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国家无线电监测中心乌鲁木齐监测站
万峻 冯宝强 张宁 韩仿仿 徐国强 王涛 高爱华
0 前言
在《中华人民共和国无线电频率划分规定》中，业余业务（amateur service）是指供业余无线电爱好者进行自我训练、相互通信和技术研究的无线电通信业务。加大对业余业务频段的无线电监测，可有效保护合法电台的正常使用，维护空中电波秩序。
国家无线电监测中心乌鲁木齐监测站技术人员经过长期的工作实践，对出现在短波业余业务频段内的常见信号进行分类，总结了一些信号特征以及相应的监测方法。
1 短波业余业务中常见的
信号类型及监测方法
短波业余电台由收发信机、天馈系统、配套电源等组成，具有am、fm、ssb、cw等多种工作模式。在监测工作中，技术人员通过对接收信号进行声音识别、频谱波形比较，并进行调制方式识别、调制速率测试以及编码特征、发射瞬态特征分析等操作，以获得信号的时间特性、频率特性、能量特性和信息特性。
（1）模拟调制信号
① cw（continuous wave）等幅报信号
业余无线电cw通信通常是指用“电报电键”或其他替代部件（如电子式自动键、计算机程序控制的键控电路等）按照全世界通用的“莫尔斯电码”（morse）控制载波的通断，也可以按照日文、俄文或者其他收发双方约定的公开电码进行键控。通常，中继台、信标台的呼号都是以morse发送，一些遇险呼救信号也可能是用morse发出。
在日常监测中，cw信号很容易识别，音频存在长短不一的“滴滴”声，频谱图可较明显地显示出信号的通断（如图1所示）。专业监听人员或计算机辅助程序（如“koch”软件）可以对其进行解码。由于cw信号的带宽窄，我们通常将音频解调带宽和测向带宽分别设为0.3khz，以便得到满意的声音效果和稳定的示向度。
② ssb（single side band）单边带语音信号
单边带调制就是只传送调幅双边带信号中的一个边带，以提高频带利用率。由于历史原因，业余无线电通信有不成文协定：当通信频率低于9mhz时采用下边带调制，高于9mhz时采用上边带调制。
在业余无线电通信中，ssb信号使用非常普遍，多为对讲明话。频谱图如图2所示。在监听信号时，通常将音频解调带宽设为3khz，选择正确的解调方式，调整接收机中心频率直至能听清对讲内容。
（2）数字调制信号
随着无线电技术的发展，业余无线电爱好者开始尝试语音以外的通信方式，开始运用数字调制信号。将收发信机与计算机连接起来，通过专用的软件进行操作，进行rtty、sstv等模式的通信，极大丰富了业余无线电通信的内涵，但是也增大了无线电监测的难度。数字信号识别需要专业的信号分析识别设备和软件来处理，如agilent e3238s/n6820e、r&s gx430。但在信噪比低、多径干扰严重的短波频段，现有的识别设备和软件没有足够的识别率。在日常监测工作中，技术人员大多是根据实际工作经验，观察信号的实时频谱图，听取信号的声响特征，并利用音频分析软件等多种手段对短波数字信号进行识别。
① sstv（slow scan television）慢扫描电视信号
在业余无线电通信中，有时采用间接调频的方式，使射频的频率调制过程并不直接发生在发射机的射频部分，而是交给计算机或者专用设备在音频范围完成，产生一个音频调频（afm）基带信号，然后再由发射机以ssb方式在频率轴上平移到射频载频上，变成最终的射频调频信号，其原理如图3所示。
sstv技术是其典型应用之一，主要为hf业余频段设计。因为hf段频率很拥挤，一般通信电台至多只占用3khz的话音通道，不能像vhf、uhf以上频段那样使用数兆赫兹的视频通道来传输较高质量的活动画面，相对于普通电视快速刷新画面有时把它叫做“静止画面传输”。黑白的sstv通常采用1900hz的音频作为副载频，用扫描得到的图像信号幅度对其进行调频，1200hz代表同步脉冲，1500hz代表黑电平，2300hz代表白电平，如图4所示。每行传输时间为66.7毫秒，其中同步脉冲宽5毫秒。常见的黑白sstv扫描速度标准有三种：8.5秒（128行）、17秒（256行）和34秒（256行），清晰度越高，需要的时间越长。彩色sstv的调制方式与黑白相似，但是每一行像素的已调频信号分成三组，分别代表不同彩色或亮度。
② rtty（radio tele typewriting）无线电传信号
业余无线电fsk数字通信经常使用间接调频的方式，即频率调制发生在音频范围，形成“音频频移键控（afsk）”，然后向射频载频进行频率搬移。rtty是fsk数字通信信号最简单的方式，被称作无线电“自动电报”或“印字电报”。它提供从字符键盘发送信息到字符显示接收信息的通信。由于rtty信号的频率只在两个固定频率之间偏移，所以也可称作“双频频移键控（2fsk）”。
对于rtty信号，可用单边带方式解调，声音类似很清脆的两路铃声。其频谱图上一般有两个频率快速跳动，较容易辨认，如图5所示。应用cooledit软件，可以分辨出两个调制频率的音频频谱。
③ mfsk多频频移键控
调制频率在多个固定频率之间偏移，则称为“多频频移键控”。
业余无线电通信中常用的一种mfsk数字通信方式是mfsk16，它使用总带宽316hz内的16个频率，每个信号只包含其中一个频率，每个信号可以表示16个状态之一，相当于一位16进制数，合4位二进制数。
④ psk31（phase shift keying31）移相键控调制信号
psk31是一种带宽为31hz的移相键控调制无线电通信模式，选用了31.25bit/s的数据速率。一个3khz话音带宽可以容纳很多psk31信道。psk31在同等情况下的信噪比要高于cw模式12db。psk31模式所占的频带更窄，抗噪声能力更强，因而误码率更低，是一个可以在比较恶劣的通信条件下完成无线电通信的模式。业余无线电爱好者对psk31的调制一般由个人计算机控制声卡完成。
2 短波业余业务频段的监测方法
短波业余业务频段的监测主要包括两大部分内容：一是对短波业余业务频段进行自动监测，对扫描数据进行分析，掌握各频率使用规律；二是对短波业余业务频段进行人工监测，测量、记录信号的时域、频域、空域等信息，通过查询台站数据库等手段，了解信号的使用性质。通过人工监测与自动测量，我们可以建立监测数据库，便于全面地掌握特定频段的使用情况，监督合法电台按指定参数工作，发现并查处非法设台行为。
（1）按照频率使用规则进行监测
业余无线电爱好者一般遵守一些约定俗成的频率使用规则。了解这些规则有助于提高监测效率，判定信号类型。
在7.030mhz～7.040mhz、14.080mhz～14.100mhz、21.080mhz～21.100mhz、28.050mhz～28.150mhz频段经常出现rtty通信；
在7.033mhz、14.227mhz、14.230mhz、14.233mhz、21.377mhz、21.340mhz、21.343mhz、28.680mhz等频率上常有sstv通信；
在13.899mhz频率上有发送气象信息的fax信号，在17.429mhz上有日本电台为远洋船发送的传真新闻报纸等信号；
在14.010mhz～14.030mhz常有cw通信；
在14.070mhz附近常有psk31通信。
业余无线电爱好者信标频率为14.100mhz、18.110mhz、21.150 mhz、24.930 mhz和28.200mhz。
（2）监听语音，确定发射地点和使用性质
业余电台呼号是识别业余电台的重要标志，每一个呼号包含着这个电台的设备、设台地点、使用的频率、功率、操作员的等级等信息。业余无线电爱好者通信联络均以“cq”开头，且在交谈中经常提到电台呼号。通过监听内容即可分辨是否为业余无线电通信，通过对电台呼号的识别，可确定电台设置的地点。
（3）在业余无线电爱好者网站收集信息
业余无线电爱好者在互联网上建立的网站，是爱好者之间进行交流的平台。在这些网站上，一般可以查询到业余无线电爱好者的通信装备、电台日记等信息，可以了解业余无线电活动情况和通信方式。
（4）利用通信软件进行监测
业余无线电爱好者将收发信机与计算机连接，通过mmsstv、mixw2、mmtty、cwget等软件进行数字信号的发射与接收。监测人员可将计算机与监测接收机连接，利用这些软件建立与业余无线电爱好者相同的环境，通过调整各类参数，以达到正确接收其信号内容的目标，实现对数字信号的识别和解码。
（5）利用信号分析设备和专用软件识别信号
目前，agilent e3238s、r&s gx430等设备可以对部分信号进行实时的调制分析与解码，确定信号的时域、频域、信息域等特性。而在没有这类先进设备的情况下，监测人员可通过一些软件，如cooledit软件，对录制的信号音频文件进行分析来判别信号的频域特性。
（6）利用全国短波无线电监测网交会定位
发现可疑信号时，我们可启用全国短波无线电监测网中各站的设备，对此信号进行联合测量，用多站交会定位信号发射源。
参考文献
[1] 陈平 项军．中国业余无线电 [m]．深圳：海天出版社，2008
[2] 胡中豫．现代短波通信[m]．北京：国防工业出版社，2003
[3] 朱庆厚．无线电监测与通信侦察[m]．北京：人民邮电出版社，2005
[4] 徐明远 陈德章 冯云．无线电信号频谱分析[m]．2007
[5] 国家无线电监测中心．频谱监测手册[m]．北京：人民邮电出版社，2006
[6] 于淦．对短波信号调制方式识别方法的研究[j]．中国无线电．2008,（7）：47-51
(来源：中国无线电 作者：万峻)
