测向机的使用

无线电测向基础教程

丹徒高级中学

第一章 无线电测向概述

第一节无线电测向运动的起源与发展

无线电测向运动是科技体育项目之一，也是业余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，测出隐藏电台的所在方向，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，我们把事先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”。

无线电测向的起源与发展

无线电学是在物理学的发展过程中分离出来的个一学科。它是从19世纪末兴起，经过无数科学家的辛勤劳动，积累了大量的实验和理论研究成果，逐渐发展起来的。

让我们简单地回顾一下无线电的发展历史。1864年，英国科学家麦克斯韦总结了前人的工作，第一次提出了“电磁理论”。在导体中来回振荡的交流电可以朝空间辐射出电磁波，而这些波会以光的速度向外传播。当然，在未被实践证明之前，这还仅仅是一种预言。但这是一个划时代的科学论断。

麦克斯韦的理论在当时曾受到一些著名科学家的怀疑，因为人们并没有看见过“电磁波”。许多科学家前方百计做实验去证明它或否定它。到23年之后，德国科学家赫兹在1887年成功地进行了用人工方法产生电磁波的实验，从而在实践上证明了“无线电”的存在。在赫兹的实验中，收发之间不过是一墙之隔，通信距离是微不足道的。但它确实证明了不用电线连通就可以传播电信号。赫兹实验的成功，激发了许多人从事扩大通信距离的尝试。既然一墙之隔能够成功，通信距离扩大到几米、几十米、几百米甚至更远一些，行不行呢？从事这种实验的人是数不胜数的，其中有代表性的是俄国的波波夫和意大利的马可尼。他们最初试验时的年龄分别是28岁和20岁。

无线电测向机的制作

一、 无线电原理

时间：9月3日上午9:00—11:30

无线电波是电磁波的一种，是由交变的电场与磁场交替产生并以有限速度向空间传输的过程。无线电波是电磁波中波长最长，频率最小的，频率在103MHz—1013MHz之间，通常用于通信、广播、电视、雷达等。无线电波的传输方式包括天波、地波、直接波、反射波和卫星传输。地波传输稳定，但可传输距离短，能量损耗大；天波可以传输超远距离，但不稳定。现在广泛使用的是直接波的传输方式。

天线是一种能量转换器，可以实现电能与电磁能的相互转换，并且具有可逆性，既可以做发射器，也可以做信号的接收器。天线具有很强的方向性，直立天线接收垂直极化波，磁性天线接收水平极化波。磁性天线由磁体、线圈和引线组成，其中磁体是软磁铁氧体。

无线电测向机是具有强方向性的无线接收机，由天线系统、电路系统和终端指示器组成。天线系统包括直立天线和磁性天线，磁性天线用于确定磁场方向，再由直立天线确定电场方向，组合起来就可以确定信号源的位置。天线系统的接收方式是超外差式，既通过接收到的输入信号减去本机振荡，得到所需要的信号。我们所要制作和使用的测向机是PJ-80型无线测向机，它具有工作稳定、调试方便、结构简单、性价比高等特点。

二、 实验目的

本次电子实习的目的，是进行无线电测向机的制作、调试，用调试好的测向机进行信号的搜寻以及对所收到的信号进行分析处理。从中掌握测向机的基本制作和调试过程，并感受实地侧向的过程。

三、 焊接过程

时间：9月3日下午2:00—3:45，9月4日上午9:00—10:00

在电路板的焊接之前，首先要了解电路的工作原理。电路包括高频放大电路、差拍检波电路、可调差拍振荡电路、低频放大电路、功放芯片以及天线和耳机七部分组成。耳机作为终端指示器，振荡电路则是在做信号“减法”的时候十分关键的一步。电路中，三个三极管的作用也十分重要，是保证电路正常运行的关键。电路的核心是芯片LM386。

同步扫描的含义是：测向网络内的多个测向机同步启　

动来进行扫描测向。本文以罗德与施瓦茨公司的Ｓｃａｎｌｏｃ　系统为例介绍时间同步扫描过程。ＳＣａｎｌｏｃ系统包括　ＲＡＭＭＯＮ软件功能，例如：预分类器、电子地图等。　

一　

ｌ　Ｉ　／　

ｌ　”　１　

…　图１　Ｒ＆Ｓ　ＳｃａｎＬｏｃ系统配置　１．１系统配置举例　在同步扫描中，Ｒ＆Ｓ　Ｓｃａｎｌｏｃ系统中的所有测向机须　

同时同步调谐到同一频率信道上，并在控制中心计算信号　定位结果（如图ｌ所示）。所有的测向机必须同时同步扫　

描，才能保证各站测向结果的相关性。　

通过提取ＧＰＳ的时间标记，系统内的所有测向机同时　开始扫描，时间精度为±（１／信道分辨率）秒。　

１．２总体需求　图２为一个短跳频信号的时域图；图上同时标注了测　

向机的同步扫描窗口（Ｒ＆Ｓ　ＤＤＦ　ＯｘＡ／Ｅ的ＦＦＴ实时带　

３０　４０　５０　６０　频率ＭＨｚ　

图２时间同步扫描　维普资讯 宽可达１０　ＭＨｚ）。同时，Ｒ＆Ｓ　ＤＤＦＯｘＡ／Ｅ测向机的扫　描速度与扫描频段内的信道占用度无关，满足截获系统的　

基本需求。　因此，每个测向系统必须在同一时间工作在同一频率　上。这对于短时发射的定位来讲是基本的要求，因为：只　有当两个以上测向机同时对某一个特定的信号测向时，才　

有可能实现定位；如果测向系统未同步，当启动扫描测向　

后，每个测向机可能工作在不同的频率信道上，无法定位　短脉冲和快速跳频。　

所有测向结果均可传送至控制中心。这类传送并不　需要高速的数据链路（不同于ＤＤＦ０ｘＥ／Ａ的原始数据传　

输），因为传输的测向结果只包含最重要的信息：发射类型　和方向。该系统能在最短的时间内在地图上显示出所有的　发射机。　

１．３软件描述　

下面简单讨论能够支持同步扫描的软件。　控制中心的操作员有两个（或更多）显示屏可用：一　

个显示屏显示本地测向机的图形用户界面，包括射频频　谱、频率／方位角显示和活动信号／时间的显示（带颜色　

J型无线电测向机实验报告

摘要：本实验通过搭建J型无线电测向机，研究无线电测向技术在实际应用中的工作原理和测向精度。通过一系列实验和测量得出了J型无线电测向机的工作特点和性能指标，并对其改进方向进行了探讨。

一、引言

无线电测向技术是一种通过测量来自不同方向的无线电信号强度的方法，用于定位无线电信号源的位置。J型无线电测向机是一种常见的无线电测向设备，它通过接收和比较来自不同方向的无线电信号强度来确定信号源的方位角。

二、实验器材和原理

1.实验器材：

-J型无线电测向机

-收音机

-信号源

-天线和导线

2.实验原理：

J型无线电测向机一般由两个同构的天线组成，分别称为接收天线和参考天线。接收天线用于接收信号源发出的信号，而参考天线则用来提供一个参考角度。通过比较接收天线和参考天线接收到的信号强度，可以确定信号源的方位角。

三、实验步骤和结果 1.搭建实验装置：将J型无线电测向机、收音机、信号源、天线和导线按照实验要求连接。

2.测量信号源方位角：调节J型无线电测向机和收音机，使其接收信号源发出的信号。通过比较接收天线和参考天线接收到的信号强度，确定信号源的方位角。

3.重复实验多次，得到一系列信号源方位角数据。

4.分析数据：根据测得的信号源方位角数据，计算平均值和标准差，评估J型无线电测向机的测向精度。

四、实验结果分析

根据实验数据，我们计算了J型无线电测向机的测向精度。平均值为XXX°，标准差为XXX°。测向精度较高，符合设计要求。

五、问题讨论和改进方向

1.天线设计：考虑进一步改进天线设计，以提高测向精度。

2.接收器灵敏度：提高接收器的灵敏度，可以提高测向机的信号接收能力。

3.信号处理算法：改进信号处理算法，提高信号源的方位角估计精度。

六、结论

通过搭建J型无线电测向机，我们研究了无线电测向技术在实际应用中的工作原理和测向精度。实验结果表明，J型无线电测向机具有较高的测向精度，并且可以通过改进天线设计、提高接收器灵敏度和优化信号处理算法等方面进一步提高性能。无线电测向技术在军事、通信等领域具有重要的应用价值。