走近EME通信实验下篇

时间：2014-11-22　来源：中国集群通信网　作者：吴国光　点击：次

主页（http://www.pttcn.net）：走近EME通信实验下篇

要成功地完成EME通信，必须有一定的基本器材装备，如收发信机、天线以及附属设备等。这些装备的功能与整体系统所能发挥的能力有着密切的关系。从理论上讲，发射部分重点是大的发射功率，对于接收机而言，高的灵敏度和低的噪声是重点，而天线系统主要是高增益低损耗等。EME通信系统中，发射机的输出功率经由低损耗的电缆送至天线端，再由天线向月球发射。由于电波的路径非常长，并且月球反射波散开的面积非常大，接收天线只能收到很小的回波，接收天线输出的微弱信号经过前置放大器预放大以后，送到接收机进行变频、中频放大和解调，最后恢复出声音信号，输出供人或电脑进行信息判读。如上期所述，采用JT65模式进行EME通信，由电脑运算进行信号的调制和解调，操作者根据屏幕的信息进行判读，令EME的操作门槛大为降低，可以采用相对比较普通和简单的器材，即使你只有一根八木天线和几十瓦的功率，通过努力也可以享受EME通信的乐趣。

个人认为，使用2×5单元阵列比使用单个10单元八木天线有优势。为啥？从方向性方面想想，方向性越尖锐越能集中能量击中月球。把八木天线堆成天线阵列可以提高增益和方向性，但将八木天线摆在一起会产生彼此干扰的现象，因此天线之间的距离需要耐心调整，以求得到最佳的增益和方向性。天线阵列由多条八木天线组合，若分别输入信号会形成非常复杂的系统，一般采用功率分配器及电缆移相器等将输出功率做适当的分配，调整后再分别馈送到每条八木天线的输入端。频率高的天线结构比较小，并且增益容易做得比较大。因此，在居住条件比较狭小的日本，天线比较小的430MHz和1.2GHz等高频段EME通信比较活跃。1.2GHz频段以上的微波频段除了用八木天线阵之外，比较多的是采用抛物面反射式天线，抛物面天线的增益更大，方向性更好。抛物面反射式天线的增益和抛物面的截面积有关，所以，抛物面天线的增益能够做得非常大。抛物面天线的反射面并不需要用整块金属板制作，可以采用金属网或金属条来构成，只要反射网的网孔小于十分之一波长就可以。这样可以节省制作材料，使制作变得容易，同时，也可以大为减轻天线的重量，减少天线的风阻，减轻天线在架设、跟踪和定位等方面的困难。抛物面天线只要通过更换或者增加馈源就能改变天线的工作频段（当然增益和指向性等特性会有变化），而且通过旋转小小的馈源就能改变天线发射和接收的极化，这样就能更方便地跟踪调整天线的极化来减小法拉第旋转引起的信号衰落。因此，抛物面天线被广泛应用于EME通信。

第二种是极轴架设。天线固定在一个主轴上，预先调整主轴安装仰角角度和月亮轨道平面相垂直（注意不是和地面垂直哦）的位置上固定好，这样只要单纯旋转主轴，就能在整个看到月亮的天空中跟踪月亮。由于月亮在天空的移动速度比较慢，大约每小时15°，因此，采用这种架设方法很容易用人工追踪月球，只要你有足够的体力跑来跑去调整天线的旋转角度就行了，这可是强身健体的好方法。就算用电动控制，也只需要采用一个天线旋转器，只要坐在Radioroom(电台室)里就能够随时控制天线对准月球，多爽！第三种是两轴架设。天线分别由水平方向（东南西北）旋转器和垂直方向（仰俯）旋转器控制（有的厂家把两个旋转器做在一起称为水平仰角旋转器）。采用这种架设方法的天线可以指向空中任意一点，这是最普遍的EME通信天线的架设方法。受欢迎的原因是建造的方法清楚明白，不像极轴架设那样需要设置极轴仰角角度（因为这个角度会随着月亮的轨道平面相对地球赤道面作不停地摆动而变化，每天大约有2°的变化量，因此，每次运用都要进行调整）。但是，两轴架设要有效地追踪月球，需要同时调整方向角和仰俯角。所幸的是随着个人电脑的普及，已经有HAM开发出利用电脑控制两轴旋转器的跟踪软件和接口，只要在软件中设置好电台所在位置坐标，软件会自动从网上下载标准时间和月球准确的轨道信息，软件即可自动计算和控制天线实时跟踪月球，在整个EME通信的过程中，甚至都不需要人去干预。通过改变下载输入的不同轨道参数信息，软件还可以使天线用于跟踪各种卫星，从而使天线很容易地用于进行卫星通信。有的HAM嫌用电脑控制麻烦，干脆在天线上安装一个小摄像头，通过人工操作旋转器使从摄像头上看到的月亮影像在屏幕中间，由于月亮在天空的移动速度慢，如此也能达到跟踪月亮的目的。但这种方法在有密云或雨天时就无法应用了。