小型无线电追踪器
摘要：在高速发展的当代社会，人们在追求高品质的生活过程中，承受的社会工作压力与生活压力普遍增加。

工作生活节奏加快，致使人们经常遇到这样的状况，在焦急状态下忘记重要物品的位置或遗失物品，导致心情烦躁，工作效率降低。

针对这一生活中的细微问题，我小组设计研究小型无线电追踪器这一课题，使一些体积略小但却较为贵重的遗落物（如U盘，钥匙，硬盘等等）可以被简单方便地寻找到。

关键词：无线电寻物追踪
一、引言
根据市场需求与实际需要，具有该装置有如下特性:
1.体积微小，方便装载，或者可以与钥匙扣，U盘袋等结合，方便使用
2.能通过接收特定特定信号来启动工作电路发出声音，光等信息或直接放大
接收信号来达到使遗失物品被找到的目的
3.价格低廉，适用日常生活
我小组设计的小型无线电追踪器的核心思路是通过以手机为信号源的发射装置发出特定频率的信号，安置在物品上的微小接收器产生蜂鸣，从而达到无线电寻物的目的。

该追踪器包含两部分装置，第一部分为能辐射特定频率的电磁波的发射装置，第二部分为接收特定频率的电磁波而触发效果的接收装置，以下为两部分装置的详细介绍。

二、装置组成
1.1发射装置
以下为小型发射器的主要部件及做法：
振荡器是发射器的心脏，它有4个引线，而我们只用其中的3个。

当电源接到其中的2个引线上时，第3个引线上电压就在0V和5V之间跳动，频率为约每秒100万次。

振荡器被装在一个密封的金属盒中，金属盒的角都是圆的，除了右下角那个，它指示了
那个未使用的引线在哪。

这个引线用来将振荡器固定在电路板上，在振荡器中它不与任何东西相连。

另一个重要部件就是音频变压器，在这个电路中，它被用作调幅器。

调幅器改变无线电波的长度，来匹配我们要发送的声音或音乐的响度。

变压器一边有2根引线，一边有3跟引线。

2根引线是低阻抗侧，3根是高阻抗侧。

3根引线的中间那根在我们的电路中将不使用。

为了达到最好的效果，我们将变压器的电阻抗侧与振荡器串联。

这意味着信号源必须能够驱动重负荷，比如一个8欧姆的扬声器。

将发射器的插入手机中，信号源采用手机音频。

1.1.1振荡器
振荡器（oscillator ）是用来产生重复电子讯号（通常是正弦波或方波）的电子元件。

其构成的电路叫振荡电路。

能将直流电转换为具有一定频率交流电信号输出的电子电路或装置。

1.1.2变压器
变压器（Transformer ）是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁心（磁芯）。

主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压（磁饱和变压器）等。

1.2接收装置
接收装置原理就是把从天线接收到的发射装置发出的信号（电磁波）经检波（解调）转换成音频信号，通过放大装置使接受器产生蜂鸣。

由于无线电的广泛使用与发展，天空中有了很多不同频率的无线电波。

如果把这许多电波全都接收下来，接收装置就会与发射装置不匹配，无论发射装置是否发射无线电波，接收装置都会处于蜂鸣状态。

为了选择所需要的波段，在接收天线后，需要有一个选择性电路，它的作用是把所需的信号(即发射装置发出的相应信号)挑选出来，并把不要的信号“滤掉”，以免产生干扰，这类似于我们收听广播时，所使用的“选台”功能。

选择性电路的输出是设定好的该接受装置对应的信号，利用它直接产生蜂鸣是不行的，还必须把它转换成音频信号，把经过调节产生的音频信号送到蜂鸣器，就可以使接收装置产生蜂鸣。

上面所讲的是最简单接收装置，但从接收天线得到的高频天线电信号一般非常微弱，直接把它送到检波器不太合适，最好在选择电路和检波器之间插入一个高频放大器，把高频信号放大。

即使已经增加高频放大器，检波输出的功率通常也只有几毫瓦，距离近时还可以听到，但距离远时声音过于微弱，因此在检波输出后增加音频放大器来推动扬声器。

或借鉴现代的收音机原理，现在的收音机几乎都采用超外差式电路，超外差的特点是：被选择的高频信号的载波频率，变为较低的固定不变的中频(465KHz)，再利用中频放大器放大，满足检波的要求，然后才进行检波。

在超外差接收机中，为了产生变频
图 1
作用，还要有一个外加的正弦信号，这个信号通常叫外差信号，产生外差信号的电路，习惯叫本地振荡。

在收音机本振频率和被接收信号的频率相差一个中频，因此在混频器之前的选择电路，和本振采用统一调谐线，如用同轴的双联电容器(PVC)进行调谐，使之差保持固定的中频数值。

由于中频固定，且频率比高频已调信号低，中放的增益可以做得较大，工作也比较稳定，通频带特性也可做得比较理想，这样可以使检波器获得足够大的信号，从而使整机输出音质较好的音频信号。

天线（磁性天线）接收无线电广播信号（多种信号）→波段选择→调谐（选取一种信号）→高频放大→混频（本振与信号）→差频信号（中频）→放大（中放）→检波音频→低频放大→功率放大→扬声器放出音频信号（声音）。

1.2.1天线
天线（antenna)是一种变换器，它把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介（通常是自由空间）中传播的电磁波，或者进行相反的变换。

在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。

无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统，凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线来进行工作。

1.2.2
调谐放大器
电容器和电感器组成的回路为负载，增益和负载阻抗随频率而变的放大电路。

这种回路通常被调谐到待放大信号的中心频率上。

由于调谐回路的并联谐振阻抗在谐振频率附近的数值很大，放大器可得到很大的电压增益。

而在偏离谐振点较远的频率上，回路阻抗下降很快，使放大器增益迅速减小；因而调谐放大器通常是一种增益高和频率选择性好的窄带放大器。

调谐放大器广泛应用于各类无线电发射机的高频放大级和接收机的高频与中频放大级。

在接收机中，它主要用来对小信号进行电压放大，所以大多工作于甲类放大状态。

图 2
图 3
三、未来
通过以上两个装置的组合运用，基本可以达到通过手机上装载的特定软件发射电磁波来找到遗失物品的效果，避免因此造成的损失。

然而我们的想法并不止于这些。

我们还计划实现发射器和手机的真正合一，即直接利用手机发射电磁波而非加载发射器。

现在的手机上最广泛使用的是安卓系统，这是一款开源系统，这为我们编写手机软件实现发射信号的目的提供了便利。

此外，接收端也可以进行改进。

现蜂鸣的寻物方式只能实现短距离寻物，长距离时便无能为力了。

若能将接收端上搭载发射器，另其返回一信号，我们就能大致确定接收端对于手机的相对位置，再利用手机本身的基站/GPS定位，我们就能确定接收端的绝对位置，实现长距离寻物。

除此之外，利用以上所述的第二种改造方法，可将寻物装置与手环结合，改造成亲子手环，以解决生活中常见的父母与孩子在人群中走散的情况，相信会有很好的市场应用前景。

四、总结
本次设计中，我小组基于日常生活中常见的一些生活烦恼，通过创新组合一些为我们熟知的无线电知识来达到设计产品解决此类问题，具有独到的创意和创新性。

在设计的过程中，我们首先想到的是利用小时候进行的无线电定向越野活动中的知识，后来发现其发射/接收端体积过大，不符合要求。

因此思考简化其功能，以达到使其轻便的目的。

最后我们采用了目前的发射器发射信号、蜂鸣器蜂鸣的方式，体积符合了要求。

通过这次设计，我们知道了如果想要实现一些功能，就必须舍弃另一些，取舍问题是每一个设计者都需要考虑的。

没有产品能做到完美，我们只能做到最优，然后迎合整个市场进行调整，从而赢得整个市场。

参考文献
[1]美国业余无线电传播联盟.业余无线电手册.2010
[2]贺学金.收音机与录音机修理从入门到精通.2006.。