分集收音

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当我们打开收音机收听短波广播节目时,有时声音忽大忽小,甚至听不清楚。这种现象叫做“衰落”。造成衰落的原因是由于短波是利用电离层的反射而传播的,而电离层是不稳定的,它的等效高度和电子密度经常变化,因而反射波传播的距离也随着变化,到达接收天线的电波就有强弱变化。另外,短波广播时,电波从电离层反射到地球表面,又从地球表面反射到电离层,这样往复反射传播,当电波到达接收天线时,它们的相位会发生变化,相位相同时电波加强,声音增大;相位不同时互相抵消,声音减弱。当衰落严重时,声音听不清,杂音增大,有时还串入其他电台的声音。

比较有效的抗衰落的方法是采用分集收音法。分集收音法可解释作分散接收与集合输出,所谓分散接收是指接收必须同时在两种以上的不同情况下进行,集合输出是指把不同情况下收到的信号加以合并。收转短波广播电台的收转站,一般采用空间分集,其合并方法则采用交叉扼制法。空间分集是用两副以上彼此相距5~10倍接收波长(例如200米)以上的天线,分别用两部或两部以上接收机接收同一频率。接收后再将信号合并使用。这主要是利用两副或两副以上的天线对同一信号衰落的程度不同,合在一起结果总信号强度能保持在一定的水平,从而消除了衰落的影响。用的天线越多,效果当然越好,但无线超过三副,效果增加得不显著,而设备的费用要增加许多,所以一般总是采用三副天线组成三重分集收音较好;而用两副天线组成二重分集收音,对一般收转电台广播也就可以了。

二重空间分集交叉扼制并合信号的原理如图1。图中A\(_{1}\)2是两副同一程式的天线,它们的电性能应该尽可能相似。收音机甲、收音机乙是两部同一型号的收音机。两部收音机的高放和中放级各自放大一副天线的输入信号;他们的检波和自动增益控制(AGC)的输出合并在一起,接到同一部收音机的音频放大级放大。另一部收音机的音频放大级和功率放大级作监听用或不用。

图1
图1 🔍原图 (1140×416)

交叉扼制法的电路如图2。这种方法可适用于二重或多重的分集制。从图中可以看出:两部收音机的检波二极管输出都经过公共的负载电阻R\(_{L}\),他们的自动增益控制电路也都连在一起。假定在工作时,收有机甲的天线A1在某一瞬间接收到的信号衰落较小,它的检波输出就较大,输出信号在R\(_{L}\)上产生电压降EL。因两部收音机的自动增益控制电路是连在一起的,所以两部收音机的高、中频电路增益被控制在同样水平上,但此时收音机乙的信号弱,结果它的检波输出电压比收音机甲的输出电压低,加以检波二极管D\(_{2}\)受到EL反向偏压的作用,实际上已近乎被阻断,不能起检波作用。此时只有收音机甲处于工作状态,而收音机乙不工作。如果这时收音机乙的天线A\(_{2}\)收到的信号强度突然升高,或者A1的信号强度受到衰落而降低,检波管D\(_{1}\)和D2的工作情况就立即转换,即D\(_{2}\)起检波作用,D1受到扼制,收音机乙工作,收音机甲不工作。当两副天线在某瞬间信号强度接近时,两部收音机检波管同时起检波作用,都处于工作状态。这就是二重分集收音的基本原理。

图2
图2 🔍原图 (552×696)

图2中,K\(_{1}\)、K2是小豆开关;μA\(_{1}\)、μA2是载波表。收转时的操作过程如下。合上K\(_{1}\),断开K2,转动收音机甲的频率选择旋钮至所要收的频率,微调至载波表μA\(_{1}\)指示为最大值。然后断开K1合上K\(_{2}\),调谐收音机乙至同一频率后再合上K1,观察两载波表的指针,如果起伏比较平衡,处于此起彼落、此落彼起的状态,表示分集收音的效果是好的。如果有一只载波表经常不起来;或起来很小随即跌下,这就表示两个天线或收音机的差距较大,分集效果不好,必须检查有关部分。

空间分集制收音的效果好坏,要看天线的排列距离和收音机的并合方式,特别是天线布置更为重要。要分集接收的效果好,必须是两副天线所收到的信号不同时衰落。这样才能经常选得衰落最小的信号。要做到这一点,二重分集天线可排成如图3所示位置,不要排在同一入射波的波面上。图3中,D\(_{1}\)D2代表电磁波传播方向;W\(_{1}\)W2代表电磁波的波面。两副天线的距离应在200米以上,但也不宜太大,距离太大效果增加得不多而占用了较多场地,同时馈线也将增长,从而增加损耗。分集收音的天线一般可采用菱形或鱼骨形天线,最好用同一种程式的天线效果较好。(俞孟传)

图3
图3 🔍原图 (351×482)