无线电测向基础知识.pptx
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1、会计学1无线电测向基础知识无线电测向基础知识 一、无线电波一、无线电波 在无线电技术中,我们把能够向四周空间传播在无线电技术中,我们把能够向四周空间传播一定距离的交替变化的磁场与电场,叫做无线电一定距离的交替变化的磁场与电场,叫做无线电波,也称电磁波,简称电波。无线电波属于电磁波,也称电磁波,简称电波。无线电波属于电磁波中频率较低的一种。我国目前开展的无线电测波中频率较低的一种。我国目前开展的无线电测向运动常见的两个频段:向运动常见的两个频段:1 1)3.5MHz3.6MHz 803.5MHz3.6MHz 80米波段(米波段(83.3m85.7m83.3m85.7m)2 2)144MHz146
2、MHz 2144MHz146MHz 2米波段(米波段(2.08m2.055m)2.08m2.055m)无线电测向原理无线电测向原理第1页/共47页磁场电场电波第2页/共47页第3页/共47页随着科学技术的不断发展,人们与随着科学技术的不断发展,人们与“无线电无线电”的关系越来越密切的关系越来越密切了。播送广播节目和电视节目的广播电台和电视台,是通过发射了。播送广播节目和电视节目的广播电台和电视台,是通过发射到空间的无线电波把声音和图象传送到千家万户的。到空间的无线电波把声音和图象传送到千家万户的。简单地回顾一下发射和接收过程:广播电台(电视台)简单地回顾一下发射和接收过程:广播电台(电视台)首
3、先把需要向外发射声音和图象变为随声音和图象变化的电信号,首先把需要向外发射声音和图象变为随声音和图象变化的电信号,然后用一中种频率很高、功率很强的交流电做为然后用一中种频率很高、功率很强的交流电做为“运载工具运载工具”,将这种电信号带到发射天线上去。再通过天线的辐射作用,把载将这种电信号带到发射天线上去。再通过天线的辐射作用,把载有电信号的高频交流电转变为同频率的无线电波(或称电磁波),有电信号的高频交流电转变为同频率的无线电波(或称电磁波),推向空间,并象水波一样,不断向四周扩散传播,其传播的速度推向空间,并象水波一样,不断向四周扩散传播,其传播的速度在大气中为每秒在大气中为每秒3030万公
4、里。在电波所能到达的范围内,只要我们万公里。在电波所能到达的范围内,只要我们将收音机、电视机打开,通过接收天线将这种无线电波接收下来,将收音机、电视机打开,通过接收天线将这种无线电波接收下来,再经过接收机大放大、解调等各种处理,把原来的电信号从再经过接收机大放大、解调等各种处理,把原来的电信号从“运运载工具载工具”中分离出来,逼真地还原成发射时的声音和图像,我们中分离出来,逼真地还原成发射时的声音和图像,我们就能在远隔千里的地方收听(收看)到广播电台(电视台)播出就能在远隔千里的地方收听(收看)到广播电台(电视台)播出的节目。的节目。第4页/共47页无线电测向也是利用类似的途径和方式实现的,只
5、是它所发射的仅仅是一组固定重复的莫尔斯电报信号。电台的发射功率小,信号能到达的距离也极为有限。一般在10公里以内。第5页/共47页 下面介绍一些有关的无线电波的基础知识。下面介绍一些有关的无线电波的基础知识。1.1.无线电波的传播途径无线电波的传播途径无线电波的传播途径无线电波的传播途径 无线电波按传播途径可分为以下四种:无线电波按传播途径可分为以下四种:天波天波由空由空间电离层反射而传播;间电离层反射而传播;地波地波沿地球表面传播;沿地球表面传播;直射波直射波由发射台到接收台直线传播;由发射台到接收台直线传播;地面反射波地面反射波经地面经地面反射而传播。反射而传播。无线电测向竞赛的距离通常都
6、在无线电测向竞赛的距离通常都在1010公里以内,所以,公里以内,所以,除用于远距离通信的天波外,其它传播方式都与测向有关,除用于远距离通信的天波外,其它传播方式都与测向有关,8080米波段测向,主要使用地波米波段测向,主要使用地波米波段测向,主要使用地波米波段测向,主要使用地波;2 2米波段测向,主要使用直米波段测向,主要使用直米波段测向,主要使用直米波段测向,主要使用直射波和地面发射波射波和地面发射波射波和地面发射波射波和地面发射波。第6页/共47页 2.2.无线电波在传播中的主要特性无线电波在传播中的主要特性无线电波在传播中的主要特性无线电波在传播中的主要特性 线电波离开天线后,既在媒介质
7、中传播,也沿各种媒介线电波离开天线后,既在媒介质中传播,也沿各种媒介质的交界面(如地面)传播,其传播的情况是非常复杂的。质的交界面(如地面)传播,其传播的情况是非常复杂的。它虽具有一定的规律性,但对它产生影响的因素却很多。无它虽具有一定的规律性,但对它产生影响的因素却很多。无线电波在传播中的主要特性如下:线电波在传播中的主要特性如下:(1 1)直线传播)直线传播)直线传播)直线传播均匀媒介质(如空气)中,电波沿均匀媒介质(如空气)中,电波沿直线传播。无线电测向就是利用这一特性来确定电台方位的。直线传播。无线电测向就是利用这一特性来确定电台方位的。(2 2)反射与折射)反射与折射)反射与折射)反
8、射与折射电波由一种媒介质传导另一种媒介电波由一种媒介质传导另一种媒介质时,在两种介质的分界面上,传播方向要发生变化。射线质时,在两种介质的分界面上,传播方向要发生变化。射线由第一种介质射向第二中介质,在分界面上出现两种现象。由第一种介质射向第二中介质,在分界面上出现两种现象。一种是射线返回第一种介质,叫做反射;另一种现象是射线一种是射线返回第一种介质,叫做反射;另一种现象是射线进入第二种介质,但方向发生了偏折,叫做折射。一般情况进入第二种介质,但方向发生了偏折,叫做折射。一般情况下反射和折射是同时发生的。入射角等于反射角,但不一定下反射和折射是同时发生的。入射角等于反射角,但不一定等于折射角。
9、反射和折射给测向准确性带来很大的不良影响;等于折射角。反射和折射给测向准确性带来很大的不良影响;反射严重是,测向机误指反射体,给接近电台造成极大困难。反射严重是,测向机误指反射体,给接近电台造成极大困难。第7页/共47页 (3 3)绕射)绕射)绕射)绕射电波在传播途中,有力图饶过难以穿透的障电波在传播途中,有力图饶过难以穿透的障碍物的能力。绕射能力的强弱与电波的频率有关,又和障碍物的能力。绕射能力的强弱与电波的频率有关,又和障碍物大小有关。频率越低的电波,绕射能力越弱;障碍物碍物大小有关。频率越低的电波,绕射能力越弱;障碍物越大,绕射越困难。工作于越大,绕射越困难。工作于8080米波段的电波,
10、绕射能力是米波段的电波,绕射能力是较强的,除陡峭高山(相对高度在较强的,除陡峭高山(相对高度在200200米以上)外,一般丘米以上)外,一般丘陵均可逾越。陵均可逾越。2 2米波段的电波绕射能力就很差了,一座楼房,米波段的电波绕射能力就很差了,一座楼房,或一个小山丘,都可能使信号难以绕过去。因此,测向点或一个小山丘,都可能使信号难以绕过去。因此,测向点的选择就成为测向爱好者随时都要考虑的一大问题。的选择就成为测向爱好者随时都要考虑的一大问题。(4 4)干涉)干涉)干涉)干涉直射波与地面反射波或其它物体的反射波在直射波与地面反射波或其它物体的反射波在某处相遇时,测向机收到的信号为两个电波合成后的信
11、号,某处相遇时,测向机收到的信号为两个电波合成后的信号,其信号强度有可能增强(两个信号跌叠加)也可能减弱其信号强度有可能增强(两个信号跌叠加)也可能减弱(两个信号相互抵消)。这种现象称为波的干涉。产生干(两个信号相互抵消)。这种现象称为波的干涉。产生干涉的结果,使得测向机在某些接收点收到的信号强,而某涉的结果,使得测向机在某些接收点收到的信号强,而某些接收点收到的信号弱,甚至收不到信号,给判断电台距些接收点收到的信号弱,甚至收不到信号,给判断电台距离造成错觉。离造成错觉。2 2米波段测向中,这种现象比较常见。米波段测向中,这种现象比较常见。第8页/共47页 天线发射到空间的电波的能量是一定的,
12、随天线发射到空间的电波的能量是一定的,随着传播距离的增大,不仅在传播途中能量要损耗,着传播距离的增大,不仅在传播途中能量要损耗,而且能量的分布也越来越广,单位面积上获得的而且能量的分布也越来越广,单位面积上获得的能量越来越小。反之,距电台愈近,单位面积上能量越来越小。反之,距电台愈近,单位面积上获得的能量愈大。在距电台数十米以内,电场强获得的能量愈大。在距电台数十米以内,电场强度的变化十分剧烈,反映在测向机耳机中的音量度的变化十分剧烈,反映在测向机耳机中的音量变化也格外明显。这一特点有助于测向者在接近变化也格外明显。这一特点有助于测向者在接近电台后判断电台的距离及其位置。电台后判断电台的距离及
13、其位置。第9页/共47页 3.天线的架设与电波传播形式的天线的架设与电波传播形式的关系关系 当发射天线垂直天线垂直于地面时,天线辐射电磁波的电场也垂直于电场也垂直于地面地面,我们称它“垂直极化波垂直极化波”;当天线平行天线平行于地面时,天线辐射电磁波的电场也平行于地面电场也平行于地面,我们叫它“水平极化波水平极化波”。80米波段,规定发射垂直极化波,因而要求发射天线必须垂直架设;2米波段规定发射水平极化波,因而要求发射天线必须水平架设。第10页/共47页 二、无线电测向机的组成与特点二、无线电测向机的组成与特点 无线电测向机是测向运动员在训练与比赛中赖以测向隐蔽电台方位的工具,根据工作波段的不
14、同,测向机的电路和外形结构也不尽相同。但一部测向机,无论是简是繁,是大是小,都是由测向天线、收信机和指示器三部分组成的。第11页/共47页 1.测向天线测向天线 天线是一个能量转换器,它可将发射机馈给的高频电能转换为向空间辐射的电磁能,也可将空间传播的电磁能转换为高频电能输送到接收机。前者称为发射天线,后者称为接收天线。测向天线接收被测电台发出的无线电信号,并对来自不同方向的电波产生不同的感应电势。这是测向机不同于一般收音机的主要区别。目前测向运动中,80米波段测向机都使用磁性天线以及与它相配合的直立天线;2米波段测向机使用八木天线。第12页/共47页 2.2.收信机收信机收信机收信机 收信机
15、对测向天线送来的感应电势进行放收信机对测向天线送来的感应电势进行放大解调等一系列处理,最后把所需信号送入指大解调等一系列处理,最后把所需信号送入指示器。一般测向机的收信部分与普通收音机基示器。一般测向机的收信部分与普通收音机基本相似,但根据测向的特殊需要,它还应具备本相似,但根据测向的特殊需要,它还应具备以下特点:以下特点:(1 1)为保证远距离收到隐蔽状态下的小功)为保证远距离收到隐蔽状态下的小功率电台信号,应有较高的灵敏度。但为使近距率电台信号,应有较高的灵敏度。但为使近距离测向时信号不致阻塞,(信号过强时出现的离测向时信号不致阻塞,(信号过强时出现的现象)保持良好的方向性,以及能准确判断
16、电现象)保持良好的方向性,以及能准确判断电台距离,收信机必须有整机放大量调整和衰减台距离,收信机必须有整机放大量调整和衰减信号装置。信号装置。第13页/共47页 (2)测向机的音量应随天线感应电势的大小发生明显的变化。收音机中为提高音量稳定而设置的自动音量控制电路,不能用于测向机。(3)测向机的外形结构设计应适应剧烈运动的需要,即坚固、防雨、防震、便于携带和操作。(4)除天线外,其余部件不得接收电波,以防破坏测向机的方向性。因此,应使用金属外壳将整机屏蔽。第14页/共47页 3.指示器指示器 指示器将天线对不同方向电波的反应显示出来.目前,测向机都采用耳机作指示器,通过它将电信号还原成声音,依
17、靠耳机中声音大小判断电台方向。第15页/共47页 三、测向天线的基本工作原理三、测向天线的基本工作原理三、测向天线的基本工作原理三、测向天线的基本工作原理 测向机的主要功能是测定发信电台的方向,这就要求测向机测向机的主要功能是测定发信电台的方向,这就要求测向机必须具备良好的方向性。这主要依赖测向天线的设计与制作。必须具备良好的方向性。这主要依赖测向天线的设计与制作。1.1.直立天线工作原理直立天线工作原理直立天线工作原理直立天线工作原理 直立天线和信号源距离固定,直立天线上产生的感应电动势直立天线和信号源距离固定,直立天线上产生的感应电动势E E直直的有效值均相等:的有效值均相等:E E直直=
18、E=Emaxmax 直立天线称为无方向性天线,其接收方向特性图称为圆形图。直立天线称为无方向性天线,其接收方向特性图称为圆形图。第16页/共47页 2.2.磁性天线工作原理磁性天线工作原理磁性天线工作原理磁性天线工作原理 8080米波段测向使用的磁性天线,由磁棒和绕在磁棒上的米波段测向使用的磁性天线,由磁棒和绕在磁棒上的天线线圈及引线、屏蔽罩组成。基本结构如图所示。天线线圈及引线、屏蔽罩组成。基本结构如图所示。第17页/共47页下图为将磁性天线平行于地面放置,并接收垂直极下图为将磁性天线平行于地面放置,并接收垂直极化波时的俯视图。电波从左向右传播,其磁场方向化波时的俯视图。电波从左向右传播,其
19、磁场方向必定垂直于电波传播方向,并与地面平行(如图中必定垂直于电波传播方向,并与地面平行(如图中虚线所示)。磁性天线的输出电势虚线所示)。磁性天线的输出电势E E会随会随 的改变而的改变而变化。变化。第18页/共47页当磁棒轴线对准电台,磁棒轴线与电波传播方向平行(=0、=180),磁场方向与磁棒轴线垂直,即磁力线与天线线圈截面平行,磁力线无法顺着磁棒穿过线圈,线圈中没有变化的磁力线,线圈感应电势为零,即E磁=0。耳机声音最小,甚至完全没有声音,此时磁性天线正对着电台的那个面,称小音面或小音点、哑点;第19页/共47页当磁棒轴线与传播方向垂直时(=90。,=270。),磁场方向与磁棒平行,磁棒
20、聚集最多的磁力线通过线圈,线圈中的感应电动势最大。耳机声音最大。磁棒轴线与传播方向成其它角度时,多少会有一部分磁力线通过磁棒,天线有感应电势。耳机声音不是最小,音量会随着角度的变化而变化。第20页/共47页 愈接近愈接近0 0。或或180180。,E E磁磁愈小;愈小;愈接近愈接近9090。或或270270。,E E磁磁愈大。总之,愈大。总之,E E磁磁随随 的变化而变化,其变的变化而变化,其变化情况可用下图表示,这就是磁性天线的化情况可用下图表示,这就是磁性天线的“8 8”字形方向图。字形方向图。电波的传播方向第21页/共47页 E磁=Emax sin 是电磁波的传播方向与磁性天线轴线之间的
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