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连载|业余无线电史话(四):“火腿”——那些“蹩脚”的操作者

英利检测 2025-07-02 07:32 次阅读
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“火腿”——那些“蹩脚”的操作者(四)

每位业余无线电爱好者都曾好奇“ham”一词的起源,至少存在三种可能的解释:


第一种传说(未被证实)称该词源于19世纪G.M.道奇所著的《电报教学手册》,甚至早于无线电时代。最初的无线操作员多为陆上电报员,他们离开办公室后投身海上或海岸台站工作,使用“明码”通信,并保留了许多传统行业术语。


早期使用火花发射机时,每个火花几乎占据整个频谱,若台站距离过近则会造成干扰(QRM),导致无法接收信息。政府台站、船舶、海岸站,尤其是日益增多的业余操作员,都在彼此的接收机中争夺通信时间和信号主导权。


部分业余台站以2千瓦功率发射,如同今日一样,强信号会干扰数百公里内的其他通信。每当此时,受挫的商业操作员会致电信号被业余台站覆盖的船只,键入:“SRI OM THOSE B@$%#! HAMS ARE JAMMING YOU” 业余者可能不明其意,反而将该词收为己用,并自豪地用以指代自己的活动…… 久而久之,原义完全消失。

第二种说法称该词可能诞生于1910年。呼号规范前,一个功率达5千瓦的强台站昼夜不停发射信号,800公里外清晰可闻,其呼号缩写为H.A.M.。这一传闻真伪未考。



第三种说法称“ham”一词于1933年因某业余无线电出版物而诞生,但缺乏细节佐证。依笔者拙见,若真有“HAM台站”存在,应有档案记载,然并无实证。第一种与第三种“传说”看似合理却均未被证实,但无论如何,“ham”已成为业余无线电的代名词。

1911年,《现代电学》杂志发行量达5.2万份,美国有1万名业余爱好者,英国数量相近,其他国家总和可能相当。


成千上万的业余与商业台站同时发射,干扰问题日益严重,尤其在海事通信领域。由于设备效率低下,单个火花业余台站的发射频谱宽度常超过100千赫甚至300千赫(取决于线圈直径和功率)!


船舶因天线长度受限,在强干扰(QRM)中难以建立常规通信,而商业台站甚至故意干扰其他公司信号。此外,美国海军使用落后设备,深受干扰之苦。迫于各方投诉,美国国会开始严肃审视无线通信监管问题。不过此刻,我收到一则无线消息,预感它将彻底改变无线通信的未来——

1910年:首个无线俱乐部诞生

1910年,全球首个全国性无线电社团——澳大利亚无线学会(WIA)成立。1911年春,伦敦附近德比郡成立了英国首个无线俱乐部,J.帕森斯担任首任秘书,台站呼号为QIX。俱乐部迅速购置书籍并建立借阅图书馆,为其他业余爱好者提供宝贵建议。1912年8月12日,美国正式承认业余无线电运动。


第二个组织是1913年7月5日成立的伦敦无线俱乐部,10月10日更名为伦敦无线学会,首任主席为A.坎贝尔-斯温顿(任职至1920年)。1922年,该学会更名为著名的英国无线电协会(RSGB)。

1912年:泰坦尼克号悲剧

1912年4月15日周一凌晨12:30,泰坦尼克号在加拿大附近北大西洋撞上冰山,于北纬41°46'、西经50°14'沉没。得益于无线电通信和历史上首次S.O.S.呼救,745人获救,但1595人遇难,其中包括多位世界名流。。




有人认为,若当时有更严格的无线通信监管,获救人数可能翻倍甚至增至三倍。


事故暴露至少三个问题,导致救援响应迟缓:

1. 无线电操作员仅在“开放时间”(白天)值班,夜间发生紧急事件时无法预警。


2. 求救信号之争:1905年,德国船舶采用摩尔斯电码“SOS”(并非“拯救我们的灵魂”,但成为实际通用信号),而英国海事部门(使用马可尼设备)坚持使用“CQD”(部分人解读为“速来救援”)。马可尼最初计划使用“SOE”,但小写“E”(点信号)易被干扰吞没,后改用“S”,因三个连续“点”信号更易引起注意。1906年柏林无线电报会议将“SOS”定为国际官方求救信号,但马可尼操作员执行缓慢,直至1907年仍混合使用“CQD”与“SOS”。


3. 商业竞争恶果:马可尼与德国竞争对手德律风根(Telefunken)的商业战争渗透至个体操作员。在电报业兴起、股市催生利益争夺的背景下,即使紧急情况下,马可尼台站也拒绝与竞争对手互通信息,甚至形成“马可尼操作员发射时,其他台站需静默”的潜规则。


这段历史警示我们船舶安全与标准化监管的缺失将导致严重问题。

1912年《无线电法案》

1912年5月18日,史密斯参议员向国会提交法案,核心条款包括:

- 强制船舶安全措施:要求航运公司为每艘船配备多达3名无线电操作员,确保24小时值班(这一决定事后被证实完全必要)。


- 频谱使用许可制:为避免马可尼公司垄断频谱,规定所有台站(政府、海事、商业)需向商务部申请执照,指定波长、功率和工作时间。


法案初稿甚至计划取缔包括业余台站在内的所有非商业私人电台。国会一读时意识到全面执行成本高昂、监管困难,最终达成妥协:


- 业余爱好者获200米及以下频段(1.5兆赫以上),最大通信距离限制为40公里(25英里)。史密斯参议员认为业余者将因资源匮乏在数年内消亡。


- 功率限制:业余台站(被归类为“私人电台”)最大功率不得超过1千瓦。

历史回顾:政府当时认为只有100-1000千赫(3000-300米)的甚低频适合远距离通信,因此将业余者“打发”到200米以下频段(近似于AM广播频段以上的“无用频谱”),其生存看似只是时间问题。在这种国家垄断、缺乏协商的监管下,业余爱好者被局限于“边缘频段”。


法案实施初期看似“应验”了官僚们的预判:1912年前美国约有1万台业余台站,法案通过后,年底仅发放1200张执照。业余者发现火花发射机在200米频段难以工作,即使成功,通信距离也仅为40-80公里(较之前使用的短频段缩短至十分之一)!业余无线电看似前途渺茫,但“奇迹”即将发生……

1912年:Q简语

为降低按字数计费的通信成本,商业领域开发了复杂代码,将完整句子编码为五个字母的组合(如“AYYLU”意为“编码不清晰,请更清楚地重复”)。同一公司或国家的操作员很快采用标准化缩写,其含义因“提问”或“回答”语境而异(如“RST?”请求对方报告信号可辨度、强度和音调)。


1909年,英国政府改良此类缩写,推出以字母“Q”开头的标准化国际代码——Q简语,最初定义为“供英国船舶及邮政总局许可的海岸台站使用的缩写列表”,包含45条Q码。直至1912年泰坦尼克号事故,Q简语(及摩尔斯电码、SOS)尚未被所有公司采用。


1912年底,Q简语正式纳入《国际无线电报公约条例》,1913年7月1日生效,旨在便利不同国籍的海事无线操作员沟通,涵盖频率调整、遇险、安全、身份、航线、信号强度等海量信息。其规范如下:

- Q码范围:QOA至QUZ。
- QOA-QQZ系列专供海事服务。
- 部分Q码后接字母“C”(肯定)或“NO”(否定)(无线电话中读作“CHARLIE”或“NO”)。
- 可附加呼号、地名、数字等补充含义。
- 作为疑问时,无线电报后接问号,无线电话后接“RQ”(罗密欧-魁北克)。
- 含多重含义的Q码后需跟数字标明具体意义。
- 时间均采用协调世界时(UTC),除非特别说明。

百余年后,这些规范基本未变。如今Q简语包含数百条缩写,分为航空专用(如QFE、QNE、QNH)、国际民航组织(ICAO)航空服务代码(QAA-QNZ)、海事代码(QOA-QQZ),以及分配给业余爱好者等其他服务的QRA-QUZ系列。1927年华盛顿ITU《无线电规则》正式批准该代码,1947年国际电信联盟无线电通信部门(ITU-R)修订。


弗莱明的真空二极管(1908年) vs. 李·德·福雷斯特的三极管与“火花之王”

业余者在200米频段(乃至任何频段)通信效率低下,因火花发射机和无放大接收机性能极差。尽管真空管技术略有进展,但器件昂贵、几乎无放大能力且耗电惊人。


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1908年,英国人J.A.弗莱明发明真空二极管(如上图所示,虽简陋但可工作),随后尝试开发三极管但效率低下。直至1912年,火花隙发射机和晶体接收机仍主导无线通信,直到一位22岁的业余爱好者带来突破——

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一个热离子三极管或“按钮管”插在一个极精致的蓝色插座上。它是由H.P.Friedrichs,AC7ZL根据Lee de Forest的想法建造的三极管。


** Edwin H.阿姆斯特朗的“再生式”革命 **
美国电气工程师埃德温·H·阿姆斯特朗为接收机购置了一支老旧的李·德·福雷斯特“奥迪恩”三极管,因不满其微弱的放大能力,他修改电路,将部分输出信号“反馈”至输入端进行二次放大,竟获得了100倍于输入的增益!更强的反馈下,电子管开始振荡,产生稳定射频信号。


这一发现让业余者首次拥有超过2000倍增益的真空管,彻底淘汰了“火花”时代的低效宽频信号。改良后的三极管可在单一频率发射连续波(CW),而非覆盖全频谱的间歇性宽频波。“CW”(连续波)一词诞生,这一革命性突破让业余无线电如凤凰涅槃,重获生机!

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真空 tube 结构:阳极(板极)、栅极 、阴极、灯丝



尽管阿姆斯特朗花了十余年完善连续波收发信机的稳定性,但他深知“再生式”设计的重要性。1913年1月,因资金匮乏,他明智地对电路设计进行了公证。



同年,李·德·福雷斯特借鉴R.冯·利本的正反馈技术改良三极管,AT&T随后为其新电话网络开发了首个真空管中继器,但增益仅约20倍且存在寄生电容问题。


为提升放大能力,工程师在电子管中增加栅极:
- 四极管(2个栅极,第二栅极称“屏栅极”,隔离控制栅极与板极),增益约600倍;
- 五极管(3个栅极),增益可达1500倍!
至此,李·德·福雷斯特的三极管终于推翻了“火花之王”的统治!


本文译自外文资料:

http://www.astrosurf.com/luxorion/qsl-ham-history4.htm

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