编者按:无线电测向运动是广大青少年喜爱的一项活动。2米波段测向,80米波段测向已经开展了多年。去年八月份在青岛举办的160米波段测向夏令营,为在我国开展160米测向活动揭开了序幕,又得到了更多少年无线电爱好者的欢迎。
160米波段测向,不受运动场地、气候等条件的限制,可以在操场、公园等处进行训练和比赛。160米波段信号源,体积小、重量轻、便于隐蔽。同时,160米波段测向机可以用普通的半导体收音机改制,只要具备半导体收音机制作能力的青少年,都可以自己动手制作160米测向机。因此,这项活动易于在中小学校开展,它将为学校第二课堂的教育增添新的内容,有益于学生身心、智力的发展。
为推动这项科技体育活动的开展,本刊将陆续登载有关160米波段测向机和信号源制作的资料,并报到开展此项活动的情况供广大爱好者参考。
本文介绍的160米测向机是在普通袖珍式半导体收音机的基础上改制的,工作原理见图1方框图。

从方框图来看,它与普通半导体收音机基本相同。不同的是,为了测出信号源的准确方位,测向机需要有明显的双向性和较明显的单向性。
这里首先讲一讲,测向机怎样具备上述特性。
测向机的双向性是由磁性天线的作用形成的。磁性天线平行于地面接收电磁波,见图2,当磁棒与电波传播方向平行时(即磁棒与电波传播方向的夹角为0°或180°),线圈中的感应电势为零;当磁棒与电波传播方向垂直时(即磁棒与电波传播方向的夹角为90°或270°),线圈中的感应电势最大。所不同的是,成90°夹角与成270°夹角时的感应电势的极性相反。当磁棒与电波传播方向成其它角度时,线圈中的感应电势在零和最大之间变化。这就是磁性天线的“8”字形方向特性,见图3。


如果测向机的磁棒平行于地面转一周,当磁棒两端直指信号源所在方向时,耳机中无声(称为哑点)。当磁棒两侧面正对信号源所在方向时,耳机中声音最大(称为最大音面)。从图3中可看出:在哑点附近稍稍转动一定角度,比在最大点附近信号强弱变化更为明显,所以在测向中更多地使用哑点准确地判断信号源所在的方位。可是只用磁性天线会测出两个哑点,方向正好相反,那么信号源究竟在哪一边是辨别不出来的,因此必须配合直立天线测单向。
测向机的单向性是由磁性天线和直立天线共同作用形成的。直立天线的方向特性,在水平面上为一个圆,即接收各方向的电波,天线上的感应电势大小和极性都相同,见图4。如果磁性天线和直立天线上的感应电势振幅相等,且将这两副天线的电压在变频级输入端同相(或反相)相加,那么合成后的方向图将呈心脏形,见图5,这样就形成了单向性。


由于使用的直立天线长度远小于四分之一波长,直立天线回路相当于电阻电容串联电路,其阻抗趋于容性。为了改变回路阻抗的性质,要串联一个调相电阻,使回路呈现电阻性质。这样,在输入端两种天线产生的信号电压的相位才能相同(或相反)。但调相电阻不宜太大或太小,调节电阻的数值才能获得较好的心脏形方向特性。
其次讲一讲,在线路上如何改动,才能将普通的半导体收音机改为160米测向机。
160米测向机除了使用具有双向性的磁性天线和圆形方向性的直立天线外,为了获得良好的方向性,必须使测向机输出的信号强度随天线感应的电势大小有明显变化。因此,专为收音机设置的自动增益控制线路及大部分负反馈线路就得去找。为了不因接收的信号过强而造成测向机阻塞,采用电位器调节中放级的偏置,人工控制中频增益。如果信号太强,还可以在前级中频变压器上并一电阻减小增益。
无论是测向或收听广播,都需要一定的灵敏度。在较简易的袖珍式机子内,磁性天线不能加以屏蔽。因屏蔽后线圈Q值会大大降低,使灵敏度明显下降。天线线圈应平分两段,调整时,需使两段线圈置于磁棒两端对称的位置上。这样,无论机子的哪一边朝前测双向时,出现的误差角度大小是一致的。为了减小寻找信号时人体对机器分布电容的影响,在振荡线圈下面焊一块铜皮,并接地作隔离;在调谐电容靠近手的一侧,加一长条铜皮接地隔离,以减小人体感应。
中波收音机的频率范围是从530kHz到1605kHz,160米测向使用的频率为1810kHz、1840kHz、1870kHz三个点频。为了做到一机两用,我们将收音机的频率范围提高到600kHz到1950kHz,以兼顾测向和收听中波广播两方面。
下面介绍的是,用熊猫B737A袖珍收音机改制的160米测向机。为了适应测向需要,原线路作了部分变动,见图6。

本机天线线圈的初级分成两段,每段各绕54圈,对称地套在磁棒上,见图7。次级绕10圈,初次级线圈均用0.07×7mm丝包线绕制,初级空芯电感量为34μH,Q≥95。

测向用的直立天线是用自行车辐条焊在CTX1-3型香蕉插头上,CZX1-3型香蕉插座和焊片直接固定在机壳的上方。调相电阻一端焊在焊片上,另一端用导线连接在线路板的焊点上。
偏置稳压电路中的限流电阻R\(_{2}\),由原机的1.5K改为560Ω。这样,有利于电池电压下降时基极电位的稳定。电阻R7由100Ω改为51Ω,使前面几级集电极供电电压略有提高。线路中已将自动增益控制电路取消了。C\(_{4}\)换成0.033瓷片电容,有利于中频的旁路。电位器W1用来控制一中放级的偏置,作整机增益的控制。原微调电阻R\(_{3}\)为22K,现用R3a和R\(_{3b}\)两个固定电阻代替,增强在长期运动中使用的可靠性。改变R3b的阻值来调整BG\(_{2}\)静态时的偏流。检波回路的负载原为电位器W1,现改为4.7K的固定电阻。将R\(_{6}\)直接接到电源正端,消除了它的电压负反馈作用,有利于方向性的提高。
适当调整各偏置电阻,使各级集电极电流符合以下要求:BG\(_{1}\)—0.27mA,BG2—0.4~0.6mA,BG\(_{3}\)—1~1.3mA,BG4—3~5mA,BG\(_{5}\)、6—4~6。各中频回路的频率应调准在465kHz上。为将原机接收频率范围改变为600kHz—1950kHz,在低端时,输入600kHz高频调幅信号,同时调整振荡线圈,使输出最大。在高端时,输入1950kHz信号,调整振荡回路的微调电容,使输出最大。这样,反复调整几次就可以了。本机采取两点统调,统调点设在700kHz和1850kHz两点上。在700kHz上调整时,移动天线线圈在磁棒上的位置,从而改变天线回路的电感量,实现跟踪。在1850kHz上调整时,改变天线回路的微调电容,实现跟踪。由于两点统调时互相影响,所以同样需要反复调整几次。这两点在输出功率为5mW,信噪比为3∶1的情况下,测得的灵敏度应为0.05mV/m。单向的调整。需要插上直立天线,收到了信号源发出的信号后,转动测向机,调整调相电阻,直至出现一个非常明显的大音点和一个小音点为止。
机壳仍使用原来半导体收音机壳,电路按上述方法改装调整后,安装好即可作为半导体收音机和160米测向两用机,外观照片已登在本刊1985年11期封面上。(张田伦)