月面反射通訊，或地 月 地通訊（，簡稱 EME），是一種無線電通訊技術。使用 EME 的電臺將向月表發射訊號，並由月球表面將訊號反射回地球上的其他地方，以期其他電臺能夠接收並與之通訊。 歷史 1940 年，英國郵政總局的 WJ Bray 提出了將月球用作被動通訊衛星的想法。根據計算，利用當時可用的微波傳輸功率和低噪聲接收器，能夠將微波訊號從地球傳送並反射到月球上。人們認為至少可以實現一個語音通訊通道。 1943 年，在德國使用無線電測量裝置進行實驗時，雷達反射波首次被接收到並識別為來自月球的反射。根據 Dr Ing W Stepp 在《Der Seewart》雜誌中的報道，他注意到了一種干擾訊號，該干擾 出現時持續了幾個脈衝，且脈衝強度比附近最強的目標還要大。干擾在發射機開啟大約兩秒後才出現，並在發射機關閉相應時間後（以脈動的方式）消失。而其他的回波則是在發射機開關的瞬間出現和消失。該干擾僅在天線朝東時發生，並在方向發生較大幅度的變化後立即消失，但在轉回原方向大約兩秒後又重新出現。顯然，我們用裝置探測到了雲層後的月亮。這也解釋了隨著反射體緩慢從強聚焦、水平指向的波束中移出而導致的脈衝逐漸消失的現象，因為它正從地平線上升起。 直到第二次世界大戰結束後，人們才開始開發專門用於反射雷達波到月球，以驗證其在國防、通訊和雷達天文學中潛在應用價值。第一次成功的 EME 嘗試是在 1946 年 1 月 10 日，由代號為 戴安娜計劃（Project Diana）的團隊在新澤西州蒙茅斯堡進行，該團隊由 John H DeWitt 領導。不到一個月後，匈牙利的 Zoltán Bay 領導的團隊於 1946 年 2 月 6 日也成功完成了第二次嘗試。隨後的 月球通訊中繼 專案進一步推動了這些技術的實際應用，例如在夏威夷珍珠港海軍基地與華盛頓特區的美國海軍總部之間建立了一條電傳打字機通訊鏈路。在通訊衛星出現之前，這種不受影響的通訊鏈路堪稱一次革命性的突破。 隨著 20 世紀 60 年代通訊衛星的發展，這項技術逐漸變得過時。然而，業餘無線電愛好者開始將月球反射通訊作為一項興趣愛好；1953 年，首次業餘無線電月球反射通訊成功實現，至今全球的業餘愛好者仍在使用這一技術。作曲家在她 1987 年的作品《來自月亮的回聲》中使用了月球反射技術，而在 2024 年，德國音樂家也利用月球反射進行實驗，並建立了一個來重現這一效果。 現今的 EME 通訊 業餘無線電操作員（也稱為 火腿）利用月球反射技術進行。業餘頻率範圍從 50MHz 到 47GHz 都成功 EME 通訊的先例，但大多數 EME 通訊是在 2 米、70 釐米或 23 釐米波段上進行的。常用的調製模式包括連續波莫爾斯電碼、數字模式（如 JT65），以及在信噪比和頻寬允許的情況下進行 SSB 語音通訊。數字訊號處理的發展使得使用約 100 瓦功率和單個八木天線進行 EME 通訊成為可能，儘管資料傳輸速率較低。 2009 年 6 月 29 日，世界月球反射日 由發起，作為慶祝阿波羅 11 號登月 40 週年的前奏，在全球範圍內慶祝。慶祝活動的亮點之一是透過月球進行的訪談，採訪物件是阿波羅 8 號宇航員威廉安德斯，他也是阿波羅 11 號的後備團隊成員。澳大利亞塔斯馬尼亞大學利用其 26 米（85 英尺）的碟形天線成功將資料訊號反射到月球表面，由荷蘭的德溫厄洛射電望遠鏡的大型天線接收併成功解碼，創造了從月球返回的最低功率資料訊號的世界紀錄，發射功率僅為 3 毫瓦，相當於手電筒燈泡功率的 11000。第二屆 世界月球反射日 於 2010 年 4 月 17 日舉行，恰逢阿波羅 13 號任務結束 40 週年。 2009 年 10 月，媒體藝術家丹尼拉德保利斯向位於德溫厄洛射電望遠鏡的 CAMRAS 無線電愛好者協會提議使用月球反射進行即時影像傳輸演示。應她的提議，2009 年 12 月，CAMRAS 無線電操作員揚範穆伊爾維克和無線電操作員丹尼爾高奇使用開源軟體 MMSSTV 進行了第一次透過月球的影像傳輸。德保利斯將這一創新技術稱為 視覺月球反射，自 2010 年以來，她在多個藝術專案中使用這一技術，包括名為 OPTICKS 的即時表演，在此過程中，數字影像即時傳送到月球並返回，然後進行現場投影。 回聲延遲和傳輸時間 無線電波在真空中以光速傳播，速度為 299792458 米 秒。到達月球並返回的傳播時間範圍為 24 到 27 秒，平均為 256 秒（地球到月球的平均距離為 384400 公里）。月球接近球形，其半徑對應約 58 毫秒的波傳播時間。來自月球盤邊緣附近不規則表面特徵的回波尾部，相比回波的前沿，延遲時間最多可達兩倍。月球表面的絕大部分在大多數的業餘 EME 通訊的微波波長下顯得相對平滑。大多數業餘無線電愛好者在 6GHz 以下進行 EME 通訊，而月球的反射率差異在 1GHz 以上較難辨別。月球反射本質上近似於鏡面反射（類似於光滑的鋼珠表面反射）。用於通訊的有效功率主要從靠近月面中心的小區域反射回地球。回波的有效傳輸時間不超過 01 毫秒。EME 站點的需要考慮天線極化，從光滑表面反射的訊號會保留線極化，但會反轉圓極化的方向。在較短波長下，月球表面看起來越來越粗糙，因此在 10GHz 及以上的頻率上，反射訊號包含顯著的漫反射成分以及準鏡面反射成分。散射成分會去極化，並可以視為低水平系統噪聲的來源。散射成分的顯著部分來自月球邊緣更遠的區域。由此產生的中位傳輸時間可能會達到幾毫秒。然而，在所有實際應用中，傳輸時間足夠小，不會對 CW 鍵控產生顯著影響，也不會在常用於數字 EME 的慢速鍵控調製中導致符號間干擾。然而，散射成分可能在較高的資料傳輸速率下表現為顯著的噪聲。EME 傳輸時間對接收有顯著的影響。來自月球表面不同部分的訊號成分由於行程不同，會以隨機的相位關係到達地球。隨著發射站、接收站和反射月球表面的相對幾何關係發生變化，這些訊號成分有時會疊加，有時會相互抵消，這取決於它們的相位關係，從而導致接收到的訊號出現大幅度波動。這種 自由擺動衰落 引起的幅度變化在（通常為幾千赫茲）內具有良好的相關性。自由擺動衰落成分與反射訊號的時間擴充套件有關。 常用的 EME 通訊的調製模式及頻率 甚高頻 CW JT65A、JT65B、Q65 超高頻 CW JT65 Q65 SSB 微波 CW SSB Q65 參考資料： 影響 EME 通訊的其他因素 在 144MHz 頻段，當月出或月落時，多普勒效應產生的頻率偏移為 300 Hz。當月亮在天頂時，這個偏移會減小到接近零。在其他頻段下，也會存在不同的多普勒偏移。在月出時，返回訊號的頻率大約會提高 300 Hz；當月亮移動到正南或正北位置時，多普勒效應接近於零；而在月落時，頻率會降低 300 Hz。多普勒效應在 EME 中影響很大。偏振可能會降低接收訊號的強度。其中一個因素是發射和接收天線的幾何對齊問題。許多天線產生一個優選的極化平面。從月球觀察的角度來看，發射和接收站的天線可能未對齊。這個因素由天線的對齊決定，站點通常配備有旋轉天線以調整極化的功能。另一個因素是地月路徑上的法拉第旋轉。當無線電波透過地球大氣中的電離層時，其極化平面會發生旋轉。這種效應在較低的 VHF 頻段中更為顯著，而在 1296MHz 及以上頻率時則不太明顯。透過使用更大的天線陣列（更多的八木天線的單元或更大的拋物面天線），可以減少一些極化失配損耗。Larry Wolfgang Charles Hutchinson ed The ARRL Handbook for Radio Amateurs Sixty Eighth Edition American Radio Relay League 1990 pages 2334 2325 圖集 File144MHz EMEjpgaltA part of 144 MHz EME antenna array at WA6PY in California US 美國加利福尼亞州 WA6PY 站點的一部分 144MHz EME 天線陣列。 FileEME dishjpgaltA dish antenna for microwave EME work at WA6PY California US 美國加利福尼亞州 WA6PY 站點用於微波 EME 通訊的拋物面天線。 FileI2FZX UHF EME AntennapngaltA dish antenna for UHF EME at I2FZX Milan Italy 義大利米蘭 I2FZX 站點用於 UHF EME 通訊的拋物面天線。 FileSM3PWM EME AntennajpgaltAmateur radio antenna array used for EarthMoonEarth communication on 144 MHz Location Kilafors in central Sweden 位於瑞典中部基拉福什用於 144 MHz EME 的業餘無線電天線陣列。 FileSM5BSZ EME AntennajpgaltAmateur radio antenna array used for EarthMoonEarth communication on 144 MHz Location Jäder central Sweden 用於 144 MHz 地月通訊的業餘無線電天線陣列，位於瑞典中部的基拉福什。 FileSM7BAE EME AntennajpgaltAmateur radio antenna array used for EarthMoonEarth communication on 144 MHz Location Staffanstorp southern Sweden 用於 144 MHz 地月通訊的業餘無線電天線陣列，位於瑞典南部的斯塔凡斯托普。 FileBG7XWF EME 1jpgBG7XWF 的 EME 拋物面天線，位於中國東南部 FileBG7XWF EME 2jpgBG7XWF 正在 EME 參見 資訊理論 月球雷射測距實驗 流星爆發通訊 雷達方程 統一 S 波段 參考資料 外部連結 NASA Beyond the Ionosphere the development of satellite communications httpswebarchiveorgweb20071226052052httpswwwdf9cydetechmatpathlosshtm gives formulas for EME path loss calculation httpwwwcamrasnl site of CAMRAS radio amateurs association at Dwingeloo radio telescope httpwwwopticksinfo httpswebarchiveorgweb20100213034553httpechoesofapollocommoonbounce World Moon Bounce Day Echoes of Apollo httpwwwwiaorgaumembersarmag2009august Amateur Radio August 2009 Wireless Institute of Australia httpwwwk3pgporguhftvemehtm K3PGP UHF TV reception via EarthMoonEarth communication httpswwwmitpressjournalsorgdoiabs101162LEON_a_01098 Category 月球科學 Category 無線電頻率傳播 Category 業餘無線電