中国少有的实验性信标台，BJ4HSE，欢迎提供信号报告 [复制链接]

2009年7月18-22日，上海部分ham将在东海之滨设立短波日全食信标台，呼号bj4hse。
crsa核准频点3.515、7.025、14.110。21m的21.110作为备用。发射功率50w。天线将使用1/4波长gp（3.515为中间加感的缩短型天线，天线长度约为12米）。信标内容为bj4hse total solar eclipse beacon，pse rprt to bj4hse@gmail.com等幅报。

本次活动由by4aa牵头，ba4dc提供技术支持，bg4crn策划及组织，bg4enk提供4根单波段gp天线，《上海fb论坛》网各位网友ham提供部分电台设备，其他热心ham提供后勤等帮助，在此表示感谢。

在此恳请各位爱好者及ham能提供日食前后的信号报告，包括但不局限与声音、视频、文档、图片、表格等信息，这里先行致谢。
信号报告可以发邮件到bj4hse@gmail.com，如果是视频文件比较大，请将光盘寄到上海市浦东新区龙阳路2277号12楼陈勇凌收，201204或来电商量报告发送方式，电话15221229812。

对于7月18日－22日活动期间能与by4aa/4建立连接完成qso的ham，我们将签发by4aa/4的qsl卡片及bj4hse的守听纪念卡。

请提供bj4hse信号报告的朋友及ham，在提交报告的时候留下通信地址，我们将寄发bj4hse的守听纪念卡。

7月18日－22日by4aa/4工作计划：
7月18日到现场安装天线设备，并计划在下午开始on air，使用频点7.060－7.070、14.270-14.290。
7月19日on air使用频点7.060－7.070、14.270-14.290。
7月19日utc1200，由于信标台开始发射信标，如果现场没有出现较大干扰及有多余电台继续工作，反之qrt。
7月22日utc0600准备拆除信标台，同时by4aa开始工作，utc1200 by4aa/4准备收设备qrt

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如 何“倾 听” 日 食
    作者 钱汝虎

    日食“听”得见吗？
    当一次日全食降临之际，随着日面渐渐被月球遮掩，明亮的天空会迅速变暗，气温明显下降，湿度上升，一些动植物也会表现出异常反应--这都是我们能够直接观察到的日食效应。其实在日食期间自然界还发生许多眼睛看不见的奇妙现象，需要借助望远镜以外的手段才能观测到。例如，天上的电离层也会由于日食而出现短暂而明显的变化，利用短波无线电通信设备--甚至一台广播收音机，就可以进行这方面的简易观测。
    我们不妨把电离层的日食效应观测通俗地称为“听日食”。与传统的日食光学观测相比，“听日食”有三个特点：
    1. 基本不受天气的影响，即使日食时阴云密布甚至下大雨，观测仍能进行（除非受到强雷电干扰）。
    2. 如果设计和组织得当，观测地域可大大超越全食带。
    3.
    科学家对电离层的了解并不是非常透彻，而且“听日食”的观测与实验至今开展得并不多，所以这项活动的科学价值显然高于已经有无数人尝试过的日食拍摄，观测者获得意外发现的幸运机会也比较多。
    另一方面，“听日食”也受到一些条件限制：
    1. 观测者需要具备一定的无线电知识和技能，特别是对短波通信有所了解。
    2. 若想真正进行具有科学意义的观测，必须组织一个基本观测网络，分布在相当大的范围里协同操作。
    3. 对使用的器材设备有一定要求。
    4．需要坚持较长时间观测，日食之前以及之后的几天都应该做同样观测，以便日后对照，凸显出日食的效应。

    “听”日食的科学原理
    以前天文学家利用日食过程对太阳进行射电观测，可以巧妙地测定某些太阳射电特征的具体位置，研究它们与日面上哪些可见细节相对应。本文所说的“听”日食则相对要简单得多，不需要使用射电望远镜直接
    “收听”太阳射电，而是通过地面上两点（或多点）的短波无线电传播，间接地观测地球电离层的变化，这有助于研究在日食时日-地关系的短暂变化。
    距离地面约50到1000公里的这一层地球高层大气，就是电离层。这里的大气分子和原子受到太阳紫外线、Χ射线和高能粒子的撞击而电离，产生了大量自由电子和正、负离子，形成一个等离子体区域。从地面传来的无线电短波进入这个区域，会改变传播速度，发生折射、反射和散射。
    电离层自下向上可分为c、d、e、f1和f2层。e、f2层能反射无线电短波，使短波电台的信号传到很远的地方。但是d层却对电波有强烈吸收作用。由于d层位于e、f2层的下方，电波先通过它再到达反射层，信号强度会受到衰减；而且电波的频率越低（即波长越长），衰减越严重。
    一团电离气体若要能够反射电波，就不能含很多中性原子。因为自由电子与中性原子碰撞，会使电波衰减。d层之所以吸收电波，就是因为这里的中性非电离粒子密度比e层要高上千倍，以至于一个电子平均每秒钟要同中性原子碰撞大约1千万次！大白天，人们在10mhz以下的短波频段收听不到远方的电台广播，就是因为d层的吸收了远方的电波信号。
    d层主要是太阳的紫外线和x射线辐射造成的，到了夜间就消失了，这时在短波低频段就能收听到远方电台了。
    d层的化学组成和物理性质都很复杂，但科学家对它研究得不够，因为d层的高度范围大约为50-90公里，超过了飞机、气球等航空器飞行的极限高度，却又低于卫星、飞船等航天器的轨道高度，很难对它进行实地探测。发生日全食时，太阳辐射突然消失，又突然重现，与日出、日落的过程既相似又有明显差异，这就为我们提供了一种特殊的探测机会。
    由于短波广播和通信都是靠电离层反射把信息传送到远方的，如果我们在日食时接收一个位于全食区（即月球本影内）用短波较低频率发射的电台，根据所接收到信号的强度变化，就能推测出电离层在日食过程中发生的变化。
    当然，也可以在全食区内接受其他地方的电台所发信号。但是从全食区里发射可以让分散在许多地方（理论上是世界各地）的人来收听，实验效果当然更好。

    几个实例
    ◆1970年3月7日美国南部发生日全食，佛罗里达大学的科学家在业余无线电台爱好者的协助下，在全食带经过的佐治亚州威克劳斯镇（waycross,georgia）设立一个75瓦功率的短波业余电台，用3.570mhz频率每隔4秒钟拍发2秒长的等幅波信号，并定时间发出本电台的识别呼号；在南边约190公里的佛罗里达州斯坦因哈奇（steinhatchee,florida，也在全食带上）设立了一个接收台，接收并记录来自佐治亚的电台信标。为了得到该地区平时电离层的传播规律，在日食发生的前后几天，以及在夜间，都进行了相同的通信实验。
    日食当天，佛罗里达州和佐治亚州的大部分地区天阴，令苦苦等待目睹日全食奇观的人们非常失望，可是这项电离层观测却获得圆满成功，人们发现，全食时接收到的信标明显增强，最大变化达到17db，与夜间传播水平很接近。在全食时，信号强度呈现一段陡升线；生光后，信号经过几次起伏再出现陡降，但并没有直接恢复到原先水平，而是先有一个回升，再缓慢下降，而且在1小时里一直高于日食前的水平。信号最强的峰值出现在食甚8分钟后，当时月影并不是在发射台与接收台的正中点，而是位于威克劳斯镇以北。

    ◆1997年3月9日早晨，位于我国最北端的边陲小城漠河发生了20世纪中国境内可见的最后一次日全食。我参加了中国天文学会和黑龙江省科协组织的日食观测专列前往漠河，不过我放弃了用望远镜照相观测，而是带上我的业余电台，日食时在40米波段(7.0mhz)连续发射等幅波信号，请各地业余电台监听并记录信号强度。
    事后我收到许多收听报告，其中有重要价值的约20件。从这些报告中归纳出以下结果：
    --距离漠河800公里之内的收听者，都报告日食时信标明显衰减。漠河的全食时间是:
    ８时0２分34秒初亏，９时0７分40秒食既，9时09分30秒生光，10时19分45秒复圆。黑龙江省的讷河、北安、大庆、伊春的收听者在8点26分至9点之间相继听到信标开始变弱；8点49分至9点05分仍按同样的顺序听到信标消失；9点25分左右，信标微弱重现；9点40分至9点46分，信标骤然增强，恢复正常。
    --大庆、庆安（也位于黑龙江省）的收听者报告：全食前后一段时间，1000公里之内的电台几乎都听不到了；但是更远的华北、华东、中南地区电台仍可清晰接受。北安市一位朋友对信标作了全过程录音，显示全食前、后20分钟里，可以清楚接受到远方海上渔民电台的对话，却听不到600公里之外的信标。
    --在离漠河800-1200公里的区域，收到信标有幅度不大的衰减，全食后信标强度回升比较明显，发生时间约在9点15分至9点30分。至于1200公里之外，多数报告认为信标变化不很明显，虽有波动，却很难判定是否日食效应，因为平时短波传播就不很稳定。有两份报告说信标明显增强。
    我试对上述现象作了分析：
    在月球本影笼罩区域（即全食区）及周边地区上空，电离层的f1层有明显变化，很可能短时间消失了（平时f1层在夜间消失）。波长40米的电波信号就是经由反射传播的。f1层的局部消失造成电波发射不到邻近地区，但是月影之外的f1层依然存在，所以与远方的电波联系还能反射传播。
    日食后，f1层的重新形成比全食结束要之后30分钟左右，等待足够的太阳辐射来恢复电离浓度。不过一旦恢复，电子密度就增长极快，所以有信号骤升现象。经验丰富的业余电台爱好者知道，日出和日没时，往往有10分钟左右的短暂时间可通联到远方电台，这可能也是电离层刚受到太阳照射时的活跃反应。

    ◆1999年8月11日，月球本影扫过欧洲，那里也是世界上业余无线电通信最普及的地方。美国航宇局（nasa）早早呼吁日全食所到之处的业余电台都来参与电离层实验。比利时业余无线电联盟（uba）在比利时皇家气象所（rmi）的科学家j.c.
    jodogne的指导下，分别在比利时西北部的ghent和南部接近全食带的arlon设置了两个信标台，从8月7日至11日每天用40米、80米和160米波段发射等幅波信标。各地爱好者用自己的接收机守听信标台，接收到的信号被送进电脑自动记录下强度变化。
    uba请它的成员主要在40、80米波段上接收信标，因为160米波段平时白天只有地波传播，不通过电离层反射。
    这次实验最后获得了约150份报告，绝大多数都是40、80米波段的，但也收集到了足够的160米波段变化资料。
    图一是在153公里外接收到40米波段信标的变化图。在日出前后，信标有短暂的骤升骤降，以后虽有起伏，但总是维持一定的强度；直到日面被月球遮住一半以上时，信标急剧衰减，在全食区250公里范围内都观测到信标下降23-26db，并且消失了1.5小时左右，而后又陡然回升近30db，恢复正常水平。
    这个波段上观测到的过程和1997年漠河日全食时我们观测到的完全相符。


    在80米波段，刚刚初亏就接收到信标开始增强，全食时信标激增达到26db；全食结束大约1小时后日面复圆，信标完全恢复到平时水平。
    图二显示了175公里外接收到的信标变化情况。


    在160米波段，观测到信标激增基本上与短暂的全食同步，分布在50 -
    1000公里范围里的接收台都观测到了为时30分钟到超过2小时不等的信标增强现象，最大增幅30 -
    60db。全食结束后大约30秒钟内，信号就开始衰减了。

    2008-2010 我们能做些什么？
    2008、2009和2010年，我国境内将连续发生三次日全食或日环食，这是几百年难遇的观测资源，业余观测者除了开展传统光学摄影观测外，更应该积极创新，打开新的观测窗口。由于日食将接二连三出现，有利于我们反复尝试，在实践中及时总结、改进、提高，在较短时间里积累经验、取得成果。
    根据我国的具体情况，业余条件下的日全（环）食电离层实验可以在两个层面上开展。
    1. 天文爱好者和无线电通信爱好者联手，利用业余电台观测日食
    业余电台是20世纪国际很流行的一项活动，1990年代在我国重新兴起，发展迅速。现在许多大中城市的青少年活动中心、学校等建立了集体业余电台，并有数以千计的无线电通信爱好者通过培训、考核，取得了业余电台操作证书，开设了政府部门核准的个人业余电台，其中不少人也是天文爱好者。若能在全食区设立短波业余电台连续发射信标，就可供各地爱好者接收，如上文所介绍。
    这项工作需要很好地组织和发动。1997年漠河日食时，我们在一无经验、二无资料的情况下仓促上马，得到各地爱好者的支持，获得了一些结果。但这次实验存在的不足是显而易见的：发动和组织不够，包括我自己在内的参加者都缺乏培训和切磋，实验的硬件和软件都很简陋，这些欠缺最终导致没有获得定量的实验数据。我在事先根本没预料到，40米波段的信号在近距离会明显衰落甚至完全消失。
    目前，一些通信爱好者正策划在2008年8月1日的全食带上设立播发信标的业余电台，这方面的进展，包括提供自动记录信标强度的软件，会随时在业余通信网站上公布（例如“哈罗cq火腿社区”、“qrz.中国”等）。
    国家无线电管理法规规定，只有获得业余电台操作证书，才可以使用有执照的业余电台发射电波，但是并不禁止无证人员接收业余电台信号，所以你可以用一架收信机接收信标。只是普通的收音机收不到等幅波信号，现在市场上有德劲de1102、de1103、de1121,
    凯隆kk-s500, 德生pl600，索尼7600等收音机都有这项功能。de1121还带有mp3,可以直接将接收内容录音。
    有了合适的接收机，你还得学习一些业余通信知识和收听技巧，这方面的资料很容易在业余通信网站上找到。当然，如果你能找到对这项实验有兴趣的无线电爱好者（特别是呼号前缀为by的集体业余电台）合作，问题就简单多了。
    2．收听日全食的最简单方法
    如果你没有专用的短波收信机或能收到信标的收音机，那么就试试用普通收音机“收听日食”吧！
    a. 用收音机接收一个位于全食区内的短波广播电台。
    对于2008年8月1日日全食，最理想的信标是从陕西省蒲城发射的国家授时中心bpm标准时间标准频率信号。该台发射频率为2.5mhz，5.0mhz，10mhz，15mhz，交替全天24小时连续发播。这个时号在国内很容易接受到，也很少有干扰。它在半点钟和整点钟到来时，先播发bpm的摩尔斯电码，然后有女声播报bpm呼号等内容。
    推荐接收2.5mhz、5.0mhz的时号。注意，离蒲城太近的观测点会接收到来自发射台的地波信号，从而抵消了日食效应。
    b.
    用中波收音机接收位于全食区内、发射频率在1600khz附近的广播电台。由于日食发生在白天，在日食前可能收不到这个电台，你应该在前一天夜间把收音机调谐在这个电台，然后就注意不要触碰调谐旋钮了。在日食过程中接通电源，监听该台信号有没有出现或增强（事先必须确认该台在日食期间是否广播）。
    以上讲的都是全食区外爱好者的实验方法。对于全食区内的爱好者，可以接收全食区外的广播电台进行监听，可选的对象很多，主要考虑发射频率和信号强度是否合适。

    3. 几点提示
    不管你采用什么方法收听，都需要注意下列要点。
    a． 在日食前后两三天的同一时段都应该坚持收听并记录信号变化，以便事后对照、分析。
    b.
    接收点离公路、高压输电线等干扰源越远越好，避免汽车火花塞、交流输电等干扰。接收机最好用电池供电，避免来自输电线路的干扰。在接收机近旁不要用日光灯、节能灯、亮度可调节的台灯照明，这些灯具都会发出干扰电波。给接收机接上良好的地线，可以减少干扰噪声。
    c. 业余电台的发射功率比较小，所以接收机得接上合适的室外天线。
    d. 如果你的接收机有自动增益控制（agc）开关，应该将它断路。因为这个电路会在信号不稳定时自动补偿，削弱我们需要观测的信号波动。
    e. 如果不是把信号送进电脑处理，可以用收录机、录音笔或mp3把整个日食过程的信号变化记录下来，事后反复回放分析。

有意义的活动，顶!

很好,会守听的,问候dc钱兄.

有意义的活动

守听!顶!

已和钱兄确认届时参加信标接收录制，正在筹备设备计划场地。

ba4dc短信说有个山寨版的听日食攻略，期待早日出炉。

守后！！！！！！！！！！！！！！！！！

感谢4区的朋友组织此项活动！
一定积极参加，广泛宣传！

ba1eo

很有意义!

很有意义，支持。
到时尽量多收听，记录。

届时收听！

参与。
以前，有过多次在天体异常活动期间进行无线电通信试验、实验活动

非常有意义的活动！支持！

很有意义的活动,支持,争取那天请假到现场操作.

到时 守听   ！

这个要顶！！！！！我会准时守听的

支持信标台。

有意思,一定参与下

好活动！