无线电小众玩法之QRP新玩法——WSPR(弱信号传播报告器)

第一篇：无线电小众玩法之QRP新玩法——WSPR(弱信号传播报告器)

无线电小众玩法之QRP新玩法——WSPR（弱信号传播报

告器）

钻研、探索和发现一直以来都是无线电爱好者的代名词。今天给大家介绍一个短波的新玩法，在国外这已经不是很新的技术了，鉴于国内材料很少，特总结编纂了一下，分享给大家。读懂此文章需要相应的无线电专业知识，Prepare yourself！前言

使用业余无线电通讯之所以比使用互联网和手机更具可玩儿性，是因为短波无线电波的传播是有非常强的不确定性的，你永远不知道你发出的信号在哪里被接收了，被谁接收了。如果您真正享受这种不确定性带来的新奇与快感，那么你绝对愿意上手一试，亲自体验下WSPR。WSPR是一款能让你加入到全球低功传播信标网络的软件。有了它，你不但可以使用自己的电台发射信标信号，还能接收同业余频段下其他有相似设备站点发出的信标。各个参与的站点在接收信标的同时又将其上传到网页服务器，信号发射完成后，你可以分分钟在地图上查到接收地点和接收强度，地图上甚至能够显示信号的传播路径。如果你在忙其他事情，只要保持WSPR在运行状态。随后可以随时搜索数据库查看你信号被接收情况。还能通过分析过往的信号报告，了解季节性的传播变化或天线调整对于信号的影响。什么是WSPR？WSPR是“弱信号传播报告器”几个英文单词的缩写。很多人都把它叫做whisper（悄悄话），一个不太正式的名字，但却惟妙惟肖地阐释了WSPR的核心含义：微弱信号的收发。WSPR这款软件应用由诺贝尔奖得主，普林斯顿大学物理学家Joe Taylor（呼号K1JT）开发。2008年4月份首次发布，使用一种叫做MEPT-JT的传送模式。（JT代表他本人名字Joe Taylor，MEPT代表人工试验性发射机。）MEPT并不是严格意义上只属于WSPR。MEPT通常是指那种能够通过慢速摩尔斯电码发送信标信息的自制型QRP发射机（QRSS）。这种发射机发出的弱信号能够通过一个叫做“抓取器”的软件达到可视读取的程度。抓取器通过水平瀑布方式显示、探测并着重标志出低于噪音阈值的信号。通过读取屏幕上瀑布图显示的点、划可以解读具体信息。就连EME（月球反弹）这样弱信号QRSS模式下发出的信号都能够很轻松地读出来。MEPT中“人工”这一词指明了无线电操作者的持证需求。就像平时使用CW，SSB或者其他数据模式时一样，操作者并不需要持特种MEPT操作证书。其实，很多热衷于MEPT的操作者们通常都避免使用“信标”这个术语。因为没有特殊证件条件下的信标操作是被授权委员会明令禁止的。WSPR一旦安装完毕，就可以自动运行了。软件会记录你每次发射时的数据，存储接收到的“信标点”。即使你分身乏术，无法上频率通联也不必担心。因为以上工作也都能由软件自身完成。据了解，很多HAM让WSPR全时段运行的。难道是他们睡觉忘关软件了？lol！请继续阅读，下文即可见分晓。操作原则WSPR本身不使用慢速摩尔斯电码。信号是在微调节和低速率下的频移键控。实际使用中很多人都错误地认为是软件故障了，因为他们听到的是完全没有调制声音的纯平音调。其实是人们忽略了一个事实：WSPR占用带宽仅为6Hz，这样才能让很多站点在200Hz范围内进行无干扰操作。每次MEPT-JT发射都只持续2分钟，一旦偶数分钟计时点开始，信号传送再次启动。发射机与接收机需要同步工作，这使得电脑时钟的准确性成了WSPR成功的先决条件。信标传输信息包含呼号，定位器和功率。通过加密打包来减小数据的体积，要注意只有标准的呼号才能用，任何附加任何前缀，后缀或者特殊的呼号都不被接受。在排除错误站点时，使用前向纠错技术，以在传播不好的情况下提高抄收几率。WSPR这款软件包含接收，解码和发射的功能。当然，发射多少就取决于你啦。大多数操作者将软件设置为每4-5分钟发送一段时长为2分钟的信号片段。这就创造了随机性，即使是同一时间开始发射的两个站点也不一定是在同一个信号片段内。时钟同步如之前所说，电脑时钟的准确性至关重要。WSPR一旦开始发射或接收，电脑时钟几秒钟的时间误差都会导致信号加密的失败。因此一定要在互联网时间服务器来帮助校准电脑的时间。在调整时间的界面选择同步互联网服务器时间即可。收发机设置WSPR需要连接电脑声卡和收发机，你才能发送自己的信号或者解码接收的信标。如果你不想使用声控VOX的话，则需要一根能够控制收发机PTT键的RTS串口控制线。如果你已经有了像PSK31这样的数传设备，那么一切就都方便了。但是如果通过全电脑控制，数传软件可能需要使用电脑命令来控制收/发的切换。WSPR只能使用RTS来控制PTT，所以你需要在收发机上进行设置或者安装晶体管开关来实现PTT和RS-232 RTS信号界面的切换。如果不便使用串口来控制PTT，可以尝试VOX。因为MEPT-JT是窄带模式，你收发机上频率调整刻度最好是在几Hz的级别。如果你没有精确的频率刻度设备，一条简便的做法就是使用SSB模式在AM短波广播站频段进行调谐，通过看分析软件或者数据模式软件上的瀑布图，来测量载频外差的频率。短波广播站点发送的信号频率都是5KHz的倍数，精确度能够达到最大只有1-2Hz的误差。在当前某一站点频率基础上上调或下调1Hz（比如站点频率为 5.985 MHz，1Hz频差就是5.984000 MHz或者5.986000 MHz）再测量载频发出的声音得出的数据应该是精确的1000Hz。此检查可以找几个不同的站点进行测试以防单个站点数据不准。设置 WSPR如果电脑时钟和收发机接口界面已经设置好，可以开始安装WSPR了。下载完成后可以像安装其他任何软件一样在windows下进行安装。WSPR安装完毕后双击打开，展现在你眼前的是一个控制窗口。此窗口可以最小化但是无法隐藏。点击Setup中的Options选项。输入你的呼号和六位数字的定位器，输入用来控制PTT的串口号。（如果是串口1，则输入1）。如果你要使用VOX，输入0则可以禁用PTT控制。选择发射功率，所有dBm值都已经集成到软件中，用户直接在菜单中点击选区即可。比如：30dBm(1W)、33dBm(2W)、37dBm(5W)、40dBm(10W)大多数人使用1w、30dBm。需手动把收发机功率设置到同样的数值。然后关闭Options窗口即可。好了，准备工作基本完毕。我们现在测试一下30m波段。这个波段是WSPR使用者最受欢迎的，你可以先试一下：把你的收发机调到30米波段，设置声卡数据模式。应该设置在USB模式，这样音频声调就在载频抑制中正确的一方了。把收发机调整到 10.138700频率，并把此频率复制到WSPR主窗口的Dial freq一栏。最新版本的WSPR有预设好的频段菜单，能方便你选区要操作的频段并自动选取对应的Dial freq栏。WSPR无法将你的收发机调整到相应的频率，需用户手动设置。瀑布图右侧的刻度范围从100到300。这代表频域为10.140100-10.140300，转盘频率加1.5KHz, 误差为正负100Hz。WSPR会在这200Hz的频段内进行监测。所有其他在30m频段的使用者们会收听到同一个片段。接收点击T/R Cycle中的Rx radio按钮并等待。下一个偶数分钟计时开始时，WSPR右侧底部的状态栏中会显示Receiving（接收中）。接收会持续1分54秒，期间瀑布图中不会有任何显示。稍后显示Waiting to start（等待开始）数秒等待后一块瀑布会在显示区出现。若看到水平方向上有较虚的痕迹，说明你可能接收到了其他WSPR使用者的信号。如果够幸运，软件可能已经将信号加密并在Band Map和窗口下方的信息记录栏中显示了详细信息。当时钟已过00秒，WSPR又将开始新的接收。暂时没有接收，不要急，详细查看瀑布图部分。如果有模糊的“噪音”图形显示，可能现阶段没有正在发射的站点。如果瀑布图部分完全空白显示，很可能是发射机端或者混音器连接或安装有问题。因为瀑布图每两分钟才更新一次，所以需要耐心等待。使用常规的数据模块程序检测音频是否被声卡接收后再查看瀑布图是否有信号出现。如果你有多块声卡。需要在设置选项中确认好声卡编号。方法如上文所提及。如果你确认接收机工作正常，勾选Upload spots选框。勾选即触发接收信号上传机制，所有已接收信号会全部上传到WSPRnet.org官方网站的站点数据库。这才是WSPR最有意思的地方。通过它无线电操作人可以了解到他们发出信号的接收地和接收强度。同样还能展示出清晰的传播图。发射完成以上设置后，你基本上已经具备了首次MEPT发射的条件了。但是在发射前，必须在WSPR窗口中TX freq栏内输入你的发射频率。最简洁的做法就是在瀑布图中用鼠标双击。选一个没有被其他站点使用的点，比如说在10.140100 到 10.140300之间选取。再次检查确认收发机的发射频率与你之前在软件中设置的值是否匹配。（之前如果输入的是30dBm，你需要在收发机端设计的发射功率即为1w）现在点击T/R cycle 控制部分的20%按钮并等待。最终，等一个新的两分钟时段开始的时候，WSPR会显示Txing: G4ILO IO84 30这样的字符。表示系统正在发送包含你的呼号，定位器和发射功率在内的详细信息。1分54秒后，屏幕会再次显示Waiting to start（等待开始），然后再次接收。每个2分钟时段的开始，你的站点都会以20%的几率进行传送。如果活动比较低，你可以选择25%或者33%的传送频率来进行提升。传送结束后，稍适等待，再打开WSPS站点数据库。就可以看到你的信号已被其他WSPR用户接收和解码。在数据库中就能找到站点显示了。恭喜，现在你已经是一名熟练的WSPR网络操作者了。在其他波段的操作现阶段30米段是WSPR操作人数最多的波段，你可以从这个段开始，奔涌而来的数据和站点信息绝对会帮你建立信心，让你更从容地走下去。但是相信你绝对不甘只在30m段上玩耍，众多的其他波段给你提供了更广阔的探索空间。WSPR能能决定LF波段灰线传播的发生率。比如，在短波段接收端，WSPR可以用来探测15m或10m段的打开。还能用来探测并提醒操作者们6m和2段电离层E层的打开情况。这一切的一切，只需要有足够的操作者建立站点并在相应频率上进行接收和发射。编辑此稿时下表中的频率可以推荐给大家使用BandDial freq(MHz)Tx freq(MHz)160m1.8366001.8380003.59420060m5.2872005.2886007.04020030m10.13870010.14010014.09720017m18.10460018.10600021.09620012m24.92460024.92600028.1262006m50.29300050.294400144.490100