对讲机是一种便携式无线通信设备，广泛应用于警察、消防、工厂、野外探险等领域。那么，对讲机的工作原理是什么呢？本文将为您详细解析无线通信技术在对讲机中的应用。
一、无线通信技术简介
无线通信技术是指通过无线电波传输信息的技术，主要包括调频、调幅、数字调制等多种方式。在对讲机中，常用的是调频技术。
调频技术是指将要传输的信息信号与一定频率的载波信号相乘，使其频率发生变化，然后将变化后的信号通过空气传播。接收端将接收到的信号还原成原来的信息信号。调频技术的优点是抗干扰能力强，传输距离较远，传输质量较高。
二、对讲机的定义
对讲机是无线双向通信系统，依靠无线电频率来发送和接收消息。它们也称为手持收发器（发射器-接收器）(HT) 或双向无线电。他们之所以得到这些名字是因为它们允许用户传输和接收语音信号。对讲机的历史可以追溯到20世纪初期，二战期间，当时美军需要一种供战场上士兵使用的便携式通讯设备。唐纳德·L·辛斯 (Donald L. Hings) 于 1940 年发明了第一台对讲机，称为“Pack Sets”。大约在同一时间，加拿大工程师阿尔弗雷德·J·格罗斯 (Alfred J. Gross) 也独立创建了另一个版本。对讲机工作在半双工模式，即用户通话（发射）时，同频率的接收机处于接收模式。两个用户不能同时通话，只有在发送者通话完毕后，另一方才能通话。因此，它的工作方式与智能手机不同，智能手机双方可以同时通话。
早期型号的双向收音机体积庞大，重约 25 磅（11.3 千克）。他们
三、对讲机的组成
对讲机主要由发射机、接收机、天线、电源和话筒等组成。
1. 天线
天线是对讲机的重要组成部分，用于发送和接收无线电信号。对讲机可以有固定的或可拆卸的天线。对讲机内置固定天线。但可拆卸天线并未固定在收音机上，您可以将其拆下并更换为不同的天线。大多数基本无线电，如 PMR446 和 FRS 无线电，都规定具有固定天线。但其他无线电设备，如 GMRS、移动无线电设备和基站无线电设备，则具有可拆卸的天线。
2. 发射机
发射器将您的语音消息转换为无线电信号。按下一键通 (PTT) 按钮后，发射器就会启动。然后它通过天线以无线电信号的形式发送您的消息。下一个主题将解释它是如何工作的。瓦特是发射机功率输出的标准测量值。而功率输出是很大程度上决定对讲机的范围（可以传输多远）和信号强度的因素之一。
3. 接收器
对讲机始终处于接收器模式，直到您按下 PTT 按钮。如果未激活静噪功能以使扬声器静音，您将听到持续的静态噪音。接收器的主要功能是接收其他对讲机发射的无线电信号。当接收器接收到信号时，它会对其进行解码并将其更改为音频消息。然后，您可以通过扬声器听到消息。接收器的灵敏度显着影响接收音频的清晰度和质量。
4. 扬声器和麦克风
您可能熟悉扬声器和麦克风，对讲机中的扬声器和麦克风也不例外。扬声器播放从其他手持式收发器接收的音频。另一方面，麦克风会在您传输时捕获您的声音。一些制造商将扬声器和麦克风并排放置。但有些扬声器和麦克风是分开的，可能会放置多个麦克风来捕捉环境噪音以达到降噪的目的。许多对讲机还具有用于外部扬声器或耳机的连接器。因此，您可以免提使用对讲机。
5. 控制和显示
通常，对讲机型号有多个控制按钮和旋钮，用于调整设置和导航菜单。它们包括音量、频道选择、一键通 (PTT) 和菜单导航按钮。大多数现代双向收音机还配有背光液晶显示屏。LCD显示频道号、电池寿命、信号强度和其他状态。6. 电池和电源
可充电或一次性电池为对讲机供电。可充电电池更具成本效益且环保。对讲机使用锂离子或镍氢充电电池。某些产品型号还设计为使用一次性电池供电。一次性电池包括 AA 或 AAA 碱性电池。当无法充电时，此类电池最有用。
四、对讲机的工作原理
对讲机的工作原理相对简单，主要分为发射和接收两个过程。
- 发射过程：当话筒输入语音信号时，发射机将语音信号转化为高频信号，并通过天线发射出去。在发射过程中，发射机会将语音信号调制到一定的频率上，使其能够通过空气传播。
- 接收过程：接收机通过天线接收到来自其他对讲机发射的高频信号，并将其还原成原来的语音信号。接收过程中，接收机需要解调接收到的信号，将其还原成原来的语音信号。同时，为了避免干扰，对讲机还需要进行频率调谐，以确保接收到的信号与发射信号频率一致。
对讲机的通信距离受到多种因素影响，如所处地形、电磁环境、天线性能、发射功率等。而对讲机的使用频率通常需要按照国家和地区的无线电管理规定来设定和使用。对讲机是半双工式通信，也就是说，一个对讲机在一时间只能进行接收或者发送，而不能同时进行。这也就是我们在使用对讲机时需要按下或松开PTT按钮来切换发射和接收的原因。
值得注意的是，无线电有两种类型：模拟无线电和数字无线电。在本节中，我们的解释将涵盖这两种类型。您可以点击此链接了解有关模拟无线电和数字无线电之间差异的更多信息。
对讲机设置流程
在使用双向无线电与其他人交谈之前，您必须先对其进行设置。这样做涉及到选择一个渠道。频道是分配给频率的数字。因此，选择频道号就意味着您选择了频率。但情况并非总是如此。一些数字无线电，特别是那些使用频率分布多址（FDMA）的数字无线电，在一个频率上有两个信道。
对讲机使用 400 至 512 MHz 的超高频 (UHF)，以及 300 至 3000 MHz (3 GHz) 的甚高频。这些范围称为频带。虽然您可以自由使用某些对讲机频率，但其他频率则需要获得许可。
您必须确保您与想要交谈的人处于同一频道。这样做可以让你们双方都能沟通。如果您打算使用隐私代码来获得更好的隐私，请记住也设置与对方相同的隐私代码。现在，您已经准备好通话了，但是对讲机如何发送和接收语音信号呢？
发送和接收过程
以下是双向无线电传输和接收过程的步骤：第1步：语音输入
要通话，您可以按 PTT 按钮并对着麦克风讲话。当您这样做时，您的声音会产生在空气中传播的声波。麦克风是一种传感器，捕获声波并将其转换为电信号。这个电信号就是音频信号，这个转换过程称为转导。有不同类型的扬声器。它们包括动圈式、电容式和驻极体麦克风。但大多数对讲机都使用驻极体麦克风，因为其尺寸紧凑且耐用。它们还能产生清晰的音频信号，背景噪音最小。
第 2 步：调制
一旦麦克风将声波转变为音频信号，对讲机就会将该信号与载波结合起来。这个过程使对讲机能够通过无线电波传输信号。通常，载波的频率比音频的频率高。调制是随音频信号改变载波特性的过程。此调制过程有助于对音频信号中的信息（即发送的原始消息）进行编码。
模拟无线电使用频率调制 (FM) 或幅度调制 (AM) 来改变信号。FM 根据发送的消息改变载波的频率。但幅度保持恒定。
然而，AM 根据发送的消息改变载波的幅度，同时频率保持不变。大多数模拟对讲机都使用 FM 调制，因为它可以提供更好的音频质量并且不易受到干扰。
数字对讲机的工作方式有所不同。它们使用相移键控 (PSK) 或正交幅度调制 (QAM) 等调制技术来编码音频信号。通常，它们将音频信号转换为数字信号。该数字信号包含比特流（零和一）。数字调制方法比模拟方法显着降低了干扰风险。
第三步：传输
音频信号经过调制编码后，由对讲机的天线接收。接下来，天线将电（音频）信号转换为电磁波。这种转换允许语音信号以无线电波的形式在空气中传播。无线电波通常通过选定的频率传输。
为了获得最大效率，天线的长度和设计必须与对讲机频率相匹配。因此，您必须找到最适合 您的收音机的天线。充分匹配的天线可以充分利用发射功率来有效地辐射无线电信号。这会带来更强的信号和更大的通信范围。
第四步：传播
传播是无线电波的传播方式。因此，一旦天线产生无线电波，它就会通过空气传播（传播）。这个过程通常以光速发生。波的传播方式包括地波、天波和自由空间波传播。对讲机信号通常通过自由空间波传播。自由空间波也称为视距传播。当无线电波直接从发射天线传播到接收天线时，就会发生这种情况。
但视线并不意味着两个用户必须在视线范围内才能进行通信。它仅意味着波从发射器到接收器沿直线传播。通常，两台对讲机相距仅几英里，具体取决于它们的功率输出。
在理想的环境中，这些波不会遇到障碍。他们继续沿直线行驶。但实际上，无线电波会遇到树木和建筑物等障碍物，天气也会影响它们。而这些因素反过来又影响沟通的强度和范围。
第五步：接待
无线电波从发射器经过长途传播后到达接收器。通常，任何调到您频率的人都会收到您的语音传输。发送时，接收天线捕获无线电波并将其转换回电信号。同样的发射过程，接收天线必须与对讲机的工作频率适当匹配，以获得最佳的音频质量。天线接收到无线电波后，将其转换为电信号并发送以进行解调。
第 6 步：过滤和放大
在传输过程中，音频信号经常会与不需要的噪声和干扰混合在一起。这些不需要的特性会影响音频清晰度，因此无线电必须过滤它们。接收器可以使用模拟或数字信号处理技术来过滤电信号。
此类方法包括带通滤波器和自适应降噪算法。这两种技术都可以消除难以理解的频率，包括噪声。
一旦过滤过程结束，音频信号就会进入放大器。放大器的作用是增加信号的幅度。这样做可以更容易解调
第7步：解调
解调反转发射无线电用于编码音频信号的调制过程。解调技术通常取决于调制方法。例如，用频率调制（FM）编码的消息将通过FM解调方法（如F3E）进行解调。接收器检测载波频率的变化。然后，它将信号转换回代表原始音频信号的幅度变化。
第8步：音频输出
输出阶段是最后一步。在这里，收音机将放大的信号发送到扬声器。然后扬声器将其变回您可以听到的声波。与麦克风一样，扬声器也是一个换能器。它通过称为电声转换的过程将电信号转换为声波。因此，它的作用与麦克风的作用完全相反。也就是说，它反转了麦克风的转换过程。
扬声器有不同的类型，如动态扬声器、静电扬声器和压电扬声器。但是，大多数对讲机都使用动圈式扬声器，因为它们便携且耐用。它们还可以产生清晰响亮的音频。因此，它们非常适合前面提到的驻极体麦克风。
如果您想回复对讲机传输，请按 PTT 按钮。然后，整个过程将再次开始。务必记住在通话完毕后松开 PTT 按钮。这样做将允许对方回复。
五、对讲机的使用
对讲机的使用相对简单，主要包括以下几个步骤：
1. 打开对讲机电源，确保电量充足。
2. 调整频率，确保与其他对讲机频率一致。
3. 按下发射键，开始发射语音信号。
4. 松开发射键，进入接收状态，等待其他对讲机发射信号。
六、对讲机的注意事项
1. 对讲机使用过程中，需要注意保持距离，避免干扰。
2. 对讲机需要定期充电，以保证电量充足。
3. 对讲机需要在规定频率范围内使用，避免违反相关法规。
4. 对讲机需要定期进行维护和保养，以确保正常使用。
七、总结
对讲机是双向通信设备。尽管这些年来它们经历了多次转变，但它们的基本组成部分保持不变。它们包括天线、扬声器、麦克风、电池、发射器和接收器。这些组件有助于实现发送和接收过程。当发送者按下 PTT（即按即说）按钮时，它会产生声波。声波经过几个过程才最终到达接收器。因此，用户可以在几英里之外（通常是短距离）进行通信。 其工作原理主要基于调频技术。在使用对讲机时，需要注意保持距离、定期充电、遵守相关法规等。通过对对讲机的工作原理的了解，可以更好地使用和维护对讲机，提高其使用效率和安全性。
