無線電-短波QRP新玩法-WSPR（弱信號傳播報告器）

鑽研，探索和發現一直以來都是無線電愛好者的代名詞。今天給大家介紹一個短波的新玩法，在國外這已經不是很新的技術了，鑒於國內材料很少，特總結編纂了一下，分享給大家。讀懂此文章需要相應的無線電專業知識，Prepare yourself！

-BH1VVO 姚海濱

前言

使用業餘無線電通訊之所以比使用互聯網和手機更具可玩兒性，是因為短波無線電波的傳播是有非常強的不確定性的，你永遠不知道你發出的信號在哪裡被接收了，被誰接收了。如果您真正享受這種不確定性帶來的新奇與快感，那麼你絕對願意上手一試，親自體驗下WSPR。

WSPR是一款能讓你加入到全球低功傳播信標網路的軟體。有了它，你不但可以使用自己的電台發射信標信號，還能接收同業餘頻段下其他有相似設備站點發出的信標。各個參與的站點在接收信標的同時又將其上傳到網頁伺服器，信號發射完成後，你可以分分鐘在地圖上查到接收地點和接收強度，地圖上甚至能夠顯示信號的傳播路徑。

如果你在忙其他事情，只要保持WSPR在運行狀態。隨後可以隨時搜索資料庫查看你信號被接收情況。還能通過分析過往的信號報告，了解季節性的傳播變化或天線調整對於信號的影響。

什麼是WSPR？

WSPR是「弱信號傳播報告器」幾個英文單詞的縮寫。很多人都把它叫做whisper（悄悄話），一個不太正式的名字，但卻惟妙惟肖地闡釋了WSPR的核心含義：微弱信號的收發。

WSPR這款軟體應用由諾貝爾獎得主，普林斯頓大學物理學家Joe Taylor（呼號K1JT）開發。2008年4月份首次發布，使用一種叫做MEPT-JT的傳送模式。（JT代表他本人名字Joe Taylor；MEPT代表人工試驗性發射機。）

MEPT並不是嚴格意義上只屬於WSPR。MEPT通常是指那種能夠通過慢速摩爾斯電碼發送信標信息的自製型QRP發射機（QRSS）。這種發射機發出的弱信號能夠通過一個叫做「抓取器」的軟體達到可視讀取的程度。抓取器通過水平瀑布方式顯示、探測並著重標誌出低於噪音閾值的信號。通過讀取屏幕上瀑布圖顯示的點、劃可以解讀具體信息。就連EME（月球反彈）這樣弱信號QRSS模式下發出的信號都能夠很輕鬆地讀出來。

MEPT中「人工」這一詞指明了無線電操作者的持證需求。就像平時使用CW，SSB或者其他數據模式時一樣，操作者並不需要持特種MEPT操作證書。其實，很多熱衷於MEPT的操作者們通常都避免使用「信標」這個術語。因為沒有特殊證件條件下的信標操作是被授權委員會明令禁止的。

WSPR一旦安裝完畢，就可以自動運行了。軟體會記錄你每次發射時的數據，存儲接收到的「信標點」。即使你分身乏術，無法上頻率通聯也不必擔心。因為以上工作也都能由軟體自身完成。據了解，很多HAM讓WSPR全時段運行的。難道是他們睡覺忘關軟體了？lol！請繼續閱讀，下文即可見分曉。

操作原則

WSPR本身不使用慢速摩爾斯電碼。信號是在微調節和低速率下的頻移鍵控。實際使用中很多人都錯誤地認為是軟體故障了，因為他們聽到的是完全沒有調製聲音的純平音調。其實是人們忽略了一個事實：WSPR佔用帶寬僅為6Hz，這樣才能讓很多站點在200Hz範圍內進行無干擾操作。

每次MEPT-JT發射都只持續2分鐘，一旦偶數分鐘計時點開始，信號傳送再次啟動。發射機與接收機需要同步工作，這使得電腦時鐘的準確性成了WSPR成功的先決條件。

信標傳輸信息包含呼號，定位器和功率。通過加密打包來減小數據的體積，要注意只有標準的呼號才能用，任何附加任何前綴，後綴或者特殊的呼號都不被接受。在排除錯誤站點時，使用前向糾錯技術，以在傳播不好的情況下提高抄收幾率。

WSPR這款軟體包含接收，解碼和發射的功能。當然，發射多少就取決於你啦。大多數操作者將軟體設置為每4-5分鐘發送一段時長為2分鐘的信號片段。這就創造了隨機性，即使是同一時間開始發射的兩個站點也不一定是在同一個信號片段內。

時鐘同步

如之前所說，電腦時鐘的準確性至關重要。WSPR一旦開始發射或接收，電腦時鐘幾秒鐘的時間誤差都會導致信號加密的失敗。因此一定要在互聯網時間伺服器來幫助校準電腦的時間。在調整時間的界面選擇同步互聯網伺服器時間即可。

收發機設置

WSPR需要連接電腦音效卡和收發機，你才能發送自己的信號或者解碼接收的信標。如果你不想使用聲控VOX的話，則需要一根能夠控制收發機PTT鍵的RTS串口控制線。如果你已經有了像PSK31這樣的數傳設備，那麼一切就都方便了。但是如果通過全電腦控制，數傳軟體可能需要使用電腦命令來控制收/發的切換。WSPR只能使用RTS來控制PTT，所以你需要在收發機上進行設置或者安裝晶體管開關來實現PTT和RS-232 RTS信號界面的切換。如果不便使用串口來控制PTT，可以嘗試VOX。

因為MEPT-JT是窄帶模式，你收發機上頻率調整刻度最好是在幾Hz的級別。如果你沒有精確的頻率刻度設備，一條簡便的做法就是使用SSB模式在AM短波廣播站頻段進行調諧，通過看分析軟體或者數據模式軟體上的瀑布圖，來測量載頻外差的頻率。

短波廣播站點發送的信號頻率都是5KHz的倍數，精確度能夠達到最大只有1-2Hz的誤差。在當前某一站點頻率基礎上上調或下調1Hz（比如站點頻率為 5.985 MHz，1Hz頻差就是5.984000 MHz或者5.986000 MHz）再測量載頻發出的聲音得出的數據應該是精確的1000Hz。此檢查可以找幾個不同的站點進行測試以防單個站點數據不準。

設置 WSPR

如果電腦時鐘和收發機介面界面已經設置好，可以開始安裝WSPR了。下載完成後可以像安裝其他任何軟體一樣在windows下進行安裝。

WSPR安裝完畢後雙擊打開，展現在你眼前的是一個控制窗口。此窗口可以最小化但是無法隱藏。

選擇發射功率，所有dBm值都已經集成到軟體中，用戶直接在菜單中點擊選區即可。比如：30dBm (1W), 33dBm (2W), 37dBm (5W), 40dBm (10W)大多數人使用1w，30dBm。需手動把收發機功率設置到同樣的數值。然後關閉Options窗口即可。

好了，準備工作基本完畢。我們現在測試一下30m波段。這個波段是WSPR使用者最受歡迎的，你可以先試一下：

把你的收發機調到30米波段，設置音效卡數據模式。應該設置在USB模式，這樣音頻聲調就在載頻抑制中正確的一方了。把收發機調整到 10.138700頻率，並把此頻率複製到WSPR主窗口的Dial freq一欄。

最新版本的WSPR有預設好的頻段菜單， 能方便你選區要操作的頻段並自動選取對應的Dial freq欄。WSPR無法將你的收發機調整到相應的頻率，需用戶手動設置。

瀑布圖右側的刻度範圍從100到300。這代表頻域為10.140100-10.140300，轉盤頻率加1.5KHz, 誤差為正負100Hz。WSPR會在這200Hz的頻段內進行監測。所有其他在30m頻段的使用者們會收聽到同一個片段。

接收

點擊T/R Cycle中的Rx radio按鈕並等待。下一個偶數分鐘計時開始時，WSPR右側底部的狀態欄中會顯示Receiving（接收中）。接收會持續1分54秒，期間瀑布圖中不會有任何顯示。稍後顯示Waiting to start（等待開始）數秒等待後一塊瀑布會在顯示區出現。若看到水平方向上有較虛的痕迹，說明你可能接收到了其他WSPR使用者的信號。如果夠幸運，軟體可能已經將信號加密並在Band Map和窗口下方的信息記錄欄中顯示了詳細信息。當時鐘已過00秒，WSPR又將開始新的接收。

暫時沒有接收，不要急，詳細查看瀑布圖部分。如果有模糊的「噪音」圖形顯示，可能現階段沒有正在發射的站點。如果瀑布圖部分完全空白顯示，很可能是發射機端或者混音器連接或安裝有問題。因為瀑布圖每兩分鐘才更新一次，所以需要耐心等待。使用常規的數據模塊程序檢測音頻是否被音效卡接收後再查看瀑布圖是否有信號出現。

如果你有多塊音效卡。需要在設置選項中確認好音效卡編號。方法如上文所提及。

如果你確認接收機工作正常，勾選Upload spots選框。勾選即觸發接收信號上傳機制，所有已接收信號會全部上傳到http://WSPRnet.org官方網站的站點資料庫。這才是WSPR最有意思的地方。通過它無線電操作人可以了解到他們發出信號的接收地和接收強度。同樣還能展示出清晰的傳播圖。

發射

完成以上設置後，你基本上已經具備了首次MEPT發射的條件了。但是在發射前，必須在WSPR窗口中TX freq欄內輸入你的發射頻率。最簡潔的做法就是在瀑布圖中用滑鼠雙擊。選一個沒有被其他站點使用的點，比如說在10.140100 到 10.140300之間選取。

再次檢查確認收發機的發射頻率與你之前在軟體中設置的值是否匹配。（之前如果輸入的是30dBm，你需要在收發機端設計的發射功率即為1w）

現在點擊T/R cycle 控制部分的20%按鈕並等待。最終，等一個新的兩分鐘時段開始的時候，WSPR會顯示

1分54秒後，屏幕會再次顯示Waiting to start（等待開始），然後再次接收。每個2分鐘時段的開始，你的站點都會以20%的幾率進行傳送。如果活動比較低，你可以選擇25%或者33%的傳送頻率來進行提升。

傳送結束後，稍適等待，再打開WSPS站點資料庫。就可以看到你的信號已被其他WSPR用戶接收和解碼。在資料庫中就能找到站點顯示了。恭喜，現在你已經是一名熟練的WSPR網路操作者了。

在其他波段的操作

現階段30米段是WSPR操作人數最多的波段，你可以從這個段開始，奔涌而來的數據和站點信息絕對會幫你建立信心，讓你更從容地走下去。

但是相信你絕對不甘只在30m段上玩耍，眾多的其他波段給你提供了更廣闊的探索空間。WSPR能能決定LF波段灰線傳播的發生率。比如，在短波段接收端，WSPR可以用來探測15m或10m段的打開。還能用來探測並提醒操作者們6m和2段電離層E層的打開情況。這一切的一切，只需要有足夠的操作者建立站點並在相應頻率上進行接收和發射。

編輯此稿時下表中的頻率可以推薦給大家使用

然而以上的頻率並不一定總有人在監聽。你可以使用Propagation Map at WSPRnet.org這個網站來查詢是否有人在操作。如果WSPR在2分鐘的時間片段內沒有任何接收，系統會自動向資料庫報告接收站點信息。所以想要知道頻段上是否有人監聽，只需要在目錄中選取波段，點擊更新即可。所有活動站點會即刻展現在你眼前。你可以點擊顯示站點的呼號來查詢他們的發射功率，發射頻率等詳細信息。你還可以使用Chat/Sked Page at http://WSPRnet.org 來安排時間表來進行天線測試。

總結

WSPR是一種非常有意思的方式，能夠讓你真正參與到無線電傳播試驗中去。同樣適用於那些每日忙碌，無法常上頻率進行通聯的人們，讓他們手頭沒少花錢的機器得到更有意義的應用，寶貝機器整日閑散在您自己的工作室而得不到利用豈不是一種浪費？！！

希望所有的無線電愛好者們都能夠物盡其用，把熱情投入到更多維度和深層次的探索中去，我們的不斷探索，將會是後代們更多發現的基石，別再等待了，上手吧，早日成為那個巨人。

原文鏈接： http://www.g4ilo.com/wspr.html

最新版 WSPR軟體下載鏈接：http://physics.princeton.edu/pulsar/K1JT/WSPRX_08r3058.exe

使用展示視頻：http://v.youku.com/v_show/id_XMTU2ODI3MjE4MA==.html?from=y1.7-1.2

WSPR還有很多不同玩法，欲知更多信息，請自行探索。

Ham Radio Fun With WSPR On 630 Meters

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