在黄来舟老师的推荐下，我们将一起走近上海中学高一(3)班探秘无线CPS小组，这五名可爱的高中生将给大家带来无线电设备接收卫星云图的系列科普文连载。
探索未知、积极进取和自我训练是业余无线电的精神，通过这群高中生的探索实践，我们看到了青少年科普教育在培养学生爱国情怀、创新精神和实践能力上的有益尝试！
各位业余无线电专家、爱好者：
你们好：
我们是来自上海中学高一（3）班的五位学生，在黄来舟老师的带领下，我们在高一接触了无线电，并产生了浓厚的兴趣。所以学校的CPS社会科普项目，我们就准备以无线电设备接收卫星云图这一活动作为蓝本进行公众科普介绍。
公众科普需要宣传与推广，所以我们希望可以借助业余无线电这样一个公众号平台进行我们的项目，如果可以，我们万分感谢。
经过高一上一个学期的学习与整理，我们拟定出了五个方面：
01无线电接收设备：天线、馈线、SDR接收机、PC及软件
02卫星系统：业余无线电卫星种类、卫星轨道、与卫星建立联系
03天线系统：天线的方向性和增益、天线的极化、全向天线与定向天线
04无线电信号如何转换成图像：SSTV发展简史及原理、WxtoImg介绍
05卫星云图：卫星如何拍摄云图、云图的意义与价值、接收卫星云图
也就是这五篇文章的主要内容。
因为我们刚接触无线电相关知识只有一个学期，文章中多多少少有不科学，不严谨之处，希望专家们包容、指正，我们很乐意继续探索无线电的世界，就像我们的组名：探秘无线一样，谢谢。
上海中学高一(3)班探秘无线CPS小组
2023年2月11日
第一篇：无线电接收设备
作者：上海中学250367 叶子安
无线电通讯对于普通人来说似乎很遥远，但是随着科学技术的发展和业余无线电爱好者群体的扩大，业余无线电卫星活动已经不再是一件新鲜的事物了。卫星作为现代通信重要的媒介，在现代通信领域具有不可替代的作用。关于我们主要关注的气象卫星云图，相信大多数人都见过，最经典的就是天气预报中关于天气的24小时云图。而获取这样的云图，就需要接收和解析太空中气象卫星传回的数据。
卫星云图接收系统本质上属于通信系统，而现代数字通信系统的框图和构成如下：
因为我们主要研究的是气象卫星，所以本文主要介绍的是对于卫星传输的无线电波的接收系统，即从天线接收后到解调等一直到收信者的过程。具体来说，一个卫星通信地面站通常由天线、馈线、接收前置放大器、收发变频器以及收发信机等等主要装置构成。在我们业余爱好者的手中，终端的收发信机一般由电脑和一些专门的软件替代，以便更好地获取与分析气象卫星的数据。
在这个基础上，以下是我们气象卫星接收系统的框图：
（天线——SDR接收机——电脑及软件）
下面是对主要部件的大致介绍：
1.天线：
在无线电设备中，用来辐射和接收无线电波的装置称为天线。天线辐射的是无线电波，接收的也是无线电波，然而信号的接收者并不能直接接收无线电波，其中必须经过能量转换过程。而天线的作用，就是在无线电波与电信号之间充当转换器和桥梁。
（八木天线）
2.馈线：
可以直观地理解为传输电信号的电缆，它将天线接收到的电信号传输至后续设备中。一个好的馈线能大幅度减少传输中的损耗。
3.SDR接收机（数据转换器RTLSDR upconverter）：
来自卫星的信号可能极度微弱，而且在信号传输的过程中，有许多地方可能会产生干扰或者损耗。这意味着为了有效识别信号，需要尽可能地去放大有用信号，我们需要将弱电信号放大成足够强的输出信号以用于进一步处理，而且在过程中需要尽可能减少额外的噪声。同时，因为卫星发射的无线电波可能经过了加密、编码和调制，所以在接收端需要相应的解调、解码和解密，在我们的实验器材中，这些功能由SDR接收机及其软件来完成。
4.PC及软件：
通过接收机接收到的数据通过数据线接入电脑。在电脑上有许多相应的软件来进行数据的处理。有SDR软件、卫星跟踪软件和云图解码软件等。SDR软件控制解码、调制等的相关参数设置，卫星跟踪软件提供卫星的方位信息，在控制天线转动的同时修正多普勒频移。（这对于我们使用的定向的八木天线十分重要），云图解码软件将信号解码为我们需要的云图并显示在屏幕上。例如我们所使用的就有Orbitron（一个卫星追踪软件）、SDR #1331++（SDR软件）、WXtoImg（卫星图像解码软件）。
（SDR软件）
5.其他：
还有一些例如天线旋转器之类的器件，由于不是主要器件在这里也不多做阐述。
以上就是对与无线电接收设备的相关介绍。
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