一種微波探測聲音方法的實(shí)現

摘要：提出了一種微波探測聲音(微波竊聽(tīng))的方法，并簡(jiǎn)要介紹了它的原理和實(shí)現方式。通過(guò)微波振蕩器產(chǎn)生的微波，經(jīng)天線(xiàn)發(fā)射后投射到待測聲源處，被聲源處的音頻信號調制后反射回來(lái)，由天線(xiàn)接收后輸送到微波晶體檢波器檢波，再由小電流放大、電壓和功率放大等處理，還原出聲源處的聲音信號，達到探測聲音的目的。
關(guān)鍵詞：微波探聲；幅度調制；檢波

0 引言
微波在現實(shí)生活中有多種用途，例如：微波通信、微波雷達、微波測速等。本文介紹一種以微波作為載波來(lái)實(shí)現探測聲音的實(shí)驗方法，并且在實(shí)驗室進(jìn)行了測試。從實(shí)驗結果看，能達到利用微波探測聲音的目的。本實(shí)驗原理簡(jiǎn)明，所用微波器件為實(shí)驗室常見(jiàn)的微波器件，電路結構簡(jiǎn)單，易于實(shí)現。

1 實(shí)驗原理
微波探測聲音的原理與廣播類(lèi)似，它利用高頻的微波信號來(lái)“載馱”所要傳送的聲頻信號，也就是高頻微波信號的振幅隨所傳送的聲頻信號的變化而變化。高頻微波信號為“載波”，調制微波的聲頻信號為“調制信號”。經(jīng)過(guò)調制后的高頻信號為調幅波。

式(1)和(2)中Ω、F分別為調制信號的角頻率和頻率。載波為遠高于調制信號頻率的正弦波。
調制的作用是使載波的振幅Vcm隨調制信號vΩ而相應的變化，從而得到調幅波。調幅波振幅變化的軌跡即波峰點(diǎn)的連線(xiàn)稱(chēng)為包絡(luò )線(xiàn)。調幅波包絡(luò )線(xiàn)的瞬時(shí)值為：

式(4)中，VΩm／Vcm稱(chēng)為調幅指數，用ma表示。
語(yǔ)言、音樂(lè )等都不是單音頻信號，而是由很多不同頻率的波合成，它們不是標準的正弦信號。對于非正弦的周期信號，可以分解為多個(gè)不同頻率的正弦波信號。典型的調幅波的頻率成分，可以由它的瞬時(shí)值表示式推導出來(lái)，即

這表明單音信號(即調制信號是正弦信號)的調幅波由三部分頻率分量組成，即載波分量ω0、上邊頻分量ω0+Ω和下邊頻分量ω0-Ω。
調幅信號的解調是振幅調制的反過(guò)程，是從高頻已調信號中取出調制信號，常將這種解調稱(chēng)為檢波。實(shí)現這種解調作用的電路稱(chēng)為振幅檢波器。檢波器由高頻輸入回路、非線(xiàn)性器件和低通濾波器三部分組成。因振幅調制信號由載波頻率ω0和邊頻(ω0±Ω)組成，沒(méi)有調制信號本身的頻率分量Ω，但載頻ω0與上邊頻(ω0+Ω)或下邊頻(ω0-Ω)之差可得到Ω。為了取出原調制信號頻率Ω，從高頻輸入回路輸入的高頻已調信號，通過(guò)非線(xiàn)性器件產(chǎn)生新的頻率分量，其中就包含所需的Ω分量，再用低通濾波器濾除不需要的高頻分量，即可得所需的聲音信號。