谈谈无线电测向的原理
测向机能测定电台的方向,主要就是靠定向天线的帮助。因此要了解无线电测向的原理, 首先必须了解定向天线的性能, 也就是天线的方向性原理。天线的方向性
无线电广播电台为了让四面八方都能收听到广播,一般都采用直立的铁塔形状的天线。这种天线发送电磁波时,在它周围同样远近的地方收听,收到的信号是一样强的。我们说这种天线是无方向性的天线。同样,如果用一根直立天线收音,也是没有方向性的,收听任何方向的同样远近的电台时,如果各电台发射电力一样大,收听效果都一样。但是,如果用一个框形天线或蛛网形天线收音时,将会发现:把框面转到与电磁波传来的方向垂直时,声音最小;而与它平行时声音最强。这是由于框形天线有“方向性”的缘故。所以我们说框形天线是有方向性的天线,或称它为“定向天线”。其它如收音机中用的磁性天线、电视接收机上用的天线和雷达天线等,都是有方向性的天线。
框形天线为什么会有方向性?
有方向性的天线在一固定方向接收到的信号为什么最强?在另一些方向上信号又为什么比较弱,或收不到信号?下面我们以框形天线来说明这些问题。
图1中画出了一种框形天线。假如电磁波由左边传来,框形天线放得刚好使框面ABCD与电磁波传播方向平行,此时,在AB边和CD边里,由于电磁波的作用,产生了感应电流i1和i2。由于电磁波先到达AB边,然后走过一段路程d后,才到达CD边,这样,电流i1和电流i2的产生,在时间上就有先后,我们说在它们之间有“相位差”存在。我们知道,电磁波在天线里感应出来的电流是交流电流,它的流动方向和大小都随时间而变化。i1和i2有了相位差以后,在同一时间内,它们的方向和大小都可能有所不同。例如,i1在第1秒时最大,i2这时却不是最大,而需要等到第2秒时才达到最大值。具体差别要看相位差的大小而定。理论证明,这个相应差是与上述行程之差d成正比的,而天线框转到不同角度时,d的大小是不同的。因此转动天线框时,d随着改变,i1与i2的相位差也在变化,结果送入测向机的总电流,即i1与i2之和也随着变化。这可以从图1~图4各个图中看出。
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在图1中, BC与电磁波传播方向平行,所以d等于b。如果适当选择b的尺寸,可得到合适的相位差,恰好使电流i1与i2方向相反。这样一来,ABCD就组成了一个电流环路,i1和i2顺着这个环路送入测向机,测向机就能收到最大的电流。在图2中,框形天线转动了90°,这时电磁波同时到达AB边和CD边,所以d=0,在这两边中感应出来的电流在时间上便无先后之分, i1与i2之间的相位差等于零,它们的大小相等,方向相同,互相抵消了,结果进入测向机的总电流便等于零。不难想象框形天线由图1位置转到图2位置时,即转角θ从O°加大到90°时,测向机收到的总电流逐渐由最大减小到零。
从上述情况可以知道,把框面转到与电磁波传播方向平行时,可以收到最强的信号电流,而在其它位置时,收到的信号电流减弱,甚至等于零。这就是框形天线在0°到90°范围内的方向特性, 通常称为“方向性”。
天线的方向图
如果把图2框形天线的位置再转90°,便得到图3。比较图1和图3,可以看出这时流入测向机的总电流也是最大,但方向变了。因此,框形天线从θ等于90°转到180°时,测向机收到的电流逐渐由最小回复到最大,但流动方向返过来了。同理,θ角由180°转到270°(见图4),测向机收到的电流又从最大交到零;从270°转到360°时,即转回图1的位置,测向机收到的电流从零变到最大。把这种关系用图表示出来,就可画成图5那样的图形,它叫做天线的“方向图”。从0点画一直线与图中曲线相交,例如交在1、2、3等点,那么01-、02-、03-等等线段的长短便表示测向机在天线转到不同方向时收到的电流大小,而这些直线与OX的夹角θ就表示天线框与电磁波传播方向形成的角度。0-1相当于图1的情况;0-3相当于图3的情况;曲线通过0点时,相当于图2和图4的情况。上面还提到,θ转到180°时,接收机收到的电流要改变方向, 这种情况可在图上规定OY轴右边为正、左边为负来表示。
从图5还可以看出一个问题,即框形天线对0°和180°这两个方向最灵敏,我们说它的方向性是“双向”的。这一点从图1和图3也可以体会到。
至于直立天线,不论它怎么转,对于电磁波来说,它的位置没有变化,因此没有方向性。这种天线的方向图可用图6来表示。图中的曲线是一个圆,从0点到曲线上任一点的距离都相等,也就是说在任何一个方向上,天线中产生的电流都相等,而且都是正值。
定单向
从上述知道,框形天线对两个方向最灵敏,即电磁波从0°和180°方向来都能在天线中产生最大电流,所以测向机上仅用一个框形天线还不能断定电台究竟在两个方向中的哪个方向。为了得出“单向”的方向性,即只有从一个方向来的电磁波能使测向机得到最大电流,需要在测向机上再加装一个直立天线,把两个天线组合起来使用,这时得出图7的图形。图中“8”字形是框形天线的方向图,圆形是直立天线的方向图。把这两个方向图中同是正的部分相加,有正有负的部分相减,例如0a-加0b-得0c-,0d-加0e-,也就是0e-减0d-得0f-,同样在0°到360°范围内所有角度上都这样加起来,就得到象c、f……这样的许多点,再把这些点连接起来,结果便得到图中虚线表示的“心”形图形,它表示框形天线与直立天线组合使用时的总方向图。很明显,只有从0°这个方向来的电磁波能使测向机得到最大的电流。利用这种原理, 便可以测出要测的电台一定是在测向机转到信号最强时,天线所定出的那个方向上。
掌握天线的方向性原理以后,就不难了解天线电测向的原理了。实际上,有许多形式的天线都有和框形天线一样的方向图。例如本期介绍的测向机所用的磁棒天线就是其中的一种,它与直立天线组合后,将得到封三画出的方向图。 恩,有才,支持!
天线还是要架的啊,抓紧时间! 不用了,我的小苗子还可以 晕, 没有上进心 哈哈。。。建一个100M 的高度。。压过300 没问题,小意思,等300的天线被雷劈了我就架。 呵呵估计是没有那一天了 不用着急,先过了这夏天再说! 呵呵,好就要这样
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