無線電的發(fā)展歷程

無線電是指在所有自由空間（包括空氣和真空）傳播的電磁波，是其中的一個有限頻帶，上限頻率在300GHz（吉赫茲），下限頻率較不統(tǒng)一， 在各種射頻規(guī)范書， 常見的有3KHz~300GHz（ITU－國際電信聯(lián)盟規(guī)定），9KHz~300GHz，10KHz~300GHz。

業(yè)余無線電通信的英語名字是 “ Amateur Radio”，符合國際電信聯(lián)盟組織（ITU）定義的業(yè)余無線電愛好者是“Radio Amateur”，在世界上又普遍被稱為“HAM”。由于“HAM”在英語中被解釋為“火腿”，所以“火腿”又成了從事業(yè)余無線電通信的愛好者們的另一個名字。

說起電臺聯(lián)絡(luò)，人們腦子里的第一個反應(yīng)就是“永不消失的電波”中那悅耳而又神秘的電報聲。那業(yè)余電臺的聯(lián)絡(luò)又是怎么樣的呢？她又是以怎樣的魔力吸引著火腿族沉迷其中的呢？

發(fā)明過程公說公有理

麥克斯韋最早在他遞交給英國皇家學(xué)會的論文《電磁場的動力理論》中闡明了電磁波傳播的理論基礎(chǔ)。他的這些工作完成于1861年至1865年之間。

1864年，英國科學(xué)家麥克斯韋在總結(jié)前人研究電磁現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，建立了完整的電磁波理論。他斷定電磁波的存在，推導(dǎo)出電磁波與光具有同樣的傳播速度。1887年德國物理學(xué)家赫茲用實驗證實了電磁波的存在。之后，人們又進(jìn)行了許多實驗，不僅證明光是一種電磁波，而且發(fā)現(xiàn)了更多形式的電磁波，它們的本質(zhì)完全相同，只是波長和頻率有很大的差別。

海因里?！?shù)婪颉ず掌潱℉einrich Rudolf Hertz）在1886年至1888年間首先通過試驗驗證了麥克斯韋的理論。他證明了無線電輻射具有波的所有特性，并發(fā)現(xiàn)電磁場方程可以用偏微分方程表達(dá)，通常稱為波動方程。

無線電的發(fā)明人是美籍塞爾維亞裔科學(xué)家尼古拉·特斯拉。

1893年，尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）在美國密蘇里州圣路易斯首次公開展示了無線電通信。在為“費城富蘭克林學(xué)院”以及全國電燈協(xié)會做的報告中，他描述并演示了無線電通信的基本原理。他所制作的儀器包含電子管發(fā)明之前無線電系統(tǒng)的所有基本要素。尼古拉·特斯拉于1897年在美國獲得了無線電技術(shù)的專利。然而，美國專利局于1904年將其專利權(quán)撤銷，轉(zhuǎn)而授予馬可尼發(fā)明無線電的專利。這一舉動可能是受到馬可尼在美國的經(jīng)濟后盾人物，包括托馬斯·愛迪生，安德魯·卡耐基影響的結(jié)果。

1906年圣誕前夜，雷吉納德·菲森登（Reginald Fessenden）在美國麻薩諸塞州采用外差法實現(xiàn)了歷史上首次無線電廣播。菲森登廣播了他自己用小提琴演奏“平安夜”和朗誦《圣經(jīng)》片段。位于英格蘭切爾姆斯福德的馬可尼研究中心在1922年開播世界上第一個定期播出的無線電廣播娛樂節(jié)目。

古列爾莫·馬可尼（Guglielmo Marconi）（又譯伽利爾摩·馬可尼）擁有通常被認(rèn)為是世界上第一個無線電技術(shù)的專利，英國專利12039號，“電脈沖及信號傳輸技術(shù)的改進(jìn)以及所需設(shè)備”，實際上馬可尼只是改進(jìn)了無線電。

1909年，馬可尼和卡爾·費迪南德·布勞恩（Karl Ferdinand Braun）由于“發(fā)明無線電報的貢獻(xiàn)”獲得諾貝爾物理學(xué)獎。

1943年，在尼古拉·特斯拉去世后不久，美國最高法院重新認(rèn)定尼古拉·特斯拉的專利有效，宣布馬可尼的無線電專利無效。美國最高法院承認(rèn)了尼古拉·特斯拉的發(fā)明在馬可尼的專利之前就已完成，認(rèn)可他對無線電關(guān)鍵技術(shù)的專利優(yōu)先權(quán)。有些人認(rèn)為作出這一決定是出于經(jīng)濟原因，這樣二戰(zhàn)中的美國政府就可以避免付給馬可尼公司專利使用費。

1898年，馬可尼在英格蘭切爾姆斯福德的霍爾街開辦了世界上首家無線電工廠，雇傭了大約50人。

無線電經(jīng)歷了從電子管到晶體管，再到集成電路，從短波到超短波，再到微波，從模擬方式到數(shù)字方式，從固定使用到移動使用等各個發(fā)展階段，無線電技術(shù)已成為現(xiàn)代信息社會的重要支柱。

但是俄羅斯人認(rèn)為俄國的發(fā)明家波波夫在1895年也發(fā)明了無線電。

無線電的美好，超乎你的想象！

迷人的不確定性

業(yè)余通信最吸引人的特點就是它的聯(lián)絡(luò)對象的不確定性，如果不是事先約定的話，在你呼叫之前是不可能知道回答你的人是誰的，是男，是女，你年輕，是年老，是本國，還是外國……。同樣，當(dāng)完成這次聯(lián)絡(luò)之后，也不知道什么時候才能再次聯(lián)絡(luò)到他（她）。

正是這種令人著迷的不確定性，吸引了各國的愛好者樂此不疲地參與其中。

多彩的業(yè)余頻段

從頻段上來說，我國無線電主管部門一共分配給業(yè)余電臺27個頻段。目前我們業(yè)余電臺的聯(lián)絡(luò)可以主要分為VHF/UHF段的聯(lián)絡(luò)和HF段的遠(yuǎn)距離聯(lián)絡(luò)。

一般來說，由于V/U段直線（視距）傳播的特性，以及V/U段機器可以做得很小，火腿們都喜歡用手持機直接或通過中繼臺進(jìn)行本地的聯(lián)絡(luò)。通過這種聯(lián)絡(luò)可以非常容易地增進(jìn)火腿間的了解和技術(shù)交流，同樣，這個頻段也是那些喜歡“嚼碎布”的侃爺?shù)淖罴讶ヌ?。?dāng)然，突發(fā)電離層出現(xiàn)的時候，V/U段也可以進(jìn)行遠(yuǎn)達(dá)2000～3000公里甚至更遠(yuǎn)的聯(lián)絡(luò)，每當(dāng)這種情況出現(xiàn)，頻率上會擠滿了興奮的業(yè)余無線電愛好者。

由于HF段可以利用電離層反射進(jìn)行全球通訊，因此，在這個頻段上擠滿了獵取遠(yuǎn)距離/稀有臺的火腿們（DXer）。1935年，美國的業(yè)余無線電組織ARRL按照一定的規(guī)則，將全世界的業(yè)余無線電臺分列到各個DXCC“國家”。目前，全世界一共有334個這樣的DXCC“國家”。大多數(shù)的業(yè)余無線電家的目標(biāo)是盡可能多地聯(lián)絡(luò)不同“國家”的電臺。每當(dāng)聯(lián)絡(luò)到一個稀有“國家”的業(yè)余電臺，尤其是那種人跡罕至的“國家”，業(yè)余無線電家們都會興奮不已，其快樂的心情是難以用語言形容的。

DX一族

對于一個癡迷于聯(lián)絡(luò)的DXer來說，他的最高目標(biāo)是獲得DXCC NO.1 HONOR ROLL，這意味著你必須與所有的DXCC“國家”完成雙向聯(lián)絡(luò)并獲得QSL卡片。雖然大多數(shù)人窮極一生的精力也未必能達(dá)成這一目標(biāo)，但這一直以來都是眾多業(yè)余無線電愛好者的最高追求目標(biāo)。

為了與一個稀有電臺聯(lián)絡(luò)，一個DXer可以不吃不喝在電臺前坐上好幾個小時甚至是一整天，他不會感覺到疲倦，等到如愿以償?shù)赝瓿陕?lián)絡(luò)，可能已經(jīng)是喊啞了嗓子或是手指發(fā)報發(fā)抽了筋，但此時更多地感到的是無比的興奮。有一個廣為流傳的故事是：一個北歐的低功率業(yè)余無線電愛好著為了獲得一個新的稀有的DXCC“國家”，請病假在家聯(lián)絡(luò)，他告訴他的老板，他的右手的指頭不停地顫抖，需要立刻做無線電活動治療。

通信獎狀

追逐各種各樣的獎狀是件非常有趣的事情，當(dāng)你的電臺操作室的墻面上掛滿各式各樣、印刷精美的獎狀的時候，每個參觀你操作室的同好都會發(fā)出敬佩的驚嘆，此時你的心中自然也充滿了自豪。

世界上發(fā)行的大大小小的獎狀有幾百種，其中最有名的是由美國ARRL發(fā)行的DXCC系列的獎狀，其中最基本的DXCC-100獎狀要求至少擁有100個不同DXCC“國家”的卡片。由CQ雜志發(fā)行的WAZ獎狀也是非常有名的獎狀，它要求擁有世界上所有40個CQ分區(qū)的卡片。對于中國的業(yè)余無線電家來說，獲得第2，8，9，35各區(qū)的卡片是很困難的，因此，這也是一張極具挑戰(zhàn)性的獎狀。除了這些高難度的獎狀以外，還有幾種別有風(fēng)味的獎狀，例如，“嚼碎布獎”，這是專門頒發(fā)給那些喜歡長時間聊天聯(lián)絡(luò)的火腿的。

QSL卡片

交換QSL卡片是對一次聯(lián)絡(luò)的確認(rèn)，上面一般記錄有對方的呼號、通信時間、聯(lián)絡(luò)的波段、對方的信號報告以及一些其他相關(guān)內(nèi)容，但其作用不僅僅如此，設(shè)計精美的QSL卡片的背后往往隱藏著一段故事，一種文化和一份情誼。每次在閑暇的時候翻出珍藏的QSL卡片，每個業(yè)余無線電愛好者心里都會流淌出一股不能用語言形容的快樂之情。我想這就是我們在這個通訊手段非常發(fā)達(dá)的時代，還用通過郵局郵寄卡片的手段來確認(rèn)聯(lián)絡(luò)的原因吧。

通信競賽

世界上大大小小的業(yè)余無線電競賽幾乎每星期都有。其中幾個大型的比賽每次都牽動著無數(shù)的業(yè)余無線電愛好者的心。早在比賽開始前一周甚至是一個月，就開始進(jìn)行一系列的準(zhǔn)備工作，檢查、安裝天線調(diào)整設(shè)備間的匹配等等。到了大型比賽前的幾個小時，各個波段異常地安靜，每個將要參加比賽的業(yè)余無線電家都在養(yǎng)精蓄銳，以黎明前的黑暗來形容一點也不為過。等到比賽正式開始，各個波段上突然間擠滿了各個國家的業(yè)余電臺，許多情況下竟然會出現(xiàn)好幾個電臺在同一個頻率上互不相讓的情況。參加比賽的各個電臺。

QRP/QRPp聯(lián)絡(luò)

有一類業(yè)余無線電愛好者特別著迷與遠(yuǎn)距離的QRP（低功率）聯(lián)絡(luò)，在短波波段的QRP一般是指以5W或者1W以下的輸入功率進(jìn)行聯(lián)絡(luò)。他們一般被稱為QRPer。他們一般同時醉心于自己制作簡單實用的CW（continue wave,電報）收發(fā)信機進(jìn)行QRP聯(lián)絡(luò)。QRP聯(lián)絡(luò)的成績好壞一般以公里/瓦來衡量。在傳播情況良好的情況下，可以進(jìn)行數(shù)千公里/瓦的聯(lián)絡(luò)，QRPer最津津樂道的就是自己曾經(jīng)完成過幾千公里/瓦的聯(lián)絡(luò)。如果能完成QRPp的DXCC，那可以說是最值得向人夸耀的成績了。

各式各樣的數(shù)據(jù)通信模式

業(yè)余通信中可供使用的數(shù)據(jù)模式可以說是琳瑯滿目。 直到今天還在業(yè)余界廣泛使用的CW（電報）應(yīng)該算是最古老的一種數(shù)據(jù)通信模式，其他的模式，例如PACKET，PACTOR，PACTOR II，AMTOR，CLOVER，G-TOR，RTTY，PSK31，SSTV等等都如同雨后春筍般相繼出現(xiàn)，當(dāng)然每種不同的模式適合不同的應(yīng)用場合，各有各的特點。以目前最為流行的PSK31來說，它只需要31HZ的帶寬，并具有極低的信號強度要求，甚至是幾不可聞的信號，只要在計算機屏幕上能出現(xiàn)微弱的信號軌跡，一般都能正確地解調(diào)。它的出現(xiàn)給最多的業(yè)余無線電愛好者帶來了許多的樂趣。

另一種被廣泛使用的數(shù)據(jù)通信模式是PACKET，利用廣泛存在的PACKET網(wǎng)絡(luò)，業(yè)余愛好者們每時每刻都在傳遞著各種各樣的信息，美國的愛好者甚至還利用PACKET網(wǎng)絡(luò)提供全國范圍的業(yè)余定位系統(tǒng)服務(wù)。

空間聯(lián)絡(luò)

火腿們除了可以通過一般形式的媒介完成通信聯(lián)絡(luò)外，還可以通過衛(wèi)星、月亮的中繼/反射進(jìn)行遠(yuǎn)距離的通信。一般把依靠月面反射完成通信的這種通信方式稱為EME(Earth Noon Earth)。要想完成一次成功的EME聯(lián)絡(luò)，必須熟知V/U段的特點，理解多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的影響，明白月亮的陰晴圓缺產(chǎn)生的不同的天體噪聲對接收的影響，當(dāng)然，合適的天線和設(shè)備也是必須的。由于地球與月亮之間的距離遙遠(yuǎn)，而且月面并不光滑，因此空間和散射的損耗非常大，目前，成功完成的雙向EME聯(lián)絡(luò)大多數(shù)都是CW方式的。

業(yè)余無線電通信作為業(yè)余無線電家生活的重要組成部分，在近百年的時間里，一直以其獨特的魅力吸引著數(shù)以百萬計的業(yè)余無線電愛好者，愿更多的中國業(yè)余無線電愛好者參與其中，充實自己的生活，從中得到快樂。