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80米波段无线电测向信号源项目 (RF-Fox Hunter Pro)
项目简介
本项目是一款比赛级 80 米波段（3.5MHz）无线电测向信号源，专为无线电测向运动训练与教学设计。采用 ESP32 + SI5351 全数字架构，结合优化的射频功放与天线匹配电路，实现了频率精准、时序标准、功率稳定的“狐狸”发射机。
🎯 核心特性：
- 高精度： 工作频率 3500~3600kHz，精度高达 ±1ppm。
- 可调功率： 发射功率 0.1~2W 连续可调。
- 标准协议： 支持 IARU 标准 A1~M0 共 10 个比赛呼号。
- 智能时序： 1 分钟自动循环发射，时序误差 < 10ms。
- 实时监控： 内置驻波检测（SWR）与天线匹配指示。
- 超长续航： 9V 电池供电，连续工作时间 > 24 小时。
核心技术
1. 全数字载波产生技术
- DDS 数字合成： 采用 SI5351 时钟发生器产生载波，彻底解决传统 LC 振荡电路的温漂问题。
- 双重校准： 通过 ESP32 内部 RTC 与外部高精度晶振双重校准，长期频率稳定性优于 ±3Hz。
- 灵活频点： 软件可配置任意频点，支持一键快速切换。
2. 标准莫尔斯电码编码
- 标准： 严格遵循国际无线电测向联盟 (IARU) 标准。
- 速率： 12 字/分钟（比赛级标准速率）。
- 循环： 12 秒发射 / 48 秒静默（5台轮询模式），支持自定义呼号与周期。
3. 高效射频功放方案
针对不同需求优化了两套方案：
- 三极管推挽方案： 采用 2SD882，线性度好、杂散小，适合 0.1~1W 输出。
- MOS 管单端方案： 采用 2SK3476，转换效率高、发热小，适合 1~2W 大功率输出。
- 滤波优化： 增加多级低通滤波器 (LPF)，大幅压制谐波发射。
硬件设计
系统架构
- 电源层：9V 电池经 AMS1117 降压至 5V/3.3V 为主控供电。
- 控制层：ESP32-C3 处理编码逻辑、按键输入及 OLED 显示。
- 信号层：SI5351A 受 ESP32 控制输出 3.5MHz 弱信号。
- 输出层：经功率放大器（PA）和低通滤波器（LPF）后通过匹配网络发射。
核心模块详表
| 模块 | 核心器件 | 功能说明 | | :— | :— | :— | | 主控单元 | ESP32-C3 | 电码编码、时序算法、交互界面 | | 载波产生 | SI5351A | 产生高精度、低相噪载波信号 | | 射频功放 | 2SK3476 / 2SD882 | 功率放大，提供足够的覆盖距离 | | 电源管理 | AMS1117-5V | 数字/模拟电路分路供电，减少干扰 | | 人机交互 | 0.96” OLED & 按键 | 实时显示频点、呼号、功率与驻波 | | 防护电路 | 驻波检测、自恢复保险丝 | 保护功放管避免在阻抗失配时烧毁 |
制作与调试
关键调试步骤
- 数字部分调试：烧录固件，检查 SI5351 是否正常输出 3.5MHz 信号。
- 静态工作点调整：测量功放管的漏极/集电极电流，调整偏置电阻。
- 输出功率校准：用功率计测量输出功率，调整功放增益。
- 天线匹配调试：连接天线，调整匹配电感，使驻波比 < 1.5。
- 时序校准：校准发射周期，确保多台同步工作时不重叠。
常见问题排查
- 无信号输出：检查 SI5351 I2C 地址及焊接、功放电源是否通电。
- 信号弱：检查天线匹配网络（天线长度对 80m 波段影响极大）。
- 谐波过大：检查 LPF 电感电容值是否偏移。
成果展示
电路原理图
