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@@ -4,7 +4,7 @@ date: 2024-3-5 22:39:00
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permalink: /pages/c63d0b/
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- HamCQ手册
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- 什么是业余无线电
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- 走进业余无线电
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- 常用通信模式简介
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等幅电报是最古老的无线电通讯方式之一，其原理是发射一个时断时续的纯正弦波信号。通过信号存在与否来进行解析得到信息。
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理论上纯正弦波不存在带宽，但实际上在信号出现或消失时会产生频率分量，约使用50Hz带宽。
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## 摩尔斯电码
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摩尔斯电码是通过信号出现和消失的时间长度来对应特定的字符。其中，最短时间的是字符点（·）、三倍于点时长的是划（-）、与点相同的无信号时间则为空（ ）。三种字符根据不同的排列组合代表不同的字母。字母与字母之间使用三个空的时间来分隔、单词与单词之间则用七个空的时间来分隔。
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调制被广泛应用于电信的各个领域中，例如有线电话、宽带网络中。这里主要介绍与业余无线电相关的调制模式。
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### 幅度调制 AM
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幅度调制是最早使用的语音调制方法，也是最简单的语音调制方法。在调制过程中，载波的的幅度随着原始信号的幅度变化而变化。如果将调制后信号的的每一个波峰（或波谷）连接起来，这条连接线会呈现出和原始信号相同的形状。
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由于幅度调制中，每个波峰和波谷之间的时间不变，因此幅度想要产生变化就需要让波形的斜率发生改变。而斜率的不断变化会导致新的频率产生，这些新的频率被称为边带。其中高于载波频率的部分被称作上边带，低于载波频率的部分被称之为下边带。
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在幅度调制的一大特点是原始信号在经过幅度调制之后，原始信号的频谱仅仅只是进行了移动并产生了一个镜像，而原频谱的内容并没有变化。利用这一点，幅度调制及其衍生的单边带等模式可以用于传输任意类型的原始信号而不会破坏其特性。也就是说，无论原始信号是音频，或是经过频率调制、相位调制或更高级的正交调制的其他信号，仍可以利用电台幅度调制或其衍生的单边带等模式传输。
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在幅度调制中，载波不携带信息，所有信息都由边带进行传输，并且两个边带互为镜像，传输同样的信息。因此幅度调制会占用两倍于原始信号的频率范围，也会将大量的能量浪费在载波和其中一个边带上。由于这些缺陷，幅度调制在很长一段时间中都被其他模式所取代，直到SDR设备的兴起。
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虽然幅度调制存在能量浪费的问题，但载波可以在传输复杂音频（例如音乐）时作为相位参考；且两个边带传输同样的信息，因此可以降低信噪比。在没有功率限制的广播电台中，AM反而优于下文中提到的的单边带模式。
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### 频率调制 FM
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频率调制中，载波的幅度不变，而是频率随着原始信号变化而变化。这种方式相较于幅度调制而言在传输过程中具有更好的抗干扰能力。由于这一优良特性，即使在无线电以外的领域，幅度调制也被广泛运用。
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频率调制中，载波的幅度不变，而是频率随着原始信号的幅度变化而变化。这种方式相较于幅度调制而言在传输过程中具有更好的抗干扰能力。由于这一优良特性，即使在无线电以外的领域，幅度调制也被广泛运用。
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频率调制会占据更大的频率范围，因此在频率资源较为稀缺的业余短波频段中，只有位于最高的28MHz-29.7MHz频段范围中才能使用。此外，频率调制会产生捕获现象，即调谐器只能清晰的接受两个信号中最强的一个。而且相对于幅度调制和单边带幅度调制，频率调制使用的电路更为复杂。
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在上图当中，频谱瀑布图的上下变化意味着频率变化，而音频波形图的上下变化意味着声音幅度的变化。
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频率调制会占据更大的频率范围，因此在频率资源较为稀缺的业余短波频段中，只有位于最高的29.51MHz-29.7MHz频段范围中才能使用，而且被限制频偏不得大于20kHz而不是25kHz。此外，频率调制会产生捕获现象，即调谐器只能清晰的接受两个信号中最强的一个。而且相对于幅度调制和单边带幅度调制，频率调制使用的电路更为复杂。
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业余无线电所使用的频率调制使用更小的频率变化，因此被叫做NFM，而FM广播使用更大的频率变化来容纳更丰富的信息，也被叫做WFM。
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在互联网兴盛的今天，几乎没什么人使用分组无线电来传输普通数据。APRS则成为了分组无线电仅剩的主要用途。
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APRS可以用于传输GPS坐标、短信、中继台频率、气象站信息等。得益于分组无线电的设计，APRS可以使用覆盖范围极为广泛的中继系统，以及与互联网相结合。
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APRS是一种基于地图的社交软件，可以用于传输GPS坐标、短信、中继台频率、气象站信息等。得益于分组无线电的设计，APRS可以使用覆盖范围极为广泛的中继系统，以及与互联网相结合。
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APRS使用AX.25中继，通常被称作digirepeater，它可以接收APRS数据包，解析之后重新发出。而下一个digirepeater在接受到上一个数据包时也会重复该过程。这样可以由多个中继接力传输。如果数据包的路径（通常所谓的TTL）设置的很大，则有机会进行超长距离的传输，不过这会占用大量的中继资源，并不提倡。
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除了通过无线电传输的网络以外，APRS还可以通过iGate网关接入互联网。iGate网关可以将接受的数据包通过互联网发送至APRS-IS服务器，并将APRS-IS服务器传来的数据重新发送到无线电网络中。
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此外还有一些网站从APRS-IS服务器中获取APRS数据并展示在地图上。例如aprs.fi或aprs.cn
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此外还有一些网站从APRS-IS服务器中获取APRS数据并展示在地图上。例如aprs.fi或aprs.cn。
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## VARA
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@@ -91,27 +105,42 @@ VARA是由EA5HVK所开发的闭源调制解调软件，有着用于SSB模式的V
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## 数字语音
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由于数字语音依赖于音频编解码器（虽然与模拟时代的声码器原理不同，但现在也将这些编解码器称为声码器），因此数字语音模式直到近些年才进入业余无线电中。数字语音模式大多数都与FM模式绑定，因此难以用于短波频率。但是数字信号通常可以通过热点设备直接将传输到互联网中的服务器。相对于不稳定的短波传播，数字语音可以直接利用互联网来进行稳定的联络。
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由于数字语音依赖于音频编解码器（虽然与模拟时代的声码器原理不同，但现在也将这些编解码器称为声码器），因此数字语音模式直到近些年才进入业余无线电中。数字语音模式大多数都与FM模式绑定，因此难以用于短波频率。但是数字信号通常可以通过互联网中的服务器传输。相对于不稳定的短波传播，数字语音可以直接利用互联网来进行稳定的联络。
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### 业余无线电数字智能技术 D-STAR
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D-STAR是日本业余无线电联盟JARL主导开发的业余无线电用数字模式，由于最早开发，因此使用了比较古老的AMBE+声码器。其功能上更贴近业余无线电的用途。除了基本的语音通信以外，还可以通过外接电脑或智能手机来实现文字聊天和图像传输。此外D-STAR还可以在1.2GHz频段提供纯数据通信模式并可以为电脑提供网络连接。
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D-STAR是日本业余无线电联盟JARL主导开发的业余无线电用数字模式，使用高斯最小频移键控调制(GMSK)。由于最早开发，因此使用了比较古老的AMBE+声码器。其功能上更贴近业余无线电的用途。除了基本的语音通信以外，还可以通过外接电脑或智能手机来实现文字聊天和图像传输。此外D-STAR还可以在1.2GHz频段提供纯数据通信模式并可以为电脑提供网络连接。
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D-STAR的设备主要由Icom生产，但Icom并未拥有D-STAR。此外，D-STAR的其他基础设施大都是由业余爱好者所开发。例如网关（用于将中继台连接至互联网）、反射器（将收到的数据转发给其他客户端，可以理解为网关之间的中继台）、注册系统、中继控制软件等。
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### System Fusion
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许多较新的D-STAR设备都提供直接或间接连接互联网的功能。而对于较旧的设备则只能通过热点或中继来接入互联网。
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System Fusion是八重洲基于专业无线电数字语音模式P25改进而来的业余无线电数字语音模式，和早期的P25模式一样使用C4FM的调制方式。继承了P25超高音质的优点，也提供了诸多方便业余爱好者使用的功能，例如可以直接在设备上搜索和切换聊天室、可以发送图片、新闻、公告、电子QSL卡、文字聊天等功能。但这些功能都由八重洲专有软件实现。业余爱好者虽然也按照D-Star的模式自行开发了反射器软件，但其他功能还需要依赖于逆向工程。
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### 系统融合 System Fusion
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“系统融合”是八重洲基于专业无线电数字语音模式P25改进而来的业余无线电数字语音模式，和P25 Phase1全速模式一样使用连续包络四级频移键控调制(C4FM)。继承了P25超高音质的优点，也提供了诸多方便业余爱好者使用的功能，例如可以直接在设备上搜索和切换聊天室、可以发送图片、新闻、公告、电子QSL卡、文字聊天等功能。但这些功能都由八重洲专有软件实现。业余爱好者虽然也按照D-Star的模式自行开发了诸如FCS和YSF等反射器软件，但其他功能还需要依赖于逆向工程。
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相对于其他模式而言，系统融合还有针对远距离传输所特制的模式，牺牲了部分数据传输的内容来换取更多的校验信息。
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绝大部分系统融合设备都可以通过串口连接计算机来连接到八重洲官方所架设的Wires-X网络，但该网络国内用户很少使用。由于目前该连接方式尚未被业余用户常用的YSF反射器网络所破解和使用。因此对于目前的国内用户来说，只能通过热点或中继来接入YSF反射器网络。
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### 专业数字语音模式
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专业数字语音模式常见的有摩托罗拉和欧盟主导的DMR模式、建伍与Icom联合开发的NXDN、北美政府机构使用的P25和欧洲政府机构使用的Tetra。其中DMR是最为常见的模式。相比于其他模式，DMR由于可以将12.5kHz的带宽进一步分割为两个6.5kHz的信道而大受欢迎。因此采用DMR的产品数量众多且价格低廉。是许多想要尝试数字语音模式的爱好者最先考虑的类型。
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专业数字语音模式常见的有摩托罗拉和欧盟主导的DMR模式、建伍与Icom联合开发的NXDN、北美政府机构使用的P25和欧洲政府机构使用的Tetra。除Tetra使用π/4-差分正交相移键控调制(π/4-DQPSK)外，其他模式大都使用四级频移键控(4FSK)，P25 Phase1使用的C4FM也是一种特殊的4FSK调制。其中DMR是最为常见的模式。相比于其他模式，DMR由于可以将12.5kHz的带宽进一步分割为两个6.5kHz的信道，并且是开放授权模式而大受欢迎。因此采用DMR的产品数量众多且价格低廉。是许多想要尝试数字语音模式的爱好者最先考虑的类型。
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专业数字语音模式在开发时并未考虑业余爱好者使用，在设计上是需要由管理员来设置设备并管理用户使用的。因此在使用中需要由管理员分配ID，以及需要使用中心化的服务器而不是直接通过互联网在不同站点间传输数据。
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摩托罗拉业余无线电俱乐部MARC创立了管理ID分发的RadioID组织和DMR-MARC网络。大多数国内的数字语音爱好者都聚集在由欧洲摩托罗拉经销商赞助的BrandMeister服务器中。此外，还有以开源软件为主的FreeDMR网络，以及适配多种不同数字语音模式的XLX反射器。
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摩托罗拉业余无线电俱乐部MARC创立了管理ID分发的RadioID组织和DMR-MARC网络。大多数国内的数字语音爱好者都聚集在由欧洲摩托罗拉经销商赞助的并由摩托罗拉内部专有代码编写的BrandMeister服务器中。此外，还有以开源软件为主的FreeDMR网络，以及适配多种不同数字语音模式的XLX反射器。
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绝大部分专业数字语音设备都必须使用热点才能连接到互联网，只有少部分价格高昂的旗舰级设备才具有直接连接至互联网的功能。
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### FreeDV和M17
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上文提到的几种数字语音模式都使用了DVSI所开发的AMBE系列声码器，其中D-STAR使用的AMBE+声码器的专利已过期，但其他几种使用的AMBE+2声码器还没过期（直到2028年）。许多业余爱好者认为这不但违背了业余无线电开放的精神，更违背了业余无线电应该公开所使用通信技术这一条法律。因此一些爱好者开发了开源的Codec2声码器。并在此基础上开发了FreeDV和M17两种业余数字语音模式。
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其中FreeDV是用于短波和长距离通信的模式，而M17更类似于上述的用于VHF/UHF频段数字语音模式。目前这两种模式仍处于开发阶段。除了语音以外，FreeDV还有利用Codec2的数据模式来进行数据传输的衍生模式FreeData。
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目前而言，并没有直接使用这两种模式的设备，不过由于短波电台通常具有SSB模式，而且大部分车载电台都具有用于数据通信的9600接口，因此可以通过外置调制解调器的方式来使用这两种模式。
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## Wi-Fi和LTE
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你没看错，实际上，Wi-Fi和LTE的频段和业余频段是由重合的，也因此诞生了一些使用这两者的业余无线电用法。不过由于距离限制、技术限制、政策限制等因素，因此很少有爱好者去使用。
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### 阻抗
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即使是同一种连接器，不同阻抗的设计下，其尺寸也会不同。因此即使仅仅只是把不同阻抗的接头接在一起，也很可能会造成损坏。
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因此安装前要一定要注意阻抗，业余无线电常用的设备都是使用50欧姆阻抗，不要买错了。
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因此安装前要一定要注意阻抗，业余无线电和其他常见射频设备都是使用50欧姆阻抗，只有广播电视类设备才使用75欧姆阻抗，不要买错了。
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### 反极性(RP)
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## UHF连接器/M头/PL-259/SO-239/etc.
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这些名字都代表同一种连接器，也是业余无线电中最常见的连接器之一。
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由于UHF一词在该连接器被发明的时代（20世纪30年代）被用于表示超过30MHz的频率，因此这种被设计用来工作在100MHz以下频率的连接器被命名为UHF连接器。
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虽然现代UHF一词特指300MHz-3GHz之间的频率，而100MHz则位于VHF频率中，但连接器的名字也仍然没有改变。
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@@ -65,23 +67,35 @@ UHF连接器有被称为迷你UHF连接器的衍生型号，于20世纪70年代
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## BNC和TNC连接器
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BNC为Bayonet Neil-Concelman的首字母缩写，B意味着连接器使用两个凸起来固定，而N和C则来自于其发明者Paul Neil和Carl Concelman。除了BNC连接器外，他们两位还发明了许多其他连接器。
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BNC连接器设计上用于4GHz及以下频率，以及低于500V的电压值，并有着50欧姆和75欧姆两种阻抗的设计版本。
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由于其使用凸起而不是螺纹来固定，这使得BNC连接器能够更方便的连接和断开，因此它常被用于各种传输模拟信号的地方，例如天线、视频音频信号、时钟信号和各种仪器仪表中。
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TNC连接器是BNC连接器的衍生型号，为Threaded Neil-Concelman的首字母缩写，T意味着使用螺纹连接。
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TNC连接器具有比BNC连接器更好的性能，它可以工作在11GHz以下的频率上。
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## N连接器
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N仍然来自于其发明者，贝尔实验室的Pual Neil。最初的N连接器设计用于1GHz以下，但现代的N连接器通常进行了改进，因此可以传输11GHz乃至18GHz的信号。
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它使用螺纹进行固定，通常有着1000V均方根电压的耐压，并且可以在20MHz下传输5kW功率，即使2GHz下也可以传输500W功率。
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其设计有着50欧姆和75欧姆两种版本，此外，也有使用快装卡扣的衍生型号以及增加了尺寸来提高耐压性能的衍生型号。
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## C连接器
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C还是来自于其发明者，安费诺公司的Carl Concelman。C连接器类似BNC，使用两个凸起来进行固定，并有着较强的防水性能。其设计用于11GHz和1500V的耐压。
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不过别和USB Type-C搞混了。
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@@ -90,17 +104,26 @@ C还是来自于其发明者，安费诺公司的Carl Concelman。C连接器类
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SMA、SMB和SMC连接器都是20世纪60年代开发的精密连接器，也是非常常见的连接器之一。
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SMA连接器可用于12GHz以下频率。比较常见于各种手持对讲机等各种较小尺寸或较高工作频率的设备上。
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它使用1/4-36UNS-2A螺纹，公头外部使用5/16英寸六角螺母外形，内部导体直径为0.93mm，与RG402同轴电缆的内部导体相同，耐压大约1000V均方根电压。
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一些衍生型号通过增加内部导体的尺寸来提供更高的工作频率，比如1mm、1.85mm、2.4mm、2.92mm、3.5mm，这些衍生型号有些可以互相兼容，有些则不可以，需要注意。
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另外，还有一些将螺纹改为卡扣的衍生型号，如QMA、QN和QLS连接器。
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SMB具有比SMA连接器更小的尺寸，但它只能工作在4GHz以下，使用卡扣固定，一般与3mm/1.7mm或2.2mm/1mm的线缆配合使用。
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SMC是SMB连接器的螺纹版本，并且具有插孔的一端是公连接器，而具有插针的是母连接器。
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## 广濑U.FL连接器/I-PEX连接器
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由广濑电机所开发的小型射频连接器系列，现在已经被日本第一精工收购。
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这种连接器具有许多种不同尺寸和规格的版本，通常用于6GHz以下的信号。
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@@ -112,12 +135,18 @@ SMC是SMB连接器的螺纹版本，并且具有插孔的一端是公连接器
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## MCX和MMCX系列
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MCX是20世纪80年代开发的小型连接器，和SMB具有相同的导体和绝缘体尺寸，但外部形状大幅度缩小，可用于6GHz以下的信号。常用于一些需要小尺寸接口的设备。
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MMCX是20世纪90年代开发的，比MCX更小的连接器，同样可用于6GHz以下频率，用于需要更小接口的设备。由于其使用螺纹固定，比U.FL有更强的使用寿命。
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## F连接器
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F连接器并不常见于业余无线电中，但却是非常常见的射频连接器。由Eric E. Winston于20世纪50年代发明并由美国的Jerrold Electronics公司所使用。
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其多用于电视线路中，因此通常使用75欧姆阻抗。现在由IEC 61169-24:2019规范所指定，设计上用于低于1GHz的信号，但实际上即使2GHz也可以使用。
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@@ -126,6 +155,8 @@ F连接器并不常见于业余无线电中，但却是非常常见的射频连
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## Belling-Lee连接器/Type 9，52
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这同样不是业余无线电常用的连接器，也同样是国内最为常见的射频连接器之一。由英国的Belling & Lee公司所发明，在1922年由BBC首次使用。
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这种连接器使用IEC61169规范，具有75欧姆阻抗，可以工作在1GHz及以下频率。
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