北理工无线电侧向实习报告.docx
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北理工无线电侧向实习报告
PJ-80型无线电测向机
实习报告
姓名：
班级：
学号：
一、实验目的
1.了解测向机制作原理
2.掌握测向机制作过程
3.能够运用测向机寻找信号源
4.通过无线电测向运动，增强团队合作意识
二、测向机组成及原理
1.组成
方框图：
电路图：
说明：
Ｌ１为磁棒天线，Ａ为拉杆天线，Ｋ１为单、双向转换开关，用于判断电台方向，ＢＧ１及外围电路组成高频放大器，将天线接收的高频摩尔斯码信号放大后由Ｂ１耦合输出。
ＢＧ３、Ｃ１４、Ｃ１５、Ｄ２、Ｃ１６、Ｃ１７及Ｃ１８组成可调式变形电容三点式振荡器，调节Ｗ２可改变变容二极管Ｄ２反偏电压，从而改变该管电容量使振荡频率发生变化。
稳压管Ｄ３用于消除因电池电压下降造成振荡频率不稳。
振荡信号与Ｂ１输出的高频信号叠加，再由二极管Ｄ１混频产生差拍信号，经检波和低通滤波后产生的音频信号由ＢＧ２、ＬＭ３８６组成的低频功放电路放大，这里Ｄ１起到混频和检波双重作用。
Ｋ２为耳机插座控制的电源开关，使用立体声耳机时Ｋ３合上。
实物图：
2.原理
1、电磁波的特性
无线电波离开天线后，既在媒介质中传播，也沿各种媒介质的交界面（如地面）传播，其传播的情况是非常复杂的。
它虽具有一定的规律性，但对它产生影响的因素却很多。
无线电波在传播中的主要特性如下：
（1）直线传播 ，均匀媒介质（如空气）中，电波沿直线传播。
无线电测向就是利用这一特性来确定电台方位的。
（2）反射与折射， 反射和折射给测向准确性带来很大的不良影响；反射严重是，测向机误指反射体，给接近电台造成极大困难。
（3）绕射，工作于80米波段的电波，绕射能力是较强的，除陡峭高山（相对高度在200米以上）外，一般丘陵均可逾越。
2米波段的电波绕射能力就很差了，一座楼房，或一个小山丘，都可能使信号难以绕过去。
因此，测向点的选择就成为测向爱好者随时都要考虑的一大问题。
（4）干涉，收到的信号为两个电波合成后的信号，其信号强度有可能增强（两个信号跌叠加）也可能减弱（两个信号相互抵消给判断电台距离造成错觉。
2米波段测向中，这种现象比较常见
2、无线电波的传播途径
无线电波按传播途径可分为以下四种：
天波——由空间电离层反射而传播；地波——沿地球表面传播；直射波——由发射台到接收台直线传播；地面反射波——经地面反射而传播。
无线电测向竞赛的距离通常都在10公里以内，所以，除用于远距离通信的天波外，其它传播方式都与测向有关，160米和80米波段测向，主要使用地波；2米波段测向，主要使用直射波和地面发射波。
3、天线的架设与电波传播形式的关系
当发射天线垂直于地面时，天线辐射电磁波的电场也垂直于地面，我们称它“垂直极化波”；当天线平行于地面时，天线辐射电磁波的电场也平行于地面，我们叫它“水平极化波”。
160米波段和80米波段，规定发射垂直极化波，因而要求发射天线必须垂直架设；2米波段规定发射水平极化波，因而要求发射天线必须水平架设。
4、测向天线的工作原理
（1）磁棒
磁棒由软磁铁氧体磁性材料制成。
它的特点是既易被磁化，又易退磁，有较高的导磁率。
对于均匀磁场来说，磁棒内部所产生的磁阻远较空气小，所以将有大部分磁力线集中到磁棒内。
磁棒的加入，聚集了大量空间磁力线，从而使磁棒上的线圈感应出很强的信号电压。
（2）磁性天线工作原理
当磁棒轴线与电波传播方向垂直（θ＝90°、θ＝2700°）时，磁场方向与磁棒轴线平行，即磁力线与磁性天线线圈截面垂直，磁力线可顺着磁棒通过，磁棒聚集了最多的磁力线穿过线圈，线圈中的感应电势最大。
当磁棒轴线与电波传播方向成其它某一角度，磁场方向也与磁棒成某一角度，会有部分磁力线穿过线圈，线圈中有一定感应电势输出。
θ越接近于0或180°，感应电势越小；越接近90°或270°，感应电势越大。
感应电势随θ的变化而变化，形成“8”字形。
由以上分析不难看出，测向机的声音大小会随磁性天线输出电势的大小而变化，但对极性的变化无法分辨。
当磁棒轴线对准电台（θ＝0，θ＝180°）时，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；当磁棒轴线的垂直方向对准电台（θ＝90°、θ＝270°）时，耳机声音最大，此时磁性天线正对着电台的那个面，称大音面。
所以，在测向运动中，只要旋转测向机的磁性天线，找出小音点，发射台必定位于磁棒轴线所指的直线上；或找出大音面，发射台必定位于与磁棒轴线相垂直的方向上。
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”。
（3）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。
使用复合天线后，磁性天线转动一周，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，得用大音面就可直接定出电台在哪一边。
由磁性天线的方向图可知，天线转动一周，测向机将出现两个声音最大处和两个声音最小处，即磁性天线的方向图具有双值性。
利用这一点，可以测定电台所处的一条位置线，但判断不出它究竟处在位置线上的哪一边。
因此，仅具有双值性的测向机在测向运动中是不能使用的，还必须使测向机具有单值性。
磁性天线和直立天线组成的复合天线，就是具有单值性的测向天线。
直立天线在水平平面的方向图是一个圆。
天线转动360度，感应电势e直的大小和极性都不会变化。
现设直立天线的电势等于1，并为正值；设磁性天线的电势最的值也等于1，将磁性天线旋转360度时其电势的大小和极性做出标注。
我们再将任一方向上两天线的电势相加，如在0度或180度方向上，e直=1，e磁=0，合成电势（e合）=1；在90度方向上，e直=1，e磁=1，e合=2；在270度方向上e直=1，e磁=-1，e合=0，等等。
由图可见，上半部分各方向上的两天线电势极性相同，合成电势为两电势之和；下半部各方向上两电势的极性相反，合成电势为两电势之差。
总的合成结果是一个实线所示的心脏形方向图。
图1天线心脏形示意图
3.收听电台与电台呼号的辨认
无线电测向所用隐蔽电台，都有自己的编号和呼号，各台工作时，各用莫尔斯电码定时拍发本台的呼号。
它们是：
⏹１号台：
-----•
⏹2号台：
-----••
⏹3号台：
-----•••
⏹4号台：
-----••••
⏹5号台：
-----•••••
⏹6号台：
6-••••
⏹7号台：
7--•••
⏹8号台：
8---••
⏹9号台：
9----•
⏹0号台：
0-----
⏹信号台MO -- ---
4..80米、160米波段测向机持机方法
目前，国内使用较多的是直立式测向机，其正确就持机方法如图2-14所示：
右手握机，大拇指靠近“单、双向开关”，其它四指握向测向机，手背一面是大音面；松肩、垂肘，测向机举至胸前，距人体约25厘米左右，尽量保持测向机与地面垂直。
调整测向机时，用右手调整各旋钮和扳动各开关（单、双向开关由右手大拇指控制）。
测单向时，为了测线准确，找谆方位物，允许将持机臂伸直，将测向机抬高与眼平，进行“瞄准”。
使用80米测向机来收听信号的过程是：
将耳机插入插孔中，头戴耳机；拉出直立天；开启电源开关，将“音量”旋钮至最大位（此时耳机内有较大的沙沙声）。
然后缓慢调整“调谐”旋钮，注意收听电台信号。
当突然听到某一异样声音时，将“调谐”旋钮更缓慢地左右细调，直到声音最大、最清晰为止，还要仔细辨听该信号是不是被测电台信号；如果不是被测电台的信号，要继续调谐。
三、测向机制作焊接装配其电路调试
１.常用原件及识别
15个电阻、20个电容、3个二极管、3个三极管、2个电感线圈
1.电阻
R1
39KΩ
橙白橙
R9
1KΩ
棕黑红
R2
15KΩ
棕绿橙
R10
8.2KΩ
灰红红
R3
1KΩ
棕黑红
R11
24KΩ
红黄橙
R4
1KΩ
棕黑红
R12
1KΩ
棕黑红
R5
1KΩ
棕黑红
R13
4.7KΩ
黄紫红
R6
3.9KΩ
橙白红
R14
510可变
绿棕棕
R7
150Ω
棕绿棕
R15
18KΩ
棕灰橙
R8
100KΩ
棕黑黄
表1测向机使用的电阻
附：
电阻识别
色别
1二环
（代表数字）
第三环
（倍率）
第四环
（误差）
棕
1
0
——
红
2
00
——
橙
3
000
——
黄
4
0000
——
绿
5
00000
——
蓝
6
000000
——
紫
7
0000000
——
灰
8
00000000
——
白
9
000000000
——
黑
0
——
——
表2电阻识别方法
2.电容
C1
5/20PF
C11
0.01uF（103）
C2
0.01uF（103）
C12
10uF
C3
50或51
C13
100uF
C4
4700PF（472）（4n7）
C14
100PF（101）
C5
0.01uF（103）
C15
200PF（201）
C6
0.01uF（103）
C16
1000PF（102）（1n）
C7
470uF
C17
0.01uF（103）
C8
0.1uF（104）
C18
2200（222）（202）
C9
470uF
C19
4700PF（472）（4n7）
C10
0.47uF（474）
4.7uF
C20
1000PF（102）（1n）
表3测向机中的电容
3.晶体二极管（半导体二极管3个）
1）、功能分类：
VD1检波、VD2变容、VD3稳压管
2）、安装：
注意正负极性，正确区分，怕高温，焊接要快
4.晶体三极管（3个）
也称：
半导体三极管。
作用：
放大信号。
常用字母V表示。
安装：
注意e、b、c极性。
焊接速度要快。
种类：
NPN型、PNP型
5.电感器
单位：
亨利（H）,豪亨（mH），微亨（uH）
特征：
通直流、阻交流
图2二极管与三极管实物图
安装：
线头区分，焊接时防止虚焊。
调谐动作要轻。
T1高放线圈（冒顶黑色）（微调）
T2差拍震荡线圈（冒顶白色）（调台
6.集成电路
LM386（注意先焊接集成座）
此外：
S1:
单双向S2：
耳机+开关
RP1:
音量（两排脚）RP2:
频率（一排脚）
线圈：
L1（宽）L2（窄）
电源：
红线接正极、黑色接负极
２.装配前的一些做法及训练
1、装配前必须用废旧线路板及坏元件（如电阻）让学生反复练习焊接技术（参考有关电子杂志），使学生能熟练掌握、使用电烙铁，熟悉焊丝及松香性能，使焊接技术不断提高，杜绝虚焊、假焊。
2、识别分拣、测量元件，归类插贴在一块硬纸上。
1）把元器件倒在方瓷盘中，按照电阻、电容、B1（高放线圈）、B2（差拍振荡线圈）、三极管、二极管等等进行识别、分拣。
2）识别测量并归类，按顺序把15只电阻器、20只电容器贴在一块硬纸上（如白板纸）。
电阻不单要看电阻上的色环或数值，还必须用万用表测量鉴别质量。
电容如果有电容表或有的万用表中有测电容的档，最好也测一下。
套件说明书中已对电容器用数字表示电容量的方法作了说明，如101表示10后面加一个零（即100PF），但在电原理图中有些电阻器标有1n、2n2、4n7，我们应知道1n表示1000PF，2n2表示2200PF，4n7表示4700PF。
3）用万用表检测B1（黑色）—高放线圈、B2（白色）—差拍振荡线圈的质量是否良好。
用万用表电阻档测B1①脚、②脚、③脚中任意两脚都通，④脚和⑤脚之间也通，而①、②、③脚与④、⑤脚都不通。
测B2时②脚是空脚，①脚和③之间应通，其余同B1。
4）用万用表测耳机插座（带开关）CK。
先用插头插进，看是否顺畅。
插头插进后，用万用表电阻档测插头接点，①脚和②脚通，而②脚和③脚不通，插头拔出。
则相反。
（见图2）
5）反复练习将电阻、电容插入印刷板，以提高装配速度。
开始练习时注意入位准确性，不要插错；以后逐渐提高速度，最后达到用极快速度准确无误把元器件插准插对，使自己能在比赛中争取获胜的时间。
附：
（三）焊接
1、先焊三极管，注意管脚不要接错。
焊接时，用尖嘴钳夹住管脚以分散电烙铁的热量，保护三极管不致热损坏。
2、B1、B2及CK都怕高温，它们的引出线均出于塑料基座，焊接时要快，以防内部导线脱焊或管脚松动。
3、每个元件焊前要先镀锡，防止虚焊和假焊。
4、线路板上有的焊点和焊点之间太近，要少用锡，防止短路。
焊接技术的好坏关系到装配质量和成功率。
焊接注意事项：
1）焊锡丝、电烙铁应与电路板成45度角，电烙铁应先把焊锡丝熔
化成一粒液体锡，迅速使其脱落在需焊接的地方。
时间控制在2—3秒。
2）防止虚焊、漏焊、空焊、短路。
3）焊接大元件时，把粒液体锡控制的大一点。
4）部分元件应分清正、负极（电解电容、二极管、三极管）
5）安装集成电路时，明确凹槽对凹槽，黑点对凹槽
6）S1接单双向S2接耳机+开关
RP1接音量按钮（两排脚元件）RP2接频率按钮（一排脚元件）
7）线圈L1接宽的两条线L2接窄的两条线
8）电源：
红线接正极、黑色接负极
３.装配
1.粘贴屏落蔽纸：
通常已贴好。
但应检查上下壳顶端的屏蔽纸是否略留空隙，使机壳合拢时有1mm左右的间距，防止高频信号短路，以保证正常收听。
2.元器件的检查与装配：
焊接前要认真检查元器件的数量、数值及质量。
如电解电容器是否漏电、干涸，T1（黑色）T2（白色）引出端是否接通，二极管、三极管是否良好等。
在焊接面，元器件的焊脚应剪短一些，避免扎触到屏蔽纸而造成短路。
在安装LＭ３８６插座和电路时应注意管脚的顺序，不要装反。
３.固定磁性天线：
将吸盘粘在电路板上（为保证磁棒能落入机壳的磁性天线棒中心线上）。
用扎带将磁棒栓住。
４.安装直立天线：
在元器件焊接完毕后，用２.５５mm的机螺丝将直立天线固定在电路板焊接面。
为保证与焊盘的良好导通和与电路板平行，在焊盘与直立天线之间放置一个小金属垫片并将螺丝拧紧。
5. 安装电池片：
两块电池片均为焊有电池负极弹簧和正极触盘的钢板制成。
标有“+“”—“极焊盘的电池片与电路板之间焊好引线后，插入耳机一侧的电池盒，另一块带有定位槽的电池片插入电池盒另一侧。
装配注意事项：
为防止短路，元器件的引线不要留得太长，天线引入端的U形接线片不要碰机壳屏蔽层。
4.电路调试
１、直流工作点的检测。
（参看套件装配说明书各点电压的正常值）
1）稳压管D3两端电压3.5－4.4V
2）BG1：
R3两端电压约0.4－1V（IC1约0.4－1mA，W1置增益最大位置）
BG2：
R9两端电压约1.5－3V（IC2约1.5－3mA）
BG3：
R12两端电压约2－2.5V（IC3约2－2.5mA）
（本电路适应范围较宽，工作点已由设计确定，一般不用调整）
3）LM386各脚对地电压（参考值）（见图3）
电路脚
1
２
３
４
５
６
７
８
电压（Ｖ）
1.２
0
0
0
2.８
５.８
７.８
１.２
如果测量的数值与正常值相差太大，说明该极工作点不正常，再在较小范围内检查有无错焊，并且轻微晃动相应的元件，看有无虚焊。
重点检查三极管、电阻。
４）经测试所得工作点如下：
Ｄ3：
3..7Ｖ
ＢＧ１：
0.8Ｖ
ＢＧ２：
2.2Ｖ
ＢＧ３：
2.4Ｖ
电路脚
1
２
３
４
５
６
７
８
电压（Ｖ）
1.1７
0
0
0
2.5８
6.1８
7.6４
1.3５
总结：
由测试结果看出所焊接的板子符合设计要求。
２、整机粗调
如果振荡电路正常，用无感改锥调B2的磁帽，一般就能收到一个或几个电台鸟鸣的电码声，频率大约1KHz。
如果是“咚咚”“喳喳”的声音，则频率不是1KHz，要小心细调B2的磁帽，直到听到悦耳的1KHz信号。
调B2时如无反应，可能是振荡电路停振，也可能B2或B1次级开路，这时可边将B2初级①脚和③脚短路一下，边测R12两端电压有无变化，如有变化，说明已起振（振荡信号的二次谐波未能耦合到D1）
差频检波原理告诉我们，外来的电台信号和差拍振荡信号缺一不可。
这时除按上述办法检查振荡电路外，还要检查天线回路和高放电路。
如果高频信号断路，重点检查电容C2、C4、C19及B1（黑）高放线圈等元件。
调不出1KHz的悦耳声，说明振荡电路虽然工作，但其调不到1.75～1.8MHz范围，常见故障是B2磁帽坏了，或D2结电容变化范围不合要求，要更换。
四、测向机外测实习过程
1.方向性测试：
选择一个远离电线、楼房等物体的良好环境。
架设信号源时，天线应尽可能升起。
先在距信号源的几十米处，试磁性天线的“双向”特征（有的机器两个双向小间点不一致，可选用方向较好的一端），后试听加入直立天线后的“单向”并记住该机的单向大音面。
若健壮困难，应改变Ｒ１５数值，再进行试验。
单向分辨距离约3m.
经过在操场的实测，发现测向机的双向性较为明显，能明显感觉与信号源成0度或180度时信号最强。
但单向性不是很明显，有待于进一步提高。
五、测向机整机调试过程
1.初调
（1）将信号源输出调为3.55ＭＨＺ，１００uV,探头正极接入测向机（Ｃ２左端）示 波器探头正极接入测向机输出端（Ｃ１３负极）。
探头负极均接入测向机电源负极（ＶＤ２二极管正极）。
（2）将测向机Ｗ１置于最大，Ｗ2置于中央，微调Ｂ２听到悦耳声音，看到正弦波形。
（3）将信号源频率调为3.53ＭＨＺ，微调Ｃ1,听到悦耳声音，波形最大。
（4）将信号源频率调为3.57ＭＨＺ，微调Ｂ１,听到悦耳声音，波形最大。
2.测量幅频特性
信号源输出幅值调为100uV,频率依次为3.45ＭＨＺ，3.5ＭＨＺ，3.51ＭＨＺ。
。
。
3.58、3.59、3.60、3.65ＭＨＺ 对每一频微调Ｗ２,使声音悦耳，波形幅值最大，并做记录（峰峰值）。
3.灵敏度测量
信号源调为10uV，频率依次为3.50ＭＨＺ，3.55ＭＨＺ，3.60ＭＨＺ，对应频点微调Ｗ２,使声音悦耳，波形幅值最大，并做记录（峰峰值）。
4.测试结果
（1）幅频特性
3.45ＭＨＺ-----47.2mv3.56MHZ-----1.98V
3.51ＭＨＺ------820mv3.57MHZ-----1.86V
3.52ＭＨＺ-----1.26V3.58MHZ-----1.94V
3.53ＭＨＺ-----1.28V3.59MHZ-----2.04V
3.54ＭＨＺ-----1.94V3.60MHZ-----2.42V
3.55ＭＨＺ-----2.02V3.65MHZ-----80mV
（2）灵敏度测试结果
3.50ＭＨＺ-----104mV
3.55ＭＨＺ-----196mV
3.60ＭＨＺ-----388mV
幅频特性如下：
Ｕ\（V）
f\（MHZ）
图3幅频特性曲线
六、运用测向机实地测向
运用自己制作的测向机，借助于定向性，自己在十分钟内成功找到三个信号源，成功完成了这次实习。
七、心得体会
通过这次实习，自己对测向这项运动从原理到操作，再到实际应用都有了充分的理解。
感觉这次最困难的地方还是在测向机的焊接与调试环节，说明自己的动手能力还有待于进一步提高，不过最终自己克服了困难成功的调试成功收到明显信号，使自己的毅力得到了锻炼。
同时，自己运用自己制作的测向机最后成功找到了信号源，在趣味中体验到了运用知识的喜悦。
在此过程中，自己有在课堂上的听记，有在实验室中埋头苦焊的不厌其烦，有拿着示波器探头测试的小心翼翼，更有在操场上测向时的马不停蹄。
。
。
可以说，自己在这次实习中身心得到了充分的锻炼，也让我体会到了团队合作的重要性，对自己以后的学习和生活都有重要的启发作用。
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