无线电测向共28页共28页
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VHF/UHF频段业余无线电测向〖利用对讲机测向〗最简单的测向方法就是完全利用对讲机本身(包括橡皮天线)进行近距离测向。
如果发射机使用的是垂直极化天线,辐射出的射频电场传播到远处理想的地面附近时,呈垂直方向。
这时接收机的橡皮天线(小直径螺旋天线)只有垂直放置才能和电场方向相一致,得到最大信号。
因为垂直橡皮天线没有方向性,这样并不能确定电台的方向。
但是如果接收点的大地导电率不好,地面附近的电场方向会发生歪斜,在入射方向上与地面形成小于90度的夹角。
这时,把橡皮天线的顶端斜向发射机的方向才能使天线和电场完全平行而得到最大信号,因而有可能确定电台的方向。
然而,在电台远处,这种电场的倾斜很不明显,实际上无法实用。
但是近区情况有所不同。
根据电磁场方程,在离发射天线很近的范围内,不仅有一般无线电书籍所描述的“辐射场”,还有较少提及的“感应场”。
它的电场方向有平行于地面的分量,造成地面附近电场方向严重向电台方向倾斜,因此当接收机的橡皮天线以一定倾角指向电台方向时,可以获得比较明显的信号增强,从而测出发射机的方位。
1997年5月,我在泰国的合艾市为泰国和马来西亚的HAM办ARDF 讲席班,在一个园子里放置了三部发射机。
当时CRSA只赠送了一台2M测向机,只能安排大家轮流实习。
但是许多HAM等不及,分别拿着自己的对讲机就跑出去用上述方法找电台,也都很快地找出了所有电台。
〖对讲机+定向天线〗利用没有本身没有方向性橡皮天线以及电场有限的倾斜测向,效果很不理想。
所以最好还是在对讲机上加一副定向天线。
业余无线电爱好者在测向中常用的定向天线主要是2单元和3单元八木天线、HB9CV天线和其他形式的相控定向天线。
3单元八木天线指向比较尖锐些,但比较笨重。
2单元八木天线方向图的主瓣比较宽,但仍有很好的前后比,体积比三单元小,便于携带。
HB9CV天线是直接耦合的两单元天线,体积更加小巧,效果与2单元八木大体相似。
在90年代的ARRL手册上还介绍了其他类型的定向天线,在许多国家得到应用。
无线电测向原理无线电波在均匀介质 (如空气)中,具有直线传播的特点。
只要测出电波传播的方向,就可以确定出信号源(发射台)所在方向。
无线电测向是指通过无线电测向机测定发射台(或接收台)方位的过程,但是无线电测向运动中,要快速寻找隐蔽巧妙的信号源,必须掌握无线电波的传播规律。
一、无线电波的发射与传播无线电波既看不见,也摸不着,却充满了整个空间。
广播、移动通讯、电视等,已经是现代社会生活必不可少的一部分。
无线电波属于电磁波中频率较低的一种,它可直接在空间辐射传播。
无线电波的频率范围很宽,频段不同,特性也不尽相同。
我国目前开展的无线电测向运动涉及三个频段:频率为1.8—2兆赫的中波波段,波长为150—166.6米,称160米波段测向;频率为3.5—3.6兆赫的短波波段,波长为83.3—85.7米,称80米波段测向;频率为144—146兆赫的超短波段,波长为2.08—2.055米,称2米波段测向。
(一)无线电波的发射过程无线电波是通过天线发射到空间的。
当电流在天线中流动时,天线周围的空间不但产生电力线 (即电场),同时还产生磁力线。
其相互间的关系,如图2-1-1所示。
如果天线中电流改变方向,空间的电力线和磁力线方向随之改变。
如果加在天线上的是高频交流电,由于电流的方向变化极快,根据电磁感应的原理,在这些交替变化的电场和磁场的外层空间,又激起新的电磁场,不断地向外扩散,天线中的高频电能以变化的电磁场的形式,传向四面八方,这就是无线电波。
从图2-l可知,电力线 (即电场)方向与天线基本平行,磁力线 (磁场)的形状则是以天线为圆心,与天线相垂直的方向随之变化的无数同心圆。
图2-1-1 无线电波的发射(二)无线电波的特性l.无线电波的极化交变电磁场在其附近空间又激起新的电磁场的现象称无线电波的极化。
空间传播的无线电波都是极化波。
当天线垂直于地平面时,天线辐射的无线电波的电场垂直于地平面称垂直极化波。
天线平行于地平面时,天线辐射的无线电波的电场平行于地面称水平极化波。
无线电测向原理、基本技术-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII无线电测向原理人们常用“狐狸的尾巴藏不住”这句话来形容秘密事物的破绽之处。
隐蔽电台也有一条藏不住的尾巴-发射天线,因为无论将电台如何隐蔽,天线终究要伸向空间。
因此,运动员可依靠手中测向机的指引,将隐蔽电台找到。
由此看来,无论是发射机或测向机都有一个极其重要的组成部分,即天线。
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。
常用的天线有直立天线、环形天线、磁性天线、八木天线等。
磁性天线就是将线圈绕在铁氧体制成的磁棒上,160米和80米波段测向机多采用这种天线。
磁性天线的工作原理:“双向”测定:在用小型晶体管收音机收听中波广播时,常常会有这样的现象:收音机在某个方向时声音小,转动一个角度后,声音却变大了。
其原因就在于收音机采用了具有方向性的天线――磁性天线。
测向时,运动员借助测向机的磁性天线以及与它们相配合的直立天线来确定电台的方向。
磁性天线平行于地面放置,并接收垂直极化波;电波从左向右传播,其磁场方向(图中虚线所示)必定垂直于电波传播方向并与地面平行;磁棒轴线与电波传播方向的夹角为θ。
则磁性天线的输出感应电势E磁随θ的变化而变化。
当磁棒轴线对准电台,磁棒轴线与电波传播方向平行(θ=0°、θ=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;当磁棒轴线与电台的面成一定的角度,磁场方向也与磁棒成一定的角度,会有部分磁力线穿过线圈,线圈中有一定感应电势输出,即e磁为某一定值,耳机声音不是最小,音量会随着角度的变化而变化。
1 无线电测向基础1.1 示向度为了确定某个目标的方位,必须确定连接该目标至已知坐标的点的直线同某个起始方向(起始线之间的夹角。
例如,在点X 上有一个须要确定方位的目标,而点A 的地理坐标已知,那么,点X 和点A 的连线同地理正北方向之间的夹角A a 称为示向度(图1-1。
这就是说,示向度是以已知地理坐标的观测点A 的地球子午线的指北方向沿顺针方向旋转至点A 与被测目标连线所转过的角度。
其取值范围:0≤示向度<360°。
无线电测向是用无线电技术手段确定来波..的示向度。
请注意,无线电测向设备所测定的是来波..的示向度(到达角,由于电波传播中可能出现的不正常现象会导致其等相位面畸变,因而来波的到达角未必是其辐射源所在的方位。
图1-1 测向与定位1.2 交会定位只在一个已知地理坐标的点测向,只能得到一条方位线,而不能得到一个定位点。
为了实现定位,必须产生两条或两条以上相互独立的方位线。
例如,点X 有一个须要确定位置的目标,而点A 与点B 的地理坐标已知,那么,由点A 和点B 测得示向度A a 和B a 与相应的方位线A LOP 和B LOP ,方位线A LOP 与B LOP 的交点,就认为是目标位置(图1-1。
如果用n 条方位线交会定位,那么,由于测向误差的影响,在目标真实位置W 周围将得出最多可达m 个交会点。
m 由下式得出:21(-=n n m (1-1a式中,n ——用于交会定位的方位线的条数。
目标真实位置w 仅以一定的概率位于这些交点所构成的多边形内。
这个概率121--=n n n p (1-2式中,n ——用于交会定位的方位线的条数。
n p 随着用于交会定位的方位线的条数的增多而增大。
表1-1是根据式(1-2制得的。
表1-1 目标位于方位线交点多边形内的概率与方位线条数的关系1.3 电磁波电磁场是相互联系着的电场与磁场的总和。
由发射天线辐射出来的无线电波的电磁场是行波场:电磁场的相位随着电波传播的路程成比例地变化,而幅度变化比较小。
无线电测向技术的内容无线电测向运动做为一项竞技体育项目,同其它竞技体育项目一样,具有鲜明的竞技特征。
具体来说,一是参加者必须共同遵守统一的竞赛规则,二是竞赛活动表现出强烈的竞争特点,三是每一个参加者在赛前和竞赛过程中要采取一系列措施,力求使自己的体力、智力、技术在比赛中得到最好的表现和发挥,以创造优异成绩,压倒对手,夺取胜利。
竞技体育的这些特点表明它不同于娱乐和游戏,也不同于健身体育和康复体育。
它要求参加者从事系统的科学的训练,全面掌握各种技术,锻炼并提高自己的体力和智力去适应运动竞赛的需要。
无疑,技术训练是任何一项竞技体育运动员训练的重要内容之一。
无线电测向运动对参加者的运动素质的要求无疑是很高的。
以往曾有人以为,只要运动素质发展全面,体力充沛,跑得快,便可以成为优秀测向运动员。
近几年,随着竞赛规则的修改,测向技术及相关理论的发展,特别是通过历年优秀运动员的观察和统计结果的分析,使越来越多的测向运动爱好者转而赞同这样一种观点:运动素质是运动和发挥技术、提高运动成绩的基础,测向技术水平才是创造优异成绩的关键。
在这一章里,将按起点技术、途中技术、近台区技术、地形学知识的顺序,向读者介绍无线电测向的各种技术。
下一章再介绍技术训练的方法。
在学习有关技术,投入训练之前,先粗略地了解一下无线电测向技术构成是有好处的。
知道了总的轮廓,在学习一个单项技术时,可以了解它在整体技术中所处的地位;在学习一项综合技术(例如近台区测向)时,可以知道它是由哪些基本技术或单项技术所构成。
这样,既可以提高运动员参加枯燥的基本技术训练的自觉性,也有助于教练员把训练安排得更合理、更系统。
无线电测向技术如果以竞赛过程的先后分,可以划为以下三项:(1)起点测向包括起点前技术、起点测向、离开起点三部分。
(2)途中测向包括首找台及找台顺序的确定、到位技术、途中跑及道路选择三部分。
(3)近台区测向近台区测向包含内容较多,许多基本技术和单项技术都可能在近台区得到综合运用。
无线电测向简介无线电测向运动是竞技体育项目之一,也是无线电活动的主要内容。
它类似于众所周知的捉迷藏游戏,但它是寻找能发射无线电波的小型信号源(即发射机),是无线电捉迷藏,是现代无线电通讯技术与传统捉迷藏游戏的结合。
大致过程是:在旷野、山丘的丛林或近郊、公园等优美的自然环境中,事先隐藏好数部信号源,定时发出规定的电报信号。
参加者手持无线电测向机,测出隐蔽电台的所在方向,采用徒步方式,奔跑一定距离,迅速、准确地逐个寻找出这些信号源。
以在规定时间内,找满指定台数、实用时间少者为优胜。
通常,我们把实现巧妙隐藏起来的信号源比喻成狡猾的狐狸,故此项运动又称无线电“猎狐”或抓“狐狸”。
无线电测向竞赛十分有趣,像玩捉迷藏游戏似的,运动员忙碌地测听、奔跑,漫山遍野地去搜寻一个个隐蔽电台。
无线电测向竞赛又十分神秘,竞赛区域保密,电台位置保密,运动员在竞赛过程中独立思考和运动,得不到教练员的指导,也不许接受任何人的任何帮助和提示。
只有测向机是运动员的忠实伙伴,向“主人”指示那一只只“狐狸”的藏身之处,引导“主人”去一一抓获。
在整个活动之中,你的团队将更加团结,你处理问题的方式方法也会从中得到更多的启示,让我们暂时放下手中的工作,透入自然的怀抱,开始一段心灵的历练,你会发现你的生活,你的工作,你对人生的态度,会由此改变。
历史中国的无线电测向运动始于20世纪60年代初。
1962年,在北京香山举办了第一届全国锦标赛。
由此,无线电测向运动逐步在全国开展。
1979年河南率先恢复了无线电测向活动,各省市相继开展。
1980年国家体委正式列为比赛项目。
并被列为8 7年和93年的全运会正式比赛项目。
民间也多次举办如:“西湖杯”、“孔雀杯”等形式的活动。
无线电测向运动良好的内涵越来越为广大群众喜爱,引起了社会各界的重视。
93年,国家体委、国家教委、中国科协、共青团中央、全国妇联五家联合发文号召:在全国青少年中开展无线电测向运动,并决定由五家作为主办单位,每年举办全国青少年无线电测向锦标赛。
无线电测向适用年段:7-9年级建议课时:120分钟活动背景无线电测向运动是竞技体育项目之一,起源于20世纪20年代,也叫无线电“捉迷藏”、“猎狐”。
参加者手持无线电测向机,测出隐藏电台的所在方向,采用徒步或奔跑方式,迅速准确地逐个找出这些信号源,在规定时间内,找满指定台数、用时少者为优胜。
该项运动不仅要进行体能训练,还需要运用无线电方面的知识,具有体育性、科技性和趣味性。
是一项深受青少年喜爱的活动项目。
活动目标初步掌握80米波段短距离测向机的使用方法,初步掌握收听电台信号的方法,并能区分不同电台的呼号;通过小组合作学习能根据收听到得声音大小变化判断电台的方位,初步学会正确的测向方法,学会不断调整,正确寻找信号源;在寻找电台过程中,学生的意志和毅力得到锻炼,体验成功的愉悦。
活动准备1.所需材料:80米波段测向机45部、电台1号台、3号台、5号台、7号台9号台,可调电台和音响等;悬挂点标旗、放置打卡器、记录表、活动评价表,其他活动所需材料。
80米波段测向机点标旗2.场地要求:教室及室外(旷野、山丘的丛林或近郊、公园等优美的自然环境中)。
3.人员要求:每组6-8人指导建议1. 重点:掌握收测电台的信号和区分不同电台的呼号2. 难点:初步学会收测电台方向线技术3. 安全:注意活动过程中的安全教育,教师对室外活动场地的情况要了然于胸,规定活动的区域范围。
4. 指导策略:可由学生自己策划活动方案,约定活动规则等,学生研究过程中教师多予以启发、鼓励学生提出问题并解决问题,引导学生进行深入研究。
活动实施1、破冰分组(1)按就近组合或自愿组合的方式将学生分成4人小组,落座。
(2)玩捉迷藏的游戏热身。
指导建议:教师根据自身特长及学生特点设计破冰游戏,以融洽氛围、形成良好的师生及生生关系。
在热身过程中老师要成为活动中的一员,引领学生并一起参与到热身活动中来。
2、情境导入利用手中的测向机来学一下无线电“捉迷藏”的游戏,无线电“捉迷藏”的游戏不同之处在于它是寻找信号源,而不是找人,是现代无线电技术与传统捉迷藏游戏的结合。
无线电测向基本常识1、无线电测向的特点在景色宜人的公园、森林、丘陵、原野,手持测向机奋力奔跑着,跟踪搜寻“狡猾的狐狸”(隐蔽电台)。
没有别人的帮助,完全凭借手中测向机的导引,凭借自己掌握的测向技术,经过独立的思考、判断,去揭开一层层神秘的面纱,揪出深藏的“狐狸”,去享受胜利的喜悦,这就是无线电测向活动。
人们不甘落后,奋力向上的品质,使参加这项活动的人无不争先恐后,出于强烈的竞争意识,无线电测向运动又是一项竞技体育项目。
由“国防体育”、“军事体育”,到人们公认的“科技体育”,无线电测向运动始终以自己独特的魅力影响着广大群众。
它集体育、科技、娱乐等为一体,使参加活动的人在锻炼体魄、掌握知识、休闲娱乐、培养品质、磨练意志等多方面得到收益。
无论是十几岁的孩子,还是6、70岁的老人,都可以因时、因地、根据各种情况组织无线电测向活动和比赛。
2、如何组织无线电测向活动开展无线电测向运动场地可繁可减、设台数可多可少、距离可长可短,可根据不同的情况进行变化。
我国目前竞赛的形式主要有两种。
一种是按照国际标准组织的“长距离测向”,一种是根据我国情况由我国无线电测向工作者自己创造的“短距离测向”。
“长距离测向”的场地选择在面积为10平方公里左右,地形略有起伏(高、差在200米以内),树木较多,通透力较差的地形。
“短距离测向”的场地可以选择在城市的公园、市郊和较大的校园。
以下按照这两种测向的模式介绍开展无线电测向活动的方法。
(1)长距离测向正式比赛设5部隐蔽电台,1—5号台的呼号是MOE、MOI、MOS、MOH、MO5,按照顺序循环发射,每次工作一分钟。
终点信标台呼号为MO,均拍发摩尔斯电码。
各隐蔽台距起点的直线距离不小于750米,各台之间不小于400米。
运动员自己确定找台顺序,最佳台序的直线距离为4—7公里。
运动员实际跑的距离约6—10公里。
参加比赛的运动员统一到达起点,在预备区内准备和休息,测向机交裁判员集中保管。
每5分钟出发一批运动员,每人的出发批次在赛前抽签确定。
第一节80米波段短距离无线电测向的特点_无线电测向技术短距离是相对长距离而言的,原来开展的80米波段测向,规定电台设置的最佳直线距离为4—7公里,电台间距小于400米,还求该地区内森林复盖,地形起伏,人烟稀少…。
这种地形在人口密集的地区,特别是大城市附近是很难找到的。
而且训练、竞赛的组织工作复杂,花费很大,使得内容和形式部很好的项目难以得到普及和发展。
短距离无线电测向,就是针对上述问题,面向中、小学生,利于青少年德、智、体、美、劳全面发展,丰富学校活动课的内容而提出和设置的。
短距离测向的最大特点就是“短”。
国家体育总局98年颁布的《短距离无线电测向竞赛规则》中规定:起点与各台及各台间距为30—200米。
这样带来了很多好处:竞赛场地很容易在公园、近郊选到;使用器材简单便宜;组织竞赛的工作量和经费开支大大缩减,而一场竞赛容纳的运动员却增多了,并且测向竞赛的可观性也提高了。
这不但有利于吸收千万名青少年参加,增强了测向自身的运营机能和新的活力。
在竞赛方法上,短距离测向还有两点重大的变动:一是隐蔽电台的发信方式,由在同一频率上循环发信改为在不同频率上连续发信。
二是运动员在找台顺序上‘由自选台序改为指定台序,其日的是为了减小测向竞赛中作弊的可能性。
使竞赛的组织工作简便,使竞赛的参加考平等竞争,减少误会。
此外,增设了个人淘汰赛,并赋予团体泰新的一种可供选择的形式,使溯向竞赛更为激烈,也提商了寥赛者和观众的兴趣。
由于竞赛方法的变化,必然使测向技术带来相应的变化。
长距离测向的有些技术在这里用不上了,但短距离和向又必然会在实践中给测向技术增加新的内容,溅向的基本方法和基本技术也仍有很多共同之处.第二节使用和掌握测向机一、测向机各旋钮、开关的功能1.频率旋钮:用来寻找需要收测电台的信号,要求被收测信号的音调清晰、悦耳、而其它电台信号尽可能小,减小其干扰。
2、音量旋钮:用来控制音量大小。
此旋钮在快速接近电台的途中,随着信号强度的不断增加而需经常旋动,每次旋转时,应放置在音量适中并略微偏小的位置,以获得较好的方向性。
磁性天线平行于地面放置,并接收垂直极化波;电波从左向右传播,其磁场方向(图中虚线所示)必定垂直于电波传播方向并与地面平行;磁棒轴线与电波传播方向的夹角为θ。
则磁性天线的输出感应电势E磁随θ的变化而变化。
当磁棒轴线对准电台,磁棒轴线与电波传播方向平行(θ=0°、θ=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;当磁棒轴线与电台的面成一定的角度,磁场方向也与磁棒成一定的角度,会有部分磁力线穿过线圈,线圈中有一定感应电势输出,即e磁为某一定值,耳机声音不是最小,音量会随着角度的变化而变化。
所以,在测向运动中,只要旋转测向机的磁性天线,找出“哑点”(或小音点),发射台必定位于磁棒轴线所指的直线上,也就是说,利用磁性天线可确定电台所在的直线,但不能确定在直线的哪一边,这就是通常所说的测“双向”。
单方向的测定:具有双值性的测向机在实际测向运动中是不能使用的。
为了使运动员在任何一个测向点,都可获得电台明确的“线”和“面”就要求测向机天线具有单值性。
磁性天线和直立天线组成的复合天线是具有单方向性的天线。
当测出电台所在在直线时,运用直线天线和磁棒天线,按下单向按钮,磁性天线转动一周时,只有一个方向使信号消失;也只有一个方向信号最强。
这样就克服了磁性天线的双值性,获得了单方向性能。
我们把信号强的这个面叫单向大音面,简称大音面。
利用大音面就可直接定出电台在那一边。
第二章无线电测向的一般原理2.1 无线电波和传播2.4 无线电导航定位原理2.2 信号的调制和接收2.3 无线电测量原理导航系统的集成电路板2.1 无线电波以及传播无线电系统的目的是由发射台向接收用户传递消息,其构成原理体现了一般无线电系统的特点,主要是由发射台和接收用户两部分:信息源调制高频功放载波震荡器高频放大调解放大终端发射台接收用户2.1 无线电波以及传播2.1.1 无线电波的产生由于电磁感应,在交变电场的周围将产生交变磁场,该交变磁场有感应产生交变电场,这个过程将循环交替进行下去,,若所有的电能或磁能存在于一个无界空间内,则整个电磁能量的转换将在这个空间内进行,形成电场、磁场的互相激发并向外辐射与传播,产生电磁波,也称无线电波或者电波。
无线电波的工作频率可以从几Hz到3000GHz,对应的波长从几万Km到0.1mm。
不同波段的无线电波,其传播特性有很大的差别。
2.1 无线电波以及传播2.1.1 无线电波的产生无线电窗口:在0.3~10Ghz频段内的信号,大气传输的损耗小,适应电波穿越大气层的传播,此波段称为无线电窗口半透明无线电窗口:在30Ghz频段附近有个损耗谷,大气传输的损耗相对较小,此波段称为半透明无线电窗口2.1 无线电波以及传播2.1.2 无线电波的极化方式无线电波的极化:在空间辐射场上某一固定位置上电场矢量端点随时间运动的轨迹,按其运动的轨迹可以分为线极化、圆极化和椭圆极化。
无线电波的极化与接收的关系:无线电接收机接收信号时需要对其极化进行调整以实现最佳的接收效果,天线不能接受与其正交的极化分量或者与其旋转方向相反的极化分量,否则会造成极化失配,造成功率损失。
2.1 无线电波以及传播2.1.3 无线电波的传播特性自由空间的概念:它是电导率为零、相对介电常数和相对磁导率都恒为1的各向同性、均匀无耗介质空间,其介质特性与真空等效。
电磁波在自由空间传播时,只有直线传播的扩散损耗,传播速度等于真空中的光速。