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无线电基础知识

2010-03-21  潇散闲人



        无线电基础知识


 
  一、 什么是无线电波的波长与频率?
  
  无线电波是看不见、摸不着的。为了让不熟悉无线电知识的听众弄懂什么是无线电波的波长,什么是无线电波的频率,我们不妨将无线电波比作一块石头掉入水中而产生的逐渐向外扩散的一圈圈水波:石头入水点是水波的中心,无线电发射天线则是无线电波的中心,那么相邻的两圈水波或电波之间的距离就叫波长。无线电波的传播速度是非常快的,与光的速度一样,即每秒30万公里。用30万公里除以波长就是我们常说的无线电波的频率,无线电波的波长与频率是成反比的,频率越高的无线电波,其波长就越短。波长的常用单位是米,频率的常用单位是赫兹、千赫兹、兆赫兹等。例如,我们中央人民广播电台有中波639千赫兹、短波9800千赫兹和调频106.1兆赫兹三个发射频率,它们相对应的波长则分别为469.5米、30.6米和2.8米。我们平时在收听无线电广播时,基本碰到或使用的是频率这一概念,而波长这一概念却不太常碰到或使用;实际上,知道了某一无线电波的频率,只要简单换算一下,也就知道了该电波的波长。
  
   二、 什么是调幅收音机,什么是调频收音机?
  
  现在世界上各个广播电台发射的无线电波有两种:一种叫调幅波,另一种叫调频波。能接收调幅波的收音机就叫调幅收音机,能接收调频波的收音机就叫调频收音机。下面我们重点来谈谈什么是调幅波,什么是调频波:
  我们平常从收音机里听到的各种声音(如人的说话声、音乐声等)本身的传播距离是十分短的,如某人在大声吼叫时,其它人能在三十米开外听清楚已是非常不易了。而通过无线电广播(发射与接收),声音却可以传到上千公里、上万公里以外,而且传送的时间是基本忽略不计的。这神奇的效果并不是声音本身所能做到的,而是声音通过"搭载"在无线电波上实现的。我们知道,无线电波的传播速度是很快的,而且在空中传播损耗也非常小,这是实现快速而又远距离传播的先决条件。按无线电专业技术术语,把声音"搭载"在无线电波上叫"调制",而被当做传播交通工具的无线电波则叫"载波"。把声音调制到载波的方式又有两种:一种是让载波的幅度随着声音的大小而变化,这种方式叫调幅制,被调制后的电波我们称之谓调幅波;另一种是让载波的频率随声音的大小而变化,这种方式叫调频制,被调制后的电波,我们称之谓调频波。
  收音机做为一种接收工具,其内部线路是根据其所需接收的无线电广播(电波)的调制方式不同而采取不同的接收电路。现在一般较高档的收音机基本是调幅与调频两种广播均能接收,用户通过拨动收音机上的波段开关来选择即可。
 
  三、 收音机的工作原理是怎样的?
  
  前面我们已经向听众介绍了无线电波与调制的概念,大家已知道广播电台是将声音信息调制在高频无线电波上再发射出去。收音机的基本工作原理可以简单归纳为三步曲:第一步要接收到相应频率的无线电波,第二步是从无线电波上取出调制在其上的声音信息,第三步为把声音信息还原成人耳能听到的声音。下面我们较详细地来介绍这三个过程:
  1. 无线电已与我们人类的工作、生活密不可分,如广播、电视、无线通迅等,可以说我们是生活在无线电波的包围中。用于无线广播的无线电频率是非常众多的,一个频率对应一个电台的一套广播节目,而一台收音机一次也只能收听一个频率的广播节目。这就提出了一个最基本的要求:收音机应能有选择性地接收无线电波的能力。事实上,收音机首先靠其本身配置的天线将各种频率的无线电波接收进来,然后通过一个具有选择功能的电路来择取听众所需收听的电台频率,此时自然就要将其它频率的无线电波滤掉。这一选择过程就是我们常说的选台,书名应称之谓调谐。 
  2. 在接收到我们所需收听的电台高频电波后,下一步就是把"搭载"在电波上的声音信息取下来,前面我们已说过,这个"搭载"过程叫调制,那么现在把声音信号取下来则称为解调。解调是通过特别设计的电子线路来完成的。调制的方式有调幅和调频两种,相对应的,解调的方式或采用的电子线路也是不相同的。需要说明的是,从天线上直接接收到的无线电信号是非常微弱的,在通过调谐电路后还需经过放大电路放大到一定幅度才能送往解调电路。
  3. 从无线电波上解调出来的声音信息此时还是一种幅度很低的电信号,我们人耳是听不到的,还需用功率放大电路将其放大,再通过喇叭或耳机才能还原成我们真正能听到的声音。
   
  四、 调频波、中波、短波、长波是怎样划分的?
  
  前面已经提到,根据将声音信息调制在无线电波上的方式的不同,无线电波又分为调频波与调幅波两大类:
  调频波的英文简称为FM,我国按国际标准规定的调频广播的频率范围为87兆赫兹至108兆赫兹之间。
  调幅波的英文简称是AM,按照使用频率范围的不同又可分为中波、短波、长波,相对应的英文简称为MW、SW、LW。中波的频率范围,我国按国际标准定为526.5千赫兹至1606.5千赫兹。短波的频率范围为2.0兆赫兹至26.1兆赫兹之间,但中间非连续使用,这就是我们常碰到的米波段问题,后面还会对此做详细介绍。长波的频率范围为150千赫兹至284千赫兹之间,随着广播事业的发展,长波因其固有的缺点已不太被使用了,我国一直未使用长波广播。
  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,在台湾也暱称为火腿族(无执照而非法使用的被称为“香肠族”),在美国大约有七十万人,在全世界总共大约三百万人。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gov-ern-ment分配给的电台呼号。呼号是一个业余无线电爱好者的唯一标识,也是荣誉所在。不应把业余无线电爱好者同CB radio混为一谈。CB radio只限于语音这一种通讯方式,而且还有低功率限制,可使用的频带资源也更少,而且有些国家还没有开放CB radio的执照。

  持有执照的业余无线电爱好者可以同朋友、亲人享受双向信道的个人通讯,当然,对方也要有执照才行。他们还组成了最大的灾难及紧急情况通讯服务平台。他们不断学习电子和无线电方面的知识,并以获得各种无线电操作竞赛的获奖证书为荣。想要踏入业余无线电的生活,求助于你身边的业余无线电俱乐部是一个不错的开始:他们可以解答你的问题,并告诉你如何获取证书、开始空中的交谈。

  持有证书的业余无线电爱好者被准许使用更强有效的无线电通讯方式,这往往是发生灾难后唯一可靠的通讯手段。这其中的许多方式是单工的、电台对电台的通讯,这就避免了许多其他通讯方式因为需要网络支持带来的许多问题。在业余无线电单工通讯方式中,允许有经验的操作者使用适合较短距通讯的VHF或UHF频率,或者适合在全球范围通讯的HF(短波)频段。HAM还有大功率的信号放大器辅助通讯,它经常被放到山顶或比较高的建筑物上面,可以让使用者同几千英里外的手持式、移动式的小电台进行通讯--不过,你得持有允许使用它的执照才行。

  在业余无线电领域,有许多值得从事的方向,比如公众紧急情况响应小组、天线理论、卫星通讯、灾难响应、天气预报、分包通讯(用类似于internet的数据传输协议用于无线电通讯)、DX通讯(借助电离层反射无线电波或者特殊传播现象与几千里外通讯)、IRLP(把internet和无线电组成一个通讯网络)、QRP(极小功率的无线电通讯)。

  这里面最活跃、最让人兴奋的就是DX通讯。业余无线电爱好者从其他国家收集QSL卡片,记录他们成功连通的大洲和地区。有一些地区业余无线电爱好者非常少。所以,当电波中出现了一个罕见的呼号显示它是从那些少见的地区来的,马上会有大批HAM蜂拥而至,争取和他取得一次无线电连通的机会。为了拥有这个受宠并享有通讯主动的机会,成群的HAM涌入边远的地区和岛屿(比如,平常根本无人居住的大西洋上的小岛:Bouvet岛,这里的呼号是极为少见的3Y打头)。这种远征可以帮助HAM更快地获得象由DXCC颁发的奖状。为了获得DXCC奖状,每位HAM至少要拿到从全世界的100个国家发来的确认通讯成功的QSL卡片。

  各种通讯竞赛是另一种HAM投入极大兴趣的活动:在限定的时间段里(一般是24到48小时),每位HAM都尽力同其他HAM取得尽量多的成功通讯。竞赛爱好者可能只专著于一个方面,比如DX电台,或只由应急设备供电或者由电池供电的电台。这种竞赛有的限制通讯方式,有的则不限制。

  有些HAM利用月亮表面反射VHF或UHF频段无线电波给其他HAM来通讯,这被称做EME(地球-月亮-地球)。这种方式需要很多的土地建造庞大的天线阵列,另一些HAM则热衷于QRP(低功率)方式:用极小的功率来实现全球范围的通讯,五瓦甚至更小的功率的信号就能被地球另一端的人听到。

  甚至在internet已经来临的时代,业余无线电也没有因为高度发达的通讯而减少。今天,业余无线电仍然人数众多,这在美国无线电联盟的图表里可以得到证明。

  在出现危机和自然灾害的时候,业余无线电可能是唯一能够使用的通讯手段。

  1909年3月18日,Einar Dessau用一台短波无线电收发机进行了第一次业余无线电爱好者的广播。

  Tony Hancock的电视连续剧"The Radio Ham"1960年在BBC电视台上演。在这部连续剧里,他饰演一位技术很差的业余无线电操作员。这部连续剧至今仍很流行,它展现了业余无线电全盛时期的记忆
 
 
 
 

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