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MC1-0892-下列哪些物品与接收机的组合可用于 ARDF 活动?

MC1-0892 考 ARDF 测向所需器材。定向天线把来波方向转换成电平差异,是接收机判向的关键;射频电桥测阻抗与反射系数、噪声电桥测噪声系数、驻波比电桥测匹配状态,三者都是射频测量仪器,不含方向信息,不能用于测向。

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【题目编号】MC1-0892

【题目】下列哪些物品与接收机的组合可用于 ARDF 活动?

【答案】A

[A]定向天线

[B]射频电桥

[C]噪声电桥

[D]SWR 电桥

考点速览

业余无线电测向(Amateur Radio Direction Finding,ARDF)俗称猎狐,参赛者要在野外用便携接收设备找出若干个藏起来的发射台。整套测向装备可以拆成两半:一半负责把射频信号收下来,另一半负责判断信号从哪个方向来。本题问的正是后半部分该配什么,把真正用于判向的天线和几种名字里带「电桥」的测量仪器摆在一起,考的是器材功能归属。

原理与依据

无线电测向的物理基础是天线方向性。定向天线(directional antenna)对不同来波方向的响应并不相同:把它的方向图(radiation pattern)画出来,会出现增益最大的主瓣(main lobe)、若干副瓣(side lobe),以及响应极小甚至接近零的零点(null)。测向机把天线转到某个姿态,读出接收电平随姿态的变化,就能反推出信号的到达方向(Direction of Arrival,DoA)。

工程上常用的判向手法有三种。最大信号法转动天线找电平峰值,简单但峰值附近曲线平坦,读数分辨率低。最小信号法找零点,零点附近的凹陷比主瓣尖锐得多,同样的转动角度带来大得多的电平落差,方向判读精度高得多,代价是零点处信号太弱,需要接收机有足够的增益和动态范围。幅度比较法则用两个方向图彼此错开的通道同时对同一信号取样,比较两路电平即可在一个较宽的角度范围内连续读出方位,不必反复转动天线。

ARDF 常用天线分两类。八木天线(Yagi-Uda antenna)属于电场型定向天线,增益高、前后比大,适合两米波段快速定方向;环形天线(loop antenna)与磁性天线(ferrite rod antenna)响应的是磁场分量,尺寸小、便于手持,但单个环的方向图呈 8 字形,正前方和正后方响应相同,存在 180 度方位模糊。把环形天线与一根鞭状天线(whip antenna)组合,让两路信号按固定幅度与相位关系相加,方向图就变成只有一个最大值的形状,前后模糊被消掉。这也是 80 米波段手持测向机的经典结构。

无论用哪一类,判向功能都由天线的空间方向图提供。接收机只负责放大、变频、解调,并把电平显示成人能听或能看的量,它本身并不区分方向。

逐项辨析

选项 A 是本题唯一正确的答案。定向天线正是把来波方向转换成电平差异的传感器,没有它,接收机收到的只是一个与方向无关的电平,测向无从谈起。

选项 B 的射频电桥(radio frequency bridge)是实验室里的阻抗测量仪器。它把被测阻抗与已知参考阻抗接入桥路,通过平衡调节读出阻抗的实部虚部,或者换算出反射系数。它的输入端接的是待测器件,输出端给的是失衡指示,与空间来波方向没有任何耦合关系。

选项 C 的噪声电桥(noise bridge)用于噪声测量。它把已知温度的标准噪声源与待测接收机或放大器的噪声作比较,从而得到噪声系数或噪声温度,属于接收机性能测试工具,同样不含方向信息。

选项 D 的驻波比电桥,也就是常说的 SWR 电桥,测量的是馈线系统上入射波与反射波的幅度比,用来判断天线与馈线是否匹配、驻波比(Standing Wave Ratio,SWR)有多大。它可以告诉你天线调得好不好,却永远告诉不了你发射台在哪个方位。

这三件仪器还有一个共同点:它们的输入输出都在射频端口之内,测量对象是器件参数;而测向要的是信号与空间角度之间的关系。两者不在同一个层面上,名字里都带「电桥」并不构成任何亲缘。

易混淆点

最容易混的是「测天线」与「用天线测向」。射频电桥、噪声电桥、SWR 电桥都属于前者,它们评估天线或接收机的电性能是否合格,测量时被测件是静止的,不需要转动,也不关心来波从哪来。测向属于后者,它把天线当作角度传感器,靠转动或者比较不同姿态下的响应来定位。判断一道题里某件器材能不能用于测向,只要问一句:这件东西能不能把方向变成可读的量?不能,就与测向无关。

另一个容易走偏的地方是把接收机当成测向的核心。接收机决定的是灵敏度、选择性和抗干扰能力,方向分辨力却完全由天线方向图决定。同型号接收机换上不同天线,测向精度可以差出一个数量级,原因就在这里。

应试要点

记住这个组合:ARDF 测向等于定向天线加接收机,判向靠天线方向图的主瓣与零点。射频电桥测阻抗与反射系数,噪声电桥测噪声系数,SWR 电桥测驻波比,三者都是测量仪器,一律不能定方向。

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