【题目编号】MC2-0641
【题目】分集接收用多个接收机同时捕获同一信号,以获取更完整的信息并使信号更易辩识。但是,为收发信机的辅助接收机架设用于分集接收的独立接收天线时需注意:
【答案】AB(多选题)
[A]这种天线应距主天线远一些;例如,至少 1 个工作波长
[B]这种天线的极化最好与主天线正交;例如,分别使用水平和垂直天线
[C]为捕获更多信息,我们要为这种天线安装前置放大器
[D]如果天线是宽带的,我们必须为其安装外置式波段预选器
考点速览
这道题考查为分集接收架设独立接收天线时要注意的工程要点,属于接收分集技术的落地细节。分集接收用多个接收机同时捕获同一信号,把多路信号合起来,让信息更完整、信号更易辨识。为了真正拿到分集的好处,独立天线在位置和极化上都要刻意拉开差异,答案是距离至少一个工作波长、极化尽量正交两项。
分集为什么要求天线拉开差异
分集接收能改善信号的根本原因,在于不同天线收到的信号衰落是“不相关”的。短波信号的衰落来自电离层的多径干涉,两副天线的位置、极化差得越开,它们各自经历的衰落谷底就越不容易同时出现。把几路信号合并或择优,就能把单路信号的深衰落“填平”。
如果两副天线靠得太近、极化又相同,它们收到的信号几乎一模一样,衰落也同步发生,此时合并没有意义——两路信号同时掉下去,分集形同虚设。所以工程上刻意制造空间和极化上的差异,让两路信号的衰落尽量独立。
空间差异靠距离拉开。经验值是两副天线至少相距一个工作波长,距离越大去相关越充分。所谓工作波长,是按当前接收频率算出的波长,频率越低波长越长,短波低波段需要的间距就越大。这一点是架设分集天线的硬性经验值,题目选项 A 的“至少一个工作波长”正是这个意思。
极化差异靠天线摆放方向实现。一副用水平极化天线、一副用垂直极化天线,两副天线的电场方向互相垂直,收到信号的分量不同,衰落特性也不同。极化正交还能顺便利用极化分集,对经过电离层旋转极化的信号尤其有效。选项 B 说“极化最好与主天线正交,例如分别使用水平和垂直天线”,正确。实际架设时,空间分集与极化分集往往同时使用,两副天线既拉开距离又摆成正交,去相关效果最彻底。
逐项辨析
选项 A 是正确项:独立天线应距主天线远一些,至少一个工作波长,用空间距离换取衰落不相关。
选项 B 是正确项:独立天线极化最好与主天线正交,用水平与垂直天线构成极化分集。
选项 C 说“为捕获更多信息,我们要为这种天线安装前置放大器”。前置放大器的作用是放大微弱信号、压低系统噪声系数,它提升的是灵敏度,而不是“捕获更多信息”。分集的分集增益来自多路信号的不相关合并,加不加前放与能否实现分集无关;而且前放属于可选项,不是架设分集天线时的“注意要点”。所以 C 错。
选项 D 说“如果天线是宽带的,我们必须为其安装外置式波段预选器”。波段预选器(preselector)的作用是在接收机前端对信号做带通滤波,压掉带外强信号、保护前端,它与分集接收要解决的衰落问题没有直接关系。宽带天线是否需要预选器取决于当地强干扰情况,并非分集接收的必然要求,更不是“必须”安装。所以 D 错。
易混淆点
容易把“提高灵敏度”与“分集增益”混为一谈。灵敏度靠低噪声前放、低噪声前端来提升,处理的是“信号太弱听不见”;分集增益靠多路不相关信号合并来提升,处理的是“信号时强时弱、断断续续”。两者手段不同、针对的问题不同。本题的干扰项 C 正是用“加前放”冒充“分集收益”。
另一个易混点是预选器与分集天线的关系。预选器是带通滤波器,管带外抑制;分集天线讲究的是空间距离和极化正交,管衰落不相关。两者在链路里可能同时存在,但预选器不是分集接收的必备要件。
应试要点
分集天线两要素:距离至少一个工作波长、极化正交。记法是“一远一横”——天线离得远、极化摆成横竖交叉。凡是把前放、预选器说成分集天线“必须”配套的选项,都错在把别的功能硬安到分集头上。