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对讲机及其天线的原理和工作详解

时间:2022-06-26 来源:中国集群通信网 作者:网络 点击:

对讲机种类众多,其涉及到的天线也很多样,本文将从对讲机原理简介说起,围绕对讲机分类、工作方式、天线等部分进行阐述。

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刻,信息只能单方向进行传输,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叫做单工机。双工通信是指在同一时刻信息可以进行双向传输,和打电话一样,说的同时也能听,边说边听。

4、模拟对讲机和数字对讲机

无线电对讲机在设计技术方面,可分为采用模拟通信技术设计的模拟对讲机(也称为传统对讲机),以及采用数字技术进行设计的数字对讲机。

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

接收部分将来自射频的放大信号与来自锁相环频率合成器电路的第一本振信号在第一混频器处混频并生成第一中频信号。第一中频信号通过晶体滤波器进一步消除邻道的杂波信号。滤波后的第一中频信号进入中频处理芯片,与第二本振信号再次混频生成第二中频信号,第二中频信号通过一个陶瓷滤波器滤除无用杂散信号后,被放大和鉴频,产生音频信号。音频信号通过放大、带通滤波器、去加重等电路,进入音量控制电路和功率放大器放大,驱动扬声器,得到人们所需的信息。

3、调制信号及调制电路

人的话音通过麦克风转换成音频的电信号。

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

因为线与手持机是直接馈电,我们称之为有源天线,该天线手持机的模块主板与天线连为一体,故主板模块对天线辐射方向图影响非常大,不同的主板模块及外壳天线的方向图是不同的,而不同的辐射方向图使对讲机的通信质量相差就会很大。

2、车载天线

对讲机与天线是通过电缆馈电的,而天线设计好坏与车壳有关联的,该类天线一般做成磁吸安装在车顶或打孔安装,近年还有贴玻璃式的或隐藏在车内的该类天线,关键是驻波比的调试与安装的位置直接影响天线辐射方图,驻波比一般是与天线设计、电缆、接头的好坏直接关联,用户选择时应注意。

3、基地台天线

一般称之为室外天线,该类天线又分为全向天线与定向天线,两种天线都有几十种形式与增益的选择。原则上定做的天线应根据安装的环境定做,如天线安装在铁塔上,安装在地面是不同的。安装在水泥浇注的房顶与安装在全屋瓦房顶更不同,故要求天线波输倾角要符合通信距离的要求。

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我们首先需要明确一点,频率越高、波长越短、天线越短。通常对讲机物理长度较长的天线增益相对较同等技术的短天线要高,手持对讲机的天线除了考虑自身增益外往往还要考虑整体携带性和外观协调,对于一些双频段多频段的对讲机天线设计要额外兼顾考虑各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要最大限度发挥对讲机潜能,可以在天线上做文章。例如以超便携为优先的用户可以选择短棍天线,尽管增益不太好但提高了对讲机整体便携性。



(中国集群通信网 | 责任编辑:李俊勇)

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