“CQCQCQ,这里是 BH9EMQ,请回复呼叫频率的朋友台,over。”
一天早上,我像往常一样拿着手提短波电台,在学校附近的公园里设置便携式天线,打开电台调频到 14Mhz 频带,呼叫远在 1300 广东朋友公里外。
CQ 是 seek you 的意思;BH9EMQ 是我的呼号,是我在无线电通信世界的呼号 ID丨pixabay
过了一会儿,我周围都是晨练的叔叔、阿姨拿出手机拍这个原始新颖的东西。然后,巡逻警察跑到我面前,问我的操作执照,检查正确后,他告诉我注意安全离开了。
这是我第五次被误认为是间谍。
我是业余无线电爱好者,不正式的名字是HAM(直译为火腿)。我们之所以没有被当作间谍带走,是因为我们发射无线电波是完全合法的——我们需要获得广播操作证书并申请许可证。在中国,像我这样的人 HAM 有 17 万,约占全国人口 0.01%接近世界 300 万人。
业余无线电一点也不业余。
HAM 主要有通联、竞赛、应急通信三应急通信。
通联是业余无线电最重要的活动。简单来说,就是利用业余广播电台的空中电波与其他爱好者进行通信。通联的内容和形式多种多样,主要包括语音、图像、无线电报(即谍战片中的摩尔斯电码)和数字模式。爱好者通常交换必要的信息和讨论技术。
当我还是大三的时候,只要我没有上课,我就会泡在宿舍里操作广播电台,只是为了把信号发送到更远的地方。有时会出现罕见的标题,如汤加、文莱等国家和地区,以及重大活动纪念广播电台(每个国家和地区呼号的开头都是标题)。例如,刚刚结束的冬奥会纪念台的标题是 BY1CRA/WO22。
作者提供我宿舍的广播设备
当一个罕见的呼号出现在电波中,表明它来自那些罕见的地区,很快就会有大量的呼号 HAM 蜂拥而至,争取与之无线电联通。许多竞争爱好者以收集他们联通的广播头衔为荣,就像我们小时候收集游戏之王的卡片一样,有一种证明方式 QSL 卡片、ARRL 数字通联记录等。
当你有足够的字头时,你可以去 ARRL、QRZ.COM 其他机构和网站申请相应级别的证书。这些证书就像奖章,是 HAM 操作技术水平的象征。
我收到的 QSL 作者拍摄了卡片和纪念信
2019 夏天的一个晚上,我在电台,突然发现冰岛有信号呼叫。我立即回复了呼号和收到的信号质量,但几分钟后,对方仍然没有回复。我很焦虑。
当时是太阳下山的时候,是大气中电离层反射短波信号最有效的时候。如果这个来自遥远冰岛的信号错过了通联的窗口期,很难说下次什么时候能再见面。
我急忙跑上屋顶旋转天线的方向,微调天线长度,以共振对方广播的频率。然后我跑下楼,盯着广播瀑布的图片。我的汗水弄湿了我的桌子。 15 分钟的极限拉扯,对方电台终于回复了我的呼号,回报了我的信号质量。那一刻的兴奋至今难忘。
她的呼号是瑞典爱好者的通联记录 3M3LIV丨作者提供
在短波通联的两年里,我和我 149 黑山共和国、巴西、南极、挪威、马恩岛、休达、梅利利亚等国家和地区通联成功。
我最喜欢几种通联方式 FT8 数字模式。FT8 是一种利用电脑和电台互相配合的数字通联模式,人们通过电台以发送数据包的形式,与远端台友进行沟通,原理类似于传真。它的优点在于极强的抗干扰能力和优秀的调制解调机制,能高效地将有效信号从噪音中剥离出来。
我们甚至可以使用业余无线电 ISS(国际空间站)宇航员通联对话。但这是对电台运营商综合技术水平的极大考验。
宇航员 Reid Wiseman(呼号 KF5LKT)在 2014 年 6 月与 HAM 通联丨NASA
一般来说,如果宇航员有业余通信计划,他们会提前 ariss.org 预测世界各地的爱好者需要准备更有针对性的八木天线和广播设备,通过卫星监控工具了解其在轨运行,并在通联当天 ISS 在上空的几分钟内打电话给宇航员,最后完成通联。
维基百科八木天线
需要注意的是,你不能和宇航员聊天,比如问他中午吃了什么,因为还有很多 HAM 在电台旁等待,长时间占用频率是不文明的行为,会被圈内人鄙视。在无线电圈,似乎每个人都遵守一个标准:沟通要简洁高效,不要胡说八道。
为了提高通联效率,HAM 还创造了一套常用的英语缩略语:GM = Good Morning,73 = Best Regards,88 = Love and Kisses 等等。
如果你有一套可以连接宇航员的设备,你也可以接收来自 NOAA(美国国家海洋和大气管理局)气象卫星返回数据,然后将录制的音频返回到计算机解码软件,以获得清晰的卫星云图。你可以在家里做一个简单的天气预报。
虽然业余无线电是一个小圈子,但它仍然吸收着爱它的爱好者。每年都有新的热情 HAM 涌入赛场。
在家中使用 FT8 短波通联竞赛模式
业余无线电竞赛贯穿全年,无论是国际还是区域竞赛,都有国际业余无线电联盟(IARU)、业余无线电协会(ARRL)中国无线电协会业余无线电分会还举办了全球机构组织的此类活动(CRAC)等待官方机构长期举办的区域性比赛。
参赛者代表自己的国家和地区以及世界各地 HAM 一对高下,通常以单人或集体的形式,同时连接尽可能多的电台和地区。
我还把玩业余无线电的经历做成视频,发给自己 B 站频道“HamZone记得热门留言中有一条:世界末日,就靠你们互相联系。
业余无线电是一种分散在民间的通信资源,可以作为独立独立的单元运行。在突发灾害性事件中,特别是在其他现代通信手段被摧毁时,是幸存率最高、自我恢复能力最强的通信手段。
全球业余广播电台共享频率资源,每时每刻都有一定数量的广播电台在频率上观看,很多爱好者对微弱信号也有很好的能力,这使得灾区发出的求救信号更容易得到回应。
2008 2000年,四川汶川毁灭性地震灾害使地震中方靠近 200 公里内通信瘫痪,恶劣天气导致卫星无法拍摄有效图片,重灾区信息无法发送。
地震发生后 12 分钟内,成都 HAM 就建立了 VHF(甚高频)// UHF(超高频)频段应急通信网络,迅速了解主要灾害的方向和情况,并携带业余广播设备驱车前往震区。
VHF / UHF 频段是对讲机、车载电台使用的频段,天线架设方便,即插即用,并且向上可兼容军用和政府电台频率,向下能与普通消费级对讲机通话|Unsplash
在接下来的几天里,四川、北京、河南、江苏、香港等地 HAM 还组成了一个小组,驱车前往重灾区现场,设置临时 VHF/UHF 业余中继电台通过移动电台为救援提供通信服务。在汉旺等地区,业余无线电已成为震后最早开通的无线电应急指挥通信和信息发布系统平台。
后来,美国业余无线电协会为此做出了贡献 2008 年度人道主义奖牌颁发给中国和四川的业余无线电爱好者。
业余无线电的优点是配置灵活,组织程度相对标准化。当灾难导致基本通信无法正常工作时,人们仍然可以利用当地的业余无线电传输大量信息。
去年 7 今年1月,郑州爆发了一场大雨,城市突然失去了互联网,支付、出租车、酒店预订等互联网应用几乎立即失败。
当时,作为灾害通信网络的一部分,业余应急频率立即启动:郑州无线电管理局 HAM 四对应急通信频率临时协调,配合防洪救灾部门的行动,在有关部门的允许下提供通信服务,为当地居民提供临时信息传输服务。
很多人对业余无线电这五个字感到陌生:无线电?还是业余?
无线电是一种利用电磁波传输信号的技术。它已经渗透到我们生活的每一个角落。除了最容易想到的广播,滴还成功刷卡Wi-Fi,甚至连天地互联的卫星建立自无线电的应用。
它被称为业余,不是不专业,而是民用。HAM 人们使用自己的无线电设备和天馈系统(指天线辐射到周围空间的电磁波系统),在法律划分的电波频段进行语音通话、摩尔斯电码发送、技术讨论、联合竞赛等。这些活动纯粹是个人爱好,不能盈利。
无线电通信始于 1897 年,马可尼横跨布里斯托尔(Bristol)海峡无线电通信试验成功,通信距离 14 千米。
马可尼建造的第一个无线电发射器可以通过摩尔斯电码传输无线电信号
就像汽车发展到一定程度需要交通规则一样,看不见摸不着的电波也需要控制。1903 国际电信联盟年度业余无线电业务(ITU)通过《无线电规则》设立,所有加入联合国的国家和地区都应遵照该规则协商进行频率划分与通信。
到了 1982 1992年,国内沉默多年的集体业余电台(单位申请电台)获准恢复 年度业余业务全面开放面开放。在接下来的20年里,全国业余广播电台和运营商的数量急剧增加了两个以上的数量级,人气迅速扩大。从那时起,大量的爱好者,特别是年轻的爱好者,不断进入 HAM 行列。
截至目前,国内约有 17 万人在各级无线电管理部门取得合法操作程序,并获得自己的呼号。
各国 HAM 作者制图占全球总量的比例
现在越来越多的人开车去野外,但这些地区往往没有公共网络,所以购买车载无线电站是保持信息畅通的必要条件。但是,如果人们想使用无线电台,他们必须首先获得《中华人民共和国业余无线电台运营证书》,然后购买符合国家标准的相关电台台设备,并提交资料申请《中华人民共和国无线电台执照》,申请通过后就可正式使用。
2018 年,我在网上了解到业余无线电,当即决定成为 HAM,因为我惊奇地发现:探索世界,竟还可以用完全脱离互联网的方式。一是无线电通信不需要基站,实打实地发出电波,不依赖任何网络;二是可以把自己从过度沉浸的互联网中拉扯回来。
国内监管机构与业余无线电协会颁发的执照丨作者拍摄
那一年,我“刷”了一遍 CRAC 官网提供的题库,拿到了 A 级操作证,分配到呼号,并组装了电台与天线系统,经常活跃于 9 区的上空。半年后,我又顺利获得 B 级操作证,这下可以用更多频段,通联距离不再那么受限。我可以和世界各地的 HAM 相连了。
中国业余分区地图|中国无线电协会业余无线电分会
有人戏称无线电是“无限垫”,买了入门的手台和电台后,还会继续追求更进阶的设备。三年间,我花在设备上的钱大概有三万。
“是手机不方便,还是电脑不好使,你搞这些东西有啥用?”
这样的问题时常出现在 HAM 们的耳边。相比于现在高速便捷的移动通信网络,业余无线电显得如此“原始”。Radio Society of Great Britain 拍了一期采访 HAM 的视频,有个受访人说出了我的想法:“我喜欢业余无线电,因为我想对先进技术有更好的感知能力。我们在智能手机和电脑上消磨了大量时间,却往往不知道他们究竟是怎么工作的。”
在科技的包裹下,很多东西都是被封装起来的。比如人工智能,这个时代最著名的技术黑箱之一,它左右手机上的信息流,控制用户的注意力,但大多数人却不理解它的本质是什么。
很多 HAM 在“玩”的过程中发现,一开始只是为了发射无线电信号,但回过头来会惊觉自己学完了天线技术、射频电路、基础物理、通信工程、计算机技术、外语、地理等多方面的广域知识。他们明白了自己发出的信号是怎么来的,又去了哪里。这也就不难理解为何 HAM 会仅仅因为成功通联和简单交流就激动万分。
在此之前,他们已经花费了大量的时间精力,换来的那一次次连接,即便短暂,他们也知道那意味着什么:那一次次简单的、短暂的空中接触,其实是打开了一个个封装好的技术黑箱。
这个带“业余”两个字的爱好,也培养了无数的人才:鲁迅先生的儿子周海婴先生,在孩童时期酷爱业余无线电台,1952 考入北京大学物理系无线电专业,他的呼号是 BA1CY,“印度圣雄”甘地,呼号 UA1LO;索尼创始人盛田昭夫,呼号 JP1DPJ;诺贝尔奖获得者马丁·赖尔教授,呼号 G3CY。
上面是良好电磁环境下的电台瀑布图,干净的频谱是淡蓝色的;下面是我所在地方的电磁环境,干扰非常大|作者供图
我住在有着千万级人口的西安市,电磁干扰非常严重。鲜为人知的是,像劣质电动车充电器、商铺门牌的开关电源等都是干扰源。由于这类设备普遍为节省成本不做相应的电磁屏蔽工艺,这么一来,它们产生的杂散信号会“全频段阻塞”式地干扰我们常用的电波频率。很多 HAM 的电波信号也就被淹没在了频率当中。
一个小小的电动车充电器,极端时会影响方圆数百米。2020 年疫情刚发生时,我将短波电台搬至西安的家中,小区的电磁干扰在夜间甚至能淹没中央广播电台的信号。
在户外架设短波电台进行通联|BG7XWF 供图
部分追求优秀信噪比的 HAM,会“逃离”市区,携带数十公斤的设备到城市周边的海岸线、水库、国家自然公园等地方设台通联。很多人戏称业余无线电“简直就是一项体育运动”。
后来,我实在受不了城市的电磁干扰,卖掉了短波设备。等到毕业之后有了稳定的住所,我会再把电台搞回来。期待与你在空中相会。
DE BH9EMQ
参考文献:
[1] 部分数据资料来源于 http://www.iaru.org/
[2] 《无线电规则》https://www.itu.int/pub/R-REG-RR-2016
[3] 《业余无线电台管理办法》http://www.gov.cn/flfg/2012-11/08/content_2260255.htm
[4] 《争取认同,共促发展——业余无线电活动恢复 40 周年》http://www.crac.org.cn/News/Detail?ID=9b8f95fdd9814a628f34440dc9caea84
[5] 《公共应急信息无线电发布系统业余无线电子系统研究报告及整体方案》http://www.crac.org.cn/wp-content/uploads/2014/04
[6] 《业余无线电入门教程》http://www.bjtzh.gov.cn/bjtz/n644/n8895306/n8898237/c8899064/content.html
[7] 临时协调应急通信频率 4 对,郑州无线电管理局支援防汛救灾 https://mp.weixin.qq.com/s/Z_WP_nYf_bYAFTvWtE1zyQ
[8] 童效勇; 陈方. 业余无线电通信 第四版. 北京: 人民邮电出版社. 2015 [2017-07-07]. ISBN 9787115386359. OCLC 953252675
[9] Ward, Silver, H.; Debra, Johnson. What do hams do?. The ARRL Ham Radio License Manual Third edition. Newington, CT: American Radio Relay League. 2016: 1–8 [2018-08-20]. ISBN 9781625950130. OCLC 883414262
[10] Hawaii's False Alarm Missile Threat Highlights Use of Ham Radio | NBC Left Field https://www.youtube.com/watch?v=dO09aMGMizM
[11] 1901 Marconi Demonstrates His Telegram Machine www.youtube.com/watch?v=lsiAwqyTVNo
[12] Wars in the history of Chinese Army www.youtube.com/watch?v=_Z99xOfLWaI
[13] Amateur Radio - a 21st Century Hobby https://www.youtube.com/watch?v=8x6x_6mDVlQ
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