業餘無線電

業餘無線電是一種供業餘無線電愛好者進行相互通訊、無線通訊技術實驗、自我訓練、個人娛樂、、以及應急通訊的一項使用無線電頻率頻譜的無線電業務。其中“業餘無線電愛好者”指“經正式批准的、對無線電技術有興趣的人，其興趣純繫個人愛好而不涉及謀取利潤”。業餘無線電與商業廣播、安全業務無線電或者其他專業業務存在區別，業餘無線電並非這些專業無線電業務的業餘形式，也不是有關這些業務的業餘愛好，而是一項獨立的無線電業務。業餘無線電業務。在國家層面上，政府對業餘無線電業務進行管理，併為每一個獨立的業餘電臺指配呼號 。“準”業餘無線電愛好者需要接受考試，以檢測其對無線電技術和所在國無線電法規的掌握。業餘無線電愛好者使用語音、文字、影象和資料等形式，藉助無線電波，跨越城市、國家和大洲的距離相互通訊，甚至與空間站和衛星建立通訊鏈路。在國際上，業餘無線電業務由國際業餘無線電聯盟代表和協調，國際業餘無線電聯盟由全國性業餘無線電協會組成。根據2011年。歷史.業餘無線電的誕生可以追溯到19世紀末，但現代意義上的業餘無線電活動起始於20世紀初。出版於1909年的《美國無線協會第一版年度官方無線藍皮書》包含了一份業餘無線電臺的列表。這份列舉了加拿大和美國的無線電報電臺，包括89個業餘電臺。與其他無線電業務一樣，業餘無線電也與各種業餘實驗和愛好相關。業餘無線電愛好者在科學、工程、工業和社會服務領域做出了巨大貢獻。由業餘無線電操作員進行的研究建立了新的產業，促進了經濟發展，提升了國家實力，並且多次在緊急情況下拯救了生命。業餘無線電也在課堂中被用於教授英語、地圖閱讀技巧、地理知識、數學、科學和計算機技術。火腿電臺.“火腿”一詞最早是作為19世紀專業有線電報操作員嘲笑“報務技術較差的操作員”並非一個縮合詞，有時其也被誤拼寫為全大寫的“HAM”。在中文環境中，火腿族為透過業餘無線電考試的愛好者，至於香腸族則為中文地區創出的名詞，指的是尚未透過業餘無線電考試、正在學習的無線電玩家。活動.業餘無線電豐富的活動吸引了大量的愛好者。許多愛好者從無線電通聯開始了這項愛好，並將這項愛好與其他個人興趣結合起來，追求個人的快樂。業餘無線電愛好者熱衷的重點領域包括、研究、以及應急通訊。通聯.業餘無線電操作員使用他們的業餘電臺，利用空中的電波與其他愛好者通聯。通聯的內容多種多樣，愛好者們可以只交換必要的資訊，也可以討論技術，通聯甚至可以僅僅是一場“火腿神聊”。但是，業餘電臺禁止從事商業或其他與盈利有關的活動，業餘無線電愛好者也應當避免在通聯中談論政治和宗教等容易引發爭論的話題。一些愛好者也參加定期舉行的、被稱為“”的“空中”聚會，臺網由其中以為被稱作“臺網主控”的電臺主持。臺網為愛好者們提供了學習應急通訊程式、組成討論小組、交流愛好的機會。通聯程式.業餘無線電通聯遵循一定的格式和習慣。一次通聯通常以一個電臺在頻率上呼叫CQ開始，CQ代表廣泛呼叫，即呼叫此刻頻率上的任何電臺；緊接著，有興趣通聯的另一個電臺回覆並報出自己的呼號，在雙方都抄收對方呼號後，雙方需要交換訊號報告，交換完畢後，一次通聯即告成功，此時雙方可以繼續就感興趣的話題深入交流，或直接互相告別結束通聯；在通聯結束後，雙方必須將此次通聯的關鍵資訊記入電臺日誌，許多愛好者也會互相交換QSL卡片。中繼臺.為了提升通訊範圍，業餘無線電愛好者也架設。這些中繼臺通常位於地勢較高處，能夠轉發和放大手持機和移動收發信機的訊號，從而能使得VHF以及更高頻率的訊號覆蓋更廣的範圍。中繼臺也能透過其他頻點、有線鏈路或組成網路，從而提供更廣的通訊範圍。空間通訊.1961年12月12日，業餘無線電愛好者將第一顆“奧斯卡1號”送上了太空，這標誌了業餘無線電進入了空間時代。愛好者可以使用超短波收發信機和高增益定向天線與連線，透過衛星對訊號的轉發實現遠距離通訊。月球是地球的天然衛星，早在1940年就有工程師提出了利用月面反射無線電訊號進行遠距離通訊的設想，但由於極高的路徑損耗和更有效的衛星通訊技術的出現，EME一直沒有得到實際運用。火腿族繼承了這一未竟的事業，1953年，美國的兩位愛好者成功進行了業餘無線電第一次EME通訊實驗。月面反射通訊相較於衛星通訊，需要電臺和天線具有更高的靈敏度和增益，也要求愛好者擁有更高的技術，被視作為業餘無線電超短波通訊的巔峰。火腿族也利用極光以及流星的電離尾跡反射無線電訊號進行通聯。1983年11月28日，呼號為W5LFL的宇航員歐文·加里歐特在STS-9任務中使用手持式業餘電臺與地面成功通聯，成為了在太空中操作業餘電臺的第一人，他的這一行動成功向NASA展示了業餘無線電對於科普的積極作用，由此開啟了繼承。國際空間站上的許多宇航員同時也是擁有執照的業餘無線電操作員，他們不時與地面的業餘電臺通聯。學校可以向ARISS申請約定時間與空間站通聯，為學生提供與宇航員直接通話的機會。應急通訊.業餘無線電是應急通訊的重要手段。相較於商業無線電系統，業餘無線電在抗毀性方面具有明顯的優勢。業餘無線電是分散於民間的通訊資源，以具備一定無線電技術的業餘愛好者和業餘電臺作為獨立的運作單元，經過適當訓練的愛好者可以自行完成架設天線、設定電臺和排除故障的任務，在災害發生後可以以最小的需求迅速開通聯絡。此外，全球的業餘電臺共用頻率資源，每一時刻都有一定數目的電臺在頻率上守聽，許多愛好者也對微弱訊號有良好的分辨能力，這使得災區發出的求救訊號更容易獲得回應。競賽.為了挑戰自我、檢驗技術，許多業餘無線電操作員參與業餘無線電競賽，在競賽中，個人或團隊通常需要在特定時間內在儘量多的波段上尋找儘可能多的電臺並於他們通聯。國際上有許多此類“空中”的競賽。獎狀.全世界有關業餘電臺的獎狀有數百種，這些旨在鼓勵和表彰在遠距離通訊和各種通訊試驗中取得成績的愛好者的證書,都是由各國或國際的業餘無線電組織頒發的。當一個業餘電臺按照相關獎項的規則要求聯絡到足夠數量的電臺，並有對方寄來的QSL卡片或符合要求的網上確認通聯憑證時,就可以向頒發該獎狀的協會提出申請。新手.許多人從尋找當地的俱樂部開始業餘無線電生涯，俱樂部通常能提供有關執照的資訊、當地的操作習慣以及技術指導。新手也常買書或利用其他資料自學，有時藉助老手的幫助，幫助新手入門的老火腿在英語國家的火腿族中通常被稱作“Elmer”。在本地俱樂部的基礎上，許多國家也建立了全國性的業餘無線電協會，協會鼓勵新手參加業餘無線電活動，與政府通訊管理部門合作促進業餘無線電的發展。許可.無線電波的傳播不因國界而停止，屬於國際事務，並且存在潛在的地下非法使用，因此無線電業務在各國都被政府嚴格管控。這一情況也適用於業餘無線電，因此，業餘無線電愛好者必須申請許可和執照才能合法開展業餘無線電活動。業餘無線電執照及操作權利的管理法規因國家而異，但總體來說遵循國際電信聯盟和世界無線電行政會議確立的國際條例和標準。所有允許國民申請業餘無線電執照的國家都要求操作員對基本知識和要點有足夠的瞭解，以透過考試作為判斷標準。業餘無線電執照賦予了火腿族在相對較廣的業餘無線電頻率上操作，廣泛使用各式無線電技術，以及使用相對於免執照公眾業務更高的發射功率的權力，但通常也要求僅使用經過核准的模式、工作頻率且功率合規的裝置。業餘無線電愛好者必須透過考試以取得業餘無線電執照。執照考試又通常分為多級，更高階的考試通常更具挑戰性，透過更高階的考試後愛好者可以獲得更多的操作許可權：更多頻段、更高發射功率、允許進行通訊實驗，以及在一些國家可獲得能體現等級的高階呼號。在一些國家，愛好者在透過筆試的基礎上還要透過實際操作考試，才能取得執照。在大多數國家，在給愛好者頒發執照的同時，管理機構還會給業餘無線電操作員指配一個呼號。在一些國家，不光是愛好者本人，愛好者操作的業餘業務電臺也需要獲頒臺站執照。組織和俱樂部也可以獲頒業餘無線電執照。在一些國家、一些條件下，火腿族只被允許操作集體電臺。業餘無線電執照只在頒發國和與頒發國簽訂了雙邊條約的國家中有效。在一些國家，如敘利亞和古巴，外國人只被允許操作集體電臺 。在一些國家，愛好者必須持有業餘無線電執照才可以購買或擁有業餘無線電裝置。獲得執照.對個人來說，“準”業餘無線電操作員需要參加考試，以評估他們對於電子學的技術要點、無線電裝置、天線、、射頻安全以及所在國業餘無線電法規等知識的瞭解程度。考試通常是以選擇題的形式呈現。考試一般由政府官員、獲准的義務考官或者已經獲頒執照的操作員主辦。個人獲得業餘無線電執照的難易程度因國家而異。在一些國家，執照考試每年只在國家首都舉辦一到兩次，並且辦理執照的流程有著許多繁文縟節，愛好者可能還需要透過非常複雜的安全審查。目前，僅有葉門和朝鮮不向公民頒發業餘無線電執照，但是這兩個國家在前十年間都有允許外國遊客操作業餘無線電的前例。在一些有著大量業餘無線電操作員的國家，例如美國和加拿大，愛好者可以很方便地參加執照考試。向俱樂部或者組織頒發集體業餘無線電執照，通常要求一位當前執照有效、在電信管理機構擁有良好信譽的業餘無線電操作員對使用集體電臺或呼號進行的任何操作承擔責任。在根據技能水平分等級頒發業餘無線電執照的各國中較具代表性。美國目前頒發的執照共有三個等級，從低到高分別是技術員級、普通級和業餘特級更新一次。在中國大陸，業餘無線電愛好者必須首先考取操作證書，然後申領執照，若裝置沒有核準程式碼，需要再由地方無線電管理機構驗機。愛好者獲頒執照後方能發射。中華人民共和國《業餘無線電臺管理辦法》已經明確不用再加入任何協會就可以考取業餘無線電操作證書，取得證書後便可以申請業餘無線電執照。在臺灣，依據中華民國《業餘無線電管理辦法》: “第二十八條，業餘電臺應經申請取得電臺執照後始得使用。第三十條，業餘電臺之呼號，除臨時電臺由交通部直接指配外，其他電臺之呼號於申設業餘電臺時，由電信監理資訊系統自動產生，任何人員皆不得要求指配特定呼號。業餘無線電人員取得較高等級之資格後，原設定之業餘電臺得申請改配呼號。”跨國操作.一般來說，一國頒發的業餘無線電執照只在本國管轄範圍內有效，前往其他國家操作電臺應當辦理到訪國的業餘無線電執照。然而，許多國家簽訂了雙邊條約，使得有執照的業餘無線電操作員無需考取、辦理到訪國的執照，或者直接換髮執照便可以在該國境內合法地操作業餘電臺。雙邊執照認可的要求因國家而異。一些國家加入了多邊條約，因此執照在各締約國內都有效。跨國操作時，來訪操作員必須遵守所在國的法規。一些國家允許來訪的火腿族僅持有母國的執照便可以進行操作。另一些國家要求來訪的操作員提前申請操作許可或換髮本國執照。執照的雙邊承認不僅取決於發照的國家，還可能取決於持照人的國籍。舉例來說，在美國，只有當操作員的國籍非美國，且並不持有美國執照時，他的外國執照才被認可。持有執照的美國公民可以直接按照雙邊協議在互惠條約的締約國操作，但持有美國執照的外國公民並不能享受這一權利。呼號.業餘無線電操作員在無線電通訊中以“呼號”唯一地表明自己或臺站的身份。在一些國家，通聯時只能使用指配給臺站的呼號，而在其他國家，操作員和臺站的呼號任選其一使用。在特定的地區，操作員可以自選呼號，但自選必須服從所在國的字首、呼號指配的情況以及呼號等級的規定。一些地區要求繳納一定費用以自選呼號，而在其他一些國家，例如英國，自選呼號無需額外費用，而且在申請執照時就可自選。美國聯邦通訊委員會在2015年9月取消了自選呼號的收費。國際電信聯盟規定的呼號結構由以下三個部分組成，以下以呼號ZS1NAT為例：許多國家並不按照ITU常規使用呼號中的數字部分。英國不使用數字區分國家內部的分割槽，而是使用字首“G”後的第二位字母；舉例來說，G7OOE在蘇格蘭操作時呼號應當變為GM7OOE。字首GM代表蘇格蘭，G或GE。VP5代表特克斯和凱科斯群島，VP6代表皮特凱恩群島，VP8代表福克蘭群島，而VP9代表百慕大。線上可以協助查詢特定呼號的持有者。舉例來說，就是一個著名的線上呼號手冊。也有組織出版擁有呼號的著名人士名單。一些地區，如美國，為持有執照的業餘無線電操作員發放特殊的呼號車牌，以增加他們在緊急情況下的機動能力。呼號車牌的申請和續期費用通常比自選牌照低，且不受限於普通車牌須車牌對應的規定，無線電操作員可在其名下所有車輛上使用呼號車牌。操作權利.在大多數地區，有別於其他無線電使用者，業餘無線電愛好者可以自制或改裝他們的裝置，以滿足他們在業餘頻段上的操作需求，這通常無需政府核准。持有執照的愛好者還可以使用任意批准使用的業餘頻段，並且可以在較廣的頻率範圍內使用較高功率的裝置，只要其裝置滿足例如頻寬、功率、等的技術引數要求。頻段.業餘無線電愛好者可以使用無線電頻譜內所有分配的業餘業務頻段，通常頻段選擇由通聯範圍所決定。短波波段，或稱作HF，適合全球範圍的通聯，而VHF和UHF適用於本地通聯。微波波段由於其頻寬的優勢，通常用於業餘無線電電視和高速計算機網路鏈路。裝置.在大多數國家，持有業餘無線電執照的愛好者可以持有、改裝及操作未經管理部門核准的裝置。這鼓勵了業餘無線電操作員試驗自制或修改的裝置。但這些裝置也必須符合國際國內關於的標準和地點限制。功率.業餘無線電愛好者可以合法使用的最高發射功率因國家而異。儘管功率相比商業業務較低，但也足以進行全球範圍通聯。 功率限制因國家和執照等級而異。舉例來說，在加拿大，持有最高階執照的操作員可以使用高達2.25千瓦的，在美國，業餘無線電的功率上限為1.5千瓦。較低的執照等級通常有較低的最高功率。按照規定和傳統，為了防止干擾其他電臺，業餘無線電愛好者應當只使用能滿足良好通聯質量的最低功率。發射功率的限制也取決於通聯模式。例如在澳大利亞，SSB模式可以使用最高400瓦，但FM模式只能使用120瓦。發射功率的測量方法也會影響實際可用的功率。例如英國規定發射功率在天線饋線介面處測量，因此發信裝置可以發射超過400瓦的功率以克服饋線內的損耗。然而德國規定發射功率在發信裝置的天線介面處測量，這導致了實際可用的功率因為饋線損耗而減小。在某些波段。在這些波段實際能夠使用的功率，由發信裝置功率、饋線損耗和天線增益共同決定。一些國家允許業餘無線電操作員申請額外的臨時許可，以滿足特定通訊的要求。頻率使用規範和頻率劃分.國際電信聯盟以更好地利用無線電頻譜。在少數情況下，國家通訊管理機構可能允許業餘無線電愛好者使用國際頻率劃分以外的頻率。依照國際電信聯盟的規定，在常規通訊手段不可用的情況下，如果生命和財產遭受直接的威脅，無線電使用者可以使用任意頻率求救。在阿拉斯加，在災害情況下，業餘無線電愛好者可以以指定的發射型別使用阿拉斯加州緊急頻率5167.5 kHz。美國的業餘無線電愛好者可以申請加入，一旦完成註冊和訓練，愛好者便可以在美軍軍用頻率上為美軍提供應急通訊和軍屬口信傳達服務。通聯模式.業餘無線電愛好者使用進行通聯。業餘無線電愛好者可以在業餘波段內試驗新的通聯模式，但國家監管部門會要求愛好者提前公開技術細節以保證當局也能監督試驗的進行。業餘無線電愛好者一般來說禁止進行加密通訊，除非加密通訊是用於衛星或其他裝置的上行控制鏈路。語音模式.在業餘無線電愛好者中最流行的兩種模擬語音模式為頻率調製。FM可以提供高音質的音訊訊號，而SSB適用於頻寬受限的遠距離通訊。隨著技術的進步，業餘無線電愛好者和廠商也開發出了數字語音模式。數字語音模式可以提供遠高於模擬模式的音質，在超短波通訊中，數字語音模式大有取代FM之勢，目前較為流行的有D-STAR，C4FM和DMR。影象模式.慢掃描電視是業餘無線電愛好者的一種主要圖片傳輸方法，慢掃描電視透過無線電傳輸和接收單色或彩色靜態圖片。慢掃描電視佔用的頻寬較小，因此是一種較緩慢的靜態影象傳輸方法，通常傳送一幀需要持續傳輸若干分鐘。業餘無線電操作員通常在短波和超短波波段上使用慢掃描電視。隨著攝像頭等消費級的電子產品的普及，和更高的波段上使用，這些波段視距傳播的特性將通聯範圍限制在30至100千米之間。無線電報.無線電報是傳統的業餘無線電通訊模式。無線電報，也稱作“CW”，是薩繆爾·摩爾斯發明的有線電報技術的無線拓展，能夠追溯到無線電最初的時期。儘管無線電報已被普遍認為過時，但因為CW模式相較於SSB和FM的固有的抗干擾優勢，許多業餘無線電愛好者們仍熱衷於CW模式——特別是在底噪較大的短波波段上。此外，音調更為簡單的CW訊號在話音無法辨認的情況下，依然能被人耳分辨出來，因此在“QRP”或低功率通訊愛好者中廣受青睞。純CW發信機結構較為簡單，易於製作，使得CW模式也在中也佔有一席之地。CW通聯中，愛好者們常常使用Q簡語和其他通訊簡略語，這使得CW成為了跨越語言和口音鴻溝的交流橋樑。專業的報務技術和能力許多年來一直是取得使用30 MHz以下頻率的業餘無線電執照的條件，但隨著2003年國際條例的修改，許多國家不再要求愛好者掌握報務技術。在美國，聯邦通訊委員會於2003年2月23日取消了所有執照等級的報務技術要求。數字模式.數字模式利用編碼和訊號處理技術，將語音、文字、影象和資料等資訊編碼成數字訊號後傳送，擁有相較於模擬製式更強的抗干擾能力。大多數業餘無線電資料模式使用頻移鍵控的調製模式。個人計算機的普及促進了各種數字模式的使用，許多數字模式曾經需要調變解調器和笨重的裝置，但現在可以利用個人計算機和軟體編解碼。例如，之前需要笨重的電傳打字機，而現在利用一臺電腦就可以實現通聯了。業餘無線電愛好者為不同用途開發了不同的數字模式。火腿族引領了1970年代封包無線電的開發，並吸收了許多其他協議的細節，例如和TCP/IP，實現了透過業餘無線電傳送資料包的功能。利用和等模式，愛好者們能夠在強幹擾的情況下進行實時的文字交流。自動鏈路建立技術能夠使業餘無線電網路持續性地在具有全球覆蓋的短波波段上執行。FT8和JT65等數字模式使用例如的專用軟體進行編解碼，這些模式具有極強的抗干擾和糾錯能力，但只能交換必要的資訊，無法用於聊天，通常只用於流星餘跡通訊、月面反射通訊和其他極端干擾環境下的通聯。澳大利亞加拿大印度英國美國*中國大陸*