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标题: 业余无线电通信 [打印本页]

作者: liyf 时间: 2011-4-30 12:56
标题: 业余无线电通信
业余无线电通信
在VHF/UHF波段，144MHz是使用最广泛的月面反射通信频率，尽管在50MHz上进行月面反射通信已经非常成功，但庞大的天线阵列以及天空的背景噪声对大多数人来说都足难以解决的困难，不过仍有许多狂热的爱好者在此波段上操作。由于频率越高，通路的损耗越大，因此要想成功的完成144MHz以上的EME通信，就要求有非常复杂的天线阵及输出功率尽量接近合法的最大发射功率。因此，大多数爱好者都从144MHz开始，一旦他们对EME很感兴趣，他们就会在更高的频率进行试验。

　　为了搜集VHF段以上DX方面的信息，我和五位144MHz EME通信方面的专家：Lance Collister,WAlJXN；Bev Caveeder，W4ZD；San Hutson，K5YY；John Carter，K0IFL和Dave Blaschke，W5UN进行了探讨，以下是他们关于2米波段月面反射通信的一些观点。

　　影响EME通信的因素包括以下几种：轨道抖动衰减，极大的路径损耗，噪声(包括太阳及空间背景的噪声)，法拉第旋转及由于空间位置的变化引起的极化方向的改变。

　　由于地球和月亮在沿其自身轨道运行时存在抖动，故从地球上发射的信号触及到月球表面的一定区域而不是象牛眼那么小的一块面积。同时，由于月球表面很不规则，反射回来的信号也就呈不现则的形状。这样你的电台接收到的信号就会有畸变，就象站在哈哈镜前看到镜中变形的影像类似。轨道抖动和不规则的信号都可以引起信号的衰弱和两个试图联通的电台之间的多谱勒频移。这就是轨道抖动衰减。当在两米上进行操作时，你会感到有长时间的波峰和波谷出现，这佯就只能听清呼号的一部分，接着就是很弱的信号。这些影响并不仅在144MHz上反映出来、在1296MHz上甚至可以有高达20dB的衰减并有10Hz的频移。

　　月球距地球在近地点的距离为221000英里，远地点的距离为282000英里。由于月面形状的影响，发射到月球的信号只有7%可以被反射回来。其余的93%则被吸收和损耗掉了。路径损耗和通信频率成正比，频率越高，路径损耗越大。因此在144MHz上，反射回近地点的路径损托为252dB、远地点为254dB。对于低功率的电台，近地点和远地点2dB的差别并不影响做一次成功的QSO。

　　由于太阳和背景空间产生的噪声，会影响电台接收弱信号的能力。对于处于北半球的电台，当月亮呈新月状时(除了月食以外，肉眼无法看到月亮)，或月亮在空中位于远南端时，通常通信效果不理想；当月亮更加更近南方时，通信效果最不理想。这不仅足由于在这种情况下南方的星座引起的背景噪声的增加，还由于天体的运行规律。当月球位于远南的位置时，纬度越高的欧洲台看到的月亮越小，通常他们很难在空中联通。对于位于北半球的电台来说，一个月中最理想的通信时间是当月亮从其向北倾斜角度最大的位置转向天空南方时。

　　法拉第旋转是由于地球电离层对信号的影响而产生的一种极化旋转。也有人说是由于信号通过电离层时地球磁场对其造成的影响(Dave指出伴随法拉第旋转所发生的一些现象和HF传播中的一些现象有某种关系，这保留了月面反射的神秘性，值得深入研究)。法拉第旋转使信号有一个深的周期性衰减，在一定时间间隔内这个周期会有所改变，随着频率的增加而变长。估计在144MHz上，这个时间间隔约为20分钟。Dave说，这个周期在某些时候非常明显。在此时安排进行QSO效果不错。这个周期在144MHz上一般会持续半个到—个小时，通常这一个小时用于安排随意的通信，半小时用于安排比赛。尽管有些比赛的QSO都事先预约，(尤其是低功率电台想和高功率电台联通)，但大多数的联通是随意的。

　　由于空间位置的变化引起的极化方向的改变简单地说就是在地球上不同位置的两个电台都把天线对准月面，再用镜子做—个比喻，如果我们用镜子从某一个角度看物体，由于你的头倾斜的角度不同，物体可能看起来右边转到了上面，或者上下颠倒。如果其中一个电台的天线可以在水平和垂直方向之间的立面中旋转，则由上述位置变化引起的某些影响就可以解决。但是同时在这个立面中旋转几个天线，还要保持每个天线间的相位关系，从机械的角度上讲简直太可怕了。因此由空间位置的变化引起极化方向的改变经常通过强力来解决。给天线阵列增加更多的单元以提高天线阵的dB增益，以此减小这种影响。同时Dave指出至少在2米QSO的部分预约时间间隔内法拉第旋转有压倒这种极化改变的趋势。

　　有关EME通信有两点要牢记。首先，在月亮升起时会产生高于你的频率300"500Hz的多普勒频移；当月亮落下时会产生低于你的频率300"500Hz的多普勒频移；当月亮在头顶上时无多普勒频移。对于利用卫星进行通信的人都很熟悉多普勒频移，并且会一直把手放在频率旋钮上。其次，要经过2.3"2.7秒的延时，才知道是否可以听见反射回来的自己的信号。这是由于月球距地球非常远，信号来回需要一定的时间。

　　CW是EME通信中非常好的一种方式。由于信号很微弱，这种方式最为可靠。发送速度一般在10"15wpm。低于这个速度将会由于衰减和颤动导致通信中断，而速度过快又会导致字母丢失。

　　EME通信在某方面类似于流星散射：二者都是对微弱、无规律的信号进行处理。因此，与流星散射一样，EME通信也有自己的联络规程方法，但是由于EME信号的特点，其联络过程又和流星散射有很大的区别。

　　对于已经安排好的联络，比较好的操作频率为高于144.030MKz，而对随意进行的QSO，则在144.000"144.030MHz较为合适。如果信号足够大并能进行SSB QSO，最合适的频率为144.150MHz及以上。

　　有些网络你可以收听，以得到有关的情况和通信安排方面的信息。其一为144MHz EME通信。它由VE7BQH主持，于每周六及周日的1700UTC在144.345MHz上相聚,或是等432MHz的网络一结束就开始。每周一0230UTC(当地时间周日晚)在3.818MHz(加或减QRM)，有VHF/UHF情报交换网络,大家交流信息，设定联络时间表。在星期二0130UTC(当地时间周一晚)，另有—个VHF/UHF交换网络在3.843MHz，目的同上。

　　现在我们来看—个简单的QSO。德国的DL8DAT和美国圣地亚哥布市的N6CW预先安排好一次QSO。这次QSO预计持续1小时，并于0000UTC开始。东部的电台(相对于他在地球上的位置)先发射，即DL8DAT先发射，发射持续2分钟，DL8DAT将发射接收台的呼号及自己的呼号，即：N6CW de DL8DAT，N6CW de DL8DAT，…。在0002UTC，N6CW开始发射相同的内容：DL8DAT de N5CW，DL8DAT de N6CW。两个爱好者每两分钟轮流发射一次，直到一个电台听到另一个电台发射的完整的呼号。

　　一旦接收台秒录下完整的呼号，他就开始下—个阶段的工作。在2分钟发射时间的前90秒，他还象以前那样发送呼号，但在余下的30秒内，他加上一个信号报告，字母“O”。

　　信号报告每次为“T”，“M”或“O”。“ T”表示呼号仅可勉强检测到；“ M”表示抄下部分呼号；“ O”表示完全抄收。由于收听台都渴望抄收到完整的呼号，故对于完成QSO来说其它任何报告都是浪费时间。因此，按惯例，信号报告就发展为字母“O”。

　　假设N6CW成功抄收了呼号并且已经开始了第二阶段的联络。现在由DL8DAT来收听QSO中的信号报告的内容(假设他已经听到完整的交换的呼号)。一旦他听到了信号报告，就在他发射的2分钟内始终发送“RO”，告诉N6CW，DL8DAT已经听到了信号报告(“R”)并且正在发送他自己的信号报告(“O”)。如果他的国家要求他在每次发射后报告自己的呼号，他就要在2分钟结束时，发送一次N6CW de DL8DAT，否则就不用发送呼号。

　　当N6CW最终听到“RO”时，他就在他发射的2分钟内发送“R”，DL8DAT听到“R”时，就在他发射的2分钟内发射“73”或“73/SK”，在发射结束时发送他的呼号DL8DAT(根据国家规定区分电台)。当DL8DAT听到N6CW发送的“R”时，QSO就结束了。在此过程中，所有的人都必须是诚实的，因为只有你知道你听到了什么。

　　在其它VHF+频率上的EME：EME也曾在美国的135cm业余波段上实现过，但近年由于这个频段的前景不稳定，导致人们在此波段的兴趣有所下降。但现在，FCC(美国联邦通信委员会)划出部分频段供弱信号使用(按FCC的话说，即为试验)，人们的兴趣又有所回升。135cm上的EME通信能否流行起来还有待观望。

　　70cm是EME通信中第二个常用的波段。它比起2米来说既容易又困难。安装一个天线阵是较容易的工作之一。由于频率较高、就相同数量的振子单元来说，70cm的天线更小巧。70cm波段上信号传播也相对容易，但仍需要较高的功率使其能到达月球。影响2米段上EME通信的因素，如法拉第旋转和空间背景噪声对70cm的影响要小得多。这样，天线就是需要考虑的事了。由于用于此段的天线阵列较小，把旋转极化设计到天线中就很实际了。这有助于消除法拉第旋转和校正由于联络远距离台而引起的交叉极化。

　　但在70cm上工作也存在一些问题尽管可以买到70cm的收发信机，有经验的EME操作者通常采用一个合适的HF短波机加上变频器。由于同轴电缆上有馈线损耗，通常都使用硬电缆。同时，必须使用合适的低损耗分配器，以给阵列中的多路八木天线馈入信号。

　　在33cm波段上也有一些EME活动，另一个较流行的波段为23cm。这时所选用的天线是抛物面天线。由于是园极化馈入，天线的交叉极化和法拉第旋转变得几乎察觉不到。另外空间噪声也比70cm段要小。

　　高于23cm的大多数EMF都是试验性的，只有少数人定期在13cm上工作，更少的人工作在9、5、3cm波段。尽管此时法拉第旋转和空间噪声都不是什么问题了，但又有其它问题出现。合适的设备是首要的困难；学会如何在多普勒频移高于几十KHz时进行操作则是另一个问题。

　　值得注意的是，在这些较高频率的通信中，工作程序稍有不同。发射时间不是持续2分钟而是2.5分钟，最后半分钟用于信号报告或什么也不发，这取决于你从另一个台听到了什么。

　　信号报告的方式也不一样，所用字母T、M、O是一样的，但含义略有不同。T为“我能听到某些东西。”；M为“我能听到部分呼号”；O为“抄收到完整呼号”。M用于2米已经足够，高于135cm就要求有O。通常，当你在135cm上与他人约定一次联络时，同时要商量好通信的程序。

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