第一章無(wú)線電通信基礎(chǔ)原理無(wú)線電通信的核心是電磁波的傳輸與信號(hào)處理，理解其基礎(chǔ)原理是掌握實(shí)操技能的前提。1.1無(wú)線電波的本質(zhì)與特性無(wú)線電波是電磁波譜中頻率較低（3kHz-300GHz）的部分，具有波動(dòng)性（反射、折射、繞射）和粒子性（光子能量），能在真空中或介質(zhì)中傳播。1.1.1基本參數(shù)波長(zhǎng)（λ）：電磁波在一個(gè)周期內(nèi)傳播的距離，單位為米（m）。頻率（f）：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)的周期數(shù)，單位為赫茲（Hz）。傳播速度（c）：真空中約為3×10?m/s，三者關(guān)系為：\[c=\lambdaf\]例如，144MHz（VHF業(yè)余頻段）的波長(zhǎng)約為2.08米（\(\lambda=3×10?/144×10?≈2.08\)m）。1.1.2極化特性極化是電磁波電場(chǎng)強(qiáng)度的方向，分為垂直極化（電場(chǎng)方向垂直地面，如直立天線）和水平極化（電場(chǎng)方向平行地面，如水平dipole天線）。接收天線的極化方向必須與發(fā)射天線一致，否則會(huì)產(chǎn)生極化損耗（如垂直極化天線接收水平極化信號(hào)，損耗可達(dá)20dB以上）。1.2無(wú)線電波的傳播特性電磁波在實(shí)際環(huán)境中的傳播方式?jīng)Q定了通信距離與質(zhì)量，主要包括以下幾種：1.2.1主要傳播方式直射（視距傳播）：VHF/UHF頻段的主要傳播方式，要求發(fā)射端與接收端之間無(wú)障礙物（如基站與手機(jī)、手持臺(tái)之間的短距離通信）。覆蓋距離公式為：\[d=\sqrt{2Rh}\]其中，\(R\)為地球半徑（約6371km），\(h\)為天線高度（m）。例如，天線高度10米時(shí)，覆蓋距離約11公里。反射（天波傳播）：HF頻段（3-30MHz）的主要傳播方式，依靠電離層（大氣層中被太陽(yáng)輻射電離的區(qū)域）反射，實(shí)現(xiàn)跨洲通信（如14MHz頻段可覆蓋幾千公里）。繞射（地波傳播）：FM廣播（____MHz）的主要傳播方式，電磁波繞過(guò)高樓、山脈等障礙物，覆蓋范圍可達(dá)幾十公里。散射：衛(wèi)星通信或微波通信的輔助方式，電磁波遇到小障礙物（如云層、塵埃）時(shí)向各方向散射，實(shí)現(xiàn)非視距通信。1.2.2衰落現(xiàn)象多徑衰落：信號(hào)通過(guò)不同路徑到達(dá)接收端，各路徑信號(hào)相位疊加導(dǎo)致強(qiáng)度波動(dòng)（如移動(dòng)通信中的“快衰落”）。解決方法：分集接收（空間分集、頻率分集）。陰影衰落：信號(hào)被大型障礙物（如建筑物、山脈）遮擋，導(dǎo)致強(qiáng)度下降（如移動(dòng)通信中的“慢衰落”）。解決方法：增加基站密度或提高天線高度。1.2.3傳播損耗自由空間損耗：電磁波在真空中的損耗，與頻率和距離的平方成正比，公式為：\[L_{fs}=32.45+20\lgf(\text{MHz})+20\lgd(\text{km})\]例如，144MHz頻段、10公里距離的自由空間損耗約為：\(L_{fs}=32.45+20\lg144+20\lg10≈32.45+43.2+20=95.65\)dB。路徑損耗：實(shí)際環(huán)境中的損耗（含反射、繞射、散射等），比自由空間損耗大10-20dB。1.3調(diào)制與解調(diào)技術(shù)調(diào)制是將基帶信號(hào)（語(yǔ)音、數(shù)據(jù)）加載到載波（高頻信號(hào)）的過(guò)程，目的是：1.提高傳輸效率（低頻基帶信號(hào)無(wú)法直接通過(guò)天線輻射）；2.實(shí)現(xiàn)多路復(fù)用（不同信號(hào)用不同載波傳輸）；3.提高抗干擾能力（數(shù)字調(diào)制比模擬調(diào)制更抗干擾）。1.3.1模擬調(diào)制AM（幅度調(diào)制）：用基帶信號(hào)改變載波幅度，頻譜含載波及上下邊帶（如AM廣播，帶寬10kHz）。優(yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)：抗干擾差、效率低（載波占70%功率）。FM（頻率調(diào)制）：用基帶信號(hào)改變載波頻率，頻譜含無(wú)限邊帶（如FM廣播，帶寬200kHz）。優(yōu)點(diǎn)：抗干擾強(qiáng)（限幅器可消除幅度噪聲）、效率高；缺點(diǎn)：占用帶寬大。1.3.2數(shù)字調(diào)制PSK（相位鍵控）：用數(shù)字信號(hào)改變載波相位（如BPSK用0/1對(duì)應(yīng)0°/180°相位）。優(yōu)點(diǎn)：抗干擾強(qiáng)；缺點(diǎn)：需載波同步。QAM（正交幅度調(diào)制）：同時(shí)改變載波幅度與相位（如16QAM用4幅度×4相位組合，頻譜效率4bps/Hz）。優(yōu)點(diǎn)：頻譜效率高；缺點(diǎn)：抗干擾弱（需更高信噪比）。FSK（頻率鍵控）：用數(shù)字信號(hào)改變載波頻率（如2FSK用0/1對(duì)應(yīng)兩個(gè)頻率）。優(yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)：頻譜效率低。1.3.3解調(diào)解調(diào)是調(diào)制的逆過(guò)程，將載波中的基帶信號(hào)提取出來(lái)。模擬解調(diào)用包絡(luò)檢波（AM）、鑒頻器（FM）；數(shù)字解調(diào)用相干解調(diào)（PSK、QAM，需載波同步）或非相干解調(diào)（FSK，無(wú)需同步）。1.4無(wú)線電通信系統(tǒng)組成完整的無(wú)線電通信系統(tǒng)包括發(fā)射端、信道、接收端三部分：環(huán)節(jié)設(shè)備/功能**發(fā)射端**信源（麥克風(fēng)、傳感器）→調(diào)制器（將基帶信號(hào)加載到載波）→功率放大器（放大信號(hào)）→天線（輻射電磁波）**信道**傳輸媒介（自由空間、電纜、光纖），易受干擾（噪聲、多徑衰落）**接收端**天線（接收電磁波）→濾波器（過(guò)濾噪聲）→低噪聲放大器（LNA，放大弱信號(hào)）→解調(diào)器（提取基帶信號(hào)）→信宿（揚(yáng)聲器、顯示器）1.5噪聲與干擾處理噪聲來(lái)源：熱噪聲（電子熱運(yùn)動(dòng)，\(N=kTB\)，\(k\)為玻爾茲曼常數(shù)）、人為噪聲（汽車點(diǎn)火、電力線路）。干擾類型：同頻干擾（相同頻率信號(hào)疊加）、鄰頻干擾（相鄰頻率信號(hào)泄漏）、互調(diào)干擾（非線性器件產(chǎn)生新頻率）。抗干擾措施：1.頻率規(guī)劃（避開繁忙頻段）；2.定向天線（減少其他方向干擾）；3.編碼糾錯(cuò)（CRC、卷積碼，糾正傳輸錯(cuò)誤）；4.分集接收（空間/頻率/時(shí)間分集，選擇最強(qiáng)信號(hào)）。第二章無(wú)線電通信實(shí)操技能實(shí)操是將理論轉(zhuǎn)化為應(yīng)用的關(guān)鍵，需掌握設(shè)備選型、天線安裝、參數(shù)設(shè)置、調(diào)試排查四大核心技能。2.1設(shè)備選型與準(zhǔn)備2.1.1應(yīng)用場(chǎng)景適配場(chǎng)景設(shè)備需求業(yè)余通信多頻段（HF/VHF/UHF）、可調(diào)整功率、天線調(diào)諧器（如IC-7300業(yè)余電臺(tái)）應(yīng)急通信便攜、電池續(xù)航強(qiáng)、手動(dòng)頻率設(shè)置（如寶峰UV-5R手持臺(tái)）物聯(lián)網(wǎng)通信低功耗、廣覆蓋（如LoRa模塊、NB-IoT模塊）專業(yè)通信集群調(diào)度、加密、GPS（如摩托羅拉XIRP8660車載臺(tái)）2.1.2關(guān)鍵參數(shù)考量頻率范圍：業(yè)余無(wú)線電常用頻段（____MHzVHF、____MHzUHF、1.8-30MHzHF）；功率：手持臺(tái)1-5W（短距離）、車載臺(tái)25-50W（中距離）、基地臺(tái)100W以上（長(zhǎng)距離）；調(diào)制方式：業(yè)余通信用SSB（高效）、應(yīng)急通信用FM（抗干擾）、物聯(lián)網(wǎng)用LoRa（擴(kuò)頻）。2.1.3合法準(zhǔn)備申請(qǐng)業(yè)余無(wú)線電操作執(zhí)照（中國(guó)分為A/B/C類，A類可操作VHF/UHF，B類可操作HF）；使用核準(zhǔn)設(shè)備（需有“無(wú)線電發(fā)射設(shè)備型號(hào)核準(zhǔn)證”，避免非法設(shè)備）。2.2天線系統(tǒng)安裝與調(diào)試天線是無(wú)線電通信的“眼睛”，其性能直接決定通信距離與質(zhì)量。2.2.1天線類型選擇類型特點(diǎn)適用場(chǎng)景全向天線覆蓋360°，增益低（1-3dBi）基地臺(tái)、車載臺(tái)（需向各方向通信）定向天線增益高（5-20dBi）、覆蓋范圍窄（如yagi天線）遠(yuǎn)程通信、衛(wèi)星通信（需向特定方向聚焦信號(hào)）垂直接地天線體積小、安裝方便（如GP天線）手持臺(tái)、應(yīng)急通信（需接地，如接汽車底盤）2.2.2安裝原則位置：選高處（屋頂、山頂），遠(yuǎn)離電力線路、金屬結(jié)構(gòu)（減少干擾）；高度：VHF/UHF全向天線高度越高，覆蓋越遠(yuǎn)（如10米高天線覆蓋11公里）；極化：發(fā)射/接收天線極化方向一致（垂直極化對(duì)應(yīng)垂直天線）。2.2.3饋線與駐波比（VSWR）饋線選擇：優(yōu)先選低損耗饋線（如RG-213，430MHz時(shí)每米損耗0.2dB），長(zhǎng)度盡量短（避免損耗過(guò)大）；駐波比測(cè)試：VSWR≤1.5（匹配良好），若VSWR≥2，需調(diào)整天線（縮短/延長(zhǎng)長(zhǎng)度）或用天線調(diào)諧器（匹配阻抗）。2.3通信參數(shù)設(shè)置2.3.1頻率設(shè)置合法頻段：業(yè)余無(wú)線電需使用授權(quán)頻段（如145.000MHzVHF常用信道、435.000MHzUHF常用信道）；信道規(guī)劃：多臺(tái)設(shè)備通信時(shí)，分配不同頻率（如小組1用145.100MHz，小組2用145.200MHz），避免串臺(tái)。2.3.2亞音設(shè)置CTCSS（模擬亞音）：頻率____.3Hz（如88.5Hz、100Hz），發(fā)射時(shí)加入低頻率調(diào)，接收端僅打開相同亞音的信號(hào)；DCS（數(shù)字亞音）：4/5位數(shù)字編碼（如023、047），抗干擾更強(qiáng)。作用：防止串臺(tái)（同一頻率下，不同亞音的設(shè)備無(wú)法互相通信）。2.3.3功率調(diào)整短距離（1-5公里）：低功率（1-5W），節(jié)省電量；中距離（5-20公里）：中功率（5-25W），平衡距離與干擾；長(zhǎng)距離（20-50公里）：高功率（____W），需避開干擾源。2.4系統(tǒng)調(diào)試與故障排查2.4.1信號(hào)質(zhì)量測(cè)試頻譜分析儀：觀察信號(hào)頻譜（頻率、帶寬、幅度），檢查是否有同頻/鄰頻干擾；場(chǎng)強(qiáng)儀：測(cè)量信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)（≥60dBμV/m時(shí)，對(duì)講機(jī)可正常接收），評(píng)估覆蓋范圍；誤碼率測(cè)試儀：數(shù)字通信中，BER≤10??時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸可靠。2.4.2常見故障排查故障現(xiàn)象原因解決方法信號(hào)弱、無(wú)法通信天線接觸不良（連接器松動(dòng)/氧化）、饋線損耗大（老化/過(guò)長(zhǎng)）重新插拔連接器、更換低損耗饋線（如RG-213）駐波比過(guò)大（≥2）天線阻抗不匹配（長(zhǎng)度不對(duì)）、饋線破損調(diào)整天線長(zhǎng)度（縮短/延長(zhǎng)）、用天線調(diào)諧器匹配阻抗接收有雜音同頻干擾（其他設(shè)備用相同頻率）、天線靠近干擾源（電力線路）更換頻率、調(diào)整天線位置（遠(yuǎn)離干擾源）無(wú)法發(fā)射功率放大器損壞、電源電壓低（電池老化）送修設(shè)備、更換電池第三章無(wú)線電通信應(yīng)用場(chǎng)景與案例3.1業(yè)余通信HF遠(yuǎn)程通信：用14MHzSSB模式，依靠電離層反射，實(shí)現(xiàn)中國(guó)到美國(guó)的跨洲通信（5W功率即可覆蓋幾千公里）；VHF本地交流：用145MHzFM模式，火腿族每周舉行“空中聚會(huì)”（如145.000MHz信道）。3.2應(yīng)急通信地震救援：2008年汶川地震，業(yè)余無(wú)線電愛好者用手持臺(tái)在有線網(wǎng)絡(luò)中斷時(shí)，為救援隊(duì)伍提供通信支持；野外救援：登山隊(duì)用手持臺(tái)聯(lián)系救援隊(duì)伍，使用145.000MHz應(yīng)急信道（全球通用）。3.3物聯(lián)網(wǎng)通信農(nóng)業(yè)傳感器：用LoRa模塊傳輸土壤濕度數(shù)據(jù)（低功耗、廣覆蓋，電池續(xù)航可達(dá)5年）；智能表計(jì)：用NB-IoT模塊傳輸電表數(shù)據(jù)（連接移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)，覆蓋幾十公里）。3.4專業(yè)通信公安集群通信：用摩托羅拉集群系統(tǒng)，支持加密、GPS定位（指揮部可實(shí)時(shí)調(diào)度干警）；航空通信：飛機(jī)與地面塔臺(tái)用____MHzVHFAM模式通信（傳輸位置、高度等數(shù)據(jù)）。第四章注意事項(xiàng)與合法規(guī)范4.1合法使用頻率遵守《中華人民共和國(guó)無(wú)線電管理?xiàng)l例》，使用授權(quán)頻段（如業(yè)余無(wú)線電頻段需申請(qǐng)執(zhí)照）；禁止占用航空、公安等專用頻率（避免干擾，否則承擔(dān)法律責(zé)任）。4.2安全操作防雷：天線接地（接地電阻≤10歐姆）、安裝避雷器（防止雷擊損壞設(shè)備）；高處安裝：系安全帶，避免墜落；設(shè)備散熱：電臺(tái)放在通風(fēng)處（散熱片不遮擋），避免過(guò)熱。4.3維護(hù)與保養(yǎng)定期檢查：每周檢查天線連接、饋線損耗；清潔：每月擦拭設(shè)備表面（用干燥布）、清理內(nèi)部灰塵（用毛刷）；校準(zhǔn)：每季度校準(zhǔn)