常有利（我們知道電磁波在經(jīng)過反射后往往會使極化方向旋轉(zhuǎn)，比如通過電離層的反射或者地面/水面的反射后，極化方向會旋轉(zhuǎn)90度，所以對于水平發(fā)射的遠端電臺，我們接收到的往往是水平極化波和垂直極化波的復合，由于有相位差的存在，接收到的電磁波會有衰落，采用多單元的框形天線陣，分集接收既很好地利用了兩種極化波，又有效地克服了多徑引起的相位差產(chǎn)生的衰落）。但市場上，由于銷量小，制造成本高，而沒有成品，除非定制。還有，短波段的寬頻帶（1.8--29MHz）的對數(shù)周期天線陣，國外已經(jīng)由愛好者制作使用了，而且一做就是幾副（對應不同的方向），占地很廣，蔚為壯觀！相信這樣的天線在國家來說也是研究所少量研制，而沒有成品出售的。所以我說，最高級和發(fā)燒的，最好的天線都是愛好者制作的！
國外好多制作天線的公司，都是由愛好者開設的。其實不光天線，包括無線電測試儀表。我想他們的設備不比好多廠家差。
