永不消失的电波

王英

研究背景

电报通信（CW通信）在业余无线电通信活动中占有重要的地位。虽然计算机技术使自动控制或半自动收发电报已成现实，但是电报通信仍然是无线电爱好者追崇和热爱的一项活动。

业余无线电通信小组主要面向青少年开展无线电通信相关教学活动，电报通信是其中重要的教学活动内容之一。本人经过深入思考，设计了一个成本低、易实现、易操作、能够简单明了展示CW通信原理和通信过程的发报机练习器（Key Pair）。

该制作的基本思路是：

让学生了解发报机的基本构造。

制作成套件，辅助教学活动。

师生共用或生生共用，共同参与活动，用摩尔斯电码相互通信，一方发报，另一方收报，增强了教学活动的趣味性，寓教于乐。

应用的科学方法和科学原理查法、询问法、查阅法、联想及组合法等方法。

在调研及研制阶段，运用了探究法、文献法和实验法。

设计电路时运用实验法，在整个项目设计实施过程中多次运用实验法调试。

应用的科学原理

应用杠杆和弹性原理实现发报机的主体结构设计。

应用电磁感应原理实现电磁波发射和接收模块。

利用电磁波发射与接收的编码原理实现AB配对发报机。

研究过程

第一代发报机

第一代发报机只是一个发报机

应用的科学方法

在立项过程中，运用了调模型（见图1），它通过简单的串联电路实现发光和发声模拟发报过程，并不能真正产生电磁波。此发报机做成套件，制作简单，趣味性强，深受学生喜爱。

第二代发报机

第二代发报机增加了信号发射模块，具有发射电磁波功能，拍发出的信号可以用收音机接收（见图2）。学生可以用来练习发报。第二代发报机是第三代发报机的过渡作品，在没有障碍物的条件下，它的发射距离可以达到100米。

第三代发报机对

第三代作品（见图3）同时具有发射模块和接收模块，还带有音频振荡电路完成声音输出。AB双方可以互相收发报，开展通信活动。应用编码技术，同类产品可以做成多对，互不干扰，可以进行师生或生生通信，满足教学需要。

性能测试

经过一年半的教学实践检验和改进，第三代发报机对已经能实现如下功能：

在一个教室（50平方米）内可以多对发报机进行通信练习，互不干扰。

单个发报机的（视距）通信范围可达100米。

学生可以利用此发报机对了解发报机的基本结构和无线电通信的基本原理。

使用方便，不用连接电台即可完成通信。

辅助教学，提高了课堂教学效率。

创新点

巧用图钉，实现电路断开与闭合。

结构简单，可以直观形象地演示CW通信的工作原理和通信过程。

辅助教学，趣味性强，效果良好。

成本低廉，单个发报机做成套件，适合于在中小学科技活动课上推广使用。

通过编码技术实现Key Pair，即配对的发报机。

Key Pair设计，参与性强，可以作为科普展品开展互动体验活动。

具有可研究性。本发报机可以面向学生开展拆分、组装、电路焊接、电路设计与实验等探究活动。

项目的使用情况和进一步完善的设想

项目研制完成后，已经在青少年无线电通信教育教学活动中多次使用。由于是自制发报机，成本低，可以很方便地复制多个，满足教学及各类学生活动的需求，教学效果显著。此作品准备申请专利，并在现有作品基础上，进一步完善电路，美化发报机外形结构，实现双键（自动键）收发报功能。

专家评语

该项目原理科学、概念清晰、构思巧妙、设计合理，作品教育性强。项目选题新颖，具有实质性创新，对简化以往复杂昂贵的发报机的结构有突破。作品效果显著，制作规范，具有示范推广价值。项目资料齐全，研究报告书写规范。希望该项目在与计算机相连，提高发报机在教学和训练的功能上作出进一步的探索与改进。