1、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:为磁棒天线,为拉杆天线,为单、双向转换开关,用于判断电台方向,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耦合输出。、及组成可调式变形电容三点式振荡器,调节可改变变容二极管反偏电压,从而改变该管电容量使振荡频率发生变化。稳压管用于消除因电池电压下降造成振荡频率不稳。振荡信号与输出的高频信号叠加,再由二极管混频产
2、生差拍信号,经检波和低通滤波后产生的音频信号由、组成的低频功放电路放大,这里起到混频和检波双重作用。为耳机插座控制的电源开关,使用立体声耳机时合上。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
3、,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
4、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
5、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(90、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。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。感应电势随的变化而变化,形成“8”字形。
6、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(0,180)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(90、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
7、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
8、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
9、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。 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: 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,
10、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
11、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.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R139K橙白橙R91 K棕黑红R215 K棕绿橙R108.2 K灰红红R31 K棕黑红R1124 K红黄橙R41 K棕黑红R121 K棕黑红R51 K棕黑红R134.7 K黄紫红R63.9 K橙白红R14510可变绿棕棕R7150 棕绿棕R1518 K棕灰橙R8100 K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10红20
12、0橙3000黄40000绿500000蓝6000000紫70000000灰800000000白9000000000黑0 表 2 电阻识别方法2. 电容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)C10
13、0.47uF(474)4.7uFC201000PF(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.
14、 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.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
15、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B1脚、脚、脚中任意两脚都通,脚和脚之间也通,而、脚与、脚都不通。测B2时脚是空脚,脚和之间应通,其余同B1。 4)用万
16、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,脚和脚通,而脚和脚不通,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、
17、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23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.装配1.粘贴屏落蔽纸
18、: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L插座和电路时应注意管脚的顺序,不要装反。.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。.安装直立天线:在元器件焊接完毕后,用.mm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
19、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、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3.54.4V 2)BG1:R3两端电压约0.41V(IC1约0.41mA,W1置增益最大位置) BG2:R9两端电压约1.53V(IC2约1.53mA) BG3:R12
20、两端电压约22.5V(IC3约22.5mA) (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电压()1.0002. 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。)经测试所得工作点如下:3:3.7:0.8:2.2:2.4电路脚1电压()1.10002.56.17.61.3总结:由测试结果看出所焊接的板子符合设计要求。、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
21、”“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初级脚和脚短路一下,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1.751.8MHz范围,常见故障是B2磁帽坏了,或D2结电容变化范围不合要
22、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3.55,uV,探头正极接入测向机(左端)示波器探头正极接入测向机输出
23、端(负极)。探头负极均接入测向机电源负极(二极管正极)。(2) 将测向机置于最大,2置于中央,微调听到悦耳声音,看到正弦波形。(3) 将信号源频率调为3.53,微调1,听到悦耳声音,波形最大。(4) 将信号源频率调为3.57,微调,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3.45,3.5,3.51。3.58、3.59、3.60、3.65对每一频微调,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3.50,3.55,3.60,对应频点微调,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
24、频特性3.45-47.2mv 3.56MHZ-1.98V3.51-820mv 3.57MHZ-1.86V3.52-1.26V 3.58MHZ-1.94V3.53-1.28V 3.59MHZ-2.04V3.54-1.94V 3.60MHZ-2.42V3.55-2.02V 3.65MHZ-80mV(2) 灵敏度测试结果3.50-104mV 3.55-196mV3.60-388m V 幅频特性如下:(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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