無線電測向機的制作

1、無線電測向機的制作一、 無線電原理時間：9月3日上午9:0011:30 無線電波是電磁波的一種，是由交變的電場與磁場交替產(chǎn)生并以有限速度向空間傳輸?shù)倪^程。無線電波是電磁波中波長最長，頻率最小的，頻率在103MHz1013MHz之間，通常用于通信、廣播、電視、雷達(dá)等。無線電波的傳輸方式包括天波、地波、直接波、反射波和衛(wèi)星傳輸。地波傳輸穩(wěn)定，但可傳輸距離短，能量損耗大；天波可以傳輸超遠(yuǎn)距離，但不穩(wěn)定?，F(xiàn)在廣泛使用的是直接波的傳輸方式。天線是一種能量轉(zhuǎn)換器，可以實現(xiàn)電能與電磁能的相互轉(zhuǎn)換，并且具有可逆性，既可以做發(fā)射器，也可以做信號的接收器。天線具有很強的方向性，直立天線接收垂直極化波，磁性天線接收

2、水平極化波。磁性天線由磁體、線圈和引線組成，其中磁體是軟磁鐵氧體。無線電測向機是具有強方向性的無線接收機，由天線系統(tǒng)、電路系統(tǒng)和終端指示器組成。天線系統(tǒng)包括直立天線和磁性天線，磁性天線用于確定磁場方向，再由直立天線確定電場方向，組合起來就可以確定信號源的位置。天線系統(tǒng)的接收方式是超外差式，既通過接收到的輸入信號減去本機振蕩，得到所需要的信號。我們所要制作和使用的測向機是PJ-80型無線測向機，它具有工作穩(wěn)定、調(diào)試方便、結(jié)構(gòu)簡單、性價比高等特點。二、 實驗?zāi)康谋敬坞娮訉嵙?xí)的目的，是進(jìn)行無線電測向機的制作、調(diào)試，用調(diào)試好的測向機進(jìn)行信號的搜尋以及對所收到的信號進(jìn)行分析處理。從中掌握測向機的基本制作

3、和調(diào)試過程，并感受實地側(cè)向的過程。三、 焊接過程時間：9月3日下午2:003:45，9月4日上午9:0010:00在電路板的焊接之前，首先要了解電路的工作原理。電路包括高頻放大電路、差拍檢波電路、可調(diào)差拍振蕩電路、低頻放大電路、功放芯片以及天線和耳機七部分組成。耳機作為終端指示器，振蕩電路則是在做信號“減法”的時候十分關(guān)鍵的一步。電路中，三個三極管的作用也十分重要，是保證電路正常運行的關(guān)鍵。電路的核心是芯片LM386。焊接中也有許多需要注意的問題。首先，應(yīng)該將烙鐵先接觸焊盤，然后放上焊錫，焊錫的用量不能太多，會造成焊錫的浪費，也不能太少，會造成虛焊，虛焊將對以后的調(diào)試過程帶來很大的麻煩。要先取

4、下焊錫，再放開烙鐵。標(biāo)準(zhǔn)的焊接形狀應(yīng)該是光亮的圓錐形。正式開始焊接時，首先要對對應(yīng)的電阻進(jìn)行測量，確定阻值是否正確，再將其焊接在電路板的對應(yīng)位置。剛開始焊接有一些不適應(yīng)，經(jīng)過一段時間漸漸進(jìn)入了狀態(tài)。我們先將所有的電阻焊在了電路板上，之后又完成了部分電容的焊接。在焊二極管的時候要格外小心，黑色的部分對應(yīng)二極管的負(fù)極，因為二極管是有方向性的，如果焊反，電路將無法導(dǎo)通。三個二極管外形極其相似，如果不注意，很容易搞錯位置，這樣電路也是無法工作的。然后，我們兩個人配合，從之前已經(jīng)焊接好的電路板上取下我們所需要的對應(yīng)元件（電容），重新焊接在我們自己的電路板上。焊接的整個過程比較順利，很快我們就將所有的元件

5、都焊接完畢，經(jīng)過老師的檢查，合格后就可以進(jìn)入下一階段的調(diào)試了。四、 調(diào)試時間：9月4日上午10:00下午4:00調(diào)試階段可以說是整個實習(xí)過程中最耗費時間的階段，老師開放了一個電臺，我們要通過對雙繞組變壓器T2的調(diào)節(jié)，搜尋到電臺，再調(diào)節(jié)T1找到接收信號的極值點。首先，我們將焊接好的電路板接到測向機機殼中，裝好電池，然后要對四個靜態(tài)工作點VD3、R3、R9、R12兩端的電壓進(jìn)行測量，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)范圍才可以進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)試。測量過程中，首先由于電池電量的問題，VD3兩端的電壓一直偏小，為2.87V左右，達(dá)不到規(guī)定的3.5V4.4V。更換了電池之后，電池電壓在5.9V左右，測量到的靜態(tài)工作點電壓如下表：靜態(tài)

6、工作點VD3R3R9R12測量電壓4.20V0.03V2.90V2.40VVD3、R9、R12兩端的電壓均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，但R3兩端的電壓一直很小，而且有時甚至為零。檢查了焊接點以后也并未發(fā)現(xiàn)問題，于是我去向老師請教。老師讓我測量了R7兩端電壓，以及三極管V1三個引腳的電壓，進(jìn)過測量，R7電壓為0.53V，V1三個引腳的電壓分別為e：0.0V，b：0.03V，c：4.17V。可是測量之后仍然沒有發(fā)現(xiàn)問題的所在。之后，我嘗試調(diào)整了一下R3的焊接，然后又對T2進(jìn)行了調(diào)節(jié)，終于聽到了電臺的滴滴聲，但是雜音很大，而且信號很不穩(wěn)定，時有時無。在拆卸直立天線的時候，由于螺絲刀不小心碰到了R7一端的引腳，引起

7、了短路，導(dǎo)致R7發(fā)熱。最終，也沒能自己調(diào)試好，只能去請教老師。老師幫我做了細(xì)致的檢查，而且還重新焊接了幾處引腳，可仍然沒有修好。最后，由于不明原因，我的無線電測向機沒有能夠正常的接收信號，所以之后的實驗只能使用備用機完成。五、 整機測試時間：9月5日上午9:0011:30完成了調(diào)試工作就要進(jìn)行測向機的整機測試了。我們要使用信號發(fā)生器和示波器來完成對測向機性能的測試。首先要調(diào)節(jié)信號發(fā)生器的頻率和幅度，先將幅度定為100V，在不同的頻率下調(diào)節(jié)測向機的RP2旋鈕，直到聽到清晰悅耳的聲音后，觀察不同頻率下接收到的信號的圖像和幅值并記錄。之后，需要測試測向機的靈敏度。將信號的幅度定為10V，然后再測試不

8、同頻率的信號，觀察測向機接收到信號的強弱，從而測試測向機的靈敏度。測試結(jié)果記錄如下表：表：幅度為100V時頻率（MHz）3.453.503.513.523.533.54幅值（mV）28.0315352364355305 3.553.563.573.583.593.603.6524818214913510785.965.0表2：幅度為10V時頻率（MHz）3.503.553.60幅值（mV）42.126.820.4統(tǒng)計表如下： 經(jīng)過對數(shù)據(jù)結(jié)果的分析發(fā)現(xiàn)，頻率在3.52MHz時，所接收到的信號幅值最大，不同頻率的幅值基本符合正態(tài)分布，而在頻率3.45MHz和3.65MHz時，收到信號的幅值較小，這

9、與之前的理論結(jié)果是一致的。在測向機靈敏度的測試中，所得數(shù)據(jù)的值相對較小，測向機收聽到的聲音也比較微弱，說明我們制作的測向機的靈敏度并不是很高，遇到較低幅度的信號時，接收效果不是十分理想。在得到的三個數(shù)據(jù)中，3.50MHz時信號幅值最大，之后兩個頻率下幅值遞減。并且在觀察示波器時，信號圖像也不是很穩(wěn)定，有一定的波動，說明測向機的性能還不是很好，接收信號的穩(wěn)定性不強。 通過今天的整機參數(shù)的測試，我們對自己的測向機性能有了初步的認(rèn)識，了解到了測向機的一些不足。六、 外訓(xùn)時間：9月6日上午9:0010:00完成了無線電測向機的調(diào)試和性能測定，就要開始實地的演練了。老師將一個電臺放在室外的某個地方，我們

10、則需要通過測向機的指示，判斷出電臺的方向，從而確定出電臺的具體位置，最終找到電臺。外訓(xùn)時，要將測向機直立放置，讓無線電波通過磁性天線的橫截面，找到信號最強的方向，之后要按下“單向”按鈕，利用直立天線接收到的電場信號，確定信號源是在所處位置的正前方還是正后方，信號加強的則是正前方，減弱的則是正后方。最終就可以準(zhǔn)確的確定信號的方位，從而找到電臺。外訓(xùn)中我使用的仍然是備用機，所以接收到的信號非常清晰，在距離信號源十米以外仍然可以聽見很清晰的滴滴聲，并且發(fā)現(xiàn)在正對電臺的方向，信號非常強，而稍微轉(zhuǎn)過一個小角度后，就可以感覺到信號有所減弱，這樣就可以很精確的定位電臺的位置。不過加入直立天線后，效果并不是十

11、分明顯，信號沒有明顯的增強或減弱。今天的外訓(xùn)是為了明天的實地搜索做準(zhǔn)備，先調(diào)試好，熟悉戶外的環(huán)境，明天就可以順利的找到電臺。七、 電臺搜尋時間：9月7日上午9:0010:30 經(jīng)過了四天的焊接制作、調(diào)試、整機測試以及外訓(xùn)，終于進(jìn)入了本次電子實習(xí)的最后階段實地電臺搜尋。首先由老師將四個不同頻率的電臺藏在校園的某個角落，然后我們通過使用自己制作的無線電測向機調(diào)節(jié)頻率，在十分鐘內(nèi)找到對應(yīng)的電臺，并且用電臺處的打卡機在老師發(fā)給我們的紙片上打孔記錄。開始搜索第一個電臺，我們聽到的是“噠噠 噠噠噠”的聲音，在原地改變不同方向，確定聲音最大的方向，然后根據(jù)直立天線的指示，判斷出正對的方向后，就向該方向跑去。

12、很快，便找到了第一個電臺，位置在物理實驗中心前的石凳下。打卡后，改變測向機的頻率，開始尋找下一個電臺。這次的聲音是“滴 滴滴滴滴”，方向大概在理教的前方，竹林的方向?？墒莵淼街窳郑髅髀牭降穆曇艉茼懥?，可是卻找不到電臺。這時，我發(fā)現(xiàn)電臺藏在很隱蔽的竹林中，加上電臺放在迷彩的包里，真的很難分辨，也不得不佩服老師藏電臺的高明。又成功的找到一個電臺以后，我們的興趣更加濃厚了，決定把剩下的兩個電臺也一起找到。可是很快我們發(fā)現(xiàn)，剩下的兩個電臺信號比之前的要弱，而且一直受到第一的電臺的干擾，很難確定具體的方位，而且十分鐘的搜索時間已經(jīng)到了，我們只能把打卡的紙條交給老師。但是不甘心的我們還是決定把剩下的兩個

13、臺都找到。繞著操場奔跑尋找電臺的過程真的充滿了樂趣，探索的興奮，尋找的刺激，讓我們真正感受到了實踐的快樂。在操場上軍訓(xùn)的學(xué)弟學(xué)妹們都向我們投來好奇的目光。雖然到最后我都沒能找到最后兩個臺，但是卻收獲了快樂。就在這樣快樂的“尋寶”中，我們?yōu)槠谖逄斓臒o線電測向機電子實習(xí)畫上了完美的句號。期間雖然有困難，有失落，但更多的是快樂與收獲。八、 總結(jié)與感想經(jīng)過五天的電子實習(xí)，我們學(xué)習(xí)了無線電波原理，無線電測向機的基本原理，以及無線電測向機的制作，自己親手焊接電路板，調(diào)試機器，并且做了整機性能的測試，最后還用自己做的測向機實際尋找了電臺。在這個過程中，我們遇到了很多預(yù)想不到的困難，原本認(rèn)為很簡單的焊接，也出

14、現(xiàn)了很多小問題，調(diào)試過程更是一項考驗?zāi)托呐c技術(shù)的任務(wù)。但是，我們還是從中找到了很多樂趣，也學(xué)習(xí)到許多知識與技能。尤其是當(dāng)我們拿著自己的測向機找到了電臺的時候，那種喜悅之情是無法言喻的。實踐是最好的老師，它教會我們的不僅是書本上的知識，還有許多書本上學(xué)習(xí)不到的東西，它還可以讓我們明白許多深刻的道理，在快樂中學(xué)習(xí)與成長。通過親自體驗整個過程，我們明白了任何一個看似簡單的過程，都可能出現(xiàn)許多未知的問題，任何一個微小的細(xì)節(jié)，都可以決定結(jié)果的成敗。只有耐心、細(xì)心與信心，才能做出最好的成品。這次電子實習(xí)，既提高了我們的動手能力，又讓我們學(xué)到許多電學(xué)方面的知識，不僅為以后的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)，也給我們上了生動的

15、一課。希望今后還可以多參加這樣的電子工藝實習(xí)，讓我們有更多的機會，可以自己動手完成一項儀器的制作，并且用自己做的儀器進(jìn)行測量與演練，這樣既可以學(xué)習(xí)到理論知識，又可以從中發(fā)現(xiàn)許多樂趣，寓教于樂，學(xué)習(xí)效果一定會大大提高。最后，也要特別感謝我們的老師，為我們耐心解答焊接和調(diào)試中的各種問題，為了給我們修好電路板的問題，連午飯都沒有吃，水也沒有喝一口，甚至還留在學(xué)校里很晚都不能回家，真的非常感動。謝謝老師的付出，老師您辛苦了。九、 小建議對這次的無線電測向機的電子實習(xí)，我還有一些小建議，希望可以讓以后的實習(xí)課程更加生動，可以讓同學(xué)們有更大的興趣，讓大家更加積極的參與到實踐的過程中去，也可以學(xué)習(xí)到更多。首先，在同學(xué)們完成焊接以后，可以給同學(xué)們提供示波器，讓他們可以自己堅持振蕩電路是否振蕩，從而檢查出一些焊接上的問題，而不用都去尋找老師，這樣可以提高工作效率，也可以幫老師減少工作量。其次，可以對測向機本身做一些改進(jìn)。如加上指示燈，來判斷信號的強弱級別?；蛘甙惭b方向指針，在發(fā)現(xiàn)多個信號源的時候，可以分別指出不同信號源的位置，實現(xiàn)同時尋找多個電臺的目的，可以提高尋找電臺的效率，又不會因為多個電臺而相互干擾