无线电基本原理篇1
关键词：无线电力传输技术电磁感应射频原理与应用前景
1.引言
自17世纪人类发现如何发电后就用金属电线来四处传输电力。时至今日，供电网、高压线已遍布全球的角角落落。在工作和生活中，越来越多的电器给我们带来极大便捷的同时，不知不觉各种“理不清”的电源线、数据线带来的困扰也与日俱增。不过，这些年的科技发展表明，在无线数据传输技术日益普及之时，科学家对无线电力传输（wirelesspowertransmission，wpt）的研究也有了很大突破，从某种意义上来讲，无线电力传输也不再是幻想――在未来的生活中摆脱那些纷乱的电源线已成为可能。
2.无线电力传输的发展历史
19世纪末被誉为“迎来电力时代的天才”的名尼古拉・特斯拉（nikolatesla，1856―1943）在电气与无线电技术方面作出了突出贡献。他1881年发现了旋转磁场原理，并用于制造感应电动机；1888年发明多相交流传输及配电系统；1889―1890年制成赫兹振荡器；1891年发明高频变压器（特斯拉线圈），现仍广泛用于无线电、电视机及其他电子设备。他曾致力于研究无线传输信号及能量的可能性，并在1899年演示了不用导线采用高频电流的电动机，但由于效率低和对安全方面的担忧，无线电力传输的技术无突破性进展［1］。1901―1905年在纽约附近的长岛建造wardenclyffe塔，是一座复杂的电磁振荡器，设想它将能够把电力输送到世界上任何一个角落，特斯拉利用此塔实现地球与电离层共振。
2001年5月，法国国家科学研究中心的皮格努莱特，利用微波无线传输电能点亮40m外一个200w的灯泡。其后，2003年在岛上建造的10kw试验型微波输电装置，已开始以2.45GHz频率向接近1km的格朗巴桑村进行点对点无线供电。
2005年，香港城市大学电子工程学系教授许树源成功研制出“无线电池充电平台”，但其使用时仍然要将产品与充电器接触。
2006年10月，日本展出了无线电力传输系统。此系统输出端电力为7V、400ma，收发线圈间距为4mm时，输电效率最大为50%，用于手机快速充电。
2007年6月，美国麻省理工学院的物理学助理教授马林・索尔贾希克研究团队实现了在短距离内的无线电力传输。他们给一个直径60厘米的线圈通电，6英尺（约1.83米）之外连接在另一个线圈上的60瓦的灯泡被点亮了。这种马林称之为“witricity”技术的原理是“磁耦合共振”。
2008年9月，北美电力研讨会的论文显示，他们已经在美国内华达州的雷电实验室成功地将800w电力用无线的方式传输到5m远的距离。
2009年10月，日本奈良市针对充电式混合动力巴士进行了无线充电实验。供电线圈埋入充电台的混凝土中，汽车驶上充电台，将车载线圈对准供电线圈就能开始充电。
3.无线电力传输的基本原理
3.1电磁感应――短程传输
电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一，它显示了电、磁现象之间的相互联系与转化。电磁感应是电磁学中的基本原理，变压器就是利用电磁感应的基本原理进行工作的。利用电磁感应进行短程电力传输的基本原理如图1所示，发射线圈L1和接收线圈L2之间利用磁耦合来传递能量。若线圈L1中通已交变电流，该电流将在周围介质中形成一个交变磁场，线圈L2中产生的感应电势可供电给移动设备或者给电池充电。
3.2电磁耦合共振――中程传输
中程无线电力传输方式是以电磁波“射频”或者非辐射性谐振“磁耦合”等形式将电能进行传输。它基于电磁共振耦合原理，利用非辐射磁场实现电力高效传输。在电子学的理论中，当交变电流通过导体，导体的周围会形成交变的电磁场，称为电磁波。在电磁波的频率低于100khz时，电磁波就会被地表吸收，不能形成有效的传输，当电磁波频率高于100khz时，电磁波便可以在空气中传播，并且经大气层外缘的电离层反射，形成较远距离传输能力，人们把具有较远距离传输能力的高频电磁波称为射频（即：RF）。将电信息源（模拟或者数字）用高频电流进行调制（调幅或者调频），形成射频信号后，经过天线发射到空中；较远的距离将射频信号接收后需要进行反调制，再还原成电信息源，这一过程称为无线传输。中程传输是利用电磁波损失小的天线技术，并借助二极管、非接触iC卡、无线电子标签，等等，实现效率较高的无线电力传输。
具体来说，整个装置包含两个线圈，每一个线圈都是一个自振系统。其中一个是发射装置，与能量相连，它并不向外发射电磁波，而是利用振荡器产生高频振荡电流，通过发射线圈向外发射电磁波，在周围形成一个非辐射磁场，即将电能转化为磁场。当接收装置的固有频率与收到的电磁波频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，完成磁场到电能的转换，从而实现电能的高效传输。图2是一个典型的利用电磁共振来实现无线电力传输的系统方案。电磁波的频率越高其向空间辐射的能量就越大，传输效率就越高。
3.3微波/激光――远程传输
理论上讲，无线电波的波长越短，其定向性越好，弥散就越小。所以，可以利用微波或激光形式来实现电能的远程传输，这对于新能源的开发利用、解决未来能源短缺问题也有着重要意义。1968年，美国工程师彼得格拉提出了空间太阳能发电（SpaceSolarpower，SSp）的概念。其构想是在地球外层空间建立太能能发电基地，通过微波将电能送回地球。
4.无线电力技术的应用前景
无线电力传输作为一种先进的技术一般应用于特殊的场合，具有广泛的应用前景。
4.1给一些难以架设线路或危险的地区供应电能
高山、森林、沙漠、海岛等地的台站经常遇到架设电力线路困难的问题，而工作在这些地方的边防哨所、无线电导航台、卫星监控站、天文观测点等需要生活和工作用电，无线输电可补充电力不足。此外，无线输电技术还可以给游牧等分散区村落无变压器供电和给用于开采放射性矿物、伐木的机器人供电。
4.2解决地面太阳能电站、水电站、风力电站、原子能电站的电能输送问题
我国的新疆、、青海等地降雨量少、日照充足且存在大片荒芜土地，南方部分地区水力、风力资源丰富，这些地区有利于建造地面太阳能发电站或水电站、风力电站。可是，这些地区人烟稀少、地形复杂，在崇山峻岭之中难以架设线路，这时无线输电技术就有了用武之地。采用无线输电技术，还可以把核电站建在沙漠、荒岛等地。这样一方面便于埋葬核废料，另一方面当电站运行发生故障时也可以避免对周围动植物的大量伤害和耕地的污染。
4.3传送卫星太阳能电站的电能
所谓卫星太阳能电站，就是用运载火箭或航天飞机将太阳能电池板或太阳能聚光镜等材料发送到赤道上空35800km的地球静止同步轨道上。在太空的太阳光线没有地球大气层的影响，辐射能量十分稳定，是“取之不尽”的洁净能源。并且一年中有99%的时间是白天，其利用效率比地面上要高出6―15倍［3］。在那里利用太阳能电池板把阳光直接转变为电能，或者用太阳能聚光镜把阳光汇聚起来作为热源，像地面热电厂一样发电。这样产生的电能供给微波源或激光器，然后采用无线输电技术将大功率电磁射束发送至地面，接收到的微波能量经整流器后变成直流电，由变、配电设施供给用户。
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4.4无接点充电插座
随着无线电力技术的发展，一些小型用电设备已经实现了无线供电。如：电动牙刷、“免电池”无线鼠标、无线供电“膜片”/“垫”等。无线供电“膜片”/“垫”是一种家用电器无线供电方式，用一片图书大小的柔软塑料膜片就可对家电进行无线供电，可为圣诞树上的LeD、装饰灯、鱼缸水中的灯泡、小型电机、手机、mp3、随身听、温度传感器、助听器、汽车零部件、甚至是植入式医疗器件等供电。
4.5给以微波发动机推进的交通运输工具供电
现在大部分交通运输工具燃烧石油产品，其发动机叫做柴油发动机、汽油发动机等。与此类比，以微波作为能源推进的发动机叫做微波发动机。微波是工作频率在0.3―300GHz的电磁波，不能直接用它来驱动电动机，因为要设计出在如此高的频率下工作的发动机非常困难。如果思路加以改变，把微波能量转变为直流电流的整流器，那么微波就可以直接作为交通工具的能源了。煤、石油、天然气的存储量有限，而日消耗量巨大，总有耗尽之日，到那时卫星太阳能电站可望成为能源供给的主干，通过无线输电技术就可以直接把微波能量输给交通运输工具。
4.6在月球和地球之间架起能量之桥
世界人口的不断增长和地球资源的日益耗尽，太阳系中其他星球的开发利用是人类一直以来的夙愿。月球是地球的天然卫星，其上资源丰富，地域辽阔，是首先要开发的星体。未来人类对月球的利用主要是移民和资源获取。月球的土壤里富含Sio2，是制造太阳能电池的原料。如果先在月球上建立起工厂，然后把太阳能电站直接建在月球上，比起建在地球静止同步轨道上要容易些，借助于微波束或激光束把电能发送到地球。
5.结语
随着无线电力传输技术的不断发展与成熟，不但使人们未来的生活有望摆脱手机、相机、笔记本电脑等移动设备电源线的束缚，享受在机场、车站、酒店多种场所提供的无线电力，而且可用于一些特殊场合，如人体植入仪器如心脏起搏器等的输电问题、新能源（电动）汽车、低轨道军用卫星、太阳能卫星发电站等。在世界经济迅速发展的今天，节能和新的、可再生能源的开发是摆在能源工作者面前的首要问题。太阳能是取之不尽、用之不竭的干净能源。除核能、地热能和潮汐能之外，地球上的所有能源都来自太阳，建造卫星太阳能电站是解决人类能源危机的重要途径。要将相对地球静止的同步轨道上的电能输送的地面，无线输电技术将发挥至关重要的作用。从长远来看，该技术具有潜在的广泛应用前景。但是，每一种无线传输方式，都有一系列问题需要解决，如电能传输效率问题，电力公司如何收费和计费，能量传输所产生的电磁波是否对人体健康带来危害，等等。不管怎样，一旦这项技术能够普及，就会给人们的生活带来巨大的便利。
参考文献:
［1］白明侠，黄昭.无线电力传输的历史发展及应用［J］.湘南学院学报，2010，31，（5）：51-53.
无线电基本原理篇2
一、射频收发系统的构成及工作原理
射频收发系统根据它的应用目的和使用环境的不同，会有不同的组成部分。但从射频收发系统的工作原理来看，射频发射机、射频接收机、天线是系统的基本组成部分。（一）射频发射机的构成及工作原理。射频发射机是通过调制、功率放大、上变频、滤波等手段把低频的基本频带信号转换为对应的高频信号，并把处理后的信号经天线发出。天线、滤波器、数模转换器、调制器、混频器、放大器、本振器等组成射频发射机系统。调制器通过数字调制或模拟调制的方式将低频信号向高频段传播；本振器通过数字分频电路、鉴相器电路,锁相环电路等将频率送至混频器；滤波器可以对不同的信号进行分离，得到特定频率的信号或消除干扰信号，滤波器种类繁多，实际使用时可根据需要处理信号的形式选用模拟滤波器或数字滤波器；数模转换器主要作用是完成数字信号到模拟信号的转换；混频器主要作用是实现频率变化，常用的有双平衡混频器和三平衡混频器。放大器是把信号通过幅度放大器增大或降低，在经由功率放大器将信号功率放大用以满足天线发射需要。（二）射频接收机的构成及工作原理。射频接收机主要作用是从天线接收的众多信号中选出基本频带所需的有用信号并放大。射频接收机的信号选择能力关系到信号的接收质量，影响无线通信射频收发系统的运行状况。射频接收机把天线接收到信号传送至低噪声放大器，通过两次下变频，将信号变为满足需要的基本频带信号。射频接收机主要性能指标要求包括：接收微弱信号的灵敏度要求，降低系统噪声系数要求，相似频率信号的选择能力要求及射频接收机接收信号大小比的动态范围要求，射频接收机的性能指标关系到无线通信射频收发系统运行质量。
二、无线通信射频收发系统的设计
无线通信射频收发系统的设计包含射频发射机的设计、射频接收机的设计及天线的设计三大部分。设计必须符合射频技术工作原理，使所设计的无线通信系统有良好的工作性能和较高的通信质量。（一）射频发射机设计。影响射频发射机设计的主要性能指标包括：平均载波频率、发信载频包络、射频输出频谱、射频的功率控制、杂散辐射、相位及频率误差、互调衰弱、调制特性及频率稳定度。射频发射机设计是通过功率放大器完成相应的调制处理，改变信号频率的结构，处理后的信号频率经由天线发出。射频发射机设计中，包含放大电路设计及晶体震荡电路设计：放大电路设计时应选择合适的三级管，满足三极管静态工作点电流适中合理调整电阻值保证电路内的工作电压。常用的晶体震荡电路为并联晶体震荡电路。晶体的质量及振子结构影响电路的振荡性能。其中克拉泼振荡电路工作最为稳定，回路受到电极管的影响被电容削弱掉，属于电容反馈三点式振荡器，所以克拉泼振荡电路的频率稳定性较高在射频发射机设计中经常被使用。（二）射频接收机设计。射频接收机设计时应依据通信系统要求使用的信道及频率进行基础设计。首先依据射频接收机的工作信道及频率确定以下性能指标，首先依据中心频率即射频前端电路中滤波器的中心频率来确定滤波器阶数、放大器的增益及降噪声系数；其次设置混频器时需考虑中频信号的频率，符合输入信号频率和本振信号的频率一致，同时选择合适的频率输入到电压源方便控制；最后设计搭建包含基带电路、下变频电路及射频前端电路的射频接收机电路图。放大器同滤波器构成射频前端电路，公分器、移相器及混频器构成下变频电路，由基带放大器和信道选择低通滤波器级联的两条支线构成基带电路，电路基础结构搭建完成后确定各电路基础部分的电路元件完成射频接收机设计。（三）天线的设计。无线通信射频收发系统中的电磁波是通过天线进行接收和发射的，天线是系统重要组成部分，射频接收机与发射机通过天线实现电磁波的传送。天线可以实现将接收到的空间电磁波转化为可经过传输线输送的电磁波，反之亦可实现将送达天线的电磁波转化为可空间传播的电磁波，是一种电磁波传送方式转换设备。电磁波向空间辐射的载体是天线，天线的设计需要满足以下特点方可实现电磁波的辐射：首先需要通过电场的高速变化在天线附近形成位移电流，电磁波的空间辐射是通过位移电流在空间内不断的向前推进来实现的。位移电流的空间推进能力与天线的电源频率有关，电源频率越高电磁波的辐射能力越强。其次天线需要具有带电的开放形结构才能实现辐射电磁波。
三、射频接收机和发射机的测试
接收机和发射机测试时需完成发射机增益与泄露以及接收机输入三阶交调点、增益步进及噪声系数等测试内容。首先，使用电源为射频接收机供电，保证电源电压为5V，使用频谱仪对射频接收机两端的信号进行检测。在输出端检测到的噪声信号经过滤波器后被削弱，输入端没有信号被检测到。根据信号经两次下变频后生成的基带信号频率范围，确定接收机增益变化范围，对发射机增益进行控制方便测试出接收机增益步进。其次，将噪声源连接到噪声分析仪器的输入口上，在频率范围为10-100mHZ及扫描点为400的扫描精度下对噪声分析仪进行校准，保证测试过程中噪声分析的准确性。校准完成后将射频接收机的输出端噪声信号连接到噪声分析仪上，得出接收机的最大增益下噪声系数。最后，发射机的系统功率决定电磁信号的传播距离，射频发射机的泄露值必须严格控制，防止影响发射系统的信噪比。在CGa中将信号发生器中的电磁波调至最大值，检测发射机输出功率，通过将频谱仪的检测端与发射机的输出端信号相连，检测发射机增益，得到边带及本振泄露功率与输出功率的比值。
本文对无线通信射频收发系统的构成及工作原理进行分析，明确无线通信射频收发系统的设计要求及测试重点。科技的进步推动了无线通信射频技术的快速发展，射频技术在人们的生活中得到广泛的应用，无线通信改变人们的生活及工作习惯，实现人与人、人与设备等方面的直接沟通。人们对无线通信系统的依赖性变强，要求变高。无线通信系统的工作性能和应用性能是系统设计的关键，依据无线通信射频技术基本原理完成的设计才能得到认可和应用。
作者:刘中奇沈学银单位:扬州万方电子技术有限责任公司
参考文献
[1]舒浩.新一代无线通信射频收发机系统的研究和实现[D].西安电子科技大学,2011.
[2]韩科锋.应用于2G/3G移动通信的多模发射机芯片的研究[D].复旦大学,2011.
无线电基本原理篇3
关键词:基站天线；三阶互调；干扰
中图分类号：S972.7+6文献标识码：a文章编号：
1、引言
在通信系统中，由天线的非线性引起的无源互调对收发共用天线通信系统的性能造成严重影响。天线的无源互调干扰问题在卫星通信和移动通信中比较突出，因而受到关注与研究。本文首先利用数学模型说明基站天线产生互调的根本原因是非线性，但模型并不能够很好的描述我们平常基站天线测试三阶互调时的实际情况；本文所用的互调测试系统除天线外，还可适用于其他非线性系统的互调干扰测试，例如直放站、无源器件等；最后给出了两根结构相同的基站天线测试结果及分析,并给出本文的结论。
2、基本理论
当两个或两个以上的信号在具有非线性无源器件(如双工器、隔离器、天线或波导接头)中混合时，将产生无源互调产物。为了分析无源互调产物的产生和无源互调的基本理论，不失一般性，考虑一种简单情形，即非线性器件由频率分别为f1和f2的两个非调制信号激励，即有：
Ui=U1cos(2πf1t)+U2cos(2πf2t)(1)
式中Ui是合成信号，U1和U2是两个激励信号的幅度。非线性器件的传输函数可用一个n阶幂级数表示：
U0=a1Ui+a2Ui2+…+anUin(2)
式中U0是输出信号,a1,a2,…,an为依赖于非线性器件特性的系数。将(1)式代入(2)式并整理，可得到U0的频谱。互调产物在下列方程描述的频率处产生：
fim=mf1+nf2(3)
式中m，n均为整数，可为零、正整数和负整数，(|m|+|n|)定义为互调产物的阶数。U0的谱由两个激励信号、许多新产生的谐波信号以及互调信号组成，线性器件不产生这样的外加信号。
两个以上的信号在非线性器件上相互作用时，pim产物数目很快增加。在多频环境下，互调产物材料非线性引起pim产物阶数的增加而急剧增加。
通信系统中pim干扰的产生，基本上来自两种无源非线性：接触非线性和材料非线性。前者表示任何具有非线性电流与电压行为的接触；后者则具有固有非线性电特性的材料。一般来说，当天线的发射功率很高，且接收机灵敏度很高时，三阶互调影响最严重，高阶互调也可能成为造成系统非正常工作的影响因素。
3、测试系统
基站天线产生的互调干扰的原因比较复杂，大致可以分为包括两部分：基站天线的非线性可以在辐射出去的信号中产生互调产物，也可以从基站天线向馈电端反射互调产物。在收发共用天线的通信系统中，后一项对系统接收机造成主要影响。这里重点介绍基站天线反射到馈电端互调干扰的测量。本文的测试系统能够测量各种非线性系统的互调。
本公司实验室采用德国罗森伯格的柜式无源互调测试系统，能够产生三阶、五阶、七阶、九阶测试信号。
4、基站天线三阶互调的测试及结果分析
4.1基站天线及测试条件
本文以CDma800mHz测试频段为例。由无源互调测试系统中内置的两个信号源产生频率分别为869mHz和894mHz的正弦信号，经过内置的同频功率放大器放大后，两个信号的功率均为43dBm，合成功率约为46dBm。信号的功率与天线的实际工作条件接近。这里对两个信号为相等功率情况进行测试。原理框图如下：
基站天线三阶互调测试原理图
4.2测试及结果分析
待测天线为实际通信系统的带反射面的振子天线。分别对两根基站天线进行测量，基站天线1是非电调双极化基站天线，基站天线2为电调双极化基站天线，但结构相同。无源互调测试系统与天线均使用长度为2米的原配同轴电缆连接，并拧紧与基站天线测试端口的连接口，通过测试发现所测得的三阶互调的幅值不稳定，最后用专用的力矩扳手加紧同轴电缆与测试端口的连接后，测试数据便会相对稳定。因此，在该测试系统中尽量用力矩扳手加固测试线与天线端口的连接，使端口充分匹配；测试前在连接同轴电缆的天线测试端口进行适当的清洁（本实验室是采用棉棒和酒精进行端口擦拭），对两种型号的基站天线在同轴电缆不同连接状态（如接头连接松状态、正常状态、用力矩扳手拧紧）下进行了测试，得出测试结果如下表所示。可以看出，同轴电缆在不同连接状态下对基站天线的三阶互调的测试结果有较大影响；同时，测试前对天线的测试端口进行适当的清洁也是非常有必要的。
无论是用力矩扳手拧紧或者适当清洁同轴电缆和基站天线的连接端口，其实都是为了让同轴电缆和基站天线连接端口能够达到理想状态下的直通连接，从而降低互调带来的干扰。通过对基站天线互调干扰的测试过程和测试结果的分析，可以认为减小天线在大功率下呈现的非线性以降低互调干扰，基站天线的金属与金属的连接应防止松滑，尽量少使用螺纹连接并加紧；由于所测试的基站天线为同轴电缆馈电，同轴电缆的弯曲程度应该尽量小（尽量避免大角度弯曲），以免在电缆的连接处造成较大的应力，形成互调干扰产生的隐患。
5、结论
本文说明了基站天线的非线性是三阶互调产生的原因，之后介绍了本公司实验室的无源互调测试系统，并针对特定通信系统的基站天线进行了测试。通过对多种条件下基站天线三阶互调干扰的测试及数据分析，说明了对基站天线的三阶互调造成重要影响的几个因素。
参考文献：
[1]《天线三阶互调干扰的分析与测量》（哈尔滨工业大学电信院2009）
无线电基本原理篇4
机理分析。利用强磁耦合进行无线能量传输基于共振耦合原理，即：两个具有相同振动频率的物体往往趋向于共振，并且与环境中的其他非共振物体相互作用很弱。我们详细研究、比较了各种电磁耦合模式后，采用长寿命的共振电磁模式，其耦合机制是通过叠加两个非辐射近场，通过这种模式可以实现两个近场物体的有效耦合，实现中距离的无线电力传输。这里，我们重点研究了如何有效的利用这种磁场共振模式。由于RLC谐振是电磁场中的典型共振方式，我们采用电容负载导线环来实现磁场共振模式。
导线绕制的线圈可视为电感，与电容相连构成谐振体，谐振体包含的能量在电场与磁场间以其自谐振频率在空间自由震荡，产生以两个线圈为中心以空气为媒质的时变磁场。当受端线圈带上电力负载时，电能就能通过中间的磁场能源源不断地从原线圈传输到负载。系统原理。图1是基本的实验原理图，图中将通过电能变换得到的高频交流电加在由绕制线圈和电容组成的源谐振体上，接受端用一个相同参数的谐振体并联上一个电阻，其中电阻是电力负荷的等效。数学模型：描述共振能量转移的理想的框架模型是模式耦合理论（Cmt）。通过分析与对比研究，我们决定采用Cmt分析与电路分析的混合方法进行系统的分析，并以此为设计依据。
（1）耦合模公式
公式中：是独有的本征频率，是由于物体内在损失（吸收或辐射）而导致的共振宽度，K是耦合系数。
根据本模型采用的RLC谐振结构，可得
式中：a1——与系统电源相连的谐振线圈的模式幅度正频率分量
a2——与系统负载相连的谐振线圈的模式幅度正频率分量
——分别为两个线圈的损耗系数
s——系统电源对谐振系统的作用
——负载系数，定义形式与损耗系数相同，表示阻性负载消耗系统的有功功率，表达式为。
谐振电路中，耗散功率与电磁振荡能量的关系为：
其中：
耦合系数为：
电路模型：利用电磁理论计算耦合谐振线圈的参数：电容、电阻、电感。在等效电路中可计算原线圈的电压、电流等物理量，进而利用数学模型求出传输系统中接收线圈的电压、电流等参数。
无线电基本原理篇5
【关键词】e类功放;最适频率调节;高效率;无线电能传输
一、引言
与传统的电力传输不同，无线电能传输（wirelesspowertransmission，wpt）也称无线电力传输或无线功率传输。它通过能量转换和空间辐射来实现。wpt主要通过电场耦合、电磁感应、磁共振、无线电波四种方式来实现非接触式的电能传输，被美国《技术评论》杂志评选为未来十大科研方向之一。
近年来国内外各研究机构（如日本产学研国际中心，英国剑桥Splashpower公司），相继研发出了短距离无线供电产品。美国的powercast公司开发出的无线充电技术，可为各种耗电量相对较低的电子产品（如手机、汽车零部件）充电或供电。powercast公司计划推出数百万个无线充电器。该技术得到如此青睐，虽然目前在远距离、高效率仍处于瓶颈，但不久的将来一定会攻克，无线电能传输将开辟人类的一个新纪元。
在理解无线电能传输的基础上，本装置采用e类功放完成能量转换，发射与接收线圈以磁共振方式传输能量，非接触式地为负载提供电能，以满足摆脱移动设备电源线的束缚，实现电能无线传输的愿望。
二、基本原理
系统电路整体框图如图1所示，主要由前级能量变换装置（和最适频率自动调节电路）通过空心线圈将能量传送，和后级采用同样空心线圈的接收能量装置并对能量进行合理转化两部分组成，两个分离的电气部分通过磁共振方式实现能量无线传输。本系统可分为4个模块组成，下面分别详细介绍每个模块：
图1系统电路整体框图
（一）能量变换模块
e类功率放大器[1]是一种高效率的软开关类功放，理想开关管的电流波形和电压波形没有重叠，不消耗功耗，所以理想e类功放的效率可达100%。e类功率放大电路前、后半周期原理图如图2所示，当开关管导通时谐振频率：
品质因数：
开关管断开时：
品质因数：
e类逆变器的开关频率总是要满足，对应的有。L1为射频扼流圈（一般取值大于10倍的L2），L2、C2构成串联谐振回路（本系统L2采用空心线圈），C1是场效应管输入电容，为分布电容和外界电容的总和（见图2）。
（二）无线传输模块
发送、接收模块采用相同的LC谐振频率以磁共振的方式进行能量传输，相比其他方式，磁共振无需线圈间的位置完全吻合，即可实现能量高效长距离传输。LC谐振有串、并联两种形式。由于发送模块前级连接e类功放，所以发射模块只能采用LC串联形式，接收模块则可以有两种谐振方式，理论分析，接收模块采用并联LC谐振方式则后级近似为恒流源，采用串联LC谐振方式则后级近似为恒压源。
图2e类功放前（左）、后（右）周期原理图
（三）最适频率自动调节模块
采用磁共振方式无线传输，理论上需将开关频率、发射、接收谐振频率一致，但实际中，由于空心线圈、电容等器件误差的存在和环境等因素的影响，经过实验证明，开关频率需略低于发射、接收谐振频率，效率才会达到最高点。结果证实，当发射模块的功率达到最大时，系统的效率最高。因此，本系统采用mCU检测电路中的电压、电流，通过闭环控制自动寻找最适的开关频率使得效率达到最，省去了接收模块的mCU检测模块，进一步防止了效率的损失。
（四）整流、滤波、斩波模块
接收模块经LC谐振回路将发射模块的能量接收，要根据不同负载的需求，选取适当的整流、滤波、斩波电路[2]。不同的后级整流电路，因寄生电容等参数的存在，将改变接收模块的LC谐振频率，从而影响磁共振的无线传输效率[3]。
图3前级硬件原理图
三、硬件电路实现
前级硬件原理图如图3所示，系统由15V直流电输入，通过L1、L2、C1、C2以及moS构成的e类功放电路实现从直流到交流的逆变，L2、C2组成的谐振回路分别取值为72uH、11nF，L2采用0.1*200的李兹线绕制成直径为20cm的空心线圈，C2采用2个22nF的100V耐压值的CBB电容串联，其串联后耐压值增加一倍，电容值为11nF，经计算可知，系统
的谐振频率约为179KHz。扼流电感L1采用铁硅铝材质的磁环，绕制成1mH的电感。本设计采用ti公司的低功耗mCU--mSp430F6638控制UCC27211moS驱动器驱动moS（CSD19531，VDS为100V，id为105a，Rds（on）为7.7mΩ）。旁路电容C1的容值将决定电路的工作状态，如果逆变器工作在最优状态，其输出功率为最大值。结合moS的寄生电容和经过多次测量得知此设计最佳工作状态下的C1的值为22nF。一般而言，线圈工作的工作频率需要略低于其固有频率，而开关频率本系统采用通过输入20mΩ的采样电阻进行电流采样，ina282将采样的差分信号放大50倍送往mCU，mCU处理输入功率变化信息，不断调节驱动moS的pwm频率至最适点，闭环控制使效率达到最高。
后级硬件原理图如图4所示，接收谐振电路L3、C3与发射谐振电路L2、C2取值、取材完全相同，目的是确保谐振频率点完全相同。后级经过全桥整流、电容滤波后给负载供电。
图4后级硬件原理图
四、仿真与测试
用matLaB-Simulink仿真[4]，对于不同的C1值仿真出现截然不同的结果，最终确定C1的最合适值为22uF，不同C1值对于的发射线圈波形见图5。
图5不同C1值对应发射线圈波形
本系统在无线传输距离为10cm、输入直流电压为15V、接收端输出直流电流为0.5a时，硬件改变引起频率自调节，整机效率最高可达75%。并可以点亮10个1w串联的白色高亮LeD，也能够实现单点发射、多点接收的功能。整机测试数据如表1所示。
表1整机效率测试数据
自调节频率（KHz）187188189190191192
输入电压（V）15.015.015.015.015.015.0
输入电流（a）0.500.520.610.570.510.59
输出电压（V）10.2311.1513.7512.6610.4113.02
输出电流（a）0.500.500.500.500.500.50
效率（%）687175746973
五、结语
本系统由基于e类功放的能量变换模块、无线发送、接收模块、最适频率自动调节模块和整流、滤波、斩波模块四部分组成，实物测试结果表明该电路可以高效率的实现无线电能传输，并能够实现单点发射、多点接收的功能。本设计为无限供电技术的进一步推广与应用奠定良好基础，为物联网的进一步发展提供支持，当人类解开电线的束缚时，我们将迎来一个全新的世界。
参考文献
[1]董佳兴，薛新.高效e类功率放大器的设计[J].通信对抗，2006.
[2]王兆安，黄俊.电力电子技术[m].北京：机械工业出版社，2004.
无线电基本原理篇6
关键词：无线充电H桥高频电源
中图分类号：tn929.53文献标识码：a文章编号：1007-9416（2013）04-0138-01
1引言
为了减少便携设备（如手机，数码相机）有线充电带来的如数据线接口型号不同、电池容量偏小等不便，将便携设备放置在冲电座板上实现无线充电，方便快捷。
目前无线能量传输技术中，根据其传输原理分为三类：第一类是采用松耦合变压器或者可分离变压器方式。该方法可以实现较大功率的电能无线传输，传输距离被限制在毫米级。第二类是电磁波无线能量传输技术如微波技术，直接利用了电磁波能量通过天线发送和接收的原理。能实现极高功率的无线传输，但在能量传输过程中，发射器必须对准接收器，不能绕过或穿过障碍物，且微波在空气中的损耗大，效率低，对人体和其他生物都有严重伤害。第三类是磁耦合谐振式无线能量传输技术。通过磁场的近场耦合，使接收线圈和发射线圈产生共振，来实现能量的无线传输。该技术可以在有障碍物的情况下传输，传输距离可以达到米级范围。
2系统设计
2.1系统原理
本设计采用的是第一类原理。原理图如图1所示。单片机mCU用于系统的管理，控制方波的产生、停止、定时以及检测手机的有无，充电电流控制，充电过程显示等人机交互内容。
2.2充电电路实现
采用三个反相器并联驱动H桥，在H桥的输出端输出峰峰值为21.2v的方波。用H桥驱动耦合变压器的原边，即发射线圈，将电能转换成交变的电磁波场。这些构成充电底座的电路。耦合接收线圈集成在手机里面，将手机放到底座上，两个线圈通过磁耦合传递能量。接收线圈输出的交流信号通过整流桥整流，电容滤波，最后变成稳定的直流电压，即可以对手机进行充电。
2.3有无手机检测
选择采用红外线检测元件感应有无手机。充电设备放在充电底座上时，红外线反射回来，使红外接收头导通，再用电压比较器Lm339将模拟电压转换成“0”和“1”高低电平，通过手机反射回来的红外线从而感应手机的有无。单片机根据这个检测信号控制充电回路的接通，避免在没有手机存在的情况下输出电流，可实现节能管理。
2.4耦合变压器设计
实现无线充电关键在耦合变压器设计。变压器的原边和副边分辨是无线能量传输的发射和接收线圈。充电频率为12kHz，发射和接收线圈采用34圈，采用较细的铜丝，接收线圈容易集成到手机上也不会影响到手机等充电设备的的外观。
2.5充电管理及界面设计
在人机界面上，选择1602液晶显示器作为系统的显示窗口。按下电源开关，在1602液晶显示器出现开机界面。将接收线圈放到指定的位置，发射线圈就会发射电磁波，自动开始按设定时间对电池充电，同时有充电倒计时显示，当时间减到零时停止。充电时间可以通过键盘进行常规的时分秒设定。充电时，显示“Charging！”和剩余的充电时间；没有检测到手机时显示“noCellphone！”。当时间倒计时归零时显示“timeout！”，表示充电结束。同时，无线充电系统设定充电时间，可以避免电池充电时间过长而损坏电池。
3系统测试试验
用9欧姆的电阻当负载，用万用表的直流档测电阻上的电流及电压。在耦合变压器的原边串联一个一欧姆的电阻，用示波器测此电阻上的电压波形和耦合变压器原边的波形，用手工积分的方法，粗略的估算输入功率的大小。数据记录如表1所示：
由以上数据可以看出，随着f的增大，i，wout先增大，后减小，win不断减小，η不断增大。由此可知，当频率越高时，耦合变压器效率越高。其最好效果在20KHz左右。
4结语
该设计突破以往我们日常生活中的便携电器带线充电的的传统模式，使“隔空充电”的想象成为了现实。
（1）用反相器进行方波的放大，将反相器Vcc接8.3V，峰峰值5V的方波就可以就可以放大成峰峰值8.3V的方波，再一次放大，就可以放大成峰峰值12V的方波。驱动电流放大也通过简单的反相器并联实现。（2）H桥的供电电压是10.6V，但H桥桥臂是用峰峰值12V的方波驱动的，三极管b极电压比H桥供电电源电压还高1.4V，可以实现超饱和导通，四个三极管导通时Uce基本上都等于零，三极管基本不会发热，既减低能耗，还能保护三极管，避免过热被损坏。
参考文献
[1]清华大学电子学教研组编.杨素行主编.模拟电子技术基础简明教程[m].北京：高等教育出版社，2006.
无线电基本原理篇7
关键词：地质雷达;无损检测;混凝土;缺陷
abstract:theworkingprincipleoftheanalysisofgeologicalradar,familiarwiththeprincipleofgeologicalradardataprocessingandinterpretation,bysomeengineeringfoundationraftconcretedefectmasterthepracticalapplicationofgeologicalradar,andcompareswithconventionaldetectionmethods,thusamorein-depthunderstandingofgeologicalradarintheapplicationofmassconcretedefectdetection.
Keywords:geologicalradar;nondestructivetesting;Concrete;defects
中图分类号：p412.25文献标识码：a文章编号：2095-2104(2013)
1引言：
地质雷达(groundprobing/penetratingradar，简称GpR)是一种新型地下探测与混凝土无损检测设备。其主要原理就是用天线发射高频电磁波，传感器接受目标介质界面的反射波。电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场分布与波形随所穿透介质的电性质和几何形态而变化。因此根据接收到波的双程走时、波幅与波形资料的分析处理，可以推断结构内部的实际状态。雷达在工业与民用建筑无损检测中的应用主要包括混凝土结构构件尺寸、钢筋分布、空洞、裂缝、不密实度及其它隐蔽工程探测等方面，这些项目所要求探测深度一般在几米内，但要求分辨率较高。
2地质雷达的工作原理：
地质雷达利用无线电波检测地下介质分布和对不可见目标或地下界面进行扫描，以确定其内部形态和位置，其理论基础为高频电磁波理论：高频电磁波以宽频带短脉冲形式，通过发射天线被定向送入被测介质，经存在电性差异的目标体或界面反射后返回并由接收天线接收。反射电磁波经过一系列的处理和分析之后可以得到探测介质的有关信息。其检测原理如下图所示。
图1雷达探伤原理示意图
地质雷达在混凝土检测中基本参数如下：「1
2.1电磁波旅行时间：
其中为检测目标体的埋深；为发射、接收天线间的距离（可忽略）；为电磁波在介质中的传播速度。
2.2电磁波在介质中的传播速度：
其中为电磁波在真空中传播速度（0.29979m/ns）;为介质的相对介电常数，为介质的相对磁导率（一般为1）。
2.3电磁波反射系数：
电磁波在介质传播过程中，当遇到介电常数存在明显差异的现象时，电测波产生的反射和透射能量的分配主要与异常变化界面的电磁波反射系数有关：
其中为第一层介质的相对介电常数；为第二层介质的相对介电常数。
由此可知,界面两侧介质电磁特性差异越大，反射波幅越强；波从介电常数大的介质进入介电常数小的介质时，反射系数为正，反射波振幅与入射波同向；反之，反射系数为负，反射波振幅为反向。从反射波振幅和相位上可以判定反射界面两侧介质的性质。
本次检测涉及的介质为空气、混凝土、钢筋，几种介质物性存在明显差异，其形成的反射是地质雷达检测的基本前提。
2.4地质雷达记录时间和勘察深度的关系：
其中为检测目标体的埋深；为雷达记录时间。
3资料处理：
地质雷达(GpR)数据处理是地质雷达应用过程中最重要的一个环节，由于混凝土各组成成分对电磁波不同程度的吸收和反射，以及本身的不均匀性等，使得雷达脉冲回到接收天线时波幅减小，波形也与原始发射波形有较大的变化。另外，不同程度的各种干扰和随机噪声，也歪曲了实测数据。因此，必须对原始数据进行处理工作，以改善数据资料，为最终地质解释提供清晰可辨的雷达探测图像。数据处理的一般流程如下：
图2资料处理流程示意图
4资料解释原则：
对雷达剖面图像进行解释的基础是提取反射目标，只要被测介质中存在电性差异，就可以在雷达剖面中找到相应的反射波，根据相邻道上反射波的对比，把不同道上同一个反射波的同相相位“连接”起来形成“同相轴”。地质雷达资料解释依据主要是雷达波同相轴的连续性和波形的变化、相位的变化。
5混凝土缺陷检测：
因甲方对某工程筏板基础混凝土浇筑质量存在怀疑，特委托我公司检测该筏板基础混凝土是否存在空洞、气泡、不密实、钢筋位移等缺陷，并指出缺陷的具置以及大小，我公司采用地质雷达对该筏板进行无损探测。
现场检测前应了解探测目标体与其所在环境条件，例如目标体深度、尺度、要求分辨率、目标体电性与周围介质电性以及现场环境是否存在大体积金属构件或电磁波反射界面等，这些是确定雷达测试能否进行以及选择雷达配置与参数的重要因素。
5.1测量仪器：本次检测采用的是SiR-20型地质雷达（美国GSSi公司），数据存储为为外接笔记本。
5.2天线选择：天线中心频率的选择需要兼顾目标深度、目标最小尺度、分辨率要求及场地条件等因素，「2选用1.5GHz屏蔽天线（美国GSSi公司）。
5.3测线布置：本次被测目标为筏板，测试应按网格状布置，为避免漏测，测线间距应小于被测缺陷水平尺度，依据预计缺陷大小，采用0.5m×0.5m网格。
5.4测试方式：本次检测采用剖面法，即发射天线和接收天线以固定间隔沿测线同步移动，移动过程中，得到由一个个记录组成的剖面图，横坐标为天线走程，纵坐标为由雷达脉冲“双程走时”换算来的目标深度。为更好地对目标体界面进行连续追踪，采用连续采样。
5.5资料解释：当混凝土密实时，反射波衰减速度基本一致，波振幅比较均一、同相轴比较连续。混凝土密实或没有空腔时，地质雷达不会有特别强的反射信号，雷达图像中表现为无多次波（图3a）；
图3a正常筏板混凝土图3b存在带状气泡筏板混凝土
当混凝土内部出现裂缝时，裂缝处由于空气的存在反射波衰减速度较慢，在图像上会显示同相轴错断的特征。同理，混凝土内部出现空腔或气泡时，图像上会显示出同相轴局部错断的形态，地质雷达会有明显的强反射信号（图3b、图3c）；
图3c有空洞筏板混凝土图3e不密实筏板混凝土
当混凝土不密实时，反射信号同相轴呈绕射弧形，且不连续，较分散（图3e）；
当混凝土内部有钢筋且钢筋走向和雷达天线移动方向垂直时，则在图像上会显示出大的圆弧特征（图3f）。若钢筋走向与天线移动方向平行，则会显示出波形粗黑的特征（图3g）。
图3f钢筋垂直天线方向图3g钢筋平行天线方向
5.6检测结果：该工程多处筏板距表皮10～20mm范围内存在带状气泡，局部位置存在空洞及疏松，但未发现裂缝。钢筋间距及保护层厚度比较均匀，与设计值无较大偏差。
6比对试验：
采用微破损试验与地质雷达探测缺陷结果进行比对，依据雷达检测结果现场钻取芯样，经观测，空洞、不密实位置及几何形态与雷达检测结果基本相符，气泡位置及分布与雷达探测结果相同。采用钢筋测定仪对钢筋位置进行检测并配合现场剔凿验证，结果与地质雷达检测结果基本相符。这就充分验证了地质雷达检测大体积混凝土准确性。
7结语：
相对于钻芯法、电磁感应法，雷达法是一种新兴的无损检测技术。其具有对混凝土穿透力强、探测深度大等优势，并且可通过改变频率来实现探测深度和分辨率的调换。所发射雷达波具有极化特性，可以确定缺陷的形状、位置及走势，且成像迅速连续、结果易于保存，更擅于直观、快速和实时的完成大体积混凝土的检测。因此，雷达技术在工程中的应用对结构检测的发展与创新是有意义的。
参考文献
无线电基本原理篇8
【关键词】配电网；线损；降低；技术
随着社会用电量的快速增加和社会经济的高速发展，自改革开放以来，社会的用电结构已经发生了巨大的变化，这也导致了变配电台变压器的运载负荷大幅增加。在城市配电网的用电负荷和电网组成结构等方面来看，随着国家城镇化的逐步推进，居民用电量也将进一步提高。其外，在社会三大产业的不断拓展的条件下，10kV及其以下的配电网用电量在全社会用电量的比重将持续增大，这将对目前的电网技术降损和管理降损都提出了严峻的要求，更加凸显出节能降损的重要性。
一直以来，配电网降低线损的技术攻关都是供电行业中各个供电企业关注的重要问题，在线损问题上取得优势技术也会在很大程度上提高企业的自身综合实力，因为配电网降低线损在电网系统的运行管理中，是作为供电企业考核的一个主要指标，该指标直接衡量着企业自身运营管理水平的高低。在这种外界条件下，随着新兴的电力市场的不断发展，供电企业在横向上，需要更加积极的与相关科研机构和政府组织的沟通合作；在纵向上，则需要进行周密的实地勘察和调研，并且结合现有的配电网结构，制定出一种节能性高、可持续性明显的降耗技术升级的改造方案。
1配电网线损的原因分析
1.1电阻损耗
众所周知，电能的输送需要通过大量的金属导体（变压器的线圈和电线的线丝），这些金属导体都具有一定的电阻，当电流通过这些金属导体进行流通时，在电阻的作用下，所输送的电能当中有一部分电能会损失掉，而损失掉的这一部分电能通过转换作用，变成了热能散失到周围的介质当中。这种由于电阻而引起的线损称之为电阻损耗，从目前的技术层面来说，这一部分线损是无法避免的。
1.2励磁损耗
励磁损耗是由于周围磁场的作用而损耗的一部分电能。其作用过程为，输电设备中的变压器和电动机都是在磁场的作用下才能正常工作的，这种磁场的产生过程其实就是电磁的转换过程，即在交变磁场的作用下，变压器和电动机等电气设备的线圈核心会产生特殊的涡流电磁和磁滞，它们会直接使电气设备的线圈核心构件发热，从而造成一定的电能损耗，这种损耗称为励磁损耗或者铁损。
1.3管理损耗
管理损耗也叫营业损耗，是由于电力企业在电力管理过程存在一定的不足或者缺陷而引起的电能损失。这种不足和缺陷一般表现为抄表人员的失职而导致错抄、漏抄或者电力用户违章用电或窃电。
2降低线损的新型技术措施
2.1优化布局配电网结构
以10kV的配电网络为例，在配电网络的规划设计阶段，从优化布局的角度上考虑，要达到降低线损节能的效果，一要选择合理的配电电网供电电源点，以此确定最优化的供电半径；二是通过合理的布局控制，使得用户端的最长电气距离得到最优；三是使用节能型电气设备，推广使用s11和s13节能型配电变压器，使用铜导线代替铝导线；四是电源点的布置应该靠近负荷中心位置，从而避免迂回供电以降低电能线路损耗。其中，最优化的供电半径的选择应该从经济方面进行考虑，结合区域负荷分布的特点根据电压进行严格的分析计算，并且对该结果进行校核评估。总体上来讲，最优化的配电网络布局应该遵循“容量小、布点密、半径短”的总体布置原则，同时，在根据此原则进行电网升级改造期间，应预留一定的时间的发展裕度，以确保后期供电的安全性。
2.2改善配电网络电压水平
配电网络电压的调节主要是根据电网负荷运行历史的特性，在此基础上合理调节可以使电网运行电压始终处于一种优化的经济合理的节能程度。具体方法为：在电网运作高负荷时期，由于该时期的电网系统损耗以可变损耗为主、线损为次的特点，利用有载调压开关、无功补偿等降损方法提升配电网系统的供电电压，进而降低配电网系统运行的可变损耗；在电网运作低负荷时期，与高负荷时期相反，此时电网系统的固定损耗以线损为主，通过适当降低供电电压至下限运行，从而减少配电网系统的固定损耗。
2.3合理配置无功装置，提高功率因数
（1）变配电台区的无功管理。其基本思路为，首先，通过在变配电台区并联无功补偿电容器或自动无功补偿装置对该区主变容量的10%～13%进行合理配备；其次，加强无功补偿电容器的运行管理，在日常管理中，根据相关技术要求对日常电网事务进行严格管理实施，同时在无功补偿装置的投切方面，应严格按照电网系统统一的调控需求进行安排，并且做好数据记录和定期考核工作，对二次侧平均功率因数达不到0.95指标，应实施一定的处罚。
（2）配电网线路的无功管理。按照《电压无功管理细则》相关的技术规范要求，在设置配电网线路无功补偿电容器/装置时，应该以配电网线路配变总容量的5%～6%要求进行设置。对于郊区或者农村而言，在用电高峰期（农忙季节）时，则必须保证其供电线路无功补偿始终运行状态，并且根据关口电能计算设备，在月末时获得相关的数据分析基础资料，通过分析得到平均功率因数，以确保较高无功补偿调控水平。
2.4对配电网系统的经济调度进行最优化处理
通过最优化的经济调度方案，合理匹配电力调度的指挥权限和电能协调的分配功能，确保配电网系统始终维持在一种节能经济状态下，安全可靠、节能经济、高效稳定的运行。具体方法为，首先，调度中心恩局实时的供电情况和用电负荷波动特征，合理、准确、可靠的进行电力调度，对电能资源进行合理分配，确保安全经济性；然后，对电力调度管理进行精细化，主要针对用电的负荷分配管理，调整电网线路负荷量始终处于运行经济区，以降低线损。
3降低线损的有效管理措施
3.1线损相关指标的考核管理
在配电网系统线损率指标的确定方面，应该严格实行分级分层管理、定期考核评估的方法。该方法的具体实施应按照电压等级、分变电站和分线路具体分担给各个基层管理单位，实施逐层考核制度，确保线损管理工作落实到位、落实到基层，即根据各级线损管理人员职责和权限，按照“分区域、分压、分线、分台区”的四分管理方法，对考核指标进行层层分解，责任到人。
3.2加强系统计量管理
电能表是计量电能用量最基本、最直接有效的设备，采用先进、节能的新式节能表可以减少计量统计的误差率。在计量工作中，工作人员如果发现异常或者不平衡率超过2%时，应该及时召集相关专业人员查明原因，采取有效措施及时处理。
3.3加强检修管理
供电企业应遵循着“安全、优质、多供、少损”的基本供电原则，加强检修管理，对检修任务尽可量做到集中处理化，提高检修效率，缩小停电检修影响人数。
参考文献：
[1]张建勋，刘宁.等.降低配电网线损的技术管理措施分析[J].中国电力教育，2013（11）.
无线电基本原理篇9
上海业余无线电管理工作由上海市体委所属的市无线电运动协会和上海市无线电管理局（以下简称“市无管局”）共同管理。市无线电运动协会主要负责业余无线电爱好者的入会申请、操作等级证书核发、业务培训及日常管理。市无管局则主要负责电台呼号核配、电台执照核发及后续监督等职责。
近几年，在上海各部门的支持和协助下，业余无线电运动蓬勃发展。截至2012年，本市已有会员8000多人，集体会员200多个，核发业余电台呼号6000多个，均位居全国前列。然而，面对群体来源多样、基础参差不齐，设备五花八门的爱好者们，相应的管理工作也面临诸多挑战。
健全组织架构，理顺管理头绪
2011年，由市无管局牵头，组织筹建成立了上海市业余无线电协会。自此，本市业余无线电应急通信和青少年业余无线电普及工作开始以行业协会为组织推进。根据实际工作情况，业余无线电协会又牵头成立了青少年发展部和业余无线电应急通信大队。前者主要开展青少年业余无线电科普工作，配合做好科普基地建设，组织或参与组织各类业余无线电竞赛活动。后者则主要负责协会集体台的建设和维护、应急通信队伍的建设，定期组织会员开展应急演练活动。经过此次工作架构分配，为业余无线电运动的监督管理和后续力量培养提供了有力的保障。
同时，结合本市无线电管理工作“十二五”规划的重要精神，针对本市业余无线电管理工作中出现的问题，市无管局从加强呼号管理出发，对本市6000多条业余无线电台呼号进行逐项清理，并编制了本市业余无线电台呼号三年行动规划纲要，从实际清理和长远规划两方面全面掌控本市业余无线电台呼号的使用情况。并在此基础上，组织相关力量认真研究本市、全国乃至欧美等国的管理体制，扬长避短，建立起仿真理论平台，为本市业余无线电管理体制提出具有建设性和指导性的意见，切实为本市无线电管理机构积极有效推进业余无线电管理工作提供了参考依据。
转变管理职能，实现主动式发展
面对业余无线电管理相对薄弱的问题，市无管局决定主动出击，积极倡导业余无线电可持续发展道路，提出“五个化”管理思路。
一是管理流程明确化。根据目前存在的业余无线电管理体制不畅及相关问题，市无管局经过认真梳理，颁布了《关于进一步规范本市业余无线电相关管理工作的通知》，以文件形式明确了本市业余无线电管理工作流程，加强了管理力度。
二是管理平台常态化。以“便捷办理、服务会员”为原则，由市无管局在指定地点专门设立了“业余无线电现场受理点”服务窗口，做到对会员有求必应，有事必办，切实把服务意识深化到实际工作中。
三是监管平台制度化。针对本市业余无线电后续监管环节薄弱的现状，本市将在2012年底前建成全国首个以业余无线电监控为内容的管理平台。该监控平台主要针对业余无线电台频段进行专项监测，具有频谱管理、通讯内容监控、智能录音、干扰查处和定位、业余无线电短波和卫星监控等功能，同时具有一定的单站信号测向功能。该监控平台的建成将对全面掌控本市业余无线电使用情况具有重要意义。
四是工作内涵创新化。首先，组建了本市首支业余无线电应急通信保障队伍。本着“少而精”的原则，队伍主要由资深个人会员和集体台会员为主。人员技术全面、设施齐备，具有较强的能动性和主动参与性。其次，从实战需要出发，遵循先易后难的原则开展了多次演练。主要包括求助信号的与处理、野外应急短波设台与超短波应急中继的架设、应急通信网的建立与无线电信号测向定位等科目。每次演练的内容力求有重复又有创新，从而便于演练队伍及时总结和改正。
五是合作平台多元化。主动加强与中国无线电协会业余无线电工作委员会的紧密联系，并与市体委、市科委、市教委以及各区县信息委（科委）建立工作信息和业务互动平台，推动区（县）级业余无线电属地化管理。
通过“五个化”的努力，实现了业余无线电管理从单一到多元的转变，以创新求变的思路进一步提高了本市业余无线电管理服务的深度和广度。
丰富青少年生活，拓宽合作思路
业余无线电运动是一项集体育、科技于一体，全方位培养学生综合素质的活动。不仅能从小为学生树立科学理念，也能为将来通信科技人才培养奠定基础。因此，在工作重点上，市无管局以上海市业余无线电协会为推进手段，结合各区县地域优势，在松江、金山、宝山、崇明等区县开展业余无线电科普和竞赛活动，参与学生总人数达2000多人次。2011年12月，市业余无线电协会作为主办单位之一，参与组织了“2011年‘无管杯’业余电台锦标赛”，有300多人参与了理论知识、抄听呼号、抓抄比赛和对讲机通信等科目的比赛。2012年3月～10月，市业余无线电协会参与组织松江区“走进神奇的电波世界”知识竞赛活动，也取得了良好效果。
目前，市无管局及市业余无线电协会正积极开展本市首个青少年业余无线电科普基地建设工作。通过与市科委科普工作处沟通，市无管局拟以奉贤为基地，申报建设以青少年业余无线电为核心的专题性科普场馆。建成后将面向青少年开放，通过实物展示、情景模拟等形象化手段，向青少年弘扬科学思想，普及业余无线电知识，激发青少年对业余无线电的积极性和热情度。
同时，为扩大业余无线电协会的业务和知名度，市业余无线电协会还积极开展各种类型的横向交流和合作。2011年9月，参与举办“2011年上海国际无线电展览会”；2012年3月28日，协会正式成为“中国无线电协会”会员单位之一；4月，经上海市商委邀请，协会成为第四届“上海市国际减灾与安全博览会”协办单位，协助做好应急通讯模块的组织展览工作。
思考功能定位，把握未来发展
业余无线电通信作为一项应急后备通信系统，是突发灾难的重要通信保障，也是重大活动的辅助通信系统。虽然近年来上海无线电运动逐步完善，取得了不少成果，但随着爱好者人数、电台数量的增加，以及科技的快速发展，超范围使用、干扰其他行业的无线电违规使用现象时有发生。市无管局对业余无线电管理工作始终保持清醒的认识，明确尚有多项管理工作亟需改进。
无线电基本原理篇10
电磁场技术
电磁场是指由电流通过导体而形成的磁场，通过探测、分析电磁场的变化，可以探测出是否有一定量的金属通过该磁场。其工作原理是基于脉冲磁场涡流检测技术，发射线圈产生一定频率的脉冲电磁场，在一定范围内形成一个稳定的磁场，当有金属物品进入该区域时，金属物品内部就会产生涡流，而涡流产生的二次电磁感应磁场破坏了原磁场的平衡，磁场的这个变化被接收线圈接收到，经分析处理判断出有一定量的金属物质通过，进而发出报警信号。目前普遍使用的人身安全检查设备――通过式金属探测门就是基于此技术。当人通过时，如果其身上携带有刀具、枪支等违禁物品，就会引发报警信号，提醒安检人员进一步检查。早期的金属探测门误报率较高。
数字化辐射成像技术X射线投射成像技术基于X射线透射成像技术的行李安检设备已经从最初的单源单视角单能量发展到目前的多源多视角双能量，从显示被检物品的二维图像到目前运用计算机断层；扫描（Ct）技术得到被检测物品的三维立体显示图像，无论是自动探测能力还是探测的准确度都得到了极大的提高。目前使用最广泛的是基于单源单视角双能量技术的X射线安检设备，这种设备的优点在于成本低、行李通过率高等，不过误报率也很高。单源多视角系统通过使用x射线源从两个不同的角度对被检物品进行探测，可以得到两个不同角度的图像，借助图像比较的手段在一定程度上克服了单视角下部分物体投影图像不清晰、无法区分的缺点。而多源多视角技术是指使用位于不同位置的2～3个x射线源，从多个角度对被检物体进行探测，这种设备能同时提供被检物体多幅不同角度的x射线透视图像，有效地解决了行李中物品相互叠加不易区分的问题。计算机断层扫描（Ct）技术则是利用旋转扫描和图像重建技术得到被检测物体的断层（剖面）图像，并可通过三维重建算法得到被检测物体的三维图像。
X射线背散射技术
当X射线照射在物体上时，除了穿透该物体外，还将发生散射。背散射是由物质所引起的使辐射或粒子的行进方向相对于其原始方向的夹角大于90度的散射。利用从被检测物品反射出来的背散射光子与照射点处的密度和原子序数有关的特点，采集背散射信号，经计算机处理可得到表征被检测人或物表层物质密度和原子序数分布情况的图像。X射线背散射技术主要用于检查低原子序数物质。
基于背散射技术的X射线安检设备，除了有传统的射线源和探测器外，另外多安装了一组探测器，用于检测低原子序数物质散射的X射线强度，因此可以同时获得X射线透射和背散射图像，便于分析比较。
基于该技术的人体安检设备已经在国外部分机场使用或试用，与一般的X射线设备不同，这种系统发出的x射线极微弱，不会穿透人体，只是照到人体皮肤后反射回去，探测器采集该信号，通过计算机处理，得到一个人体及其身上所携带物品的图像，这种方法对探测人体表层的违禁物品（包括金属刀具、陶瓷刀、爆炸物等）具有特别重要的意义。不足之处主要是该技术涉及到人体健康安全性和个人隐私等问题。
Y射线成像技术
Y射线是波长短于0.2埃的电磁波，这种成像技术的基本原理与X射线相似，但是Y射线具有比x射线更强的穿透力，并且Y射线近似为“单色光”，因此成像质量较好。缺点是设备里有射线源，有辐射防护要求。目前基于该技术的航空集装箱安检系统已经产品化。
毫米波技术
毫米波是一种介于光波和无线电波之间的电磁波，频率在30～300GHz之间，是一种低功率、波长短、频率极高的电磁波。
毫米波分有源和无源两种。有源毫米波探测设备本身发出能穿透衣服等掩盖物的超高频的无线电波信号，接收人体的反射信号，生成三维立体图形，从而快速地定位隐藏在人的身体表面的违禁物品。而无源毫米波探测设备本身并无电磁波发出，而只是探测人体自身发出的电磁波，因此对人体无任何辐射。目前国外一些机场安装使用的基于毫米波技术的人身安全检查设备都是无源的，不存在人身健康安全方面的问题。
基于该技术的安检设备的优点是经过该设备安检过的人员无需再配合手工搜查，但是尴尬之处在于该设备产生的图像清楚地显示出了人的轮廓，涉及到个人隐私问题。
核技术
基于这种技术的爆炸物探测设备利用的就是这些特点，在进行探测时，设备发射出与某几种爆炸物共振频率相匹配的脉冲电磁波，通过分析接收系统中有没有特征信号，即可判断是否存在违禁物品。该技术分辨率高，能够进行无损量化分析，不具有反射性和离子辐射危害等，但是对金属屏蔽敏感，探测距离较短，需要与其他探测技术配合使用。
中国民航安检体系的未来
中国民航提出建设新一代民用航空运输系统，并把建立“新型的高效、多层次、非干扰式的机场安全检查系统”作为一项重要的战略目标，提出采用全新理念、全新运行模式和强大科研支撑理念。
目前出现的各种安检技术和设备，与中国民航提出的“非干扰”安全检查系统的要求还有很大的差距，根本解决办法在于探测技术（包括传感器技术）的科技创新。因此新一代的机场安全检查技术将在不断完善现有探测技术的基础上，吸取其他领域先进的科学技术，研发低成本、高性能的探测原理和安检方法，以提高安全检查的准确性和效率，满足中国民航空防安全的需要。
现有的航空安检基本上都是在机场进行的，将安全压力全部集中在机场安检点。新一代航空运输系统中，通过生物特征识别、智能视频监控、无线射频识别（RFiD）等高新技术的广泛使用，将有助于提前预知威胁，使相关人员对威胁事件具有一定的预见性，进而采取相应措施，防止非法干扰事件的发生。