无线电调试的技术分析与应用.doc

武汉理工大学信息工程系毕业论文设计 题目：无线电调试的技术分析与应用 作者： 武汉理工大学 毕业论文姓 名： 学 号： 专 业： 论文题目： 无线电调试的技术分析与应用 指导教师： 职 称： 2011年 月 日 指导老师评语及成绩： 指导老师： 审阅日期：2011年5月25日目 录目录 1论文摘要21、无线电调试的概念和应用61.1无线电调试的概念62、无线电的主要应用领域 62.1无线电波得几个波段72.2无线电的应用.73、无线电调试技术简介.83.1VHF/UHF近距离测向.83.2利用人体的简易定向天线.83.3调频接收机在测向中的问题.83.4八木定向天线和HB9CV天线93.5利用附加调频测向-多普勒法94、我国无线电测向的形势及其相应对策.94.1 形势94.2无线电测向的社会价值是无限的 104.3 对策10 结语11感谢12参考文献.13摘 要无线电测向是一门实用技术，广泛应用于无线电管理、军事侦察、交通导航、救援搜索、天文观测、野生动物追踪等方面。自然，也成为业余无线电活动的内容之一。线电测向系统的组成 一般讲来，要利用单台设备测定电波辐射源的方向，就需要有一种在不同方向上接收电波能力不同的天线系统，即定向天线系统。定向天线系统可以是一个本身具有方向性的天线，例如八木天线或者环形天线，也可以是多个无方向性天线（全向天线）组合成的定向天线阵。 绪 论 无线电技术是通过无线电波传播信号的技术。无线电技术的原理在于，导体中电流强弱的改变会产生无线电波。利用这一现象，通过调制可将信息加载于无线电波之上。当电波通过空间传播到达收信端，电波引起的电磁场变化又会在导体中产生电流。 通过调节将信息从电流变化中提取出来，就达到了信息传递的目的。无线电的发展史，在很大程度上就是人们对各波段进行研究、运用的历史。首先被运用的是长波段，因为长波在地表激起的感生电流小、电波能量损失小，而且能够绕过障碍物。但长波的天线设备庞大、昂贵，通讯容量小，这促使人们寻求新的通讯波段。二十世纪20年代，业余无线电爱好者发现短波能传播到很远的距离。1931年出现了电离层理论，电离层正象赫兹所说的镜子。它最适于反射短波。短波电台既经济又轻便，它在电讯和广播中得到了普遍应用。但是电离层受气象、太阳活动及人类活动的影响，使通信质量和可靠性下降，此外短波段容量也满足不了日益增长的需要。短波段为3MHz30MHz，按每个短波台占4KHz频带计算，仅能容纳几千个电台，每个国家只能分得很有限的电台数，电视台（8MHz）就更挤不下了。从二十世纪40年代开始，世界上发展了微波技术。微波已接近光频，它沿直线传播，而且能穿过电离层不被反射，所以微波需经中继站或通讯卫星将它反射后传播到预定的远方。无线电调试的概念及应用1、无线电调试的概念无线电测向和无线电定位。确定一个未知电台的位置，实际上需要使用两项技术。一是无线电测向，测定无线电波辐射源的方向的过程成为无线电测向。二是无线电定位，根据方向信息确定被测点位置的过程成为无线电定位。（当然，还有不涉及测向的无线电定位方法。）不过通常情况下所说的ARDF笼统包含了测向和定位的过程。此外，为了将信号选择放大到可以被人感知的程度，还需要适当的无线电接收机。对一般通信或广播用的无线电接收机的要求是希望它们对天线接收到的信号参数（信号强度等）的变化越小越好，以利于稳定接收，而测向接收机则希望对由于天线方向性和信号方向引起的信号变化越敏感越好。因此一般通信接收机需要经过一定改造、处理才能较好地应用于测向。 2、无线电的主要应用领域2.1无线电波得几个波段波段 波长/m 频率/kHz 应用 长波 超远程通信 中波 无线电广播、电报 中短波 短波 5010 微波 电视、宇航通信 2.2无线电的应用 无线电广播和电视（1）无线电波是一种信息运载工具，利用它来传递声音信号和图像信号。 （2）发射过程（电台和电视台完成）。 （3）接收过程（收音机和电视机完成）。 激光通信（1）激光的特性：很强的方向性、很高的单色性、很高的亮度。 （2）光纤通信：不受外界条件的干扰，传播的远，容量大。 3、无线电调试技术简介纵观国内外无线电调试技术的发展现状和高新技术的发展动向,无线电调试技术主要有以下几方面。3.1最简单的VHF/UHF近距离测向 VHF/UHF本地通信多采用垂直极化电波，即发射天线垂直于地面，在大地为理想导体的条件下，其产生的电场方向也垂直于地面。如果我们在周围用一台带有垂直天线的手持台的收信部分接收，照理是测不出发射机方向的。 【 图2 】3.2利用人体的简易定向天线 前几年美国QST杂志介绍了另一种简易测向的办法，即以固定姿势将手持台握在胸前并与身体保持一定距离，把具有一定导电性能的身体当成一个反射体，形成一个简单的定向天线系统，然后转动身体，当面对电波入射方向时接收到的信号最大，这样就可以测出电台方向。 笔者在测试144MHz天线方向性时曾可以观察到几米以外人体移动对信号强度的影响，说明人体反射电波的作用比想象的明显。 【图3】3.3调频接收机在测向中的问题调频通信方式的主要优点是，所要传输的信号幅度是用射频信号频率的偏移来表示的，解调工作与接收到的射频信号的强度无关，因此传输途中各种干扰、衰落引起的信号幅度变化不会被解调出来，所以最后得到的信号信噪比高，保真度好。当我们将调频接收机用于测向时，不论如何转动定向天线使信号强度随方向有所变化，或者在接近发射机的过程中信号随距离缩短而不断增强，只要最小的信号已经达到限幅电路的门槛，则所有的幅度变化都会被切掉，最终听到的信号不会有强度上的变化。3.4八木定向天线和HB9CV天线八木天线是典型的定向天线，很多有关业余无线电天线和电视天线的书刊中有详细介绍，这里不再重复。 虽然八木天线的振子越多方向性越尖锐，但是一般业余无线电手持测向机使用三单元144MHz或者45单元430MHz天线就可以了，振子越多体积越大，不利于携带和移动。另外，在一般市镇、山地、树林等条件下，尤其是天线很矮、与人体距离很近时，这些环境对电波的反射、吸收造成的指向误差是十分明显的，天线方向性再尖锐也未必有实际意义。这种天线由2个半波长振子组成，两个振子间用相位线联结，按照一定相位供电，使它们产生的电磁场在一个方向抵销、另一个方向叠加。50欧馈电线与天线馈电点之间串联一个半可调电容。调整这个电容，可以得到极好的前后比。 3.5利用附加调频测向-多普勒法 上面叙述的测向基于感测定向天线在指向不同方向时接收到的信号强度所发生的变化。虽然使用适当的衰减器可以使调频通信接收机最终输出的音频信号反映出信号变化，但是这种变化是靠伴生噪声的大小来反映的，听起来不舒服，而且在接近被测电台的过程中需要不断调整衰减器才能使信号保持在反映最灵敏的范围。 为了克服这些问题，可以采用另外的技术，把电波入射方向与天线的关系转换为对信号的附加调频深度，这样就可以直接利用调频通信接收机直接把这种关系解调为可听信号，而不必插入需要不断调整的衰减器、非把信号衰减到和本机噪声相比拟的微弱程度。 多普勒法是业余无线电测向最常用的一种附加调频的方法，它利用切换不同空间位置的天线，模拟天线在电波传播方向上的相对运动，产生多普勒频移。 最简单的多普勒测向机天线系统由两支相同的垂直天线构成，可以是臂长为1/4波长的垂直接地天线，也可以是全长为1/2波长的垂直偶极天线，本例为后者。两支天线之间的空间距离为1/4波长至1/2波长之间。 【 图 6、7 】4、我国无线电测向的趋势及其相应对策4.1未来形势。无线电测向是一项活动，它的价值体现在两个方面。一是具体价值，另外是社会价值。1、无线电测向的社会价值是无限的无线电测向在学校可以体现“素质教育”；在科技教育中可以体现“科教兴国”的战略方针；在强身健体上可以体现“全民健身”计划；在满足人们文化需要方面又服务于休闲娱乐。所以无线电测向的社会价值是无限的。无线电测向是一个很具体的活动项目，但它可以创造出无穷无尽的、浩瀚无边、各种各样的品牌。可以与历史结合，与未来结合；小可到一家一户，大到整个世界；从手中使用的各种现代化通讯工具，到看不见的空中无际的电波；从眼前的某项工作，到社会上的各行各业的需要。无线电测向活动可以创造出无限品牌。在任何品牌下无线电测向活动都可以展现它的风采。 2、无线电测向的具体价值是节俭的。体现在运做具体活动和比赛上，无线电测向需要经费不多，却可以创造大的效益，因此很得商家的兴趣。在96年的全国体育招标大会上，赫赫有名的奥运会项目还没有得到在座商家的认可时，无线电测向的全国锦标赛首先招标成功。商家认为无线电测向投资不多，却能得到较大的效益，何乐而不为。无线电测向的具体价值蕴藏着巨大的商机和乐趣！除了上面提到的测向方法以外，业余无线电测向还包括很多其他方法，有些方法简单，有些方法很复杂，决不是一篇文章可以说完的。即使是世界上比较先进的无线电测向专业设备和系统，也还是有很多问题没有解决，尤其在提高精度方面，例如如何克服电离层或者城市环境影响造成的畸变而精确测定电台方向效果还不十分理想。因此，业余无线电技术是一个既古老、又存在研究空间的领域，值得有兴趣的业余无线电爱好者试一试身手。 应该说明的是，无线电测向也是无线电管理的对象之一。业余无线电测向可以用来研究技术，测定业余电台、干扰业余频段的非法干扰电台以及其他干扰源（例如工业放电对周围广播造成的干扰、家庭闭路电视系统的泄漏等），应用于协助救生搜索、野生动物保护、业余天文观测等，以及作为竞赛、游戏，但是不允许用来测定其他正常无线电通信业务电台的参数，务请注意。 结 语无线电的发展历程见证了人类走向了高科技的时代，无线电测向技术的发展趋势见证了人类对于高智能化的向往。无线电技术不是孤立的，它是许多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。在走向高智能化的时代步伐下，无线电技术的广阔发展前景也将越来越光明。 至此，本篇论文关于无线电测向技术的探讨告一段落，希望文中的部分观点对大家以后对无线电的认识、发展及未来有所启发与设想。 感 谢四年的求学生涯在师长、亲友的大力支持下，走的辛苦却也收获满囊，在论文即将付辛之际，思绪万千，心情久久不能平静。伟人、名人为我所崇拜，可是我更急切的把我的敬意和赞美献给一个平凡的人，我的指导老师。我不是您最色的学生，而您却是我最尊敬的老师。您治学严谨，学识渊博，视野雄阔，为我们营造了一个良好的精神氛围。使我不仅接受了全新的思想观念，树立了宏伟的学术目标，领会了基本的思考方式，常常让我有“山重水复疑无路，柳暗花明又一村” 。在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长给了我无言的帮助，在这里请接受我的诚挚谢意！同时也感谢学院为我提供良好的做毕业设计的环境。最后再一次感谢所有在毕业