短波频带中的各种信号类型

短波频带中的各种信号类型朱斌前言无线电短波是指波长在100米以下，10米以上的电磁波，其频率为3~30MHz。在这个频段，电波可以通过高层大气的电离层进行折射或反射而回到地面达到远距离通信，当电波被地面再次反射而由天空二次返回时，传送距离更远，多次反射的电波可以实现全球通信。短波可以远距离传播，可以传送电报、电话、传真、低速数据和语音广播等多种信息,传输速率能满足一般要求，用很小的功率（几十瓦）即可进行远距离（调幅数百公里，等幅电报、单边带话上千公里）通讯，天线尺寸并不太大，是比较理想的波段。在卫星通信出现以前，短波在国际通信、防汛救灾、海难求援以及军事通信等方面发挥了独特的重要作用。短波频段是一个非常拥挤的频段，各种信号种类繁多，下面就对短波频段中所的一些常见信号作个简要的说明。短波信号类型1．短波广播短波广播也许是一般人接触到的昀频繁的短波信号，我国规定的短波广播工作频段为2.3～26.1MHz，频道间隔10KHz；发射带宽9KHz。通常我们利用专用的短波收音机即可收听到各国的广播电台节目，由于短波广播的接收范围是世界性的，只要各种条件良好，世界各地的信号都有可能被接收到，中、英、日、德等各国语言都有，不少人以此来锻炼外语听力，我们所熟知的美国的VOA（VoiceofAmerica，又称美国之音）、英国的BBC就是广大英语爱好者用来训练听力，培养外语听力的几个典型的短波广播电台。但由于短波信号受电离层变化影响，往往日间和夜间的同一广播必须使用不同的频率来发送；短波频段易受地球表面各种电气设备和电力网所产生的工业干扰和工作频率相近的其他无线电电台的干扰，因此短波广播中往往会混入大量噪声，其音质是无法和国内超短波调频广播（FM，频段为88MHz～108MHz）甚至是中波调幅广播（AM，频段为526.5～1605.5KHz）相媲美。我国规定的短波广播电台专用频段为：5.950－6.200MHz；7.100－7.300MHz；9.500－9.900MHz；11.650－12.050MHz；13.600－13.800MHz；15.100－15.600MHz；17.550－17.900MHz；21.450－21.850MHz；25.670－26.100MHz2．民用无线电（CitizenBand）CB（CitizenBand），民用无线电频段。其主要目的是让人们能够轻易享用无线电的资源及效益，普及大众对无线电的知识，提升无线电的研究与技术的发展，其使用方式有许多限制，依各国家而不同。在国外，CBBand不仅频率范围涵盖广，调变方式也无限制，其功率更可使用1000瓦特，全民的使用率相当频繁，有些甚至组成了许多组织，如较著名的意大利Alfa－TangoGroup，会员分布于全世界，会员有好几万人，并定时举行聚会，活动，比赛，年会等。Alfa－TangoGroup将全世界的国家和地区岛屿以数字来区分，国家编号后加上AT，再加上电台编号，即为个人完整呼号。若要取得电台呼号，须要经过Alfa－Tango总会认证才有效。但CB不是国际电信联盟（ITU）所认可的业务，国际频率分配表中也没有CB的位置。因此，我国没有开放CB，在无线电业务分类和频率分配中也没有CB这项业务。3．业余无线电从各种传播媒体中，我们常常可听到“火腿族”，“香肠族”等名词，其实它就是业余无线电玩家的代名词，只是火腿（HAM）是指领有执照的玩家，而香肠则是无照的一群。业余无线电是一种良好的个人嗜好，使用者必须具有无线电知识或具有高度的热忱，先经过国家考试，取得操作执照，再经过架设电台审核，才可顺利成立电台。此电台和一般广播电台不同，既不广播节目也不具商业行为，纯粹借电波与世界各地互通讯息，相互交谊，而达到天涯若比邻，海内存知己的目的。目前全世界约有二百万座业余电台，其中以日本七十万余座及美国六十万余座为昀多。业余无线电也有一个国际性的组织，国际业余无线电联盟IARU，位于巴黎，为一世界性民间组织。IARU亦把全世界每一个国家地区，给予一个英文呼号，如我国为BY，日本为JA，美国为W……等，火腿族收到信号后，从呼号前的英文判断，即可知信号来自那个国家地区。在短波中，业余无线电相当活跃，唯有在此一频带中，火腿族才有可能与世界各国互通讯息，因为只有使用短波，才能通过电离层折射，而将信号传至遥远的国度。我国规定的业务无线电专用频段为：3.500－3.900MHz；7.000－7.100MHz；14.000－14.350MHz；18.068－18.168MHz；21.000－21.450MHz；24.890－24.990MHz。4．指针台在某些时刻，想要了解短波电波是否传播良好，我们可从收听到的外国广播电台的音质好坏及信号强弱，大略进行判断，但由于这些广播电台，都是使用五百瓦以上，甚至几千瓦的功率输出，除非电离层条件相当恶劣，不然几乎都收听得到广播讯号。若我们要更精确地判断电离层状况及各地区的讯号状况，我们可选用指针台来作为依据。在短波地许多波段上，都有不少的指针台，其中14.100MHz指针台是一个很好的参考依据。这个指针台分布在世界八个地方，这些指针台轮流以100W、10W、1W、0.1W的功率，每天二十四小时发送指针讯号，以便人们随时随地可以对短波传播情况进行判断，借此来调整发射功率和发射频率。5．CW（ContinuousWave）在短波中，我们常听到许多连续的滴答声，这些信号大多是CW信号，也可能是RTTY（无线电传），SSTV（慢扫描电视），FAX（传真）等信号，除非有学过CW专用码或具备有译码器或计算机，否则是很难解读出其滴答声所代表的信息的含义。CW（ContinuousWave）是非常古老且广泛使用于短波中的通信方式，它具有简单及容易辨认的特性。由于CW发射机结构简单并且价格低廉，并且发射的CW信号并不需要占用较宽的频带（通常频宽低于500Hz），极低的小功率输出即可能将讯号完整的传送至世界各地，因此时至今日仍得到广泛地应用。目前CW昀常用的码是莫尔斯（Morse）码，每个英文字母，数字，常用符号，皆用滴答声来表示，火腿族们只要学会这些码，并练到一定的速度，大约是每分钟六十五个英文字母，便能使用电键，借着CW的方式，与世界各地互通讯息。现在，无线电技术进入了信息时代，先进的数字通信设备代替了传统的靠人工收发的电报，莫尔斯电码已经先后从铁路通信、公众电信、海事救援等行业退役。但是，莫尔斯电码靠人工收发，人的耳朵和大脑所组成的判别系统在目前还很难用电脑代替，由于莫尔斯电码占用频带较窄，因此莫尔斯电报在信道环境恶劣的条件下比复杂的通信手段具有更强的抗干扰能力，因此，在世界各国，它仍然被当作军事通信的一种重要后备手段。6．SSTV（慢速扫描电视）SSTV（SlowScanTelevision），慢速扫描电视，在短波14.230MHz及14.233MHz频带，每天均有非常频繁的SSTV通信，大多数为日本电台，而传送的画面，多为操作者本人，或SQL卡，或是各地的民情风俗，是声音通讯外的另一种乐趣。SSTV是将影像分割成无数多的小方块，每个方块代表着一个颜色，每个颜色以一个音频（Tone代表，再以音频宽度为3KHz的讯号发射出去，这3KHz的音频中，有代表者各色阶的音调，也有画面的同步讯号，一个方块一个方块慢慢传输，昀后才能组成一个画面；不同于家用电视，画面是频宽6MHz的讯号，交错扫描而快速编成一个画面。7．PacketRadio（无线数据包）在短波中，昀让人耳朵受不了的，就是PacketRadio正在运作的声音。PacketRadio分组式无线电昀主要的用途在于数据的无线传输，因为短波传送距离相当远，所以借由短波传送数据资料，使用非常频繁。PacketRadio遵循着AX.25的通信协议，其昀大的好处在于低错误的传输，在同一频率中，可同时拥有多组不同组群的传输，甚至可边传边人语交谈，但由于采分组方式，故速度略为缓慢。PacketRadio的频繁运用及快速发展，由于个人计算机的普及化，利用计算机数字化的信号，加以控制TNCTerminalnodeController，而进行数字信号无线电传输。其工作原理，是将要发送的数字讯号，在发送前先分隔成一个个小的数据包—Packet，再将这些小数据包，对应成音频，然后陆续传送出去，接收方则是将每个数据包重新组合成原来的数字资料。利用短波进行数据传输因受到空间传播条件等方面的限制，传输速率不可能做得很高。现在超短波数传速率可以达到9600bps，微波和光缆的传输速率就更高了。而目前短波并行体制的标称传输速率昀高只达到2400bps由于受到传播路径的衰弱、干扰等因素制约，信道质量不可能长时间保持在高水平。因此实际的有效数传速率在多数时间处于300bps~800bps之间，这已经是很不错的效果了。8．FAX（传真）我们可能经常听到关于短波传真的介绍，其实短波传真又分直接传真和间接传真两种，其唯一区别是整个系统中是否要配接计算机。间接传真实际上是为计算机加一块Fax卡，通过这块Fax卡连接传真机。换句话说，间接传真是由计算机控制的。直接传真系统的操作方法与常用的有线传真差不多，在传送图文时的所有操作都是在传真机上完成的，而且接收方可以无人值守。利用无线电传送FAX图片，有些是报社的新闻图或文字稿，有些是股市行情，有的则是气象预报图，其中气象资料的传真昀多。我国自1974年开始进行第一次无线气象传真广播到2002年结束，气象广播共走过了28年的路程。从八十年代初，中国气象局大力在各级气象部门推广传真、电传、单边带为主要内容的气象现代化建设。到八十年代中，气象传真已普及到全国各级气象部门，做到了县县有气象传真。9．授时台短波授时台自二十世纪初登上授时舞台以来，以它方便、普遍、廉价而受广大时间频率用户的欢迎。它主要是为满足科学、技术和其它方面的需要而播发规定的高精度频率、时间信号（或二者同时播发）以供普遍接收的无线电通信业务。亚洲共有6个国家发播时号；它们是中国、日本、印度、印度尼西亚、斯里兰卡和土耳其。其中中国、日本是全天24小时连续发播时号，时号覆盖范围很广。其它国家只作断续的发播，其发播时间也很短。隶属于我国国家授时中心的短波授时台位于陕西蒲城，主要有短波和长波专用无线电标准时间标准频率发播台（代号分别为BPM和BPL）。短波授时台始建于1966年2月（即中国科学院326工程）。于1970年12月15日开始试播，电台呼号为BPM。1981年7月1日起，BPM短波授时台正式承担发播我国短波时号任务。我国短波授时台（BPM）每天24小时连续不断地以四种频率（2.5M/5M/10M/15M，同时保证3频率）交替发播标准时间、标准频率信号，覆盖半径超过3000公里，授时精度为毫秒（千分之一秒）量级；协调时UTC和世界时UT1的标准时号用1KHz标准音频调制载频产生，秒信号长度分别为10ms(UTC)和100UT1)，整分信号均为300ms。国家授时中心负责确定和保持的我国原子时系统TA(NTSC)和协调世界时UTC(NTSC)处于国际先进水平，并代表我国参加国际原子时合作。它是由一组高精度铯原子钟通过精密比对和计算实现，并通过GPS共视比对、卫星双向法（TWSTFT）比对等手段与国际原子时间标准相联系，对国际原子时的保持做出贡献，目前的稳定度为10-14，准确度为10-13。三十多年来，国家授时中心为国家国防试验、空间技术、测绘、地震、交通、通信、气象、地质等诸多行业和部门提供了可靠的高精度授时服务。特别是在以卫星发射、火箭试验为代表的我国航天技术发展中做出了重大贡献。结束语随着科技的发展，一度呈现颓势的短波通信在新技术的帮助下再度兴盛起来，各种新的编码技术和通信协议以及跳频技术的应用，将短波通信引领入一个崭新的发展阶段。参考文献【1】沈琪琪朱德生编著，《短波通信》，西安电子科技大学出版社，2001年【2】国家无线电管理委员会办公室编，《无线电管理法规汇编（96版）》【3】马政朱三保主编，《无线电管理与使用必读》，法律出版社，1995年【4