高频信标:海盗们的无线电『灯塔』
笔者一直对这类游走在灰色地带的无线电设备比较感兴趣,比如之前提到的海盗电台。今天想聊的,则是另外一种更加默默无闻的东西,高频信标。
和海盗电台一样,这种未经许可的无线电发射大多数情况下都是违法的,但从客观来说,确实又有一种浪漫感,即,用大小不等的功率(从几毫瓦到几十瓦)传输着单调的消息,就像养蛐蛐一样——只不过,这个蛐蛐可能远在天边。
69BY信标,图源HFUnderground,不确定是否还在工作1. 前言
这里的信标,指的是无线电信标,根据定义,指的是在已知位置上发射无线电信号的东西。发射的内容比较简单,一般通过CW(等幅电报)或者FSK(频移键控)的方式发射电台识别码,可能还包含站点位置数据等,由此可以用来判断无线电传播情况,或者导航。熟悉航空领域的朋友应该听说过NDB(无指向性信标)这个东西,这当然也是一种信标。和世界上的大多数无线电发射机一样,信标也是需要经过许可才能搭建的,比如国内(大陆地区,下同)的业余无线电信标台,就要专门申请,并指配专用呼号前缀BJ。
有合法的自然也就有非法的,标题里的海盗当然是取引申义,也就是海盗电台的那个海盗,指『进行未经许可的无线电发射操作的人』,而他们所搭建的信标,就可以称为海盗信标,或者高频信标(因大多数都在HF波段运行)。
大多数高频信标为了避免被无线电管理部门查获,都会选择布置在荒郊野岭,废弃建筑,人迹罕至的地方。由于很多情况下都缺乏维护,在运行数个月到数年之后,这些信标可能会因各种原因(设备损坏,被查获,被原主人主动拆除等)而停止工作。因为历史原因,国内的无线电文化并不深厚,所以几乎没有高频信标的案例,在美国和欧洲等地方,就比较多见一些——但即便如此,高频信标也是非常小众的一个玩法,因此笔者很难给出太多比较直观的例子:
2. 目的?
这种高频信标很难说有什么目的,有可能真的是验证无线电传播的情况,有可能是挑战不同波段弱信号传输的极限,也有可能只是单纯的为了好玩(电子蛐蛐)。就最后一点来说,可以说是,享受那种自己买零件搭建设备,然后部署一个信标,欣赏那种『顽强的生命力』,的感觉。
老实说,写到这里,笔者确实是感觉有些『妙处难与君说』,因为在旁人看来,这种行为几乎是无意义的,而且还会因为无授权使用无线电频率而惹上麻烦,至少也是给人带去麻烦(尤其是考虑到短波有大量军用、航海、航空等重要用途)。不过也许是因为这种在灰色地带边缘试探的刺激感,才吸引了一些人去玩这玩意,也说不准。
3. 技术
又到了最喜欢的技术时间。
3.1 HiFER 信标
这里需要先偏个题,讲讲其中一种比较类似的信标。
HiFER是一个专有名词,指的是在13.56MHz(13553-13567kHz)这个ISM波段内,以符合ISM功率限制的方式运行的信标。其他的内容,和普通信标差不了多远。
对于这个功率限制,美国的标准是『在30米处场强不能超过15848微伏/米』,有爱好者实验得知,转换过来是此频率的半波偶极天线上略低于4毫瓦的输入功率,这已经算是非常低了。至于国内的标准,按照国标微功率的规定,则是属于C类设备,限制是『10米处磁场强度不得超过42dBμA/m』,这个数要怎么换算成天线输入功率,已经超过了笔者的能力范围,如果你也想玩的话,建议咨询专业人士,预先计算一下。
因为这种操作方式比较合法,因此有部分位于美国的无线电爱好者推出了HiFER信标的电路设计,甚至直接出售套件,比如这个Black Cat Systems出品的套件,买来之后组装好,录入自己需要的CW电文信息(呼号等),就可以在ISM波段上工作了。
下方电位器用来调整发报速度尽管合法功率只有几毫瓦,但如果配合足够好的发射天线,碰上足够好的传播环境,信号还是可以传到很远的地方的。因此,也有不少接收爱好者,用高灵敏度接收机,以及同样是足够好的接收天线,尝试接受这些HiFER信标,在HFUnderground上也有专门的板块供人们讨论。如果想要直观的例子,这里有个视频,记录了在接近1200公里的距离上,接收一个功率仅仅3.6毫瓦的信标,信号依然清晰可闻。
3.2 高频信标
本文的主角,高频信标,毕竟已经是黑着来的了,就没有那么多限制。
其技术方案比较多样,有类似上面HiFER信标那种的基于晶振的发射机,现代一点的也有基于DDS(直接频率合成)模块的,有上面说的69BY信标那样基于成品发射机的,当然也有很多方案未知但看起来挺粗糙的:
PRV信标,6852KHz,可能已不再活跃,图源HFUnderground至于功率,理论上当然上不封顶,见过的有几瓦到几十瓦,都有。但一般情况下,考虑到要减少被查获的风险,再加上偏远地区可用的电力来源可能只有太阳能板,常见的发射功率也不会太大,几十到几百毫瓦算是一个比较常见的水平。
相比较于『正经』信标来说,海盗信标所发射的内容也会随意一些。发射自编的呼号当然可以,但有几个海盗信标仅仅只是每隔一段时间发射莫尔斯电码中的『点』或者『划』信号而已,表明他们的控制设备可能只是简单的555定时器电路。因为直接听信号听不出来,识别他们的主要方式就是看网上的信标论坛/社区,看看有没有人公布频率范围内的特征类似的信标,以此来一一对应,仅此而已——如果信标的主人没有公开宣布,那就成了永远的一个谜。
4. 写在最后
简单水了篇文章,因为还是那句话,上面所介绍的东西很难说得上有什么意义,而且部分情况下还是违法行为。
不过能知道这个世界上还有这些玩意存在,本身就挺有趣的,不是么。
(完)