无线电基本原理

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无线电基本原理范文第1篇

关键词： VB5 无线通讯

控件

1 引言

目前对于用于数据采集和传输的无线设备之间的通讯编程，一般仍采用C语言和汇编语言较多，这主要是由于在编程时，要涉及到对无线通讯设备硬件的控制，因此，选择C语言和汇编语言的较多。采用以上两种语言进行编程，对于一般的编程人员来讲，很难较快的掌握。本文采用可视化的编程环境从根本上解决了以上问题，只要有一定编程基础的技术人员，均可实现自己编程。

2

无线通讯设备的基本工作原理

在无线的通讯方式中，数据传输的基本原理可以认为是通过调制解调器进行工作的，而这种调制解调器是无线方式工作的，它不含有拨号功能，而且和它直接连接的是无线电台。无线电台的作用就相当于有线传输中的电话线，它是通过无线电波进行发送和接受信号的。而无线调制解调器的作用是将二进制的信号调制成可以在无线电台之间传输的无线电波。

信号转换过程的属性取决于调制解调器所接收到的源信号和目的信号。一般来说，调制解调器从终端或计算机接以串行方式收到二进制信号后，将它们转换成了音频信号。然后调制解调器将这些声音通过无线电台传输出去。在接受端，另一个兼容的调制解调器将这些声音信号转换成了二进制信号，并把这些二进制信号发送给终端或计算机。

由于在无线电台之间有过滤和放大作用，同时，无线电波的传输受很多因素影响，因此传送的速度受到限制。下面给出了一种900M电台的技术特性见表 1。本程序就是使用的这种电台，对于其它参数的电台，其基本原理也是一样的。

表 1 900M无线电台的技术指标

项目

指标

含义

传输速率

1.2Kbps或2.4Kbps

每秒的字节数

数据的控制

透明传输

发射功率

3W

接受灵敏度

-105dBm

工作频率

915—917MHZ

信道

158个

3 无线数据采集的编程

由无线通讯的基本原理可以看出，无线的数据采集和传输主要包括以下几个过程，从带处理器的传感器或计算机终端发送二进制信号到无线调制解调器；无线电台之间建立连接并传输数据；从另外一端的电台接受二进制数据；将数据传输到计算机。因此，要建立无线设备之间的通讯必须在两端进行编程。

从计算机终端到无线电台的数据传输是通过计算机的串行口进行的，通过对串行口进行编程就可以实现向电台发送数据。在Visual Basic5.0中的控件MSCOMM是进行串口通讯的。通过设定控件MSCOMM的属性，可以用VB5.0对其进行灵活的编程，控件MSCOMM同时支持事件驱动及轮询方法。控件MSCOMM能生成一个名为OnComm的事件，它能能捕获的事件范围包括通过串口接受数据以及遇到任何错误等等。事件或错误的值以整数的形式保存在CommEvent属性里。可根据CommEvent属性判断最近一次事件或错误。也可以在程序中设置一个循环，每次循环都直接检查CommEvent属性的值，从而对事件及错误进行“轮询”。如果应用程序规模小，这种方法相当完美。

下面的部分程序代码是计算机和900M无线电台之间的传输程序，本程序已经在486计算机和PII586上调试通过。

1 从串口读入电台数据程序GetStringFromComm()

功能:(1) 主要完成从端口获得数据，将二进制的数据转换为ASCII码数据

Public Function GetStringFromComm() As String

定义变量（略）

If frmTerminal.MSComm1.InBufferCount < 7 Then

GetStringFromComm = ""

Exit Function

End If

‘//读入标志码

frmTerminal.MSComm1.InputLen = 6

ReDim Preserve BinDataarr(6) As Byte

BinData = frmTerminal.MSComm1.Input

BinDataarr = BinData

UserDataLenth = BinDataarr(5) ‘用户数据的长度

Wait1:

If BinDataarr(5) > frmTerminal.MSComm1.InBufferCount Then ‘未接受完数据

delay 6 ‘延时6s

GoTo Wait1

End If

frmTerminal.MSComm1.InputLen = UserDataLenth

BinData = frmTerminal.MSComm1.Input

ReDim Preserve BinDataarr(UserDataLenth)

BinDataarr = BinData

GetStringFromComm = BinTotext(UserDataLenth， 0)

frmTerminal.MSComm1.InBufferCount = 0 ‘清空接受缓冲区

End Function

2 从串口向电台发送数据程序SendStringToComm()

Public Sub SendStringToComm(ByVal TransCommand As Integer， ByVal TransString As String)

ReDim BinDataarr(5)

frmTerminal.MSComm1.OutBufferCount = 0

‘//清空发送缓冲区

‘TransString = makestring(Val(mc.txtdesstation.Text)， 4) + TransString

‘//设置标志码

（略）

Select Case TransCommand

Case 0:transmit text

ReDim Preserve BinDataarr(6 + Len(TransString))

TextTobin (TransString)

BinData = BinDataarr

frmTerminal.MSComm1.Output = BinData ‘发送

Case 1:transmit binary data

ReDim Preserve BinDataArr(5 + Len(TransString) + UserDataLenth) As Byte

TextTobin (TransString)

BinDataArr(5) = UserDataLenth + Len(TransString)

Dim i As Integer

For i = 1 To UserDataLenth

BinDataArr(5 + Len(TransString) + i) = userDataarr(i - 1)

Next i

BinData = BinDataArr

MSComm1.Output = BinData

End Select

binDatalenth = 0

End Sub

以上的两个子程序是在实现无线传输的基本程序，如果要实现无线设备两端的数据采集，需要在此基础上进行文件格式、控制命令、编码方式等的编程，这些编程均可通过Visual Basic5.0实现，由于篇幅所限，本文对这部分内容不作详细叙述。

4结论和讨论

通过以上的实例编程可以得出，采用Visual Basic5.0对无线数据采集和传输进行编程，具有可视化、容易掌握、灵活性好，尤其串口控件MSCOMM的属性功能齐全，完全可以控制串行口实现各种功能。通过Visual Basic5.0编写的程序具有界面友好，操作方便，且编程过程简单。本文仅在数据采集方面应用了Visual Basic5.0，在其他的通讯方面，它还有更大的应用。例如在终端防真程序，在电子邮件和互连网等方面也有较大的应用。

参考文献：

1、微软公司《Visual basic5.0 联机手册》

2、南开大学出版社《微型计算机接口技术》

3、人民邮电出版社《无线通讯信息手册》

无线电基本原理范文第2篇

GPS作为一种优越的定位系统，在汽车导航、物流运输、资源勘探、水利建设、铁路建设、灾后救援等方面都发挥了无比重要的作用。在工程测量中，它相比于其他测量方式更为优越，GPS点标志在测量中也发挥了重要的作用。GPS在测量中所具有的优点分析如下:1)GPS方格网的测量精度指标是点位中误差，更优于相对中误差。2)在大型的工程测量方案中，布设大地控制网时，若采用GPS方法，由于图形的强度系数较高，可以大大提高点位的趋近速度，更有利于网形的优化。3)GPS测设方格网时，构造简单，可以灵活选取点的疏密和边的长短，同时它也解决了点位之间无法通视的困难，还可以保证在外施行测量方案时不受天气影响。4)GPS方格网的误差分布很均匀，能够满足常规测量的规范要求。与此同时，它的点位精度也很高，具有较大的精度储备。5)GPS-RTK相比于其他方法，效率更高，更具有自主性，可以减少劳动力的消耗，流动站也可以由单人完成作业。

2GPS(RTK)系统的构成

GPS(RTK)系统主要由三大部分构成，包括无线电通信系统、流动站以及基准站。其中，流动站包含了流动站控制器、电源、无线电通讯接听系统、GPS天线以及GPS接收机等。基准站涵盖了基准站控制器、为无线电台和GPS接收机提供能量的电源、无线电通讯发射系统、GPS天线以及GPS接收机等。

3GPS(RTK)工程测量遵循的基本原理

用户接收部分、空间卫星部分以及地面监控部分共同构成了完整的GPS系统，各功能间相互区别、相互联系，共同构成了一个统一的整体。就静态GPS测量系统而言，要确保观测效果的实时性，就必须拥有两台或者以上数量的接收机，各接收机接收的数据会存在细微的差别，后期用软件处理的方式能将WGS-84坐标系统的基线向量进行准确显示，在进行坐标转换、平差等工作以后，三维坐标即可求出。最后结果无法在现场即时获取。图1是对RTK实时相对定位原理的简单展示。基准站接收到的卫星信号要及时、准确地传递到流动站，就要依靠无线电通信系统，流动站能及时接收卫星数据，而且基准站传递的卫星数据它也能接收。在初始工作完成以后，流动站能及时将基准站信息传递到控制器，从而对这些载波进行差分处理，最终计算出未知点的具体三维坐标。

4GPS(RTK)配合全站仪的具体施测过程

RTK的设计必须严格遵守以下操作原则:1)应在测区中央位置架设基准站，而且要始终保持基准站距离无线电发射塔和高压线至少50m。已知点确定以后，应在此基础上校正点位，确保RTK的准确、可靠。2)要确保基准站仪器平整、精确，对中要控制在1mm以内，而整平精度要保持在半格以内。3)15°是接收机接收卫星的理想高度角。4)在确定基准站天线高度时应在不同的三个方向反复测量，确保互差小于3mm，天线高度应为三次平均值。对流动站的技术要求规范:1)不小于13°是最佳卫星高度角。2)至少观测5颗以上的卫星数。3)选择流动站位置时要谨慎，尽量将其控制在转换范围内，在不超过基准参考站10km的位置架设。4)在进行观测工作以前，要认真检测已测点或者已知点，确保准确。5)进行测量时必须保证RTK处于固定状态。6)测点相对图根点的相对中误差不得大于图上0．12mm(实地20cm)。7)在选用RTK为图根点确定方法时，要尽可能选择易于仪器操作和搬运且实现良好的地方，所以，理想的图根点位置为十字路口或者平房区，为了检测方便，要确定后视点。全站仪的基本操作流程:1)尽可能整平对中，将对中偏差控制在1mm以内;2)全站仪启动后，打开文件管理界面，新建文件夹，将文件储存在该文件夹下;3)在检核过程中，将后视点作为检核点，进行点收集的基本前提是偏差在可控范围内，否则，要对具体原因进行调查;4)对碎部点数据信息进行搜集和整理。特别要强调的事项:1)要分清盘左盘右，始终在一个方向观测一个测站;2)一旦触碰到测站仪器，就需立即校正。

5结语

无线电基本原理范文第3篇

Research on Power Transmission Mode and Development Trend of Wireless Delivery

朱先清 ZHU Xian-qing；牛华庆 NIU Hua-qing

（山东电力集团公司临沂供电公司，临沂276003）

（Linyi Power Supply Company，Shandong Electric Power Corporation，Linyi 276003，China）

摘要：对常规电力输送和无线电力输送从传输原理上进行介绍，主要描述了常规电力输送架空线路传输的具体组成结构和无线输电因传输距离不同而使用的传输原理。并从传输的灵活性、安全性和经济性三个方面比较了两种电力传输各自的优缺点，突出了无线电力传输在输电过程中具有良好的发展前景。以无线输电的三种原理，分别阐述了今后主要的发展方向。

Abstract: The conventional power transmission and wireless power delivery in the transmission principle are introduced, this paper mainly describes the specific structure of conventional power transmission especially overhead line transmission and wireless transmission with different transmission distance by using transmission principle. And from the three aspects of transmission that are flexibility, safety and economy，through comparing the advantages and disadvantages with two kinds of power transmission, the wireless power transmission in the transmission process shows good prospects for development. The three principles of the wireless transmission respectivelydescribe the main development directions.

关键词 ：电力输送；架空线路；无线；磁耦合共振

Key words: power transmission；overhead line；wireless；magnetic coupling resonance

中图分类号：F407.61文献标识码：A文章编号：1006-4311（2015）20-0193-03

0引言

电能从被探索、研究，到全面应用，在人类历史上不到300年历史，却已极大地推动了人类社会的进步；现今，人们的日常生活以及社会的正常运转，工厂的生产作业都离不开电能，它与人类息息相关，是最重要的能源之一。而输电，即电能的传输在该过程中是极其重要的环节，是电力整体系统的关键组成部分，它与变电、配电和用电一起构成整个电力系统[1]。通常，人类所能支配的电能由发电厂产生，经由负荷中心调控，分配到下级用电单位；这个过程中，输电将相距几十至数千千米不等的发电厂与负荷中心联系起来，使电能的利用超越地域的限制，更加灵活、方便，相较于其他能源的输送具备效率更高、损耗更低、环境污染程度小等优点。

目前，大规模建设的电网电力传输，因铺设方式与结构形式的不同，可简单划分为架空输电线路输送和地下输送线路输送；架空输电由线路杆塔、导线、绝缘子等构成，架设在地面之上。地下线路主要是使用电缆，铺设在地下或水域下。架空线路以其架设及维修相对方便，成本也较低优势相对于地下线路造价高、铺设难度大、发现故障及检修维护等均不方便的缺点，使得采用架空线路输电是最主要的方式。而地下线路主要用于架空线路架设困难的地区，如城市或其他特殊地区输电。架空线路输电是有线电力传输主要作业方式，大部分电力传输都涉及该种形式，一般远距离输电，需要提高电力电压进行输送，如传输距离超过50km，输送电压要求达到110kV，为高压输电，配套的设备（如变压器等）设备要求高，相应的使用和维修成大，同时输电过程存在的较大危险隐患以及维修困难等缺点；容易受到气象和环境（如大风、雷击等）的影响而引起故障，电网的形成需要占用大量土地，超高压或特高压交流输电还会造成电磁干扰等，在如今科技高度发展，电网覆盖程度不断壮大的今天，以出现诸多不便与困扰。

无线电力传输是近十年来得到极大重视和不断研究、发展的电能传输手段，该项技术早在19世纪中后期就被特斯拉提出，认为可以借用地球本身与大气来进行远距离输电，后来虽然由于资金等原因未能实现[2]，但这一理论研究为无线输电提供了研究的基石。目前，无线电力传输还不是很成熟，在一些领域，尤其是手机、家用电器等用电设备的供电与充电已研发出相应的产品；但是，如常规的电力输送（以架空输电为例），实现远距离的基站与基站的电力传输还停留在实验阶段或因传输效率等问题未能实现大面积使用推广。在今后的不断研究中将突破技术障碍，实现无线输电电网的改革。目前，最远的无线传输是2015年3月12日，日本三菱重工也宣布，科研人员将10千瓦电力转换成微波后输送，其中的部分电能成功点亮了500m外接收装置上的LED灯，说明无线传输在取代和应用是可能的。

1常规电力传输

常规电力传输是现今电力传输的主要实现方式，基于电流在导体中传导，进而传送电能的基本原理来完成整个过程。其中最主要的架空线路传输一般由导线，传导电流的核心部分；避雷针，置于杆塔顶，减少雷击的可能，保证输电线的安全；杆塔，支撑线与避雷针，保证线与线、线与地面之间的距离；绝缘子，使线之间、线与地面之间绝缘；金具，支撑、固定和连续线与绝缘子；杆塔基础，确保杆塔不会因为外力或突发事件（如大风、地陷等）而上拔、下沉或倾倒；拉线，用来平衡导线横向载荷，减少导线之间张力，降低使用成本；接地装置，通过基杆塔的接地线或接地体与大地相连，防止雷击时线路损坏。针对特殊地域（跨河、跨海等）和城市电路输送，常采用地下输送线路输送，可基本消除雷击影响的可能，不占用可使用土地，但铺设和维护成本过高，不适用远距离输送，使用范围窄；除却与杆塔相关的构建，其余组成与架空线基本相同，增大了绝缘性能，防止电流泄露。

2无线电力传输

无线电力传输根据输电距离可分为三类，即短程无线供电、中短程无线输电和远程（超远程）无线电力传输[3-4]。不同的无线输电方式所采用的原理存在差异，但其基本构成基本由五部分组成，分别为电源（发电设备）、整流器、逆变器、线圈（可为变压器或发射电波线圈）、负载（用电设备）组成，具体结构如图1。短程无线供电是基于电磁感应原理运作的，最典型的电磁感应在输电中的应用是变压器使用。变压器由一个磁芯和二个线圈（初级线圈、次级线圈）组成；当初级线圈两端加上一个交变电压时，磁芯中就会产生一个交变磁场，从而在次级线圈上感应一个相同频率的交流电压，电能就从输入电路传输至输出电路，实现短距离或超短距离电能的传输[5]。电磁感应突出的特点是带点端与用电端可为非接触式连接，其电能发射端的线圈（连接电源）与接收端的线圈（用电产品），处于两个分离的装置中，电能通过感应线圈传送，这类似一个线圈间耦合不紧密的变压器。

这种变压器原理适用于供电的防水设计、不能直接接触的供电设计（如人造器官的电池充电）等新型技术的需求。

中短程无线电力传输是基于电磁共振耦合或电磁波射频的原理实现的，当供电与用电设备之间的距离大于感应线圈直径的8倍时，此时穿过电磁感应线圈的磁感应强度大幅削弱，使电能传输的效率降低而严重影响电能的传输。而电磁共振耦合可实现超过该距离的电能传输，具体而言，整个传输系统由两个主要的线圈构成[6]；一个线圈与电源相连向外发射电磁波，为非辐射型磁场，另一个线圈的固有频率设计为磁场频率相同，振荡电流最强，而“接收”电磁波，实现电—磁—电的转化，即一个无线的电能传输。借用电磁共振耦合的原理完成的无线输电距离已完全覆盖了常规工厂或家庭电器设施用电和手机等电子设备充电的需求，使充电和用电变得更加便捷是重要的应用方向。

远程或超远程无线电力传输使用的技术手段是微波和激光[7]。一般认为以无线电磁波的形式进行远距离的电力传输不太合适，因为理论认为，电波波长越长其定向性越差、弥散性越高。而微波波长在300MHz~300GHz是介于无线电波与红外线之间，兼具无线电波传递方向性好与红外线衍射（穿透性）的特点，可用于远距离能量的传输；激光具备定向性、高亮度性和高能量性，在忽略阻碍物的条件下，很适合电能的远距离无线输送，但穿透性差且由于激光的高能量性可能带来安全隐患。因而，目前两种方式以其各自的优点在远程无线电力输送中都作为研究的方向。

3优缺点比较

3.1 灵活性

灵活性即电力输送距离可灵活变化，对于某一需求电路可直接使用或变化输电距离时添减材料和设施可以达到。对于有线电力传输，是通过电流在导体内传递来传输电能的，在不考虑超高电压输送情形下，一定范围内改变输送距离，只需设置对应的架空线即可；即便改变距离超过对应电压可输送的距离，为了降低输送过程中电能的损耗，提高输送线路电压及其安全配到设施、升高线路距地高度就能满足输送要求。具体的各级电压电力线路合理的输送功率和输送距离如表1[8]。

无线电力传输根据传输距离的不同所选择的传输工作原理也有差异，短距离——电磁感应，中距离——电磁共振耦合，长距离——微波或激光[9]；对于不同距离的电力输送和供电需求设计的电力传输装置，其工作原理是预先设计并固定使用的，用途和适用范围（距离）不容易改变，针对性强，但使用灵活性较差。同时，由于无线电力传输原理多，使用面更广，对于有线输电不易或不可能完成的传输作业均可实现，如“免电池”无线鼠标、植入式医学器件充技术、“无尾”电视、外太空能量向地面的输送等均是无线输电广泛应用表现形式[10]。

3.2 安全性

常规电网或家庭、工厂布线都离不开电线与连接元件，防止电线直接裸露在空气中造成触电或线与线之间的短路，通常在电线周围裹上绝缘子等绝缘体。但是用电与输电时刻发生在人们的周围，大量的电线与插座等在绝缘子老化后，很可能造成触电或短路的危险，严重影响使用安全。而无线电力传输的主要三种均是以电——磁（电磁波或磁场）——电的形式传递，让“电流”通过空气或其他介质传播，不会使使用者或处于介质的人员有触电的感觉，且无线电力传输技术不产生辐射，部分已无线电力传输研发的产品其安全性已经通过FCC、IEEE和CCC等标准认证，不会产生危险，避免了带电插拔、电源线短路等等可能的安全隐患。如2008年8月英特尔信息峰会上演示了采用电磁共振耦合的原理隔空1m为60W等泡供电，虽然效率只有75%，但基本满足日常灯泡供电的距离需求，不会因为布置电线而存在任何隐藏的危险。在确保安全性的前提下，中短程无线供电方式将可以彻底解决家庭、工厂布线凌乱、电器位置固定、插座破坏建筑布置美观等等问题，具备可靠地安全保障[11]。

3.3 经济性

短程电磁感应中的磁场，中程或远程的电磁波（微波和激光可视为电磁波）传播过程中不需要介质，甚至在真空中的速度接近光速。电力传输只需铺设发射端和接收端，两端主要部件均由调理电路和线圈组成，检查两端是否能正常工作即可维护整个输电线路，成本较低。而常规的有线电力传输过程需要借助介质，一般为金属介质，虽然在传播速度同样接近光速，但传播距离和传播效率受介质影响。电网中使用较多的为架空线路，其使用的介质导线材质常使用的有三种材料——铜、钢和铝。以传递过程中的电压、传输距离及最大负载作为使用材质选择条件，使用最多的铜芯铝绞线，电压越高，导线截面越大。传输线路的铺设成本随距离的增加而增加，随电压的增加而增加。以铜芯铝绞线为例，由于传输距离的改变，承载功率由10kW增长到35kW，线截面积对应的由1mm2增加到6mm2。不仅如此，对于架空线路而言，配套的配电、杆塔和其他安全设施也极大提高了成本。电压提高时，相应的设备，尤其是与安全与传递效率相关的设备，成本呈几何线增涨。架空线大部分铺设在野外，而且高压输电杆塔较高，对于维护和修理的难度很大、成本较高。

4无线输电的发展前景与方向

无线输电作为一种新型的技术还不太成熟，在传输效率与功率上还需进一步的高[12]。以磁感应原理的无线电力传输由于距离的限制，目前只应用于供电、用电部分距离很近的情形，如变压器和芯片信息识别等。中程的“磁耦合共振”是最可能替代目前架空线路的无线传输技术，其传输的距离和效率与两端线圈大小直接相关，实现两端线圈完美共振，并研发能提高传输距离与传输功率的线圈结构，将会对无线电力传输有着极大地推广作用；其次，工厂用电机械、家用电器、手机等用电设备的充电与电源之间的距离在“磁耦合共振”输电的距离之内，借用“磁耦合共振”代替传输导线、简化传输结构、提高使用安全为当前及今后无线输电的主要研究路线。随着科技的发展，对能源的需求与日俱增，地球能源有限，从太空获取额外的能源并输送到地面是将来发展的必然趋势，而远程的无线输电成了必要的基础，对微波与激光输电效率以及输电环境适应性成为今后的研究方向。

参考文献：

[1]松浦虔士.电力传输工程[M].北京：科学出版社，2001.

[2]曾翔.无线电力传输技术的研究[J].硅谷，2010（10）：82，162.

[3]朱汉，徐畅，窦晨旭.浅论无线电力传输与最新应用[J].信息系统工程，2014（3）：94.

[4]刘宁.基于磁耦合谐振的无线电力传输系统特性研究[D].济南：山东大学，2014.

[5]刘永军.无线电力传输技术：创造未来空间神话[J].中国电子商情（基础电子），2008（11）:70-75.

[6]薛卧龙.磁共振无线电力传输接收系统的研究与设计[D].保定：河北大学，2014.

[7]白明侠，黄昭.无线电力传输的历史发展及应用[J].湘南学院学报，2010，31（5）：51-53.

[8]李洪波，孟祥臣.电力电缆[M].北京：中国电力出版社，2015.

[9]李照.无线电力传输技术的基本原理与应用前景[J].考试周刊，2011（57）:148-150.

[10]魏红兵，王进华，刘锐，等.电力系统中无线电能传输的技术分析[J].西南大学学报（自然科学版），2009，31（9）：163-167.

无线电基本原理范文第4篇

关键词：AD9854，无线电罗盘，测试信号源

 

1 引言

无线电罗盘是利用无线电技术进行定向的导航设备。它可以根据地面导航台发射的无线电波的来向，自动测出电台相对方位角，以保证飞机沿正确航线飞行。无线电罗盘技术性能的优劣对保障飞机作战训练、飞行安全起着重要的作用，因此，对其性能的测试是至关重要的[1]。

无线电罗盘测试信号源的主要作用是模拟地面导航台站的无线电信号，供罗盘性能测试之用。传统的罗盘信号模拟器由于采用了机电式调频、调相技术，因而易产生干扰、测试精度不高、可靠性较低，且体积较大。免费论文参考网。DDS技术是近几年来迅速发展的采用全数字化的频率合成技术，具有集成度高、体积小、相对带宽较宽、相位连续性好等优点，并能直接与单片机接口构成智能化的频率源。无线电罗盘测试信号源是以直接数字频率合成技术（DDS）为基础，以单片机控制为核心，通过控制DDS芯片输出信号的各参数，得到满足罗盘测试需求的信号。因此它是一种易于实现的数字式智能化自适应频率控制系统。

2 DDS的基本原理

2.1 DDS的工作原理

直接数字频率合成技术（Direct DigitalSynthesizer）是从相位的概念出发直接合成所需波形的一种频率合成技术。DDS的原理框图如图2-1所示，它包含相位累加器、波形存储器、数模转换器、低通滤波器和参考时钟五部分。免费论文参考网。在参考时钟的控制下，相位累加器对频率控制字进行线性累加，得到的相位码对波形存储器寻址，使之输出相应的幅度码，经过数模转换器得到相对应的阶梯波，最后经低通滤波器得到频率连续变化的波形。

图中的参考频率源是一个高稳定度的晶体振荡器，其输出信号提供DDS中各部件同步工作。频率控制字K送到N位相位累加器中的加法器数据输入端，相位累加器在时钟频率的作用下，不断对频率控制数据进行线性相位累加，当相位累加器累积满量时就会产生一次溢出，累加器的溢出频率就是DDS输出的信号频率。由此可看出，相位累加器实际上是一个模数2为基准、受频率控制字K控制而改变的计数器，它累积了每一个参考周期内合成信号的相位变化，这些相位值的高位对ROM寻址。在ROM中写入了2N个正弦数据，每个数据有D位。不同的频率控制字K导致相位累加器的不同相位增量，这样从ROM输出的正弦波形的频率不同，ROM输出的D位二进制数送到DAC进行D/A变换，得到量化的阶梯形正弦波输出，最后经低通滤波器滤除高频分量，平滑后得到模拟的正弦波信号。

波形存储器主要完成信号的相位序列到幅度序列之间的转化。从理论上讲，波形存储器可以存储具有周期性的任意波形，在实际应用中，以正弦波最具有代表性，也应用最广。DDS输出信号的频率与时钟频率以及频率控制字之间的关系如式（2-1）所示

（2-1）

式中，fout为DDS输出信号的频率，K为频率控制字，fc为时钟频率，N为相位累加器的位数[2]。

2.2 AD9854芯片介绍

在无线电罗盘测试信号源中，我们采用的是ADI 公司推出的高性能DDS芯片AD9854，该芯片超高的工作频率、方便灵活的外部接口方式、多种信号输出形式使其具有较高的性价比。AD9854芯片具有高达300MHz的内部时钟频率、多种省电模式、单端或双端差分时钟输入、自动双向频率扫描（锯齿波）输出等特点。其主要功能包括：

（1）可实现12位DAC正交双通道输出；

（2）双48位可编程频率寄存器（一路频率控制字，一路步进频率控制字，频率分辨率可达微赫）；

（3）双14位可编程相位寄存器；

（4）双12位可编程幅度控制寄存器和键控可编程幅度渐变开关功能。

此外，AD9854能够产生多种形式的输出信号，其工作模式有：单频模式（SingleTone）、频移键控模式（FSK）、频率渐变FSK模式（Ramped FSK）、二位相移键控模式（BPSK）和线性调频模式（FM Chirp）。

3 罗盘测试信号源设计

3.1 无线电罗盘性能测试要求简介

对无线电罗盘性能的测试分为接收机灵敏度测试和定向灵敏度测试。

无线电罗盘接收机灵敏度是指罗盘接收机能够接收到的最小信号值。测试时，只需要将垂直天线输入信号通过均衡器接入，不需要环形天线。要求产生信号波段范围为100Hz～1.8MHz，调制频率为400Hz，调幅度为30%。罗盘接收机输入值为0～20μV，则接收机灵敏度应≤10μV。

无线电基本原理范文第5篇

关键词：校园；无线电测向；运动

中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1671-7503（2015）13/15-0015-03

1993年，国家体委、国家教委、中国科协、、全国妇联联合发文号召：在全国青少年中开展无线电测向运动，并决定由这五大部委共同作为主办单位，每年举办全国青少年无线电测向锦标赛。至今，无线电测向运动在全国广泛开展，数十万计的青少年参加不同形式的无线电活动，每年一度的全国青少年锦标赛有近千人参加。那么，什么是无线电测向运动以及无线电测向运动对青少年的成长有着怎样的帮助？

一、无线电测向运动是什么

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，俗称电台），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（电台），定时发出规定的无线电信号，参加者（测向队员）手持无线电测向机，测出隐蔽信号源（电台）的所在方向。采用徒步方式，奔跑一定距离，迅速、准确地逐个找出这些信号源（电台）。以在规定时间内，找满指定台数，实用时间少者为优胜。人们把事先隐藏起来的信号源（电台）比喻成狡猾的狐狸，把测向队员手中的测向机比喻成猎枪，故此项运动又称无线电“猎狐”或“抓狐狸”。

二、无线电测向运动的特点

1.具有较强的科技内涵

无线电测向运动员寻找电台，是通过测向机收测电台信号来实现的。要迅速准确寻找电台，成为竞赛的优胜者，必须懂得无线电接收和发射的基本原理、无线电波传播的基本知识等，在运动中通过收测音量寻找频率固定的电波，必须了解和掌握测定电台方向、估计电台位置、确定台位、台序、标图、识图选路等基本技能。

2.具有独特的体能要求

在相同距离上，测向和奔跑类竞技体育项目相比具有如下特点。

（1）消耗体力更多。首先，学生要手持测向机奔跑，上肢摆动不对称（有时持机臂不参加摆动），动作不协凋导致体力消耗更大。

（2）动作变化结构大。大众熟知的奔跑项目（如短跑、长跑、马拉松等）一般形成了固有化的奔跑动作，而测向要根据野外场地实际采取不同技术，上下坡动作变化大。

（3）较好的耐力储备。测向运动本身特有的未知性、趣味性，可极大地激发学生的好奇心和好胜心，使学生乐于坚持长时间体能锻炼，为改变单调枯燥的传统体育课程内容拓展了新的教学项目。

3.有利于心智与体力的综合训练

测向过程中，信号源位置多变，找台过程紧张刺激。可以很好地激发学生潜在的智能，培养学生机智勇敢的心理素质。而测向过程又常出现找错台、找不到台、往返重复找台、方向迷失、摔倒等不利情况，学生在体力消耗很大的情况下又必须独立完成任务，这对学生的情绪控制力、坚韧精神、自信力等心理素质都是一次难得的锻炼机会，有利于学生主体性发挥， 提高学生独立决策与执行能力。此外，团体赛项目要求全队整体出发与到达，以最后到达组员的时间为准计算成绩。这就需要参与者协同合作，有大局意识、协作精神和服务精神。

4.赛事组织的高度灵活性

开展无线电测向运动在参与者、场地选择、参与方式、布台方式等方面都具有较高的灵活性和自主性，便于操作。

总之，无线电测向运动可根据参加者的实际情况和爱好自行选择，可以因时、因地、依情况组织无线电测向活动和比赛。

三、无线电测向运动的价值

1.有利于激发青少年立志献身于祖国的无线电事业的热情

目前，我国开展的无线电测向活动主要有两类：一是适合在中小学普及的短距离测向。它可选择在树木较多，风景宜人的公园、校园、近郊举行。二是符合国际规则并适合大中学生开展的长距离80米短波波段（3.5MHz）及超短波波段（144MHz）测向。青少年参加该项活动，除要进行身体训练外，还要学习无线电方面的知识，掌握测向机制作技能。这无疑丰富和延伸了青少年课堂知识的学习。使青少年课堂学习既轻松愉快，具有趣味性，又可提高文化课的学习成绩。测向机制作的成功可培养广大青少年的成就感。无线电测向外场训练和比赛的神秘感、荣誉感能激发青少年学习无线电的兴趣和向往。所以，通过无线电测向运动的开展，有利于激发广大青少年学习和运用无线电的兴趣，树立为无线电事业献身的志向。

2.有利于提高青少年科技素质和能力及抗击灾害的能力

通过无线电测向训练和比赛，让青少年了解和掌握无线电测向技术，让他们了解无线电测向技术在生产、生活、抗击自然灾害中所发挥的巨大作用。例如：轮船在海上遇险救助。拥有海岸线的国家都要在沿海专设监测台站。这些监测台站在接收到遇险者发出的紧急呼救信号“SOS”后，都有义务测定遇险者的位置，派船和飞机援救。在生产上，可用于检查高压供电系统中的瓷瓶漏电。在科研中，无线电测向技术被用于雷电监测，探测冰雹的形成及其运动。无线电测向还可用于监测陆上动物及海上浮出水面动物的行踪等。青少年学习和掌握了无线电知识和测向技术，以后可利用学到的无线电知识在工农业生产、日常生活中发挥作用，在抗击灾害中大显身手。

3.有利于开拓青少年的知识视野和激发求知欲望

无线电是在自由空间传播的电磁波，人们看不见、摸不到，神奇而客观存在。开展无线电测向活动，首先能引导青少年学习文化课，开阔他们的知识视野。神奇的无线电波能激发广大青少年学习无线电知识的兴趣。当他们用手中的“猎枪”（测向机）抓到狡猾的“狐狸”（信号源）时，强烈的求知欲望被激发出来，促进了他们对文化课的学习，进而提高了他们的科学素质。其次，根据无线电测向训练和比赛要求，学生参加该项活动时，除要进行身体训练以外，还要学习无线电方面的知识，要掌握测向机制作方面的技能。测向机的结构比一般的收音机要复杂得多，小学、初中生的知识水平还不能达到装机要求，所以，学习组装测向是困难的。但是无线电测向迎合了小学、初中生的好奇心理，可以极大地激发他们学习无线电知识的兴趣，促使学生自觉学习物理知识和无线电知识。例如：测向机的电路图，电阻、电容、二极管、三极管、集成块等电子元件的符号、功能、单位、电工知识、焊接和组装工艺、测向机调试原理及组装技能等，这些知识在小学、初中课本中是没有的。通过组装测向机训练，学生可以掌握焊接技术，简单了解家电维修技术。无线电测向把学生的理论学习与动手实践结合在一起，既可以巩固课堂知识的学习，又能提高他们的动手技能，既开阔了青少年知识视野，又激发了青少年求知欲望，把“应试教育”逐步引入到素质教育轨道。

4.有利于培养青少年的进取精神和竞争意识

众所周知，田径课的短跑、中长跑和长跑的训练都是围着学校操场转圈跑，学生只有毅力而无兴趣。利用田径课开展无线电短距离测向，通过个人测向和团体测向竞赛，可以增强学生的活动竞赛意识，把枯燥乏味的围着操场转圈跑变成激烈的争胜跑。每场测向运动的训练量都可以达到和超过田径课要求的运动量，通过练习测向，既培养了青少年的进取精神和竞争意识，又完成了田径课教学的效果，可谓一举两得。

四、吉林省无线电测向运动开展现状

吉林省的无线电测向运动曾经有过辉煌的历史，20世纪80年代，我省运动员韩春荣两次获得世界冠军。90年代中期受“奥运战略”的影响，无线电测向运动作为非奥运项目逐渐淡出人们的视线。近几年来，我省在东北师大附中、长春市第十一高中等学校的带领下，参与无线电测向运动的学生逐年增加，2014年吉林省第十七届运动会参加无线电测向比赛的中小学生数达到240人；学校也从原来的几所学校增加到几十所。其中，长春汽车经济技术开发区教育局所辖21所中小学，全部开展了这项活动。并将无线电测向的比赛成绩列入了区学生运动会的团体总分。可以说，经过几年的发展，无线电测向运动在我省已经进入了复苏阶段。

五、如何在学校开展无线电测向运动

第一，以学校为主成立无线电测向活动小组或者社团，利用学生在学校的课余时间组织学生学习无线电基础知识，学习无线电测向机的基本原理与安装方法，有条件的学校可以组织学生进行无线电测向机的制作培训。同时，也可以在校园内进行无线电测向基本技术的训练，如在操场上进行阳光测向等。

第二，充分发挥青少年活动中心的作用，利用双休日和寒暑假等时间开办电子技术和无线电测向培训班，集中时间对学生进行无线电测向机制作的培训和组织学生在野外或公园内进行无线电测向训练，以提高学生的参赛技能。

第三，以赛代练，组织学生参加全国锦标赛、全国公开赛以及省、市、区各级无线电测向锦标赛，让学生获得更多比赛经验，得到更大的锻炼。

六、无线电测向运动在校园开展中所遇到的问题及解决方案

我省无线电测向运动初见规模，但也应该看到，地域之间发展的不均衡会限制这项运动的发展。以第十七届省运会为例，参赛运动员几乎全部来自于长春市。全省60名无线电测向社会体育辅导员中有将近一半来自于长春汽车产业开发区。这种情况并不利于这项运动的开展和普及，笔者认为造成这种情况的原因主要有两个。

（1）信息交流不顺畅，全国无线电测向锦标赛是由国家5个部委联合发文的，具体由国家体育总局航空无线电模型运动管理中心负责实施，到了地方往往由省体育局发文，具体执行是省无线电运动协会，其结果就是广大的基层学校无法看到相关的通知，也就无法参加相关的培训和比赛。

（2）基层学校教练员匮乏。无线电测向运动的教练员组成比较复杂，这个项目要求教练员既要懂得无线电知识，又要掌握运动员的训练方法。所以，很多学科教师都可以担任教练员，但又没有一个统筹的部门加以指导，因此，造成了该项目的教练员缺乏交流和沟通，往往是单打独斗很难长期坚持开展活动。

针对以上问题，笔者有几点建议。

（1）省体育局、省教育厅、省科协应联合发文举办省级无线电测向锦标赛，并组织我省优秀选手参加全国青少年无线电测向锦标赛，使我省在该项赛事上保持良好的发展势头。

（2）建立省级交流平台，可充分利用吉林省教育资源公共服务平台的优势，建立顺畅的信息交流平台，让全省学校都能了解到这项比赛和培训的信息。

（3）定期开展教练员培训班，定期举行吉林省无线电测向锦标赛。

（4）组成讲师团，下到各地区现场对基层学校的学生和教师进行培训，以促进基层学校运动水平的提高。

（5）建议由吉林省电化教育馆牵头，以信息技术教师为主成立无线电测向运动教练团队，统一在省电教馆指导下，相互交流合作，将无线电测向运动健康地开展下去。