健伍820故障

前沿拓展：

健伍820故障

盡管月面反射(EME)自二戰以來就開始應用，但成功的完成業余無線電的日常通信卻是近期的事。1960年第一次完成了業余的雙向月面反射通信，直到美國規定最高輸出功率可以達到1500W及八十年代GaAsFET(砷化硅場效應管)前置放大器的出現，月面反射通信才變得流行起來。

由于地球和月亮在沿其自身軌道運行時存在抖動，故從地球上發射的信號觸及到月球表面的一定區域而不是象牛眼那么小的一塊面積。同時，由于月球表面很不規則，反射回來的信號也就呈不現則的形狀。這樣你的電臺接收到的信號就會有畸變，就象站在哈哈鏡前看到鏡中變形的影像類似。軌道抖動和不規則的信號都可以引起信號的衰弱和兩個試圖聯通的電臺之間的多譜勒頻移。這就是軌道抖動衰減。當在兩米上進行操作時，你會感到有長時間的波峰和波谷出現，這佯就只能聽清呼號的一部分，接著就是很弱的信號。這些影響并不僅在144MHz上反映出來、在1296MHz上甚至可以有高達20dB的衰減并有10Hz的頻移。

月球距地球在近地點的距離為355666.35公里，遠地點的距離為453836.7公里。由于月面形狀的影響，發射到月球的信號只有7%可以被反射回來。其余的93%則被吸收和損耗掉了。路徑損耗和通信頻率成正比，頻率越高，路徑損耗越大。因此在144MHz上，反射回近地點的路徑損托為252dB、遠地點為254dB。對于低功率的電臺，近地點和遠地點2dB的差別并不影響做一次成功的QSO。

影響EME通信的因素包括以下幾種：軌道抖動衰減，極大的路徑損耗，噪聲(包括太陽及空間背景的噪聲)，法拉第旋轉及由于空間位置的變化引起的極化方向的改變。法拉第旋轉是由于地球電離層對信號的影響而產生的一種極化旋轉。也有人說是由于信號通過電離層時地球磁場對其造成的影響(Dave指出伴隨法拉第旋轉所發生的一些現象和HF傳播中的一些現象有某種關系，這保留了月面反射的神秘性，值得深入研究)。法拉第旋轉使信號有一個深的周期性衰減，在一定時間間隔內這個周期會有所改變，隨著頻率的增加而變長。估計在144MHz上，這個時間間隔約為20分鐘。

由于太陽和背景空間產生的噪聲，會影響電臺接收弱信號的能力。對于處于北半球的電臺，當月亮呈新月狀時(除了月食以外，肉眼無法看到月亮)，或月亮在空中位于遠南端時，通常通信效果不理想；當月亮更加更近南方時，通信效果最不理想。這不僅足由于在這種情況下南方的星座引起的背景噪聲的增加，還由于天體的運行規律。當月球位于遠南的位置時，緯度越高的歐洲臺看到的月亮越小，通常他們很難在空中聯通。對于位于北半球的電臺來說，一個月中最理想的通信時間是當月亮從其向北傾斜角度最大的位置轉向天空南方時。

有關EME通信有兩點要牢記。首先，在月亮升起時會產生高于你的頻率300~500Hz的多普勒頻移；當月亮落下時會產生低于你的頻率300~500Hz的多普勒頻移；當月亮在頭頂上時無多普勒頻移。對于利用衛星進行通信的人都很熟悉多普勒頻移，并且會一直把手放在頻率旋鈕上。其次，要經過2.3~2.7秒的延時，才知道是否可以聽見反射回來的自己的信號。這是由于月球距地球非常遠，信號來回需要一定的時間。

基本上EME實驗的簡述完畢，接下來我簡單介紹下如何做業余的EME通訊實驗。

要成功地完成EME通信，必須有一定的基本器材裝備，如收發信機、天線以及附屬設備等。這些裝備的功能與整體系統所能發揮的能力有著密切的關系。從理論上講，發射部分重點是大的發射功率，對于接收機而言，高的靈敏度和低的噪聲是重點，而天線系統主要是高增益低損耗等。

EME通信系統中，發射機的輸出功率經由低損耗的電纜送至天線端，再由天線向月球發射。由于電波的路徑非常長，并且月球反射波散開的面積非常大，接收天線只能收到很小的回波，接收天線輸出的微弱信號經過前置放大器預放大以后，送到接收機進行變頻、中頻放大和解調，最后恢復出聲音信號，輸出供人或電腦進行信息判讀。

如上期所述，采用JT65模式進行EME通信，由電腦運算進行信號的調制和解調，操作者根據屏幕的信息進行判讀，令EME的操作門檻大為降低，可以采用相對比較普通和簡單的器材，即使你只有一根八木天線和幾十瓦的功率，通過努力也可以享受EME通信的樂趣。

收發信機

需要一臺VHF/UHF的全模式收發信機，當采用JT65B模式進行EME通信時，對機器的要求并不高，只要頻率穩定、至少有USB模式就可以了。可以用ICOM的IC910H、IC820H和IC746PRO等，還有KENWOOD的TS2000E。

在搜集資料的時候，我發現頗多的HAM使用HF收發信機配搭變頻器的方式。變頻器的工作原理是在接收時把VHF或UHF的接收信號和一個固定頻率的本振頻率相減，使輸出頻率落在28～29MHz的10m波段范圍內，再用HF收發信機來接收這一信號。

而在發射時則把HF收發信機所發射的10m波段信號和本振信號相加，輸出成為VHF或UHF的信號，再用適當的放大器把信號放大，經過變頻器的變換處理以后，就能夠利用HF收發信機來進行EME通信了，可以不用重新添置VHF/UHF的全模式收發信機。

HF收發信機以ICOM的IC756PRO及以后的系列為多，或許這與這系列的機器具有DSP功能有關，還有KENWOOD的TS850等，變頻器為DB6NT生產的LT系列。有動手能力的也可以在網上找到制作資料自制一個。

天線

天線在EME通信系統中是最重要的一個部分，天線必須要有足夠的增益，以提升有效的發射功率，同時增加接收信號的強度，天線也必須具有尖銳的方向性和低的旁瓣。

一般操作在VHF或UHF的EME天線都采用高增益的八木天線陣列，比較流行的是四堆疊的八木天線陣列和兩堆疊的八木天線陣列結構。當然，也有采用單八木天線的成功例子。大多成品天線都是寬帶設計，性能最好的在頻段中部，但EME所使用的頻率集中在頻段的低端，2m波的在144.200MHz以下，70cm波的在432.200～432.400MHz，有動手能力的朋友完全可以按照這些頻段自己制作，省錢之余又有高性能，一舉兩得。

個人認為，使用2×5單元陣列比使用單個10單元八木天線有優勢。

為啥？從方向性方面想想，方向性越尖銳越能集中能量擊中月球。把八木天線堆成天線陣列可以提高增益和方向性，但將八木天線擺在一起會產生彼此干擾的現象，因此天線之間的距離需要耐心調整，以求得到最佳的增益和方向性。

天線陣列由多條八木天線組合，若分別輸入信號會形成非常復雜的系統，一般采用功率分配器及電纜移相器等將輸出功率做適當的分配，調整后再分別饋送到每條八木天線的輸入端。頻率高的天線結構比較小，并且增益容易做得比較大。因此，在居住條件比較狹小的日本，天線比較小的430MHz和1.2GHz等高頻段EME通信比較活躍。

1.2GHz頻段以上的微波頻段除了用八木天線陣之外，比較多的是采用拋物面反射式天線，拋物面天線的增益更大，方向性更好。拋物面反射式天線的增益和拋物面的截面積有關，所以，拋物面天線的增益能夠做得非常大。拋物面天線的反射面并不需要用整塊金屬板制作，可以采用金屬網或金屬條來構成，只要反射網的網孔小于十分之一波長就可以。這樣可以節省制作材料，使制作變得容易，同時，也可以大為減輕天線的重量，減少天線的風阻，減輕天線在架設、跟蹤和定位等方面的困難。拋物面天線只要通過更換或者增加饋源就能改變天線的工作頻段（當然增益和指向性等特性會有變化），而且通過旋轉小小的饋源就能改變天線發射和接收的極化，這樣就能更方便地跟蹤調整天線的極化來減小法拉第旋轉引起的信號衰落。因此，拋物面天線被廣泛應用于EME通信。

天線的架設和跟蹤

由于EME通信所用的天線波束很窄，因此，天線的架設必須特別考慮，以使架設的天線能經受不同環境的變化，天線的架設以堅固和穩定為基本原則。我查找了許多資料，總結出慣常EME通信天線的3種基本架設結構。

第一種是固定架設。這是很多低配置電臺或臨時架設時的做法。如前所述，天線水平地（或以5°～8°的小仰角）指向月亮升起或者下落的地平線方向，可以得到6dB的地面增益，達致成功的QSO。這種架設方法最簡單，而且天線在整個QSO過程中甚至并不需要進行調整，但這種架設方法QSO時間比較短，只在月亮升起或者下落0～12°這段時間進行（QSO時間約40min，若天線以7°左右的仰角安裝，則QSO時間可延長到1個多小時）。

第二種是極軸架設。天線固定在一個主軸上，預先調整主軸安裝仰角角度和月亮軌道平面相垂直（注意不是和地面垂直哦）的位置上固定好，這樣只要單純旋轉主軸，就能在整個看到月亮的天空中跟蹤月亮。

由于月亮在天空的移動速度比較慢，大約每小時15°，因此，采用這種架設方法很容易用人工追蹤月球，只要你有足夠的體力跑來跑去調整天線的旋轉角度就行了，這可是強身健體的好方法。就算用電動控制，也只需要采用一個天線旋轉器，只要坐在Radioroom(電臺室)里就能夠隨時控制天線對準月球，多爽！

第三種是兩軸架設。天線分別由水平方向（東南西北）旋轉器和垂直方向（仰俯）旋轉器控制（有的廠家把兩個旋轉器做在一起稱為水平仰角旋轉器）。采用這種架設方法的天線可以指向空中任意一點，這是最普遍的EME通信天線的架設方法。

受歡迎的原因是建造的方法清楚明白，不像極軸架設那樣需要設置極軸仰角角度（因為這個角度會隨著月亮的軌道平面相對地球赤道面作不停地擺動而變化，每天大約有2°的變化量，因此，每次運用都要進行調整）。

但是，兩軸架設要有效地追蹤月球，需要同時調整方向角和仰俯角。所幸的是隨著個人電腦的普及，已經有HAM開發出利用電腦控制兩軸旋轉器的跟蹤軟件和接口，只要在軟件中設置好電臺所在位置坐標，軟件會自動從網上下載標準時間和月球準確的軌道信息，軟件即可自動計算和控制天線實時跟蹤月球，在整個EME通信的過程中，甚至都不需要人去干預。通過改變下載輸入的不同軌道參數信息，軟件還可以使天線用于跟蹤各種衛星，從而使天線很容易地用于進行衛星通信。

有的HAM嫌用電腦控制麻煩，干脆在天線上安裝一個小攝像頭，通過人工操作旋轉器使從攝像頭上看到的月亮影像在屏幕中間，由于月亮在天空的移動速度慢，如此也能達到跟蹤月亮的目的。但這種方法在有密云或雨天時就無法應用了。

饋線

經過月球反射回來的信號通常都很微弱，如果傳輸電纜損耗大的話，弄不好都給饋線損耗了。因此，連接的饋線必須采用發泡或超發泡低損耗電纜，如10DSFA、8DSFA、LMR400、Belden9913、10DFB、RG213U等型號的電纜，不能用RG58或RG8這樣的普通同軸電纜。同樣地，低損耗的傳輸同軸電纜可以把發射功率最大限度地傳輸到發射天線。

另外，由于發射功率比較大，因此發射用的同軸電纜除了要求低損耗以外，還要能耐受較大的功率，通常發射同軸電纜采用如LAF450A、HRCAY509等1/2寸波紋同軸饋管為佳。

為了使電纜對電波信號的損耗最小，連接電纜的長度也應盡量地縮短。有一個經驗數據是，若采用8DFB的電纜，長度應小于15m，如果需要的電纜長度比較長，就要用更粗或者損耗更小的電纜。

對于接收和發射采用不同電纜的安裝方法，需要在天線端安裝一個同軸開關，在發射和接收時自動切換到相應的電纜上，有的接收前置放大器內部帶有此功能。

接收前置放大器

接收前置放大器除了用于補償傳輸饋線的損耗以外，更重要的功能是提高信號的信噪比。因此，EME通信的接收前置放大器需要用一個小于1.5dB噪聲系數和增益大于20dB的低噪聲前置放大器。

一般來說，所有的接收系統都有他自己的本底噪聲，使用了低噪聲的前置放大器后，機器的信噪比會大幅度的改善，這個對于弱信號能否成功解讀很關鍵。

低噪聲前置放大器一般采用GaAsFET或HEMTFET等低噪聲場效應器件制成，為了得到良好的效果，通常把放大器造成天線桿頂盒的形式，安裝在離天線饋電端最接近的地方，并且，通常內部帶有收發電纜的轉換開關，通過收發轉換信號控制開關對接收和發射信號進行切換。有些廠制的接收前置放大器是通過接收信號同軸電纜供電的，因此，不需要另外架設供電線路，使用非常方便。

線性功率放大器

一般的VHF/UHF全模式收發信機的最大發射功率只有VHF100W/UHF50W，為了達到EME通信所要求的發射輸出功率，通常需要在收發信機后面加上一個線性功率放大器提升發射功率。

EME通信要求入門級的輸出功率要在200W以上，一些所謂的"大炮"電臺的輸出功率可達幾千瓦級！功率放大器可以采用電子管或晶體管構成，VHF/UHF功率放大器廠制的和自制的都有，頻率超過1.2GHz的就以自制的為多。

由于EME通信采用CW和SSB模式，前者可以采用效率比較高的C類放大器，輸出功率容易做得比較大，對電路的線性也沒有特殊要求，有很多以前BB機發射機上的功率放大器模塊可以利用。而后者則需要采用線性特

性比較好的AB類放大器，但電路的效率比較低，需要采用比較有效的散熱方式，以提高放大器的穩定性。近年來，隨著器件性能的不斷提高，有動手能力的HAM采用大功率的并聯FET管自制VHF的1000W和UHF的500W線性功率放大器已不是難事。

軟件

用于EME通信的計算機輔助軟件可分成兩類，一種是月球跟蹤和傳播預測軟件。在網上可以找到一些外國HAM編寫的這類軟件，大家可以到這些網站下載：

①N1BUG的"ZTrack"，用于對月球的跟蹤。www.g1ogy.com/www.n1bug.net

②GM4JJJ的"MoonSked"，用于EME的傳播預測以及跟蹤月球。www.gm4jjj.co.uk/MoonSked/moonsked.htm

③W7GJ的"Tracker"，用于對月球進行跟蹤。www.bigskyspaces.com/w7gj/tracker.htm

④VK3UM的"EMEPlanner"，用于預測太陽、月亮與地球的位置。www.ursa.fi/extra/ohjelmarekisteri/show_prog.php4?id=209&version_id=1&lang=en

⑤SebastianStoff寫的著名衛星跟蹤軟件"Orbitron"也可用于對月球基本軌跡預計。www.stoff.pl/orbitron/files/orbitron.exe

⑥VK3UM的"EME2008"，用于點對點的最佳窗口預計，"EMECalc"則用于系統性能的計算。www.vk3bez.org/vk3um_software.htm

另一種是通信調制/解調軟件。physics.princeton.edu/pulsar/K1JT/。

WSJT軟件所采用的JT65數字編碼技術是專門為像在EME通道上所遇到的那些極端微弱信號的溝通而設計的，JT65數字編碼技術是以現代信息論的數學理論為基礎，傳輸的信息首先被格式化和壓縮，在被精確壓縮以后的信息流中插入用于糾錯的RS（63,12）里德所羅門冗余碼，然后碼流再經過交錯和格雷編碼處理，另外，還在碼流中加入一個偽隨機"同步矢量"編碼，用以精確校準收發編碼/解碼系統的時間和頻率誤差，使軟件可以克服由多普勒漂移、EME通道延遲和誤差等對信號的扭曲。最后把這些數據信息采用對65個音頻載波進行頻移鍵控的方式進行基帶調制（其中64個音頻載波用于傳輸信息數據，一個音頻載波用于傳輸同步編碼），讓信息分布在一個廣闊的音頻頻譜上（0～3000Hz），這一調制形式比幅度鍵控調制更有效率，比相移鍵控調制更能寬容頻率的不穩定。通過這一系列處理以后的編碼信號，再送到收發信機上通過SSB調制模式變成高頻信號發射出去。經過這樣處理的JT65數字編碼信號具有強大的自我糾錯和抗衰落能力，信號即使經過EME通信通道的深度衰減、衰落、干擾以及加入了改變幅度、頻率和相位的"通道調制"噪聲，也能從中解調出正確的信息。實踐證明，在比CW信號低十幾分貝的被埋入噪聲之中的信號中采用WSJT軟件，仍能正確無誤地解調出信息，確實令人驚嘆數字編碼技術的神奇和偉大！

由于JT65數字編碼所處理的是幅度恒定的連續音頻信號，對于已調波信號的放大處理并不要求是高線性的，因此，處理調制后的JT65高頻信號可以像對待CW信號一樣，這樣，功率放大器就可以采用效率比較高的C類放大器，放大器容易獲得比較大的輸出功率。

在WSJT最新版本的軟件中，甚至還嵌入了一些天文計算，提供太陽和月亮跟蹤的數據，EME信號的多普勒頻移，天空背景溫度等天文數據處理功能，操作上更加方便EME通信的應用。

一個典型的最小化144MHz頻段EME電臺

一條單水平極化VHF八木天線，其增益大約是12.5dBd（或大約14.6dBi），天線以極軸方式架設，用一個方位旋轉器來跟蹤月球。收發信機采用任何能操作在VHF頻段的全模式接收機和發射機或收發裝置。

作為接收機需要有RIT或分開的VFO功能用于補償多普勒頻移。接收機應具有窄帶的中頻濾波器（例如500Hz帶寬），采用內置或者外置的DSP將有助于改善收聽微弱EME信號的信噪比。

還要配備一臺至少輸出150W功率的功率放大器和一臺少于1.5dB噪聲系數的低噪聲接收前置放大器。接收前置放大器要安裝在天線輸出端上，在發射時用繼電器把前置放大器切換開，以避免發射的高電平信號損壞前置放大器。

低損耗饋線電纜將會使接收機的信號衰減到最少，而且使傳送到天線的功率最大化。有條件的可以用1/2寸波紋饋管電纜，以減低信號損失，甚至把接收和發射信號分別用兩條電纜進行傳輸，以獲得最好的效果。輕便的筆記本電腦用于運行WSJT軟件，借助軟件在電腦上完成QSO的全過程。

實踐證明，如果一些EME通信的QRP電臺，在掌握好時機的情況下，是完全可以和一些EME通信大臺通聯上的。

最后的最后，雖然EME實驗需要一定器材以及資金，同時也需要接受返回信號的耐心，但如果你真的希望探求真理，這些是值得的。

source：http://tieba.baidu.com/p/3164133702?traceid=

IEEE Symposium Exhibit展示了業余無線電的廣度

業余無線電在7月7日至12日在佐治亞州亞特蘭大舉行的IEEE國際天線和傳播研討會期間獲得了極好的曝光率。來自23個國家的1400名代表參加了此次會議，許多人參觀了ARRL的展覽，以了解更多有關業余無線電的信息。通過遠程互聯網連接可以操作三個活躍的業余無線電臺。

“我希望展臺能夠引起人們的注意，”北富爾頓業余無線電聯盟W3WL的Wes Lamboley說道，他是展臺志愿者團隊的負責人。 “主要目標是吸引人們并了解他們的興趣，然后讓他們了解可能感興趣的火腿無線電的各個方面。”其中包括業余無線電在太空活動，包括國際空間站的業余無線電臺（ARISS）計劃和業余無線電衛星。

“我們在商業大廳中占據了非常有利的位置，并為我們的團隊設立了額外的展位，”Lamboley說。 “我們確實需要這個空間！”他估計有多達400名與會者參觀了ARRL展覽，并且所有人都收到了由Ward Silver，N0AX設計的“Ask me About Amateur Radio”。

“由于本次研討會涉及天線，傳播和無線電科學，非火腿最受關注的似乎是我們擁有的頻率分配，”Lamboley觀察到。 “似乎有超過50％的與會者在10到100 GHz范圍內工作，并參與了該范圍內的許多實驗/研究工作。這是由5G推動的。 Arduinos也很感興趣。“

幾位與會者參加了會議上提供的業余無線電考試。Artem Roev，RN6HBZ，現在還持有美國業余無線電最高級執照和呼號AJ6KM。另一位是Eric Eveleigh，KN4VRW來自加拿大的會議參與者和研究生，他通過了技術員級考試，并計劃在他回國時獲得加拿大執照。

source：ARRL

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