一种微波探测声音方法的实现

摘要：提出了一种微波探测声音(微波窃听)的方法，并简要介绍了它的原理和实现方式。通过微波振荡器产生的微波，经天线发射后投射到待测声源处，被声源处的音频信号调制后反射回来，由天线接收后输送到微波晶体检波器检波，再由小电流放大、电压和功率放大等处理，还原出声源处的声音信号，达到探测声音的目的。
关键词：微波探声；幅度调制；检波

0 引言
微波在现实生活中有多种用途，例如：微波通信、微波雷达、微波测速等。本文介绍一种以微波作为载波来实现探测声音的实验方法，并且在实验室进行了测试。从实验结果看，能达到利用微波探测声音的目的。本实验原理简明，所用微波器件为实验室常见的微波器件，电路结构简单，易于实现。

1 实验原理
微波探测声音的原理与广播类似，它利用高频的微波信号来“载驮”所要传送的声频信号，也就是高频微波信号的振幅随所传送的声频信号的变化而变化。高频微波信号为“载波”，调制微波的声频信号为“调制信号”。经过调制后的高频信号为调幅波。

式(1)和(2)中Ω、F分别为调制信号的角频率和频率。载波为远高于调制信号频率的正弦波。
调制的作用是使载波的振幅Vcm随调制信号vΩ而相应的变化，从而得到调幅波。调幅波振幅变化的轨迹即波峰点的连线称为包络线。调幅波包络线的瞬时值为：

式(4)中，VΩm／Vcm称为调幅指数，用ma表示。
语言、音乐等都不是单音频信号，而是由很多不同频率的波合成，它们不是标准的正弦信号。对于非正弦的周期信号，可以分解为多个不同频率的正弦波信号。典型的调幅波的频率成分，可以由它的瞬时值表示式推导出来，即

这表明单音信号(即调制信号是正弦信号)的调幅波由三部分频率分量组成，即载波分量ω0、上边频分量ω0+Ω和下边频分量ω0-Ω。
调幅信号的解调是振幅调制的反过程，是从高频已调信号中取出调制信号，常将这种解调称为检波。实现这种解调作用的电路称为振幅检波器。检波器由高频输入回路、非线性器件和低通滤波器三部分组成。因振幅调制信号由载波频率ω0和边频(ω0±Ω)组成，没有调制信号本身的频率分量Ω，但载频ω0与上边频(ω0+Ω)或下边频(ω0-Ω)之差可得到Ω。为了取出原调制信号频率Ω，从高频输入回路输入的高频已调信号，通过非线性器件产生新的频率分量，其中就包含所需的Ω分量，再用低通滤波器滤除不需要的高频分量，即可得所需的声音信号。