無線電測向基礎(chǔ)知識

無線電測向運(yùn)動是競技體育項目之一，也是業(yè)余無線電活動的主要內(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)部信號源，定時發(fā)出規(guī)定的電報信號。參加者手持無線電測向機(jī)，測出隱蔽電臺的所在方向，采用徒步方式，奔跑一定距離，迅速、準(zhǔn)確地逐個尋找出這些信號源。以在規(guī)定時間內(nèi)，找滿指定臺數(shù)、用時間少者為優(yōu)勝。通常，我們把實現(xiàn)巧妙隱藏起來的信號源比喻成狡猾的狐貍，故此項運(yùn)動又稱無線電“獵狐”或抓“狐貍”。無線電測向運(yùn)動

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)動常見的兩個頻段：1）3.5MHz——3.6MHz80米波段（83.3m——85.7m）2）144MHz——146MHz2米波段（2.08m——2.055m)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)目的廣播電臺和電視臺，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（電視臺）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，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，把原來的電信號從“運(yùn)載工具”中分離出來，逼真地還原成發(fā)射時的聲音和圖像，我們就能在遠(yuǎn)隔千里的地方收聽（收看）到廣播電臺（電視臺）播出的節(jié)目。無線電測向也是利用類似的途徑和方式實現(xiàn)的，只是它所發(fā)射的僅僅是一組固定重復(fù)的莫爾斯電報信號。電臺的發(fā)射功率小，信號能到達(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。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?；直射波——由發(fā)射臺到接收臺直線傳播；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，在兩種介質(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（相對高度在200米以上）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，或一個小山丘，都可能使信號難以繞過去。因此，測向點(diǎn)的選擇就成為測向愛好者隨時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，測向機(jī)收到的信號為兩個電波合成后的信號，其信號強(qiáng)度有可能增強(qiáng)（兩個信號跌疊加）也可能減弱（兩個信號相互抵消）。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)收到的信號強(qiáng)，而某些接收點(diǎn)收到的信號弱，甚至收不到信號，給判斷電臺距離造成錯覺。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，距電臺愈近，單位面積上獲得的能量愈大。在距電臺數(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后判斷電臺的距離及其位置。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，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，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)動員在訓(xùn)練與比賽中賴以測向隱蔽電臺方位的工具，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發(fā)出的無線電信號，并對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米波段測向機(jī)使用八木天線。2.收信機(jī)收信機(jī)對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)下的小功率電臺信號，應(yīng)有較高的靈敏度。但為使近距離測向時信號不致阻塞，（信號過強(qiáng)時出現(xiàn)的現(xiàn)象）保持良好的方向性，以及能準(zhǔn)確判斷電臺距離，收信機(jī)必須有整機(jī)放大量調(diào)整和衰減信號裝置。（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)計應(yīng)適應(yīng)劇烈運(yùn)動的需要，即堅固、防雨、防震、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,通過它將電信號還原成聲音,依靠耳機(jī)中聲音大小判斷電臺方向。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)計與制作。1.直立天線工作原理直立天線和信號源距離固定，直立天線上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E直的有效值均相等：E直=Emax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會隨θ的改變而變化。θ當(dāng)磁棒軸線對準(zhǔn)電臺，磁棒軸線與電波傳播方向平行（θ=0°、θ=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，此時磁性天線正對著電臺的那個面，稱小音面或小音點(diǎn)、啞點(diǎn)；當(dāng)磁棒軸線與傳播方向垂直時（θ=90。，θ=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，多少會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，音量會隨著角度的變化而變化。

θ愈接近0?；?80。，E磁愈??；θ愈接近90?；?70。，E磁愈大?？傊?，E磁隨θ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。θ電波的傳播方向E磁=Emaxsinθθ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θ=0°（或180°），感應(yīng)電動勢為0；電磁波的傳播方向與磁性天線軸線垂直θ=90°（或270°），感應(yīng)電動勢最大。θ電波的傳播方向當(dāng)用耳機(jī)作為測向機(jī)指示器時，所發(fā)聲音將隨感應(yīng)電動勢的大小而變化。若轉(zhuǎn)動磁性天線一周，當(dāng)磁棒軸線正指電臺時，耳機(jī)聲音最小或完全無聲，此時稱小音點(diǎn)或啞點(diǎn)；當(dāng)磁棒軸線的垂直方向?qū)χ娕_時，耳機(jī)聲音最大，此時磁性天線正對著電臺的那個面稱大音面，或大音點(diǎn)。在測向中，只要轉(zhuǎn)動磁性天線，找出啞點(diǎn)，發(fā)射臺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。θ電波的傳播方向由磁性天線的方向圖可知，天線轉(zhuǎn)動一周，測向機(jī)將出現(xiàn)兩個聲音最大處和兩個聲音最小處，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用于測向，稱為無線電測向機(jī)的復(fù)合天線?，F(xiàn)設(shè)直立天線的電勢等于Emax，并為正值；設(shè)磁性天線的電勢最大值也等于Emax復(fù)合天線的感應(yīng)電勢：E=E直+E磁

=Emax+Emaxsinθ=Emax（1+sinθ）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?？偟暮铣山Y(jié)果是一個實線所示的心臟形方向圖。復(fù)合天線心臟形示意圖從這個方向圖看出，磁性天線轉(zhuǎn)動一周時，只有個一方向（即θ=270°）使信號消失；也只有一個方向（即θ=90°）信號最強(qiáng)。這樣就克服了磁性天線的雙值性，獲得了單方向性能。我們把信號強(qiáng)的這個面叫做單向大音面，簡稱大音面。利用大音面就可直接測出電臺在哪一邊，即“定邊”。PJ-80測向機(jī)組成及工作原理電路框圖L1為磁棒天線，A為拉桿天線，K1為單、雙向轉(zhuǎn)換開關(guān)，用于判斷電臺方向，BG1及外圍電路組成高頻放大器，將天線接收的高頻摩爾斯碼信號放大后由B1耦合輸出。BG3、C14、C15、D2、C16、C17及C18組成可調(diào)式變形電容三點(diǎn)式振蕩器，調(diào)節(jié)W2可改變變?nèi)荻O管D2反偏電壓，從而改變該管電容量使振蕩頻率發(fā)生變化。穩(wěn)壓管D3用于消除因電池電壓下降造成振蕩頻率不穩(wěn)。振蕩信號與B1輸出的高頻信號疊加，再由二極管D1混頻產(chǎn)生差拍信號，經(jīng)檢波和低通濾波后產(chǎn)生的音頻信號由BG2、LM386組成的低頻功放電路放大，這里D1起到混頻和檢波雙重作用。K2為耳機(jī)插座控制的電源開關(guān)，使用立體聲耳機(jī)時K3合上。

測向機(jī)的使用一、80米波段持機(jī)方法直立式測向機(jī)，其正確就持機(jī)方法：右手握機(jī)，大拇指靠近“單、雙向開關(guān)”，其它四指握向測向機(jī)，手背一面是大音面；左手調(diào)節(jié)音量和調(diào)諧旋鈕。二、收聽信號的步驟使用80米測向機(jī)來收聽信號的過程是：將耳機(jī)插入插孔中，頭戴耳機(jī)；拉出直立天線；開啟電源開關(guān)，將“音量”旋鈕至最大位（此時耳機(jī)內(nèi)有較大的沙沙聲）。然后緩慢調(diào)整“調(diào)諧”旋鈕，注意收聽電臺信號。當(dāng)突然聽到某一異樣聲音時，將“調(diào)諧”旋鈕更緩慢地左右細(xì)調(diào)，直到聲音最大、最清晰為止，還要仔細(xì)辨聽該信號是不是被測電臺信號；如果不是被測電臺的信號，要繼續(xù)調(diào)諧。如果電臺信號很弱或收不到時，邊轉(zhuǎn)動測向機(jī)，邊調(diào)整“調(diào)諧”旋鈕，繼續(xù)收聽，以便盡快捕捉住電臺信號。三.測電臺方向線的基本方法80米測向機(jī)與測單向和測雙向兩種方法供選擇。在實際測向中，必須兩種方法配合使用，才能獲得滿意的效果。按使用單、雙向的步驟不同，可分為單向——雙向法和雙向——單向法兩種。單向——雙向法：測向者按前述“持機(jī)方法”持機(jī)，手背向前（這時測向機(jī)的大音面朝前），用右手大拇指按下“單、雙向”微動開關(guān)（這時直立天線接入電路），邊調(diào)整頻率調(diào)諧旋鈕，邊轉(zhuǎn)體使大音面環(huán)向周圍掃動。當(dāng)耳機(jī)聲音最大時，測向機(jī)單向大音面所在的方向即為電臺方向。這個過程叫做測單向，又叫“定邊”，即定出電臺在哪邊。從單向心臟形方向圖可知，單向大音面為一個較大的扇面，難以準(zhǔn)確地定出方向線。因此，在定邊后，大拇指要松開“單、雙向”開關(guān)（即斷開直立天線），并將直立天線收進(jìn)機(jī)內(nèi)，用磁性天線的小音點(diǎn)（即磁棒軸線）對著單向所指的電臺方向，繼續(xù)轉(zhuǎn)動測向機(jī)，當(dāng)耳機(jī)聲音最?。ɑ驘o聲）時，磁棒軸線所指的方向，即為電臺方向線。后邊這個過程叫做測雙向，又叫做測線。上述方法操作簡便，并且使用單向時靈敏度較高，有利于遠(yuǎn)距離弱信號的接收，適合于信號微弱時使用。起點(diǎn)測向多采用單向——雙向法。雙向——單向法：收聽到電臺信號后，先用前述雙向法，測出電臺所處的一條直線。然后右手大拇指按下“單、雙向”開關(guān)（加入直立天線）并轉(zhuǎn)動測向機(jī)90°，用單向大音面對準(zhǔn)測出的直線，聽一下聲音大小，再迅速將測向機(jī)轉(zhuǎn)動180°（扭動手腕，使大音面由原來的向外變?yōu)橄蚶铮?。注意保持直立天線與地面垂直，反復(fù)比較兩面的聲音大小。聲音大時，單向大音面所在的那條射線即為電臺的方向線?？梢娺@種方法是先測出一條方向線，再定出電臺在這條線的哪一邊，即先測線，再定邊。在實際使用中，往往需要再斷開直立天線，用雙向法瞄示準(zhǔn)確的方向線，并記住遠(yuǎn)處方位物?；緶y向技術(shù)：1、收測電臺信號（調(diào)至最大音量，尋找電臺）（1）收聽電臺信號（2）測出電臺方向線（3）單向的確定（拉出直立天線，雙180）2、方向跟蹤：小音面為主，大音面為輔（寧跑勿走，寧過勿欠）3、交叉定點(diǎn)4、比音量（1、掃音量2、跑音量3、適當(dāng)降低音量）5、電波反射以及注意事項（進(jìn)入反射區(qū)，分不清方向，要立即退出）15個電阻、20個電容、3個二極管、3個三極管、2個電感線圈1、電阻器，簡稱電阻電阻器用字母R表示電阻值的單位：歐姆（Ω

）；千歐（KΩ

）；兆歐（MΩ

）

換算：(1MΩ=1000KΩ=10000000Ω)R139KΩ橙白橙R91KΩ棕黑紅R215KΩ棕綠橙R108.2KΩ灰紅紅R31KΩ棕黑紅R1124KΩ紅黃橙R41KΩ棕黑紅R121KΩ棕黑紅R51KΩ棕黑紅R134.7KΩ黃紫紅R63.9KΩ橙白紅R14510可變綠棕棕R7150Ω棕綠棕R1518KΩ棕灰橙R8100KΩ棕黑黃

電阻記憶規(guī)律色別二環(huán)（代表數(shù)字）第三環(huán)（倍率）第四環(huán)（誤差）棕10——紅200——橙3000——黃40000——綠500000——藍(lán)6000000——紫70000000——灰800000000——白9000000000——黑0————例：R1:39KΩ橙白橙

例：R1=39KΩ橙白橙

39000Ω=39KΩ2、電容器（20個）1)、電容器和電容量均用字母C表示，電容量單位是法拉，簡稱法，用字母F表示，還有常用單位微法（uF）和皮法（PF）換算：1F=1000000uF；1uF=1000000PF2)、電容器的特性：隔斷直流、通過交流（通交阻直），原因（1）電容器兩極間，隔著絕緣體（介質(zhì)）（2）因交流電大小、方向不斷地變化，使電容器不斷地充放電，從而使電路中維持有電流。3)、安裝：怕高溫，焊接動作要快。電解電容注意正、負(fù)極性。C15/20PFC110.01uF(103)C20.01uF(103)C1210uFC350或51C13100uFC44700PF(472)(4n7)C14100PF(101)C50.01uF(103)C15200PF(201)C60.01uF(103)C161000PF(102)(1n)C7470uFC170.01uF(103)C80.1uF(104)C182200(222)(202)C9470uFC194700PF(472)(4n7)C100.47uF（474）4.7uFC201000PF(102)(1n)熟記電容：電容記憶規(guī)律C20.01uF(103)C161000PF(102)(1n)C50.01uF(103)C201000PF(102)(1n)C60.01uF(103)C110.01uF(103)C4

4700PF(472)(4n7)C170.01uF(103)C194700PF(472)(4n7)

以上方框內(nèi)的為電解電容C15/20PF（最大）（白色，頂上有螺絲）C80.1uF(104