“宇之表無極，宙之端無窮。”對于浩瀚宇宙的追求古已有之。2020年12月17日，我國“嫦娥五號”探測器在完成月球自動采樣后，帶著珍貴的月壤返回地球，記錄下中國首次月背采樣征途。
一直以來，人類探月的腳步始終沒有停歇，無線電波看不見摸不到，但這個神奇的存在卻正在使世界變小、距離拉近、萬物聯(lián)通。新時代無線電的應(yīng)用探索也在更快更深的征途上日漸接近未來。本篇將隨大家深度探秘兼具科學(xué)研究和科學(xué)普及功能的業(yè)余無線電科普研學(xué)基地。
基地俯瞰
業(yè)余無線電通信伴隨著無線電的發(fā)明而誕生，在推動無線電技術(shù)科學(xué)研究和工程實(shí)現(xiàn)方面發(fā)揮著重要作用。它用最貼近生活、最有趣的方式，將通信技術(shù)帶入到人們的日常生活中。為讓更多人感受到無線電科學(xué)的樂趣、感知到科學(xué)的魅力，使象牙塔上的科研成果也在社會上生根發(fā)芽，國家無線電監(jiān)測中心北京東方波泰無線電頻譜技術(shù)研究所（以下簡稱研究所）建設(shè)完成了基于月面反射通信、業(yè)余無線電短波通信和業(yè)余無線電衛(wèi)星通信等三套系統(tǒng)的業(yè)余無線電科普研學(xué)基地。
探秘三大系統(tǒng) 硬核啟用“全國首套”
月面反射通信天線系統(tǒng)
月面反射通信系統(tǒng)（EME）月球是地球的一顆天然衛(wèi)星，它與地球不離不棄。那么，我們有沒有可能通過月球這顆衛(wèi)星來通信呢？答案是可以的，EME就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。其基本原理是把月球作為無源反射面，在發(fā)射站將發(fā)射天線指向月球并發(fā)射無線電信號，在接收站接收被月球反射回地面的無線電信號，從而建立通信鏈路進(jìn)行超遠(yuǎn)距離（700000公里以上）通信。
基地的EME通信系統(tǒng)使用的高指向性四陣元八木天線，提高了天線的方向性和增益；采用先進(jìn)的自動伺服跟蹤技術(shù)，對月球指向的精度和自動化程度大大增強(qiáng)；超低噪聲系數(shù)的放大器保證了對微弱信號的接收。自2020年11月12日試運(yùn)行以來，該系統(tǒng)已經(jīng)通過月球與20多個國家的業(yè)余無線電愛好者成功進(jìn)行了70多次EME通聯(lián)。
業(yè)余無線電短波通信天線系統(tǒng)
業(yè)余無線電短波通信系統(tǒng)業(yè)余電臺誕生起就充滿了從未停歇的探索，短波的發(fā)現(xiàn)就有著業(yè)余無線電愛好者功績，對現(xiàn)代通信的輝煌而言意義非凡。遠(yuǎn)距離短波通信發(fā)射的電波要經(jīng)電離層的反射才能到達(dá)接收設(shè)備，通信距離較遠(yuǎn)，是遠(yuǎn)程通信的主要手段。
該系統(tǒng)采用了國內(nèi)第一套伺服控制四節(jié)可升降三角形鋼制天線塔，起升總高度19米，回落高度7米，可通過調(diào)節(jié)不同天線高度實(shí)現(xiàn)多種發(fā)射仰角，以滿足不同距離的通信需求，并能有效避免山區(qū)風(fēng)大雷多等不利因素；天線采用了多波段高增益連續(xù)可調(diào)式八木天線，結(jié)構(gòu)合理調(diào)諧方便，可以實(shí)現(xiàn)全波段較高增益，結(jié)合當(dāng)?shù)剌^低的電磁噪聲環(huán)境，可開展遠(yuǎn)距離短波通信實(shí)驗(yàn)。
業(yè)余衛(wèi)星通信天線系統(tǒng)
業(yè)余衛(wèi)星通信系統(tǒng)業(yè)余衛(wèi)星通信是愛好者利用在太空中運(yùn)行的人造地球衛(wèi)星上的業(yè)余無線電載荷進(jìn)行業(yè)余無線電通信，這是除了短波通信、EME等方式以外的另外一種可以使無線電信號達(dá)到超視距范圍的現(xiàn)代化通信方式。
該系統(tǒng)采用比較先進(jìn)的可切換極化方向的圓極化多單元八木天線陣列；多振子單元可以提高天線系統(tǒng)的增益和方向性，擴(kuò)大通信距離；衛(wèi)星自跟蹤系統(tǒng)可以保證實(shí)現(xiàn)不間斷業(yè)余衛(wèi)星通信。
借助于通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，以上三套系統(tǒng)均具備遠(yuǎn)程遙控功能，不在現(xiàn)場也可實(shí)現(xiàn)與世界各地的通聯(lián)。
“如何對微弱無線電信號進(jìn)行監(jiān)測，是無線電管理工作者始終面臨的最主要的挑戰(zhàn)之一，該基地的建成將為應(yīng)對這些挑戰(zhàn)提供開展研究的技術(shù)手段。”國家無線電監(jiān)測中心黨委書記、副主任李景春在基地建設(shè)期間多次親臨現(xiàn)場檢查指導(dǎo)，他進(jìn)一步表示，“該平臺的搭建也是為國家培養(yǎng)肯鉆研、能動手的無線電和電子技術(shù)人才，推動無線電技術(shù)在科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、教育和社會服務(wù)等領(lǐng)域的應(yīng)用探索。”
助力科技強(qiáng)國 奮力打造“科普之翼”
據(jù)介紹，業(yè)余無線電通信主要包括業(yè)余衛(wèi)星通信、月面反射通信、流星余跡通信、散射通信和以短波為主的海島通信、競賽通信、野外通信和遠(yuǎn)征通信等。
剛剛投入試運(yùn)行的業(yè)余無線電科普研學(xué)基地，今后將在無線電通信技術(shù)、天文知識等多領(lǐng)域科學(xué)普及中發(fā)揮更大作用，通過科普帶動大家科研探索興趣，努力讓公眾理解科學(xué)、熱愛科學(xué)、探究科學(xué)，培養(yǎng)科研人才，助力科技強(qiáng)國建設(shè)。
依托國家中心 匠心鑄造“雙料基地”
12月16日，研學(xué)基地三個項(xiàng)目全部建成試運(yùn)行。得益于太行山區(qū)優(yōu)質(zhì)的電磁環(huán)境優(yōu)勢，除了能夠使用這些系統(tǒng)進(jìn)行業(yè)余無線電通信的實(shí)驗(yàn)和科普，基地借力國家無線電監(jiān)測中心在短波監(jiān)測和衛(wèi)星監(jiān)測技術(shù)方面的實(shí)力，依托無線電管理國家隊(duì)技術(shù)優(yōu)勢，還可以在這里利用這些設(shè)施開展科學(xué)研究。
“基地的三大系統(tǒng)將在陣列天線技術(shù)、微弱信號接收技術(shù)、大地對天線輻射方向的影響、非靜止衛(wèi)星跟蹤技術(shù)和遠(yuǎn)程遙控技術(shù)等方面取得成果，助力我國無線電監(jiān)測技術(shù)的進(jìn)步和突破。”中國無線電協(xié)會業(yè)余無線電分會副會長兼秘書長尹虎介紹說。
無線電的神秘莫測是科研與科普工作之間的一道天然屏障，該基地為業(yè)余無線電愛好者打造了一把打開探秘之門的金鑰匙，同時也為無線電管理機(jī)構(gòu)的技術(shù)人員開展科學(xué)研究打開了方便之門。
本著打造“科普+科研”雙料基地的籌建初衷，基地將適時對外開放，吸引全國的青少年科技愛好者和業(yè)余無線電發(fā)燒友。通過該研學(xué)基地，業(yè)余無線電愛好者們可以了解業(yè)余無線電活動，與月面反射通信、衛(wèi)星通信、短波通信相關(guān)的天文知識，了解電波傳播、通信理論，還可以深入其中實(shí)際操練，親身感受“獵狐”樂趣，也能通過摩爾斯電碼全球會友……
