無線電測向基礎(chǔ)知識(shí)..課件

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1、,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯

2、母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),無線電測向運(yùn)動(dòng)是競技體育項(xiàng)目之一，也是業(yè)余無線電活動(dòng)的主要內(nèi)容。它類似于眾所周知的捉迷藏游戲，但它是尋找能發(fā)射無線電波的小型信號(hào)源（即發(fā)射機(jī)），是無線電捉迷藏，是現(xiàn)代無線電通訊技術(shù)與傳統(tǒng)捉迷藏游戲的結(jié)合。大致過程是：在曠野、山丘、叢林或公園等優(yōu)美的自然環(huán)境中，事先隱藏好數(shù)部信號(hào)

3、源，定時(shí)發(fā)出規(guī)定的電報(bào)信號(hào)。參加者手持無線電測向機(jī)，測出隱蔽電臺(tái)的所在方向，采用徒步方式，奔跑一定距離，迅速、準(zhǔn)確地逐個(gè)尋找出這些信號(hào)源。以在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，找滿指定臺(tái)數(shù)、用時(shí)間少者為優(yōu)勝。通常，我們把實(shí)現(xiàn)巧妙隱藏起來的信號(hào)源比喻成狡猾的狐貍，故此項(xiàng)運(yùn)動(dòng)又稱無線電“獵狐”或抓“狐貍”。,無線電測向運(yùn)動(dòng),一、無線電波,在無線電技術(shù)中，我們把能夠向四周空間傳播一定距離的交替變化的磁場與電場，叫做無線電波，也稱電磁波，簡稱電波。無線電波屬于電磁波中頻率較低的一種。我國目前開展的無線電測向運(yùn)動(dòng)常見的兩個(gè)頻段：,1）3.5MHz3.6MHz 80米波段（83.3m85.7m）,2）144MHz146MHz

4、2米波段（2.08m2.055m),無線電測向原理,磁場,電場,電波,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們與“無線電”的關(guān)系越來越密切了。播送廣播節(jié)目和電視節(jié)目的廣播電臺(tái)和電視臺(tái)，是通過發(fā)射到空間的無線電波把聲音和圖象傳送到千家萬戶的。,簡單地回顧一下發(fā)射和接收過程：廣播電臺(tái)（電視臺(tái)）首先把需要向外發(fā)射聲音和圖象變?yōu)殡S聲音和圖象變化的電信號(hào)，然后用一中種頻率很高、功率很強(qiáng)的交流電做為“運(yùn)載工具”，將這種電信號(hào)帶到發(fā)射天線上去。再通過天線的輻射作用，把載有電信號(hào)的高頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橥l率的無線電波（或稱電磁波），推向空間，并象水波一樣，不斷向四周擴(kuò)散傳播，其傳播的速度在大氣中為每秒30萬公里。在電波所能到

5、達(dá)的范圍內(nèi)，只要我們將收音機(jī)、電視機(jī)打開，通過接收天線將這種無線電波接收下來，再經(jīng)過接收機(jī)大放大、解調(diào)等各種處理，把原來的電信號(hào)從“運(yùn)載工具”中分離出來，逼真地還原成發(fā)射時(shí)的聲音和圖像，我們就能在遠(yuǎn)隔千里的地方收聽（收看）到廣播電臺(tái)（電視臺(tái)）播出的節(jié)目。,無線電測向也是利用類似的途徑和方式實(shí)現(xiàn)的，只是它所發(fā)射的僅僅是一組固定重復(fù)的莫爾斯電報(bào)信號(hào)。電臺(tái)的發(fā)射功率小，信號(hào)能到達(dá)的距離也極為有限。一般在10公里以內(nèi)。,下面介紹一些有關(guān)的無線電波的基礎(chǔ)知識(shí)。,1.無線電波的傳播途徑,無線電波按傳播途徑可分為以下四種：,天波,由空間電離層反射而傳播；,地波,沿地球表面?zhèn)鞑ィ?直射波,由發(fā)射臺(tái)到接收臺(tái)直線

6、傳播；,地面反射波,經(jīng)地面反射而傳播。,無線電測向競賽的距離通常都在10公里以內(nèi)，所以，除用于遠(yuǎn)距離通信的天波外，其它傳播方式都與測向有關(guān)，,80米波段測向，主要使用地波,；,2米波段測向，主要使用直射波和地面發(fā)射波,。,2.無線電波在傳播中的主要特性,線電波離開天線后，既在媒介質(zhì)中傳播，也沿各種媒介質(zhì)的交界面（如地面）傳播，其傳播的情況是非常復(fù)雜的。它雖具有一定的規(guī)律性，但對(duì)它產(chǎn)生影響的因素卻很多。無線電波在傳播中的主要特性如下：,（1）直線傳播,均勻媒介質(zhì)（如空氣）中，電波沿直線傳播。無線電測向就是利用這一特性來確定電臺(tái)方位的。,（2）反射與折射,電波由一種媒介質(zhì)傳導(dǎo)另一種媒介質(zhì)時(shí)，在兩種

7、介質(zhì)的分界面上，傳播方向要發(fā)生變化。射線由第一種介質(zhì)射向第二中介質(zhì)，在分界面上出現(xiàn)兩種現(xiàn)象。一種是射線返回第一種介質(zhì)，叫做反射；另一種現(xiàn)象是射線進(jìn)入第二種介質(zhì)，但方向發(fā)生了偏折，叫做折射。一般情況下反射和折射是同時(shí)發(fā)生的。入射角等于反射角，但不一定等于折射角。反射和折射給測向準(zhǔn)確性帶來很大的不良影響；反射嚴(yán)重是，測向機(jī)誤指反射體，給接近電臺(tái)造成極大困難。,（3）繞射,電波在傳播途中，有力圖饒過難以穿透的障礙物的能力。繞射能力的強(qiáng)弱與電波的頻率有關(guān)，又和障礙物大小有關(guān)。頻率越低的電波，繞射能力越弱；障礙物越大，繞射越困難。工作于80米波段的電波，繞射能力是較強(qiáng)的，除陡峭高山（相對(duì)高度在200米以

8、上）外，一般丘陵均可逾越。2米波段的電波繞射能力就很差了，一座樓房，或一個(gè)小山丘，都可能使信號(hào)難以繞過去。因此，測向點(diǎn)的選擇就成為測向愛好者隨時(shí)都要考慮的一大問題。,（4）干涉,直射波與地面反射波或其它物體的反射波在某處相遇時(shí)，測向機(jī)收到的信號(hào)為兩個(gè)電波合成后的信號(hào)，其信號(hào)強(qiáng)度有可能增強(qiáng)（兩個(gè)信號(hào)跌疊加）也可能減弱（兩個(gè)信號(hào)相互抵消）。這種現(xiàn)象稱為波的干涉。產(chǎn)生干涉的結(jié)果，使得測向機(jī)在某些接收點(diǎn)收到的信號(hào)強(qiáng)，而某些接收點(diǎn)收到的信號(hào)弱，甚至收不到信號(hào)，給判斷電臺(tái)距離造成錯(cuò)覺。2米波段測向中，這種現(xiàn)象比較常見。,天線發(fā)射到空間的電波的能量是一定的，隨著傳播距離的增大，不僅在傳播途中能量要損耗，而且

9、能量的分布也越來越廣，單位面積上獲得的能量越來越小。反之，距電臺(tái)愈近，單位面積上獲得的能量愈大。在距電臺(tái)數(shù)十米以內(nèi)，電場強(qiáng)度的變化十分劇烈，反映在測向機(jī)耳機(jī)中的音量變化也格外明顯。這一特點(diǎn)有助于測向者在接近電臺(tái)后判斷電臺(tái)的距離及其位置。,3.天線的架設(shè)與電波傳播形式的關(guān)系,當(dāng)發(fā)射,天線垂直,于地面時(shí)，天線輻射電磁波的,電場也垂直于地面,，我們稱它“,垂直極化波,”；當(dāng),天線平行,于地面時(shí)，天線輻射電磁波的,電場也平行于地面,，我們叫它“,水平極化波,”。,80米波段,，規(guī)定發(fā)射,垂直極化波,，因而要求發(fā)射,天線必須垂直架設(shè),；2米波段規(guī)定發(fā)射水平極化波，因而要求發(fā)射天線必須水平架設(shè)。,二、無線

10、電測向機(jī)的組成與特點(diǎn),無線電測向機(jī)是測向運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練與比賽中賴以測向隱蔽電臺(tái)方位的工具，根據(jù)工作波段的不同，測向機(jī)的電路和外形結(jié)構(gòu)也不盡相同。但一部測向機(jī)，無論是簡是繁，是大是小，都是由測向天線、收信機(jī)和指示器三部分組成的。,1.測向天線,天線是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換器，它可將發(fā)射機(jī)饋給的高頻電能轉(zhuǎn)換為向空間輻射的電磁能，也可將空間傳播的電磁能轉(zhuǎn)換為高頻電能輸送到接收機(jī)。前者稱為發(fā)射天線，后者稱為接收天線。測向天線接收被測電臺(tái)發(fā)出的無線電信號(hào)，并對(duì)來自不同方向的電波產(chǎn)生不同的感應(yīng)電勢。這是測向機(jī)不同于一般收音機(jī)的主要區(qū)別。目前測向運(yùn)動(dòng)中，80米波段測向機(jī)都使用磁性天線以及與它相配合的直立天線；2米波段測

11、向機(jī)使用八木天線。,2.收信機(jī),收信機(jī)對(duì)測向天線送來的感應(yīng)電勢進(jìn)行放大解調(diào)等一系列處理，最后把所需信號(hào)送入指示器。一般測向機(jī)的收信部分與普通收音機(jī)基本相似，但根據(jù)測向的特殊需要，它還應(yīng)具備以下特點(diǎn)：,（1）為保證遠(yuǎn)距離收到隱蔽狀態(tài)下的小功率電臺(tái)信號(hào)，應(yīng)有較高的靈敏度。但為使近距離測向時(shí)信號(hào)不致阻塞，（信號(hào)過強(qiáng)時(shí)出現(xiàn)的現(xiàn)象）保持良好的方向性，以及能準(zhǔn)確判斷電臺(tái)距離，收信機(jī)必須有整機(jī)放大量調(diào)整和衰減信號(hào)裝置。,（2）測向機(jī)的音量應(yīng)隨天線感應(yīng)電勢的大小發(fā)生明顯的變化。收音機(jī)中為提高音量穩(wěn)定而設(shè)置的自動(dòng)音量控制電路，不能用于測向機(jī)。,（3）測向機(jī)的外形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)適應(yīng)劇烈運(yùn)動(dòng)的需要，即堅(jiān)固、防雨、防震、

12、便于攜帶和操作。,（4）除天線外，其余部件不得接收電波，以防破壞測向機(jī)的方向性。因此，應(yīng)使用金屬外殼將整機(jī)屏蔽。,3.指示器,指示器將天線對(duì)不同方向電波的反應(yīng)顯示出來.目前,測向機(jī)都采用耳機(jī)作指示器,通過它將電信號(hào)還原成聲音,依靠耳機(jī)中聲音大小判斷電臺(tái)方向。,三、測向天線的基本工作原理,測向機(jī)的主要功能是測定發(fā)信電臺(tái)的方向，這就要求測向機(jī)必須具備良好的方向性。這主要依賴測向天線的設(shè)計(jì)與制作。,1.直立天線工作原理,直立天線和信號(hào)源距離固定，直立天線上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢E,直,的有效值均相等：,E,直,=E,max,直立天線稱為無方向性天線，其接收方向特性圖稱為圓形圖。,2.磁性天線工作原理,80

13、,米波段測向使用的磁性天線，由磁棒和繞在磁棒上的天線線圈及引線、屏蔽罩組成?；窘Y(jié)構(gòu)如圖所示。,下圖為將磁性天線平行于地面放置，并接收垂直極化波時(shí)的俯視圖。電波從左向右傳播，其磁場方向必定垂直于電波傳播方向，并與地面平行（如圖中虛線所示）。磁性天線的輸出電勢E會(huì)隨,的改變而變化。,當(dāng)磁棒軸線對(duì)準(zhǔn)電臺(tái)，磁棒軸線與電波傳播方向平行（,=0、=180），,磁場方向與磁棒軸線垂直，即磁力線與天線線圈截面平行，磁力線無法順著磁棒穿過線圈，線圈中沒有變化的磁力線，線圈感應(yīng)電勢為零，即E,磁,=0。耳機(jī)聲音最小，甚至完全沒有聲音，此時(shí)磁性天線正對(duì)著電臺(tái)的那個(gè)面，稱小音面或小音點(diǎn)、啞點(diǎn)；,當(dāng)磁棒軸線與傳播方向

14、垂直時(shí)（=90,。,，=270,。,），磁場方向與磁棒平行，磁棒聚集最多的磁力線通過線圈，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢最大。耳機(jī)聲音最大。,磁棒軸線與傳播方向成其它角度時(shí)，多少會(huì)有一部分磁力線通過磁棒，天線有感應(yīng)電勢。耳機(jī)聲音不是最小，音量會(huì)隨著角度的變化而變化。,愈接近0,。,或180,。,，E,磁,愈??；愈接近90,。,或270,。,，E,磁,愈大?？傊?，E,磁,隨的變化而變化，其變化情況可用下圖表示，這就是磁性天線的“8”字形方向圖。,電波的傳播方向,E,磁,=E,max,sin,是電磁波的傳播方向與磁性天線軸線之間的夾角，,電磁波的傳播方向與磁性天線軸線平行=0（或180），感應(yīng)電動(dòng)勢為0；,電

15、磁波的傳播方向與磁性天線軸線垂直=90（或270），感應(yīng)電動(dòng)勢最大。,電波的傳播方向,當(dāng)用耳機(jī)作為測向機(jī)指示器時(shí)，所發(fā)聲音將隨感應(yīng)電動(dòng)勢的大小而變化。若轉(zhuǎn)動(dòng)磁性天線一周，當(dāng)磁棒軸線正指電臺(tái)時(shí)，耳機(jī)聲音最小或完全無聲，此時(shí)稱小音點(diǎn)或啞點(diǎn)；當(dāng)磁棒軸線的垂直方向?qū)χ娕_(tái)時(shí)，耳機(jī)聲音最大，此時(shí)磁性天線正對(duì)著電臺(tái)的那個(gè)面稱大音面，或大音點(diǎn)。在測向中，只要轉(zhuǎn)動(dòng)磁性天線，找出啞點(diǎn)，發(fā)射臺(tái)必定位于磁棒軸線所指的直線上，這就是通常所說的測雙向定線。,在其它條件不變的情況下，磁性天線轉(zhuǎn)動(dòng)180 ，E,磁,改變極性。設(shè)在0 180 范圍內(nèi)的感應(yīng)電勢為正值，則180 360 的感應(yīng)電勢為負(fù)值。,電波的傳播方向,由磁性

16、天線的方向圖可知，天線轉(zhuǎn)動(dòng)一周，測向機(jī)將出現(xiàn)兩個(gè)聲音最大處和兩個(gè)聲音最小處，即磁性天線的方向圖具有雙值性。利用這一點(diǎn)，可以測定電臺(tái)所處的一條位置線，但判斷不出它究竟處在位置線上的哪一邊。因此，僅具有雙值性的測向機(jī)在測向運(yùn)動(dòng)中是不能使用的，還必須使測向機(jī)具有單值性。磁性天線和直立天線組成的復(fù)合天線，就是具有單值性的測向天線。,直立天線和磁性天線同時(shí)用于測向，稱為無線電測向機(jī)的復(fù)合天線。現(xiàn)設(shè)直立天線的電勢等于E,max,，并為正值；設(shè)磁性天線的電勢最大值也等于E,max,復(fù)合天線的感應(yīng)電勢：,E=E,直,+E,磁,=E,max,+E,max,sin,=E,max,（1+sin）,由圖可見，上半部分各方向上的,兩天線電勢極性相同，合成電勢為兩,電勢之和；下半部各方向上兩電勢的,極性相反，合成電勢為兩電勢之差。,總的合成結(jié)果是一個(gè)實(shí)線所示的心臟,形方向圖。,復(fù)合天線心臟形示意圖,從這個(gè)方向圖看出，磁性天線轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，只有個(gè)一方向（即=270 ）使信號(hào)消失；也只有一個(gè)方向（即=90 ）信號(hào)最強(qiáng)。這樣就克服了磁性天線的雙值性，獲得了單方向性能。我們把信號(hào)強(qiáng)的這個(gè)面叫做單向大音面，簡稱大音面。利用大