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对讲机及其天线的原理详解

对讲机及其天线的原理详解
对讲机的种类很多,涉及的天线也很多。

本文将从对讲机的原理介绍入手,详细阐述对讲机的分类、工作模式和天线。

一、对讲机的分类
1、手持式无线对讲机
这是一种体积小、重量轻、功率小的无线对讲机,适合于手持或袋装,便于个人随身携带,能在行进中进行通信联系,其功率一般VHF频段不超过5W、UHF频段不超过4W。

通信距离在无障挡的开阔地带时一般可达到5公里。

该机适合近距离的各种场合下流动人员之间的通信联系。

在无线电系列中,手持式无线电“对讲机”的应用数量及品种是最多的,约占80%以上。

2、车(船、机)载无线对讲机
这是一种能安装在车辆、船舶、飞机等交通工具上直接由车辆上的电源供电的,并使用车〈船、机〉上天线的无线对讲机,主要用于交通运输、生产调度、保安指挥等业务。

其体积较大,功率不小于10W,一般为25W,大功率的一般50 W。

3、单工通信工作的单工机和双工通信工作的双工机
单工通信是指在同一时间,信息只能单向传递。

你说我听,我说你听。

这种发射和接收只能交替工作,不能同时工作的无线电对讲机称为单工。

双工通信意味着信息可以同时在两个方向上传输。

就像打电话一样,你也可以边打边听。

4、模拟对讲机和数字对讲机
在设计技术上,无线电对讲机可分为用模拟通信技术设计的模拟对讲机(也称传统对讲机)和用数字技术设计的数字对讲机。

二、对讲机的工作原理
1、发射部分
锁相环和压控振荡器(VCO)产生发射的射频载波信号,经过缓冲放大,激励放大、功放,产生额定的射频功率,经过天线低通滤波器,抑制谐波成分,然后通过天线发射出去。

2、接收部分
接收部分在第一混频器将来自射频的放大信号与来自PLL频率合成器电路的第一本地振荡器信号混频,并产生第一中频信号。

第一中频信号通过晶体滤波器进一步消除相邻信道的杂波信号。

滤波后的第一中频信号进入中频处理芯片,再次与第二本振信号混频,产生第二中频信号。

第二中频信号由陶瓷滤波器滤波、放大和鉴频以产生音频信号。

音频信号经过放大、带通滤波、去加重等电路,进入音量控制电路和功率放大器进行放大,驱动扬声器,得到人们需要的信息。

3、调制信号及调制电路
人的声音通过麦克风转换成音频电信号。

4、信令处理
CPU产生CTCSS/CDCSS信号经过放大调整,进入压控振荡器进行调制。

接收鉴频后得到的低频信号,一部分经过放大和亚音频的带通滤波器进行滤波整形,进入CPU,与预设值进行比较,将其结果控制音频功放和扬声器的输出。

即如果与预置值相同,则打开扬声器,若不同,则关闭扬声器。

三、对讲机天线的分类
1、手持机天线
因为电线和听筒是直接馈电的,所以我们称之为有源天线。

天线手机的模块主板与天线连为一体,因此主板模块对天线辐射方向图的影响很大。

不同的主板模块和外壳天线有不同的辐射方向图,不同的辐射方向图会使对讲机的通信质量差别很大。

2、车载天线
对讲机和天线是电缆馈电,天线设计和车壳有关。

这种天线一般是通过磁吸或打孔安装的方式安装在屋顶上。

近年来,有这种天线贴在玻璃上或藏在车内。

关键是驻波比的调试安装位置直接影响天线辐射方向图。

驻波比一般与天线设计、线缆、连接器有直接关系,用户在选择时要注意。

3、基地台天线
一般称为室外天线,这种天线分为全向天线和定向天线,两者都有几十种形式和增益可供选择。

定制天线原则上要根据安装环境定制。

比如天线安装在铁塔上,安装在地面上就不一样了。

安装在水泥浇筑的屋顶上与安装在全屋屋顶上的区别更大,所以要求天线电波发射倾角满足通信距离的要求。

四、对讲机天线的使用解析
我们需要明确的是,频率越高,波长越短,天线越短。

一般对讲机物理长度较长的天线比相同技术的短天线增益更高。

手持对讲机的天线除了自身增益外,往往还要考虑整体的便携性和外观协调性。

对于一些双频多频段的对讲机天线,需要额外考虑每个频段,所以往往只能牺牲一些增益。

对于业余无线电爱好者来说,要最大限度发挥对讲机的潜力,可以在天线上做文章。

比如优先考虑超便携的用户,可以选择短棒天线,虽然增益不是很好,但是提高了对讲机的整体便携性。

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