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1、让让智智慧慧行行动动起起来来无线电测向机创新设计与实践无线电测向机创新设计与实践让让身身心心强强健健起起来来课程定位课程定位o在在学习学习无线电常识及无线电测向基本技术的基础上无线电常识及无线电测向基本技术的基础上o训练训练同学们创新设计与制作一款无线电测向机的工程实同学们创新设计与制作一款无线电测向机的工程实践能力。践能力。o通过通过使用使用测向机参加户外无线电猎狐测向机参加户外无线电猎狐实践实践o体验体验无线电测向这项无线电测向这项“科技体育科技体育”带来的别样感受！带来的别样感受！主要内容：主要内容：o无线电测向运动无线电测向运动o无线电波常识无线电波常识o无线电测向原理无线电测向原理o
2、8080米波段测向机的使用米波段测向机的使用无线电测向技术的应用无线电测向技术的应用o航海（空）导航：o20世纪初，测向机测陆地发射台；o现代：20世纪九十年代以来oVTS(VesselTrafficService)系统o定位+识别+领航，20MHz500MHzoVHF（Veryhighfrequency）电台，30MHz300MHzoVTS雷达设备，可描绘特定航线，并提供航行动向。oAIS（AutomaticIdentificationSystem）oGPS（GlobalPositioningSystem）o军事：军事：o二战，德国利用广播电台的电磁波导航，轰炸伦敦。德国利用小型潜艇，偷袭盟
3、国舰艇。o美国在大西洋沿岸遍设猎潜网，出动飞机有效轰炸。侦破敌特电台、寻找伤员、空降物等。o无线电侦察：侦听、侦收、测向。濒濒危危动动物物的的保保护护神神无无线线电电监监测测车车狐狸的尾巴狐狸的尾巴无线电波无线电波o定义：定义：在自由空间（包括空气和真空）传播的电磁波在自由空间（包括空气和真空）传播的电磁波。o其频率范围:o对应的波长:10km0.1mm电磁波电磁波o开创：开创：法拉第（英） ，1831，电磁感应的发现 o o建立：建立：麦克斯韦（英）， 1873年o“在导体中来回振荡的交流电可以向空间辐射出电磁波，而这些波会以光的速度向外传播。” o这种电场和磁场交替组成的波动，称为电磁波。
4、o验证：验证：赫兹（德），1886年o电磁波检验器，宣布“电磁感应是以波动形式在空气中传播的。”电磁振荡电磁振荡电磁波的特性电磁波的特性o变化的变化的电场电场E也会在周围空间产生变化的也会在周围空间产生变化的磁场磁场H，V 为传播方向为传播方向，且，且电磁波的特性电磁波的特性o在真空中以光速传播，在均质中直线传播在真空中以光速传播，在均质中直线传播o相当于绕地球表面7周半，象水波一样向外传播。具有能量。具有能量。无线电波的分类1）按极化形式按极化形式极化：极化：交变电磁场在其附近空间又激起新的电磁场的现象。交变电磁场在其附近空间又激起新的电磁场的现象。极化方向为无线电波的电场方向。极化方向为无
5、线电波的电场方向。电场方向与天线方向基本平行。电场方向与天线方向基本平行。垂直极化波：垂直极化波：天线天线 地平面。地平面。o如工作于如工作于80米波段和短距离米波段和短距离2米波段的无线电测向、声音广播等。米波段的无线电测向、声音广播等。水平极化波：水平极化波：天线天线/地平面。地平面。o如工作于标准距离如工作于标准距离2米波段的测向竞赛、电视台使用的电波。米波段的测向竞赛、电视台使用的电波。o2 2）按照传播路径）按照传播路径o3 3）按照）按照频率或波长频率或波长o极低频(ELF)10Mmo超低频(SLF)30300Hz超长波110Mmo中频(MF)300HZ3000KHz中波100m1
6、Kmo高频(HF)330MHz短波10100mo甚高频(VHF)30300MHz米波110mo特高频(UHF)3003000MHz分米波10cm1mo极超高频(SHF)330GHz厘米波110cmo极高频(EHF)30300GHz毫米波1mm1cmo至高频3003000GHz亚毫米波0.11mmo声音信号频率范围是20HZ20KHz无线电波的发射1）从）从LC振荡电路过渡到天线振子振荡电路过渡到天线振子无线电波是通过天线发射到空间的无线电波是通过天线发射到空间的下列情况能发射无线电波吗？下列情况能发射无线电波吗？o1、任何导体都可以发射无线电波吗？、任何导体都可以发射无线电波吗？天线振子的长度
7、与波长可比拟。天线振子的长度与波长可比拟。o2、任何电流通过导体时都可以向空间发射电、任何电流通过导体时都可以向空间发射电磁波吗？磁波吗？无线电波的传播无线电波的传播1 1）地波传播）地波传播 指电波沿地球表面传播，又称地表面传播。指电波沿地球表面传播，又称地表面传播。绕射能力。绕射能力。大地的吸波现象。大地的吸波现象。因地面稳定，传播过程不与电离层接触，所以通信质量高。因地面稳定，传播过程不与电离层接触，所以通信质量高。广泛应用于中波广播和通信中。广泛应用于中波广播和通信中。2 2）天波传播）天波传播o指电波经出电离层反射到地面的传播方式。指电波经出电离层反射到地面的传播方式。电离层的形成：
8、电离层的形成： 离地面离地面602000公里的高空，由于太阳紫外线、公里的高空，由于太阳紫外线、太阳表面喷射出来的微粒流和其他射线的作用，大气分太阳表面喷射出来的微粒流和其他射线的作用，大气分子发生电离，形成自由电子和离子。子发生电离，形成自由电子和离子。衰落现象：衰落现象：由于传播不稳定而引起收听到的短波无线电由于传播不稳定而引起收听到的短波无线电 广播节目的声音忽大忽小。广播节目的声音忽大忽小。通信质量不高。适用于中波和短波通信中。通信质量不高。适用于中波和短波通信中。1901年的一天，美国和英国的业余无线电爱好者利年的一天，美国和英国的业余无线电爱好者利用短波突然沟通了联络。用短波突然沟
9、通了联络。3 3）超短波传播）超短波传播30MHZ以上的无线电以上的无线电波，称为超短波波，称为超短波(包括包括微波微波)。几乎不能经过障碍物，几乎不能经过障碍物，只能在视线距离内传只能在视线距离内传播，传播距离仅数十公播，传播距离仅数十公里。但若通过中继站接里。但若通过中继站接力或利用人造地球卫星力或利用人造地球卫星传递信号，超短波传播传递信号，超短波传播也能用作长距离通信。也能用作长距离通信。无线电测向原理无线电测向原理o无线电测向：无线电测向：依靠无线电测向机测定发射台（或接收台）依靠无线电测向机测定发射台（或接收台）方位方位的过程。的过程。o在均匀介质中，无线电波具有沿在均匀介质中，无
10、线电波具有沿直线传播直线传播的特点。的特点。猎枪猎枪无线电测向机无线电测向机测向测向天线天线收收 信信机机指指 示示 器器天线天线o1）天线的作用及特点）天线的作用及特点o天线是一个能量转换器：天线是一个能量转换器：o 高频电能高频电能 电磁能电磁能o包括发射天线、接收天线。包括发射天线、接收天线。o两者可逆（据互易定理）。两者可逆（据互易定理）。2）磁性天线的结构）磁性天线的结构o测向磁性天线磁棒：测向磁性天线磁棒：D=1cm，L=10cmo磁棒在天线中起磁棒在天线中起“聚集空间电磁波聚集空间电磁波”的作用。的作用。o当磁棒与电波传播方向垂直或平行时，天线接收电波的当磁棒与电波传播方向垂直或
11、平行时，天线接收电波的能力最强或最弱。能力最强或最弱。3）磁性天线的测向原理）磁性天线的测向原理1、电波从左向右传播；2、磁场方向必定垂直于电波传播方向并与地面平行（图中虚线）；3、为磁棒轴线与电波方向的夹角；磁性天线的输出感磁性天线的输出感应电势应电势e磁磁会随会随的变的变化而变化。化而变化。磁性天线磁性天线平行于地面平行于地面放置，放置，并接收并接收垂直极化波垂直极化波时的俯视图。时的俯视图。3）磁性天线的测向原理）磁性天线的测向原理o磁性天线具有磁性天线具有双双值性：值性：o磁性天线旋转磁性天线旋转180， e磁改变极性。磁改变极性。o测向机的声音大小无法测向机的声音大小无法分辨极性的改
12、变。分辨极性的改变。o哑点与大音点。哑点与大音点。4）单方向的确定单方向的确定o磁性天线具有磁性天线具有双值性双值性。o可测定电台所处的一条位置线，但判断不可测定电台所处的一条位置线，但判断不出它所处确定方位。出它所处确定方位。产生单向特性的方法产生单向特性的方法 环形天线加直立天线环形天线加直立天线 适当的信号幅度适当的信号幅度 调整直立天线长度调整直立天线长度 适当的信号相位适当的信号相位 谐振回路谐振回路 调相电阻调相电阻PJ-80测向机电路原理图复合天线的心脏形方向图 直立天线的无方向特性和磁性天线直立天线的无方向特性和磁性天线的双值性的双值性叠加出叠加出心脏形心脏形单向特性单向特性8
13、0米波段信号源天线与地面垂直米波段信号源天线与地面垂直标标准准距距离离8 8 0 0米米波波段段测测向向机机 2米波段测向机和专用监听耳机米波段测向机和专用监听耳机2米波段信号源天线与地面平行米波段信号源天线与地面平行测测向向机机制制作作比比赛赛图图 1.2.1 1.2.1 简易测向机方框图简易测向机方框图 认准两头、弄清用途认准两头、弄清用途 化繁为简、器件为主化繁为简、器件为主 找到电源、揪住地线找到电源、揪住地线 功能开关、走通回路功能开关、走通回路高放级高放级差拍振荡器差拍振荡器检波器检波器前置低放前置低放攻放攻放PJ-80测向机电路原理图1 - - - - - 1 - - - - - 2 - - - - - 2 - - - - - 3 - - - - - 3 - - - - - 4 - - - - - 4 - - - - - 5 - - - - - 5 - - - - - 6 - 6 - 7 - - 7 - - 8 - - - 8 - - - 9 - - - - 9 - - - - 0 - - - - -0 - - - - -M0 - - - - -M0 - - - - -摩尔斯电码：摩尔斯电码：愿我们：愿我们：o成为成为A A级猎人！级猎人！
