短波收音机

Grundig卫星400固态,数字短波接收器,c。 1986

短波无线电是使用短波频段(SW)中的无线电频率无线电传输。乐队范围没有官方的定义,但始终包括所有高频带(HF) ,该频段从3至30 MHz(100至10米)延伸;在中频带(MF)上方,到VHF频段的底部。

短波带中的无线电波可以反射或从称为电离层的大气中的电动原子中反射或折射。因此,针对天空角的短波​​可以在地平线之外以很大的距离反射回地球。这称为Skywave或“跳过”传播。因此,与较高频率的无线电波相比,短波无线电可用于很长的距离,这些频率以直线(视线传播线)传播,并且受到视觉范围的限制(约64 km(40英里)) 。

TeslaMáj623a,捷克斯洛伐克的长时间中的波浪管接收器, c。 1956/57

无线电节目的短波广播在广播历史的早期发挥了重要作用。在第二次世界大战中,它被用作国际观众的宣传工具国际短波广播的鼎盛时期是在1960年至1980年的冷战期间。

通过广泛实施其他技术来分发无线电程序,例如卫星广播电缆广播以及基于IP的传输,Shortwave Broadcasting失去了重要性。广播数字化的举措也没有果实,因此从2022年开始,很少有广播公司继续在短波上广播节目。

但是,短波在战区中仍然很重要,例如在Russo-Ikrainian战争中,短波广播可以从单个发射器中传输数千英里,从而使政府当局难以审查它们。飞机通常也使用短波收音机。

历史

发展

无线电业余爱好者在Guglielmo Marconi的第一个短波传输上进行了很长的距离。

“短波”这个名称起源于20世纪初期的无线电开始,当时无线电频谱分为长波(LW),中波(MW)和基于波长度的短波(SW)频段。 Shortwave Radio之所以获得其名称,是因为该频段中的波长短于200 m(1,500 kHz),该波长标志着首先用于无线电通信的中频带的原始上限。广播中波带现在延伸到200 m / 1,500 kHz的限制上。

早期的长距离广播电报使用了长浪,低于300千厄尔茨(kHz)。该系统的缺点包括用于长途通信的非常有限的频谱,以及非常昂贵的发射器,接收器和巨大的天线。长波也很难在方向上横向横向,从而导致长距离造成重大功率损失。在1920年代之前,超过1.5 MHz的短波频率被认为是长距离通信的无用,并在许多国家 /地区被指定为业余使用。

无线电的先驱Guglielmo Marconi委托他的助理Charles Samuel Franklin对短波长波的传输特征进行了大规模研究,并确定其对长途传播的适用性。富兰克林(Franklin)在康沃尔(Cornwall)Poldhu Wireless车站索取了一个大型天线,运行25 kW的动力。 1923年6月和7月,从Poldhu到Cape Verde群岛的Marconi游艇Elettra的97米(约3 MHz)的夜晚完成了无线传输。

1924年9月,马可尼(Marconi)安排了从帕尔德(Poldhu)到他在贝鲁特( Beirut )港口的游艇上的32米(约9.4 MHz)的日夜进行的传输,他已经“惊讶” ,并发现他可以收到信号“整天”。富兰克林继续通过发明窗帘阵列空中系统来完善方向传输。 1924年7月,马可尼(Marconi)与英国总邮局(GPO)签订了合同,以从伦敦到澳大利亚,印度,南非和加拿大的高速短波电路电路,作为帝国无线连锁店的主要要素。英国至加拿大短波“ Beam Wireless Service”于1926年10月25日进行了商业运营。从英国到澳大利亚,南非和印度的Beam Wireless服务于1927年开始使用。

在1920年代,短波通信开始迅速增长。到1928年,超过一半的长距离通信已经从跨波动的电缆和Longwave无线服务转变为Shortwave,而Transoceanic Shortwave Communications的总体量大大增加了。短波电台比大型长波无线安装具有成本和效率优势。但是,直到1960年代,一些商业长波通信站一直使用。长距离无线电电路也减少了对新电缆的需求,尽管电缆保持了高安全性的优势,并且比短波保持了更可靠,更质量的信号。

有线电视公司在1927年开始损失大笔资金。严重的金融危机威胁着有线公司的可行性,这对英国战略利益至关重要。英国政府于1928年召集了帝国无线和有线会议,以检查由于Beam Wireless与有线服务的竞争而引起的情况”。它建议并获得政府的批准,以使帝国的所有海外电缆和无线资源合并为由1929年新成立的公司控制的一个系统,即帝国和国际通信有限公司。 1934年。

长距离电缆的复兴始于1956年,当时Tat-1横跨大西洋,这是这条路线上的第一张语音频率电缆。这提供了36个高质量的电话频道,随后在世界各地都有更高容量的电缆。这些电缆的竞争很快就结束了短波广播的经济可行性进行商业通信。

业余使用短波传播

Hallicrafters SX-28短波接收器模拟调整拨号, c。 1944年

业余无线电运营商还发现,短波乐队可以进行长距离通信。早期的长距离服务在非常低的频率下使用了表面波传播,沿路径的波长短于1,000米。使用这种方法更长的距离和较高的频率意味着更多的信号损失。这以及产生和检测较高频率的困难使商业服务难以发现短波传播。

无线电业余爱好者可能在1921年12月进行了首次成功的跨大西洋测试,该测试在200米的中波频段(接近1,500 kHz,在现代AM广播频段内),当时是当时的最短波长/最高频率,可用于Amateur Ra​​dio。 1922年,在欧洲200米的欧洲听到了数百名北美业余爱好者,至少20名北美业余爱好者听到了来自欧洲的业余信号。北美和夏威夷业余爱好者之间的第一次双向通信始于1922年的200米。尽管在技术上短时间的运行在技术上是非法的(但当时当局错误地认为,这种频率对商业或军事用途无用),但业余爱好者开始使用新近可用的真空管尝试这些波长我。

在1923年第二次全国广播会议上分配给业余爱好者的官方波长在150-200米长的较长边缘的极端干扰迫使业余爱好者转向较短和较短的波长;然而,业余爱好者受调节的限制到超过150米(2 MHz)的波长。一些幸运的业余爱好者在1923年在100米(3 MHz)上完成了数百个长距离双向触点的特殊许可,该波长短于150米,完成了数百个长距离的双向触点,其中包括第一个跨大西洋双向触点。

到1924年,许多其他专门许可的业余爱好者通常以6,000英里(9,600公里)及以上的距离进行跨波动的接触。 1924年9月21日,加利福尼亚的几位业余爱好者与新西兰的一名业余爱好者完成了双向联系。 10月19日,新西兰和英格兰的业余爱好者在世界各地几乎一半完成了90分钟的双向联系。 10月10日,第三届全国广播会议为美国业余爱好者提供了三个短波乐队,其80米(3.75 MHz), 40米(7 MHz)和20米(14 MHz)可用。这些是在全球范围内分配的,而10米的乐队(28 MHz)是由华盛顿国际Radiotelegraph会议于1927年11月25日创建的。1952年5月1日, 15米的乐队(21 MHz)向美国的业余爱好者开放。

传播特征

跳过区的形成

短波射频能量能够到达地球上的任何位置,因为它受电离层反射的影响,它被电离层回到地球(一种称为“天波繁殖”的现象)。短波繁殖的典型现像是出现接收失败的跳跃区。有了固定的工作频率,电离层条件的巨大变化可能会在夜间产生跳过区域。

由于电离层的多层结构的结果,繁殖通常同时发生在不同的路径上,该路径被“ E”或“ F”层散布,并且具有不同数量的啤酒花,这一现象可能会因某些技术而受到干扰。特别是对于短波带的较低频率,最低电离层层中射频能量的吸收可能会施加严重的极限。这是由于电子与中性分子的碰撞,吸收了射频的某些能量并将其转化为热量。天空传播​​的预测取决于:

  • 从发射器到目标接收器的距离。
  • 一天中的时间。白天,高于大约12 MHz的频率比低较低的距离更长。到了晚上,这个属性被颠倒了。
  • 频率较低,对一天时间的依赖性主要是由于最低的电离层层, “ D”层,仅在太阳中的光子分解成离子和自由电子的那天才形成。
  • 季节。在北半球或南半球的冬季,由于黑暗的时间更长,AM/MW广播乐队往往更加有利。
  • 太阳耀斑的D区离子化会大大增加 - 如此之大,有时是几分钟的时间,以至于Skywave的繁殖不存在。

调制类型

国家松下R3000模拟短波无线电接收器c。 1965年

几种不同类型的调制用于将信息合并到短波信号中。

音频模式

振幅调制是最简单的类型,也是最常用的短波广播。载体的瞬时振幅由信号的幅度(例如语音或音乐)控制。在接收器,一个简单的检测器从载体中恢复所需的调制信号。

SSB

单层带传输是振幅调制的一种形式,但实际上会过滤调制的结果。振幅调节的信号在载体频率上方和下方都具有频率分量。如果消除了一组这些组件以及残留载体,则仅传输其余集合。这降低了变速箱中的功率,大致AM信号发送的能量2⁄3是在载体中恢复信号中包含的信息的不需要的。它还降低了信号带宽,使使用AM信号带宽少于一半。

缺点是接收器更复杂,因为它必须重新创建载体以恢复信号。检测过程中的小错误极大地影响了接收信号的音调。结果,单边带不用于音乐或一般广播。单侧带用于船只和飞机,公民乐队和业余无线电运营商的远程语音通信。在业余无线电操作中,下部边带(LSB)通常在10 MHz以下的10 MHz和USB(上边带)以上使用10 MHz,而非摩托车服务使用USB,无论频率如何。

VSB

残留边带传输了载体和一个完整的边带,但是大部分其他边带过滤了。这是AM和SSB之间的折衷方案,可以使用简单的接收器,但几乎需要发射器功率与AM一样多。它的主要优点是仅使用AM信号的带宽一半。它由加拿大标准时间信号CHU使用。遗迹边带用于模拟电视和ATSC ,ATSC是北美使用的数字电视系统。

NFM

窄带频率调制(NBFM或NFM)通常使用20 MHz以上。由于所需的带宽较大,因此NBFM通常用于VHF通信。法规限制了在HF频段中传输的信号的带宽,如果FM信号具有较大的带宽,频率调制的优势最大。由于电离层产生的多相扭曲,NBFM仅限于短期传输。

DRM

数字无线电Mondiale (DRM)是用于在30 MHz以下的频段上使用的数字调制。它是下面的数字信号,例如数据模式,但用于传输音频,例如上面的模拟模式。

数据模式

CW

连续波(CW)是正弦波载体的即时关键,用于摩尔斯密码通信和基于Hellschreiber FacsimileTeprinter Transmissions。这是一个数据模式,尽管经常被单独列出。它通常是通过下层或上SSB模式接收的。

rtty,传真,SSTV

Radioteletype ,传真,数字,慢速电视和其他系统在短波载体上使用频移键合或音频子手机的形式。这些通常需要特殊设备来解码,例如配备声卡的计算机上的软件。

请注意,在现代计算机驱动的系统上,数字模式通常是通过将计算机的声音输出耦合到无线电的SSB输入来发送的。

用户

便携式短波接收器的数字显示器调整为75米的频段

短波广播频段的一些已建立用户可能包括:

短波频段的零星或非传统用户可能包括:

  • 秘密站。这些电台代表叛军或起义力量等各种政治运动播出。他们可能会主张内战,起义,叛乱,针对他们指导的国家的政府负责人。秘密广播可能会从位于叛军控制领土的发射器或使用另一个国家的传输设施中散发出来。
  • 数字站。这些电台定期出现并消失在短波无线电带上,但无证且无法追踪。据信,数字站由政府机构运营,并用于与在国外工作的秘密特工进行交流。但是,没有出现过这种使用的确切证明。由于这些广播中的绝大多数只包含数字块的朗诵,偶尔会出现各种语言,因此它们被通俗地称为“数字站”。也许最著名的数字站被称为“林肯郡偷猎者” ,以18世纪的英语民间歌曲命名,该歌曲在数字序列之前传播。
  • 可以在各种短波频率上听到各个国家 /地区的出租车司机,公共汽车司机和渔民等个人的无线电活动。通过“海盗”或“ Bootleg”的这种无牌传输两种方式,无线电操作员通常会导致信号干扰许可的站点。在20-30 MHz地区可以找到无牌的商务广播(出租车,卡车公司等),而无牌的海洋移动和其他类似用户可能会在整个短波范围内找到。
  • 可以在短波乐队的各种模式下听到以音乐,谈话和其他娱乐节目为特色的海盗无线电广播公司。与AM或FM广播频段相比,海盗广播公司利用了更好的传播特性,以达到更大的范围。
  • 超高雷达:从1976年到1989年,苏联俄罗斯啄木鸟雷达雷达系统每天都散布了许多短波广播。
  • 用于科学实验的电离层加热器,例如阿拉斯加的高频活跃的极光研究计划,以及俄罗斯的Sura Ionspheric加热设施

短波广播

1954年,芬兰波里短波车站的发射

频率分配

国际电信联盟的主持下组织的世界放射性通信会议(WRC)每隔几年就会在会议上为各种服务分配乐队。最后一个WRC发生在2019年。

截至1997年WRC-97,这些乐队被分配用于国际广播。 AM Shortwave广播频道分配了5 kHz的分隔,用于传统的模拟音频广播:

仪带频率范围评论
120 m2.3–2.495 MHz热带乐队
90 m3.2–3.4 MHz热带乐队
75 m3.9–4 MHz与北美业余电台80m乐队共享
60 m4.75–5.06 MHz热带乐队
49 m5.9–6.2 MHz
41 m7.2–7.6 MHz业余无线电40m乐队共享
31 m9.4–9.9 MHz使用最重的乐队
25 m11.6–12.2 MHz
22 m13.57–13.87 MHz
19 m15.1–15.8 MHz
16 m17.48–17.9 MHz
15 m18.9–19.02 MHz几乎没有使用,可能成为DRM乐队
13 m21.45–21.85 MHz
11 m25.6–26.1 MHz可用于本地DRM广播

尽管国家通常遵循指定的乐队,但国家或地区之间可能存在很小的差异。例如,在荷兰的官方带计划中,49 m的频段开始为5.95 MHz,41 m的频段以7.45 MHz结束,11 m频段的启动为25.67 MHz,而120 m,90 m,90 m和60 m频段开始完全不存在。国际广播公司有时会在正常的WRC分配乐队以外运行或使用外频率。这样做是出于实际原因,或者是为了吸引拥挤的乐队(60 m,49 m,40 m,41 m,31 m,31 m,25 m)。

短波DRM的新数字音频广播格式运行10 kHz或20 kHz频道。关于DRM的特定频段分配有一些正在进行的讨论,因为它主要以10 kHz格式传输。

短波发射器所用的功率范围从少于一瓦的实验性和业余无线电传输到500千瓦,对于洲际广播公司和横跨水平的雷达。短波传输中心通常使用专门的天线设计(例如Alliss天线技术)将无线电浓缩在目标区域。

优点

苏联短波听众(A. Kozlov,URS3-108-B)在Borisoglebsk ,1941年

短波比新技术具有许多优势:

  • 限制性国家的当局审查编程的困难。与他们在监视和审查互联网方面相对轻松,飞行电视,有线电视,卫星电视,卫星广播,移动电话,固定电话,固定电话和卫星电话,政府当局面临着技术困难,监视哪些站点(站点)正在聆听。到(访问)。例如,在反对苏联总统米哈伊尔·戈尔巴乔夫(Mikhail Gorbachev)企图政变中,当他获得通讯的机会有限时(例如,他的电话,电视和广播被切断了),戈尔巴乔夫(Gorbachev)能够通过短波的BBC世界服务来保持知情。
  • 除世界上最压抑的国家外,低成本的短波无线电广泛可用。简单的短波再生接收器可以很容易地使用几个部分建造。
  • 在许多国家(尤其是在冷战时代的大多数发展中国家和东部集团中)的所有权,短波接收器的所有权一直很普遍(在许多国家中,一些国内电台也使用了Shortwave)。
  • 许多较新的短波接收器是便携式的,可以进行电池操作,从而在困难的情况下有用。较新的技术包括手动无线电,可提供无电池的电源。
  • 短波无线电可以在空中电视有线电视卫星电视固定电话,手机手机卫星电话卫星通信互联网暂时,长期或永久不可用(或不可偿还)的情况下使用。
  • 短波无线电旅行比广播FM(88-108 MHz)更远。短波广播可以轻松地在数千英里的距离内传播,包括从一个大陆到另一个大陆。
  • 特别是在热带地区,SW比中波无线电少于雷暴的干扰较少,并且能够覆盖具有相对较低功率(因此成本)的大地理区域。因此,在许多国家中,它被广泛用于国内广播。
  • 使用短波收音机长途双向通信所需的基础架构几乎没有。所有的需求都是一对带有天线的收发器和一个能源(例如电池,便携式发电机或电网)。这使短波无线电成为最强大的通信方法之一,只有干扰或不良的电离层条件才能破坏。 MFSKOlivia等现代数字变速箱模式甚至更强大,可以成功接收远低于传统接收器噪声底部的信号。

缺点

Shortwave Radio的好处有时被认为被其缺点所超过:包括:

  • 在大多数西方国家,短波无线电所有权通常仅限于发烧友,因为大多数新的标准收音机都没有接收短波乐队。因此,西方观众是有限的。
  • 在发达国家,由于开关模式适配器,荧光灯或LED光源,互联网调制解调器和路由器,计算机以及许多其他无线电干扰来源的噪音过多,因此在城市地区的短波接收非常困难。
  • 由于干扰和使用的模式,音频质量可能受到限制。

短波听

1980年代后期,布达佩斯广播电台向海外听众发送了一把彩旗

亚太电信估计,2002年使用了大约6亿短波广播Radio接收器。WWCR声称全球有15亿个短波接收器。

许多业余爱好者都听短波广播公司。在某些情况下,目的是听取尽可能多的国家 /地区DXING的多个站点;其他人则听专门的短波公用事业或“ UTE”,即海上,海军,航空或军事信号等传播。其他人则关注来自数字站的情报信号,通常用于智能操作的奇怪广播的电台或业余无线电运营商的两种通信。一些短波听众的行为与互联网上的“潜伏者”相似,因为他们只会倾听,并且从不尝试发送自己的信号。其他听众参加俱乐部,或积极发送和接收QSL卡,或者参与业余广播并开始自行传输。

许多听众调整了向普通观众广播电台计划的短波乐队(例如台湾国际广播中国国际广播电台美国之声法国国际电台英国广播公司世界服务韩国之声无线电免费砂拉越等)。如今,通过互联网的发展,业余爱好者可以通过远程控制或网络控制的短波接收器来收听短波信号,即使没有短波收音机也是如此。许多国际广播公司在其网站上提供直播音频,并且有一个数字完全关闭了他们的短波服务,或严重削减了它,而有利于互联网传输。

短波听众或SWL可以从广播公司,公用事业电台或业余无线电运营商作为爱好的奖杯中获取QSL卡。一些电台甚至向短波听众提供了特殊的证书,彩旗,贴纸和其他令牌和促销材料。

短波广播和音乐

作曲家Karlheinz Stockhausen

一些音乐家被短波无线电的独特听觉特征所吸引,由于振幅调制的性质,不同的传播条件和干扰的存在,通常比本地广播(尤其是通过FM站)具有较低的忠诚度。短波传输通常会发生变形,并且在某些听觉频率下,“空心”的声音丧失了清晰度,改变了自然声音的谐波,并有时会由于回声和相失真而产生奇怪的“太空”质量。短波接收扭曲的回忆已通过延迟或反馈环,均衡器,甚至弹奏短波收音机作为实时仪器,将其纳入岩石和经典构图中。通过模拟磁带循环数字样品,将广播的片段混入了电子声音拼贴和现场乐器中。有时,仪器和现有音乐录音的声音会通过添加各种扭曲的混音或均衡来改变,以复制短波无线电接收的乱式效果。

认真作曲家将无线电效果纳入音乐的首次尝试可能是俄罗斯物理学家和音乐家莱昂·特雷明LéonTheremin振荡,为音乐和语音增加各种音调谐波);同年,其发明家莫里斯·马丁诺特(Maurice Martenot) (法国大提琴手和前无线电电报者)开发了一种称为Ondes Martenot的法国乐器。 Karlheinz StockhausenHymnen (1966- 1967年), Kurzwellen (1968)中使用了短波无线电和效果 - 适用于Opus 1970年的Beethoven Bicentennial,其过滤和扭曲的Beethoven Piects the Beethoven and expo (1969年), Expo ( 1969),,,,,,,,地–1970)和Michaelion (1997)。

Cypriot作曲家Yannis Kyriakides在他的1999年阴谋Cantata中纳入了短波车站的变速器。

斯托克豪森(Stockhausen)的学生Holger Czukay是最早在摇滚音乐背景下使用短波的人之一。 1975年,德国电子音乐乐队Kraftwerk围绕模拟的Radiowave和Shortwave Sounds录制了一张完整的概念专辑,标题为“无线电活动”Cineola的电台每月广播在短波广播声音上广播。

Shortwave的未来

现代软件定义的短波接收器的PC频谱显示

卫星直接广播的开发减少了对短波接收器硬件的需求,但仍然有大量的短波广播公司。一种新的数字无线电技术,即数字无线电Mondiale (DRM),有望将短波音频的质量从非常差的质量提高到足够的质量。短波无线电的未来受到电源线通信(PLC)的兴起(也称为宽带电源线(BPL))的威胁,该电源线(BPL)使用了通过未屏蔽的电源线传输的数据流。由于BPL频率与短波频带重叠,因此严重的扭曲会使电源线附近的模拟短波无线电信号变得困难或不可能。

世界广播电视手册的前编辑安迪·森尼特(Andy Sennitt)说,

Shortwave是一项旧技术,昂贵且环境不友好。一些国家正在坚持下去,但是大多数国家都面临着短波辉煌时代的事实。宗教广播公司仍然会使用它,因为他们不太关心听力人物。

但是,短波新闻网站Swlingpost.com的编辑Thomas Witherspoon写道

短波仍然是最容易获得的国际通信媒介,它仍然为听众提供了完全匿名的保护。

2018年,英国广播公司世界服务集团的分销主管奈杰尔·弗莱(Nigel Fry),

我仍然看到21世纪短波的地方,尤其是到达世界上容易发生自然灾害的地区,这些灾害破坏了当地的广播和互联网基础设施。

2022年的俄罗斯入侵乌克兰,英国广播公司世界服务局(BBC World Service)推出了两个新的短波频率,供乌克兰俄罗斯的听众使用,以避免俄罗斯州进行审查,以广播英语新闻更新。

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