80米无线电测向机设计.docx

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1、摘要无线电测向即是根据无线电波在空气中传播的特点一一直线传播，利用无线电测向机来判断出发射机的位置的过程，航海、航空的导航系统，都是依靠电子技术的无线电测向原理。无线电测向接收机的电路程式和外形结构等种类繁多，但不管在任何频段上工作或任何型式的测向机，它的组成都可以大致分为测向天线、收信机和指示器三局部。测向天线可以将在空间传播的电磁波能转化为高频电能输送到接收机，利用磁性天线与环形天线的方向性可以确定无线电台的方向。测向接收机主要由放大器、检波器、变频器等局部组成。该局部可对测向天线送来的感应电势进行放大、解调等各种处理，使天线信号变成指示器所需要的信号，用以判断电台方向。关键词：无线电测向

2、；接收机；天线方向性AbstractThewirelessmeasureisaprocessofjudgingthepositionoftheshootmachinebymakinguseofthewirelessmeasuremachine,accordingtothecharacteristicofthespreadoftheelectricwaveintheair-thestraightlinedissemination.Thenavigationsystemofthevoyage,aviation,alldependsonthisprinciple.Thewirelessmeasure

3、receiverhasvariouselectriccircuitprogramsandtheshapestructure.However,nomatterwhichpatternitworksinandnomatterwhichkindofmachineitis,usuallyitconsistsofdirection-measureantenna,receivermachineandindicator.Thedirection-measureantennacantransfertheelectricmagneticwavewhichspreadsinthespaceintotheelect

4、ricpowerofhighfrequency,andtransporttothereceiver.Itmakesuseofthemagnetismantennaandthewreathformantennadirectiveandcanmakesurethedirectionoftheradiostation.Mainlythedirection-measureiscomposedofenlarger,detector,andfrequency-changemachine.Thispartcanenlargeandadjusttheelectricityfromthedirection-me

5、asureantenna,makingtheantennasignalbecomethesignalthattheindicatorneeds,judgingthedirectionofthebroadcastingstationKeywords:Thewirelessdirection-measure,Receive,thedirectivenessoftheantenna目录1引言12概述12.1 无线电根底知识12.1.1 无线电波的概念12.1.2 无线电电波的划分及用途22.1.3 电波主要传播方式32.1.4 无线电波传输媒质对传输的影响42.2 无线电测向的应用52.3 短波测向

6、的特点63测向接收机的工作原理错误!未定义书签。3.1 概述83.2 外差式接收机方框图83.2.1 直接检波式和高频放大式接收机83.2.2 超外差接收机83.3 接收机主要性能指标94测向机的设计114.1 天线电路114.1.1 天线的作用114.1.2 天线的分类114.1.3 天线的工作原理124.1.4 天线的特性134.1.5 长线传输线194.1.6 终端开路的传输线154.1.7 终端短路的传输线164.2 高频放大器164.3 变频器184.4 中频放大204.5 检波器214.5.1 检波器的作用214.5.2 检波器的组成与常用检波器224.5.3 对检波器的主要要求2

7、24.6 低频放大器234.7 80米测向机整机介绍245测向机的调试27结论37致谢38参考文献39附录A英文原文40附录B中文翻译471引言无线电事业的飞速开展，给我们的生活提供了极大的便利，但同时，电磁破坏也就变得更加复杂，无线电干扰的情况也时有发生。无线电干扰是指在无线电通信过程中发生的，导致有用信号接收质量下降、损害或者阻碍的状态及事实，它可以对无线电通信所需接收信号的接收产生影响，导致性能下降，质量恶化，信息误差或丧失，甚至阻断了通信的进行。所以在出现无线电干扰后,就要利用无线电监测、测向设备测定电波辐射源的方向，查找无线电信号干扰源是无线电测向技术最重要的应用之一。无线电测向技术

8、并不是一门新学科。早在二十世纪初期，无线电测向就已应用于航海的导航。航行在一望无际、茫茫大海上的舰船，可以根据测向机的测出的陆地发射台的方向线，来确定该船的航向或定出该船的方位。这与过去的天文定位法相比，具有操作简单、定位准确、本钱低、不受天气影响等优点。无线电测向技术也广泛的应用于航空导航、定位，侦破敌特电台，寻找伤员、空降物等方面。而现在，它早已突破导航和局势的应用范畴，在科研、救灾和工农业生产等各个领域大显身手。2概述2.1 无线电根底知识无线电波的概念如果给导线通上交流电，导线的周围就回产生变化的磁场，变化的磁场周围又产生变化的电场，变化的电场周围又产生变化的磁场。电场和磁场交替产生并

9、向四周传播，就形成无线电波，也叫电磁波。电磁波在日常生活中无时不在无刻不在，从物理学的角度看，电磁波是电磁场的一种运动形态。电可以生成磁，磁也能带来电，变化的电场和变化的磁场构成了一个不可别离的统一的场，这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波，所以电磁波也常称为电波。1864年，英国科学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象的根底上，建立了完整的电磁波理论。他断定电磁波的存在，并推导出电与光具有同样的传播速度。1887年德国物理学家用赫兹用实验证实了电磁波的存在。之后，人们又进行了许多实验，不仅证明光是一种电磁波，而且发现了更多形式的电磁波，它们的本质完全相同，只是波长和频率有很大的差

10、异。按照波长或频率的顺序把这些电磁波排列起来，就是电磁波谱。如果把每个波段的频率由低至高依次排列的话,它们是无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线及射线。电磁波被发现后，人们使用了多种名词和方式来表达及表达它，其中频率或者波长是表达一个电磁波其内在性质的重要单位，前者指的是电磁波在一秒钟内电磁波振动方向改变的次数，而波长则是电磁波的另一个表达单位，指的是电磁波每个周期的相对距离，它可以通过电磁波的传输速度除以频率算出。低频率的电磁波有着较长的波长，较高频率的电磁波有着较短的波长。如果以频率来表达具体的电磁波，其单位有HZl赫）KHz（千赫）MHZ（兆），他们之间的关系是IMHZ=I,0

11、00KHZ=1000,000Hz。人们发现了电磁波之后，利用它开展了无线电技术，电磁波给人类社会带来了深刻而又巨大的变化，由此开辟了电子技术的新时代。今日的天空，已充满了各种人为或自然的，频率不同、功率不同、包含信息各异的电磁波。频率从几十Hz（甚至更低）到30GHz左右（波长从几十Mm到0.1mm左右）频谱范围内的电磁波，称为无线电波。电波旅行不依靠电线，也不象声波那样，必须依靠空气媒介帮它传播，有些电波能够在地球外表传播，有些波能够在空间直线传播，也能够从大气层上空反射传播，有些波甚至能穿透大气层，飞向遥远的宇宙空间。发信天线或自然辐射源所辐射的无线电波，通过自然条件下的媒质到达收信天线的

12、过程，就称为无线电波的传播。无线电电波的划分及用途无线电波按波长的不同分成长波，中波，短波，超短波等。不同的波段有不同的用途。例如，中波段的150KHZ415KHZ（波长2000米一723米）和550KHZ1500KHZ波长545米一200米）规定专门用来做中波播送，超短波和分米波的48.5MHZ100MHZ,174MH216MHZ和470MHZ960MHZ专门用来做电视播送，短波的3.5MHZ4MHZ,7MHZ7.3MHZ,14MHZ14.35MHZ,21MHZ21.45MHZ,26.96MHZ27.23MHZ和28MHZ29.7MHZ专门用来做业余通信。无线电波按波段划分和他们的用途见表2

13、.1波段波长频率主要用途长波3OOOO-3OOOM10100KHZ超远程无线电通信和导航中波3000200M1001500KHZ无线电播送中短波20050M15006000KHZ电报通信，业余者通信短波50IOM630MHZ无线电播送，电报通信，业余通信米波无线电播送，电视播送,无线电导航，101M30300MHZ业余通信分米波10.IM3003000MHZ电视播送，雷达，无线电导航，无线厘米波毫米波0.10.01M300030000MHZ电接力通信0.010.001M30000300000MHZ表21无线电波段划分和主要用途2.1.3 电波主要传播方式电波传输不依靠电线，也不象声波那样，必须

14、依靠空气媒介帮它传播，有些电波能够在地球外表传播，有些波能够在空间直线传播，也能够从大气层上空反射传播，有些波甚至能穿透大气层，飞向遥远的宇宙空间。任何一种无线电信号传输系统均由发信局部、收信局部和传输媒质三局部组成。传输无线电信号的媒质主要有地表、对流层和电离层等，这些媒质的电特性对不同波段的无线电波的传播有着不同的影响。根据媒质及不同媒质分界面对电波传播产生的主要影响，可将电波传播方式分成以下几种：1地表传播对有些电波来说，地球本身就是一个障碍物。当接收天线距离发射天线较远时，地面就象拱形大桥将两者隔开。那些走直线的电波就过不去了。只有某些电波能够沿着地球拱起的局部传播出去，这种沿着地球外

15、表传播的电波就叫地波，也叫外表波。地面波传播无线电波沿着地球外表的传播方式，称为地面波传播。其特点是信号比较稳定，但电波频率愈高，地面波随距离的增加衰减愈快。因此，这种传播方式主要适用于长波和中波波段。(2)天波传播声音碰到墙壁或高山就会反射回来形成回声，光线射到镜面上也会反射。无线电波也能够反射。在大气层中，从几十公里至几百公里的高空有几层“电离层形成了一种天然的反射体，就象一只悬空的金属盖，电波射到“电离层就会被反射回来，走这一途径的电波就称为天波或反射波。在电波中，主要是短波具有这种特性。(3)视距传播、散射传播及波导模传播视距传播是指：假设收、发天线离地面的高度远大于波长，电波直接从发

16、信天线传到收信地点(有时有地面反射波)。这种传播方式仅限于视线距离以内。目前广泛使用的超短波通信和卫星通信的电波传播均属这种传播方式。散射传播是利用对流层或电离层中介质的不均匀性或流星通过大气时的电离余迹对电磁波的散射作用来实现超视矩传播。这种传播方式主要用于超短波和微波远距离通信。超短波的传播特性比较特殊，它既不能绕射，也不能被电离层反射，而只能以直线传播。以直线传播的波就叫做空间波或直接波。由于空间波不会拐弯，因此它的传播距离就受到限制。发射天线架得越高，空间波传得越远。所以电视发射天线和电视接收天线应尽量架得高一些。尽管如此，传播距离仍受到地球拱形外表的阻挡，实际只有50km左右。超短波

17、不能被电离层反射，但它能穿透电离层，所以在地球的上空就无阻隔可言，这样，我们就可以利用空间波与发射到遥远太空去的宇宙飞船、人造卫星等取得联系。此外，卫星中继通讯，卫星电视转播等也主要是利用天波传输途径。波导模传播电波是指：在电离层下缘和地面所组成的同心球壳形波导内的传播。长波、超长波或极长波利用这种传播方式能以较小的衰减进行远距离通信。在实际通信中往往是取以上五种传播方式中的一种作为主要的传播途径，但也有几种传播方式并存来传播无线电波的。一般情况下都是根据使用波段的特点，利用天线的方向性来限定一种主要的传播方式。2.1.4 无线电波传输媒质对传输的影响无线电波实际上是在各种空间场所内(如沿地外

18、表，电寓层等)传播的。在传播过程中，各种媒质必然要对所传输的电信号产生影响。此外，由于某些媒质的电参数具有明显的随机性，使得通过它传输的电信号也是一个随机信号，故必须考虑实际媒质对电波传播的影响。(1)传输损耗无线电波在媒质中传播是有能量损耗的。这种能量损耗可能由于大气层对电波的吸收或散射引起，也可能由于电波绕过球形地面或障碍物的绕射而引起。这些损耗都会使收信点的场强小于发信点的场强。(2)衰落现象所谓衰落，一般是指信号电平随时间的随机起伏。它一般分为吸收型衰落和干预型衰落两种。(a)吸收型衰落它是指衰落主要是由于传输媒质电参数的变化，使得信号在媒质中的衰减发生相应的变化而引起的(例如水汽、雨

19、雪等都对无线电波能量有吸收作用)。由于天气情况是随机的，则吸收强弱也有起伏，形成信号的衰落。(b)干预型衰落主要是由随机多径干预现象引起的。在某些传播方式中，收、发两点之间信号有去干条传播途径，由于传输媒质的随机性，使得到达收信点的各条途径的时延随机变化，则合成信号的幅度和相位都发生随机起伏。信号的衰落现象严重地影响电波传播的稳定性和通信系统可靠性。(3)传输失真无线电波通过媒质传输还会产生失真(振幅失真和相位失真)。产生失真原因一般有两个：一是多径传输效应，另一是媒质的色散效应。(a)多径传输效应多径传输会引起信号畸变。这是因为无线电波在传播时通过两个以上不同长度的途径到达收信点，收信天线检

20、拾的信号是几个不同途径传来的电波场强之和。由于途径长度有差异，它们到达收信点的时间延迟不同，假设多径时延过大，则会引起较明显的信号失真。(b)色散效应它是由于不同频率的无线电波在媒质中的传播速度有差异而引起的信号失真。载有信息的无线电信号总占据一定频带，当电波通过媒质传播到达收信点时，由于各频率成分传播速度不同而不能保持原信号中的相位关系，引起波形失真。(4)干扰与噪声影响任何一个收信系统的最小可用信号电平是由系统的噪声(又称噪音)电子决定的。尤其在发信功率受限制的情况下，由于无线电波传输损耗较大，信号很微弱，此时噪声对无线电信号接收有非常重要的影响。噪声可分为三类(a)热噪声它是由导体中带电

21、粒子在一定温度下的随机运动引起的。(b)串噪声它是由调制信号通过失真元件引起的。(c)干扰噪声它是由本系统或其它系统在空间传播的信号或干扰引起的，这主要指环境噪声的干扰。当载有信息的无线电波在信道中传播时，由于信道内存在着许多电磁波源，它辐射的电磁波占据极宽的频带并以不同的方式在空间传播。这些电磁波对这一通信系统而言，就称为环境噪声干扰或外部干扰。环境噪声的来源是多方面的，可分为人为噪声干扰和自然噪声干扰，前者包括通信电子干扰和各种电气设备产生的干扰，后者则包括天电干扰，大气干扰等。2.2 无线电测向的应用20世纪初，无线电测向仪被使用，因为体积较大，只用于航海；40年代，德国研制成功小型测向

22、仪，装在飞机上，利用伦敦播送电台的电磁波导航，对伦敦进行了轰炸。二次大战末期，美国曾组织了一个大范围的无线电测向网，监视德国的潜艇，指引反潜飞机对其进行轰炸。在反间谍斗争中，利用测向技术可以破获敌台。在战争中，无线电测向技术是一种重要的侦察手段，了解敌方指挥中心、部队的配置和调动等。有的国家在军队中，专门设有无线电测向部队。交战双方研究和改良测向设备特别是机载设备，有力的推动了无线电测向技术的开展。由于军事上的需求，使测向设备、技术等得到了长足的开展。当今军事装备相领先进的美国空军飞行员，还在救生设备中装备着用于空难坠地后，为营救人员精确定位用的小型测向发射电台。无线电测向技术在和平建设时期应

23、用也就更广泛了。它被用于交通、天文、气象、环保、救灾中，可以用于检查高压配电系统中瓷瓶漏电；用于监测陆上和海上动物的行踪，以便对珍稀动物进行保护。如：对国宝大熊猫、对鲸鱼的监护等。在我国发射的神州号无人太空仓坠地后，它不断的发射着无线电信号，航天科研人员利用测向定位技术将它找到。无线电测向作为竞技运动渐渐从实际应用及军事中别离出来，形成了无线电测向运动。无线电测向到底是一项什么运动呢？它类似于捉迷藏的游戏，但它是用手中的测向机运用测向技术寻找自动发射电台（也叫狐狸台，是裁判事先在比赛场地藏好的）的运动，看谁找到的电台多，用的时间少，谁就取得胜利。2.3 短波测向的特点短波通信的特殊性决定了短波

24、测向具有下述特点：a.信号密集度高：由于短波远程通信的经济性，世界很多的拥护都建立了专用的通信网络，加上短波波段的频率资源有限，因此信号的拥挤程度远高于VHF/UHF波段。调查说明，当接收信道带宽为3KHz时，在1/51/3的短波传输信道内可同时收到2个以上的信号。可以这样讲，只要频率适当，你可以收到全世界任何地方的短波信号，即是说对于一个短波测向站来讲，它面对的是整个世界的信号（这与VHF/UHF测向站不一样，它仅面对某一地域的信号）。在这样的环境中运行的短波测向站，将对设备的抗干扰能力和非线性技术指标提出较高的要求。b.接收场强差异大：由于用途各异，短波电台幅射功率千差万别，小的数W,大的

25、数IOkW。在接收处的场强差异极大（在接收机输入端电压的振幅差异在70dB以上）。即使是同一个发射源，经电离层反射后，因“多径效应产生的干扰衰落和极化衰落，在接收处的场强变化亦高达数百倍。为保证正常工作，将对接收设备的灵敏度和动态范围提出较高的要求。C.存在测向静区：测向站实质上是一个接收站，只是使用了定向天线系统或其它定向技术，才具有了对无线电的定向能力。从短波通信的特点简介中知道，通信双方存在接收静区。在静区内既收不到外表波也收不到空间波，而且静区随着使用频率的升高而扩大。同理，测向站也存在测向静区。如果被测电台的使用频率使某测向站处于该电台的通信静区内，那么这个测向站就不能对该电台进行有

26、效的定向。因为，它收不到该电台的信号，极有可能在该频率点上收到的是其它电台的信号。这就是为什么在短波侧向中，因测向站位置不同，有的测向站能对某电台有效定向，有的就无法定向或是进行了错误的定向的原因。为防止这种现象的出现，组网时必须注意各测向站的有效作用区。d.示向度游动较大：由于电离层的扩散反射和磁离子分裂现象，使无线电波以不同的途径到达接收地点，形成多径接收，产生电波干预。在理想的情况下（即无电波干预时），波前面是一条与传播方向垂直的直线。我们在地点A、B处，使用小根底测向设备测向，可得到相同方向的示向度（示向度的指向是与波前面垂直的方向，即电波传播方向），如图2.1所示。当存在电波干预时，

27、波前面变成一条曲线（曲线的变化周期与振幅和干预波的方向，强度等参数有关）。如果我们仍在A、B处使用小根底测向设备测向，得到的是不同的示向度（时间TI的示向度）如图2.2所示。由于电离层的传播参数不稳定，主波和干预波的参数也是不稳定的，因电波干预形成的波前面的形状是随时间的变化而变化。这时，测向站的示向度必然是游弋不定的。为减少示向度游动带来的测向误差，可采用大根底测向设备或小根底空间分集测向设备，并尽量增加测向时间和测向次数，使用尽可能多的取样，作优化处理（即所谓的时间分集）从而得出准确的来波方向。电波传播方向波前面AB图2.1无干预波时测向状态干预波方向主波方向波前面AB图2.2干预波存在是

28、的测向状态3测向接收机的工作原理3.1 概述发信设备向空间发射无线电波，而接收设备与它相反，先从空间无限电波中获取能量，经过接收机复原成低频信号，在推动耳机或其他的终端设备，这样完成整个的无线电通信过程。无线电接收设备应包括三大局部，即接收天线、接收机和终端机件。接收天线的作用是从空间的电磁波中获取高频信号能量，并将它变成高频电动势或高频电流，输送到接收机的输入端。接收机的作用是选择有用的高频信号，并进行放大和频率变换，最后变成低频信号电压或电流，推动终端机件工作。终端机件将低频信号功率变成原来的声音或图像。收音机和收报机的终端机件可以使耳机或喇叭。图像接收机的终端机件事显示器，如电视机的现象

29、管。尽管接收机的种类很多，用途各异，然而它们必须完成选择信号、解调信号和放大信号三个根本任务。接收机按不同的分类方法，可以分为以下几种：按接收信号的调制方式可以分为：调幅、调频、单边带接收机等。按工作频率分为：长波、中波、短波、超短波、微波等接收机。按工作程式分为：直接检波式、高频放大式、超外差式接收机。3.2 外差式接收机方框图无线电收信机的种类很多，组成也各有不同。目前，除了调制方式不同的解调方法外，大都采用超外差电路，下面主要讨论超外差收信机的组成方框。直接检波式和高频放大式接收机图3.1所示为直接检波式接收机组成方框图。他将天线送来的高频信号，经过输入电路的选频后，直接对高频信号检波，

30、再浸过低频放大，输出至终端机件。图的上部为各级的输出信号的波形。图3.2所示为高频放大式接收机组成方框图。从天线上来的高频信号经过输入回路的选频，送至高频放大器放大，再进行检波，然后要进行低频放大，最后输出到终端机件。图的上部为各级的输出信号的波形。图3.1直接检波式收信局的组成方框图图3.2高频放大式收信机组成方框图3.2.2超外差接收机超外差接收机是在高频放大式收信机的高频放大器和检波器之间，参加了变频器和中频放大器的接收机。图3.3所示为超外差接收机的组成方框图。变频器的作用是把送来的高频调制信号，变换成载波频率较低的中频调制信号，变频的过程中，只是载波频率的变化，而调制信号的外沿包络形

31、状不变。通常中频是一种较低的高频，当接收有用信号的频率改变时，中频频率一般为固定不变的。在一次变频的超外差接收机中，民用接收机的中频频率我国选为465千赫。中频放大器是用来放大变频后的中频信号，由于中频频率是固定的，所以在接收机的实用过程中，中频放大器不必调谐，因而可以采用多极中频放大器，提高接收机整机的增益。检波器的输入为中频调幅信号，输出为低频信号。图3.3的上部画出了超外差收信机各局部输出信号的波形。图3.3超外差接收机组成方框图超外差接收机的一个重要特点就是把高频信号变换成中频信号再进行放大。中频信号频率固定，而且比输入信号的频率略低（我国播送接收机的中频采用465KHZ）,这就便于得

32、到倍数较高而且稳定的放大作用，有效地提高了接收机的灵敏度。另一方面，中频频率不变，使接收机的中频放大器有可能采用高质量的调谐回路，从而获得良好的选择性。因此，外差式接收机无论其灵敏度还是其选择性都比直接放大式优越得多。3.3接收机主要性能指标为了衡量接收机的性能优劣，总要对接收机提出各种性能指标。其中有电器性能、机械性能等指标，这一节主要讨论电器性能指标。（1）灵敏度灵敏度表示接收机接收微弱信号的能力。灵敏度高，说明接收微弱信号输出功率不同，而且任何接收机总有噪声和信号同时输出，所以在定义接收机的灵敏度时，必须考虑输出信号功率和噪声的大小。通常我们把输出的信号功率（或电压）与输出噪声功率（或电

33、压）的比值称为信号噪声功率（或电压）比，简称信噪比。实际的灵敏度定义为：接收机满足一定得输出功率和信噪比的条件下天线上所需的最小感应电势，成为接收机的灵敏度。为了得到高的灵敏度，必须提高接收机的放大倍数，放大倍数越大，得到同样的输出功率，天线上的感应电势越小。但是不能通过无限制地提高放大倍数来提高灵敏度。任何一部接收机都存在着内部噪声，甚至天线短路到地，仍然有噪声输出，这充分说明内部噪声的存在。在提高放大倍数的同时，内部噪声也得到放大。当输入信号和噪声相差不多时，则输出端将无法区分信号和噪声。所以通过提高放大倍数来提高灵敏度要受到内部噪声的限制。当放大倍数足够高以后，只能通过降低内部噪声来提高

34、接收机的灵敏度。一部接收机，工作频率改变时，灵敏度也不同，但在所有的实用频率上都必须到达规定的指标。(2)选择性选择性的定义为：在于有用信号相似的干扰方面的干扰度。接收机的输入端除有用信号外，还有各种干扰，保证接收机正常接收有用的信号的能力,也就是接收机的抗干扰程度，即抗扰度，由于干扰的种类和性质不同，所以对于抗扰度除一般的理解外，还用到某一种干扰的抗扰度。抗扰度越高，接收机的选择性越好。接收机的选择性是指：由于有用信号和与有用信号相类似的干扰信号所引起的各种不同频率的电压的总合中鉴别出有用信号的能力。也就是接收机对与有用信号先死得干扰方面的抗扰度。例如，调幅接收机的选择性，是指天线上有调幅干

35、扰时保证正常接收有用信号的能力。选择性是对抑制干扰而言的。干扰的情况比较复杂，位于有用信号频率附近的干扰称为邻近干扰，超外差接收机还有位于中频的镜频干扰，另外还有一些特定频率的干扰。对于各种干扰有一定得表示方法。可以用谐振曲线或选择性曲线、抗拒比、矩形系数、数学方程式等方法来表示选择性的优劣。通常使用较多的是选择性曲线和抗拒比。接收机选择信号的人物由谐振回路来完成，整机的选择性地好坏，取决于各级谐振回路的选择性能。接收机的选择性可以用整机谐振系统地谐振曲线来表示。图3.4表示接收机的谐振曲线。他表示接收机的调谐系统不变，并且输入电压保持一定值时，离谐的输出电压U与谐振的输出电压UO的比值与离谐

36、量学的关系曲线。在离谐量相同的情况下，输出电压越大，对干扰的抑制越差，抗扰度低，选择性差，反之选择性好，图中曲线(a)的选择性优于曲线(b).接收机的选择性有时也用图3.5所示的选择性曲线来表示。他表示在调谐系统不变,输出电压(或功率)及输出信噪比不变的情况下，离谐时得输入电压U(离谐灵敏度)与谐振时的输入电压/(灵敏度)的比值与离谐量故的关系曲线。图中曲线(a)的抑制干扰能力比曲线好。谐振曲线越锋利，选择性越好，抑制干扰能力越强，通频带越窄。但是通频带太窄，可能会是输出信号失真。为保证信号不失真的传播，我们希望谐振曲线如图3.6所示的矩形曲线，即在通频带内所有信号都能顺利通过，通带外衰减到零

37、，这样对通带外的干扰抑制性能最强，但是矩形谐振曲线在实际上是做不到的，零，这样对通带外的干扰抑制性能最强，但是矩形谐振曲线在实际上是做不到的，所以总是使谐振曲线接近于矩形曲线。图3.4收信机的谐振曲线图3.5收信机选择性曲线图3.6谐振曲线对有的干扰我们用抗拒比来表示。他表示接收机对信号的放大倍数(或传输系数)K。与对某种干扰的放大倍数(或传输系数)K“的比值，即典,称为对Kn某种干扰得抗拒比，抗拒比越大说明对某种干扰能力越强。(3)失真度失真度又来衡量接收机的低频输出波形和原来的低频调制信号的波形的差异。接收机的失真的概念和低频放大器相类似，可以分为非线性失真、频率失真和相位失真。非线性失真

38、是器件的非线性所引起的。接收机一般只考虑非线性失真和频率失真,而接收图像信号时必须考虑相位失真。不同用途的接收机队失真有不同的要求。一般接收机对同化时频率失真的要求在300-3000赫的范围内振幅频率特性的不均匀性小于3倍到5倍。非线性失真系数不超过10%15%o(4)工作稳定性接收机的工作稳定性包含两层意思：一、要求接收机在任何规定情况下，不产生自激或接近自激状态。二、工作过程中接收机的质量指标不应超过允许的变化范围。接收机还有其他的质量指标，如波段覆盖、频率准确度指标等等，这里不一一介绍。4测向机的设计4.1 天线电路天线的作用天线是任何一个无线电通信系统都不可缺少的重要组成局部。合理慎重

39、地选用天线，可以取得较远的通信距离和良好的通信效果。各类无线电设备所要执行的任务虽然不同，但天线在设备中的作用却是根本相同的。任何无线电设备都是通过无线电波来传递信息，因此就必须有能辐射或接收电磁波的装置。所以，天线的第一个作用就是辐射和接收电磁波。当然能辐射或接收电磁波的东西不一定都能用来作为天线。例如任何高频电路，只要不是完全屏蔽起来的，都可以向周围空间或多或少地辐射电磁波，或者从周围空间或多或少地接收到电磁波。但是，任意一个高频电路并不一定能作天线，因为它辐射和接收电磁波的效率很低。只有能够有效地辐射和接收电磁波的设备才有可能作为天线使用。天线的另一个作用是能量转换。大家知道，发信机通过

40、馈线送入天线的并不是无线电波，收信天线也不能直接把无线电波送入收信机，这里有一个能量的转换过程，即把发信机所产生的高频振荡电流经馈线送入天线输入端，天线要把高频电流转换为空间高频电磁波，以波的形式向周围空间辐射。反之在接收时，也是通过收信天线把截获的高频电磁波的能量转换成高频电流的能量后，再送给收信机。显然这里有一个转换效率问题。天线增益越高，则转换效率就越高。4.1.2天线的分类天线的形式繁多，按其用途可以分为发信天线和收信天线；按使用波段可以分为长、中、短、超短波天线和微波天线、微带天线等。此外，我们还可按其工作原理和结构来进行分类。为便于分析和研究天线的性能，一般把天线按其结构形式分为两

41、大类：一类是半径远小于波长的金属导线构成的线状天线，另一类是用尺寸大于波长的金属或介质面构成的面状天线。线状天线主要用于长、中、短波频段，面状天线主要用于厘米或毫米波频段；甚高频段一般以线状天线为主，而特高频段则线、面状天线兼用。线状天线和面状天线的根本工作原理是相同的。天线的工作原理天线本身就是一个振荡器，但又与普通的LC振荡回路不同，它是普通振荡回路的变形。图4.1示出了它的演变过程。a(b)(c)(d)图4.1天线的等效演变图中LC是发信机的振荡回路。如图4.1(a)所示，电场集中在电容器的两个极板之中，而磁场则分布在电感线圈的有限空间里，电磁波显然不能向广阔空间辐射。如果将振荡电路展开

42、，使电磁场分布于空间很大的范围，如图4.1(b)、(C)所示，这就创造了有利于辐射的条件；于是，来自发信机的、已调制的高频信号电流由馈线送到天线上，并经天线把高频电流能量转变为相应的电磁波能量，向空间辐射，如图4.1(d)所示。电磁波的能量从发信天线辐射出去以后，将沿地外表所有方向向前传播。假设在交变电磁场中放置一导线，由于磁力线切割导线，就在导线两端鼓励一定的交变电压一一电动势，其频率与发信频率相同。假设将该导线通过馈线与收信机相连，在收信机中就可以获得已调波信号的电流。因此，这个导线就起了接收电磁波能量并转变为高频信号电流能量的作用，所以称此导线为收信天线。无论是发信天线还是收信天线，它们

43、都属于能量变换器，“可逆性是一般能量变换器的特性。同样一副天线，它既可作为发信天线使用，也可作为收信天线使用，通信设备一般都是收、发共同用一根天线。因此，同一根天线既关系到发信系统的有效能量输出，又直接影响着收信系统的性能。天线的可逆性不仅表现在发信天线可以用作收信天线，收信天线可以用作发信天线，并且表现在天线用作发信天线时的参数，与用作收信天线时的参数保持不变，这就是天线的互易原理。天线的特性共振任何天线都谐振在一定的频率上，我们要接收哪个频率的信号，就希望天线谐振在那个频率上。天线谐振是对天线最根本的要求。天线的谐振问题涉及到的主要数据是波长及其四分之一。计算波长的公式很简单，300fo其

44、中f的单位是MHz,而得到的结果的单位是米。1/4波长是称作根本振子，如偶极天线是一对根本振子，垂直天线是一根根本振子。不过天线中的振子的长度并不正好是1/4波长，因为电波在导线中行进的速度与在真空中的不同，一般都要短一些，所以有一个缩短因子。这个因子取决于材料。带宽这也是一个重要但容易被忽略的问题。天线是有一定带宽的，这意味着虽然谐振频率是一个频率点，但是在这个频率点附近一定范围内，这付天线的性能都是差不多好的。这个范围就是带宽。天线的带宽和天线的型式、结构、材料都有关系。一般来说，振子所用管、线越粗,带宽越宽；天线增益越高，带宽越窄。阻抗天线可以看做是一个谐振回路。一个谐振回路当然有其阻抗

45、。我们对阻抗的要求就是匹配：和天线相连的电路必须有与天线一样的阻抗。和天线相连的是馈线，馈线的阻抗是确定的，所以我们希望天线的阻抗和馈线一样。一般生产的馈线，主要是300欧姆、75欧姆和50欧姆三种阻抗，国外过去还有450欧姆和600欧姆阻抗的馈线。根本偶极天线的阻抗是75欧姆左右，V型偶极天线是50欧姆左右，根本垂直天线阻抗50欧姆。其他天线一般阻抗都不是50或75欧姆，那么在把它们与馈线连接之前,需要有一定的手段来做阻抗变换。(4)平衡对称的天线是平衡的，如偶极天线、八木天线，而同轴电缆是不平衡的，把这两者连接起来，就需要解决平衡不平衡转换的问题。增益天线是无源器件，但是天线是可以有增益的

46、。这个增益当然是相对增益，是相对于根本偶极天线而言的。FMDX所用的天线，增益高往往伴随着带宽窄。(6)方向性不是所有的天线都有方向性的。便携式收音机上的拉杆天线就没有方向性。偶极天线有弱的方向性，八木等定向天线可以得到较好的方向性。好的方向性意外着能够集中收集所需方向的电波，还有一个重要的能力就是能局部地减弱本地电台信号的影响。但是定向天线并不是什么情况下都好。当没有目标而等待的时候，定向天线就有可能使你错过天线反面的信号。所以比较合理的方式，是用一个垂直天线和一付定向天线配合使用，用垂直天线等待，听到信号后，再用定向天线转过去对准了听。仰角天线的仰角是指电波的仰角，而并不是天线振子本身机械

47、上的仰角。仰角反映了天线接收哪个高度角来的电波最强。对于F层传播，我们希望仰角低，可以传播地远，对于ES层，电波主要是从高处来，我们希望仰角高。仰角的上下取决于天线型式和架设高度。一般来说，垂直天线具有低仰角，其他天线的仰角随架设高度变化。架设高度天线有一个架设高度。这个高度实际上是两个高度，一个高度我们考虑它的水平面高度，这个高度对于本地信号有些用，对于DX其实用处不大。第二个常常被忽略的高度是地面高度，是指天线到电气地面的高度。比方架设在钢筋水泥房顶的天线，虽然房子高有20米，但是天线距房顶只有1米，那么这付天线的高度只是1米。天线的高度对不同的天线有不同的影响，一般会影响天线的阻抗和仰角

48、。通常我们认为天线的地面高度应在0.4个波长以上，才比较不受地面的影响。（9）驻波比驻波比反映了天馈系统的匹配情况。它是以天线作为发射天线时发射出去和反射回来的能量的比来衡量天线性能的。驻波比是由天馈系统的阻抗决定的。天线的阻抗与馈线的阻抗与接收机的阻抗一致，驻波比就小。驻波比高的天馈系统，信号在馈线中的损失很大。长线传输线在高频情况下，电磁波沿传输线传播时，由于电磁波的波长很短,在传输线上会发生与传输音频信号时不同的现象.必须运用，另外一套适合高频情况的分析方法.当沿传输线上传播的电磁波的波长可以与传输线的几何长度相比较时，此时的传输线通常称为长线.长线上具有电流电压不均分布:将一传输线取长度为10米