分类目录归档:业余无线电

业余无线电是一种在全世界非常普遍的业余爱好。喜爱业余无线电的人也被称为业余无线电爱好者或HAM,在美国政府正式注册的HAM大约有一百四十万人,在中国大约有二十多万人,在全世界总共大约六百万人。他们必须学习相关知识并通过所在国家的测试才能领取到业余无线电执照,同时领取政府分配给的呼号。呼号是一个业余无线电爱好者的标识,此标识在全世界是不重复的,这也是业余无线电爱好者的荣誉所在。

业余无线电的通联模式

业余无线电爱好者使用多种模式进行通联。

业余无线电爱好者可以在业余波段内试验新的通联模式,但国家监管部门会要求爱好者提前公开技术细节以保证当局也能监督试验的进行。业余无线电爱好者一般来说禁止进行加密通信,除非加密通信是用于卫星或其他设备的上行控制链路。

语音模式
在业余无线电爱好者中最流行的两种模拟语音模式为频率调制(FM)和单边带调制(SSB)。FM可以提供高音质的音频信号,而SSB适用于带宽受限的远距离通信。

随着技术的进步,业余无线电爱好者和厂商也开发出了数字语音模式。数字语音模式可以提供远高于模拟模式的音质,在超短波通信中,数字语音模式大有取代FM之势,目前较为流行的有D-STAR,C4FM和DMR。

图像模式
慢扫描电视(SSTV)是业余无线电爱好者的一种主要图片传输方法,慢扫描电视通过无线电传输和接收单色或彩色静态图片。慢扫描电视占用的带宽较小,因此是一种较缓慢的静态图像传输方法,通常发送一帧需要持续传输若干分钟。业余无线电操作员通常在短波和超短波波段上使用慢扫描电视。

随着摄像头等消费级的电子产品的普及,快扫描电视(ATV)的普及度与日俱增,快扫描电视可以传输实时的视频画面,使得业余无线电爱好者们在通联中终于也可以告别“只闻其声,不见其人”的情况了。但因为较大的带宽占用和较高信号稳定的要求,快扫描电视通常只在70厘米波段(420–450 MHz)上使用,爱好者有时也在33厘米波段(902–928 MHz)、23厘米波段(1240–1300 MHz)和更高的波段上使用,这些波段视距传播的特性将通联范围限制在30至100千米之间。

无线电报
无线电报是传统的业余无线电通信模式。无线电报,也称作“CW”(等幅电报),是萨缪尔·摩尔斯发明的有线电报技术的无线拓展,能够追溯到无线电最初的时期。尽管无线电报已被普遍认为过时,但因为CW模式相较于SSB和FM的固有的抗干扰优势,许多业余无线电爱好者们仍热衷于CW模式——特别是在底噪较大的短波波段上。此外,音调更为简单的CW信号在话音无法辨认的情况下,依然能被人耳分辨出来,因此在“QRP”或低功率通信爱好者中广受青睐。纯CW发信机结构较为简单,易于制作,使得CW模式也在电子制作爱好者中也占有一席之地。CW通联中,爱好者们常常使用Q简语和其他通信简略语,这使得CW成为了跨越语言和口音鸿沟的交流桥梁。专业的报务技术和能力许多年来一直是取得使用30 MHz以下频率的业余无线电执照的条件,但随着2003年国际条例的修改,许多国家不再要求爱好者掌握报务技术。在美国,联邦通信委员会于2003年2月23日取消了所有执照等级的报务技术要求。

数字模式

数字模式利用编码和信号处理技术,将语音、文字、图像和数据等信息编码成数字信号后发送,拥有相较于模拟制式更强的抗干扰能力。大多数业余无线电数据模式使用频移键控(FSK)、相移键控(PSK)和幅移键控(ASK)技术,将编码后的数字信号转换为模拟语音信号后再由电台发送,使用单边带调制(SSB)的调制模式。

个人计算机的普及促进了各种数字模式的使用,许多数字模式曾经需要调制解调器和笨重的设备,但现在可以利用个人计算机和软件编解码。例如无线电传(RTTY),之前需要笨重的电传打字机,而现在利用一台电脑就可以实现通联了。

业余无线电爱好者为不同用途开发了不同的数字模式。火腿族引领了1970年代分组无线电的开发,并吸收了许多其他协议的细节,例如AX.25和TCP/IP,实现了通过业余无线电发送数据包的功能。利用PSK31和Olivia MFSK等模式,爱好者们能够在强干扰的情况下进行实时的文字交流。自动链路建立(ALE)技术能够使业余无线电网络持续性地在具有全球覆盖的短波波段上运行。FT8和JT65等数字模式使用例如WSTJ的专用软件进行编解码,这些模式具有极强的抗干扰和纠错能力,但只能交换必要的信息,无法用于聊天,通常只用于流星余迹通信、月面反射通信和其他极端干扰环境下的通联。

业余无线电的使用频率及发射功率

业余无线电爱好者可以合法使用的最高发射功率因国家而异。尽管功率相比商业业务较低,但也足以进行全球范围通联。 功率限制因国家和执照等级而异。举例来说,在加拿大,持有最高级执照的操作员可以使用高达2.25千瓦的包络峰值功率,在美国,业余无线电的功率上限为1.5千瓦。较低的执照等级通常有较低的最高功率。按照规定和传统,为了防止干扰其他电台,业余无线电爱好者应当只使用能满足良好通联质量的最低功率。

发射功率的限制也取决于通联模式。例如在澳大利亚,SSB模式可以使用最高400瓦,但FM模式只能使用120瓦。

发射功率的测量方法也会影响实际可用的功率。例如英国规定发射功率在天线馈线接口处测量,因此发信设备可以发射超过400瓦的功率以克服馈线内的损耗。然而德国规定发射功率在发信设备的天线接口处测量,这导致了实际可用的功率因为馈线损耗而减小。

在某些波段(如2200m,600m和60m),《无线电规则》限制了发射信号的等效全向辐射功率。在这些波段实际能够使用的功率,由发信设备功率、馈线损耗和天线增益共同决定。

一些国家允许业余无线电操作员申请额外的临时许可,以满足特定通信的要求。

国际电信联盟(ITU)和各国政府通信部门共同管理全世界无线电频率的分配。在不对其他国家的无线电业务产生干扰的前提下,国家级通信管理部门可以在波段配置规划中设立限制或者划分额外的频率给特定的无线电业务。 在一些国家,特定类型的无线电发射在特定的频段上受到限制。在大多数国家,国际业余无线电联盟(IARU)的成员协会推广频率使用规范(英语:Band plan)以更好地利用无线电频谱。在少数情况下,国家通信管理机构可能允许业余无线电爱好者使用国际频率划分以外的频率。

依照国际电信联盟的规定,在常规通信手段不可用的情况下,如果生命和财产遭受直接的威胁,无线电用户可以使用任意频率求救。在阿拉斯加,在灾害情况下,业余无线电爱好者可以以指定的发射类型使用阿拉斯加州紧急频率5167.5 kHz。

美国的业余无线电爱好者可以申请加入军队辅助无线电体系(MARS),一旦完成注册和训练,爱好者便可以在美军军用频率上为美军提供应急通信和军属口信传达服务。

业余无线电设备的改装

在大多数国家,持有业余无线电执照的爱好者可以持有、改装及操作未经管理部门核准的设备。这鼓励了业余无线电操作员试验自制或修改的设备。

但这些设备也必须符合国际国内关于杂散辐射的标准和地点限制。

业余无线电操作权力

在大多数地区,有别于其他无线电使用者,业余无线电爱好者可以自制或改装他们的设备,以满足他们在业余频段上的操作需求,这通常无需政府核准。

持有执照的爱好者还可以使用任意批准使用的业余频段(而非某个特定的频点),并且可以在较广的频率范围内使用较高功率的设备,只要其设备满足例如带宽、功率、杂散辐射等的技术参数要求。

无线电台呼号

业余无线电操作员在无线电通信中以“呼号”唯一地表明自己或台站的身份。在一些国家,通联时只能使用指配给台站的呼号,而在其他国家,操作员和台站的呼号任选其一使用。在特定的地区,操作员可以自选呼号(英语:vanity callsign),但自选必须服从所在国的前缀、呼号指配的情况以及呼号等级的规定。一些地区要求缴纳一定费用以自选呼号,而在其他一些国家,例如英国,自选呼号无需额外费用,而且在申请执照时就可自选。美国联邦通信委员会在2015年9月取消了自选呼号的收费。

国际电信联盟规定的呼号结构由以下三个部分组成,以下以呼号ZS1NAT为例:

ZS——前缀,表示呼号所属的国家。(这个呼号为南非呼号)临时跨国操作时,呼号前会增加所在地的前缀,比如在香港操作时,ZS1NAT的呼号应当变为VR2/ZS1NAT。
1——分区号,表示国家内部的分区。(这里的1表示西开普省)
NAT——后缀,用于区分不同的业余电台。
许多国家并不按照ITU常规使用呼号中的数字部分。英国不使用数字区分国家内部的分区,而是使用前缀“G”后的第二位字母;举例来说,G7OOE在苏格兰操作时呼号应当变为GM7OOE。前缀GM代表苏格兰,G或GE(“E”通常省略)代表英格兰,而GW代表威尔士。对于较小的政治实体,数字部分可能也是国家前缀的一部分。例如VP2代表英属西印度群岛,并且可以继续细分为VP2E(安圭拉)、VP2M(蒙特塞拉特)以及VP2V(英属维尔京群岛)。VP5代表特克斯和凯科斯群岛,VP6代表皮特凯恩群岛,VP8代表福克兰群岛,而VP9代表百慕大。

在线呼号手册可以协助查找特定呼号的持有者。举例来说,QRZ.COM就是一个著名的在线呼号手册。也有组织出版拥有呼号的著名人士名单。

一些地区,如美国,为持有执照的业余无线电操作员发放呼号车牌,以增加他们在紧急情况下的机动能力。