“火腿”——那些“蹩腳”的操作者（四）

每位業(yè)余無線電愛好者都曾好奇“ham”一詞的起源，至少存在三種可能的解釋：

第一種傳說（未被證實(shí)）稱該詞源于19世紀(jì)G.M.道奇所著的《電報(bào)教學(xué)手冊》，甚至早于無線電時(shí)代。最初的無線操作員多為陸上電報(bào)員，他們離開辦公室后投身海上或海岸臺站工作，使用“明碼”通信，并保留了許多傳統(tǒng)行業(yè)術(shù)語。

早期使用火花發(fā)射機(jī)時(shí)，每個(gè)火花幾乎占據(jù)整個(gè)頻譜，若臺站距離過近則會造成干擾（QRM），導(dǎo)致無法接收信息。政府臺站、船舶、海岸站，尤其是日益增多的業(yè)余操作員，都在彼此的接收機(jī)中爭奪通信時(shí)間和信號主導(dǎo)權(quán)。

部分業(yè)余臺站以2千瓦功率發(fā)射，如同今日一樣，強(qiáng)信號會干擾數(shù)百公里內(nèi)的其他通信。每當(dāng)此時(shí)，受挫的商業(yè)操作員會致電信號被業(yè)余臺站覆蓋的船只，鍵入：“SRI OM THOSE B@$%#! HAMS ARE JAMMING YOU” 業(yè)余者可能不明其意，反而將該詞收為己用，并自豪地用以指代自己的活動…… 久而久之，原義完全消失。

第二種說法稱該詞可能誕生于1910年。呼號規(guī)范前，一個(gè)功率達(dá)5千瓦的強(qiáng)臺站晝夜不停發(fā)射信號，800公里外清晰可聞，其呼號縮寫為H.A.M.。這一傳聞?wù)鎮(zhèn)挝纯肌?br />


第三種說法稱“ham”一詞于1933年因某業(yè)余無線電出版物而誕生，但缺乏細(xì)節(jié)佐證。依筆者拙見，若真有“HAM臺站”存在，應(yīng)有檔案記載，然并無實(shí)證。第一種與第三種“傳說”看似合理卻均未被證實(shí)，但無論如何，“ham”已成為業(yè)余無線電的代名詞。

1911年，《現(xiàn)代電學(xué)》雜志發(fā)行量達(dá)5.2萬份，美國有1萬名業(yè)余愛好者，英國數(shù)量相近，其他國家總和可能相當(dāng)。

成千上萬的業(yè)余與商業(yè)臺站同時(shí)發(fā)射，干擾問題日益嚴(yán)重，尤其在海事通信領(lǐng)域。由于設(shè)備效率低下，單個(gè)火花業(yè)余臺站的發(fā)射頻譜寬度常超過100千赫甚至300千赫（取決于線圈直徑和功率）！

船舶因天線長度受限，在強(qiáng)干擾（QRM）中難以建立常規(guī)通信，而商業(yè)臺站甚至故意干擾其他公司信號。此外，美國海軍使用落后設(shè)備，深受干擾之苦。迫于各方投訴，美國國會開始嚴(yán)肅審視無線通信監(jiān)管問題。不過此刻，我收到一則無線消息，預(yù)感它將徹底改變無線通信的未來——

1910年：首個(gè)無線俱樂部誕生

1910年，全球首個(gè)全國性無線電社團(tuán)——澳大利亞無線學(xué)會（WIA）成立。1911年春，倫敦附近德比郡成立了英國首個(gè)無線俱樂部，J.帕森斯擔(dān)任首任秘書，臺站呼號為QIX。俱樂部迅速購置書籍并建立借閱圖書館，為其他業(yè)余愛好者提供寶貴建議。1912年8月12日，美國正式承認(rèn)業(yè)余無線電運(yùn)動。

第二個(gè)組織是1913年7月5日成立的倫敦?zé)o線俱樂部，10月10日更名為倫敦?zé)o線學(xué)會，首任主席為A.坎貝爾-斯溫頓（任職至1920年）。1922年，該學(xué)會更名為著名的英國無線電協(xié)會（RSGB）。

1912年：泰坦尼克號悲劇

1912年4月15日周一凌晨12:30，泰坦尼克號在加拿大附近北大西洋撞上冰山，于北緯41°46'、西經(jīng)50°14'沉沒。得益于無線電通信和歷史上首次S.O.S.呼救，745人獲救，但1595人遇難，其中包括多位世界名流。。

有人認(rèn)為，若當(dāng)時(shí)有更嚴(yán)格的無線通信監(jiān)管，獲救人數(shù)可能翻倍甚至增至三倍。

事故暴露至少三個(gè)問題，導(dǎo)致救援響應(yīng)遲緩：

1. 無線電操作員僅在“開放時(shí)間”（白天）值班，夜間發(fā)生緊急事件時(shí)無法預(yù)警。

2. 求救信號之爭：1905年，德國船舶采用摩爾斯電碼“SOS”（并非“拯救我們的靈魂”，但成為實(shí)際通用信號），而英國海事部門（使用馬可尼設(shè)備）堅(jiān)持使用“CQD”（部分人解讀為“速來救援”）。馬可尼最初計(jì)劃使用“SOE”，但小寫“E”（點(diǎn)信號）易被干擾吞沒，后改用“S”，因三個(gè)連續(xù)“點(diǎn)”信號更易引起注意。1906年柏林無線電報(bào)會議將“SOS”定為國際官方求救信號，但馬可尼操作員執(zhí)行緩慢，直至1907年仍混合使用“CQD”與“SOS”。

3. 商業(yè)競爭惡果：馬可尼與德國競爭對手德律風(fēng)根（Telefunken）的商業(yè)戰(zhàn)爭滲透至個(gè)體操作員。在電報(bào)業(yè)興起、股市催生利益爭奪的背景下，即使緊急情況下，馬可尼臺站也拒絕與競爭對手互通信息，甚至形成“馬可尼操作員發(fā)射時(shí)，其他臺站需靜默”的潛規(guī)則。

這段歷史警示我們船舶安全與標(biāo)準(zhǔn)化監(jiān)管的缺失將導(dǎo)致嚴(yán)重問題。

1912年《無線電法案》

1912年5月18日，史密斯參議員向國會提交法案，核心條款包括：

- 強(qiáng)制船舶安全措施：要求航運(yùn)公司為每艘船配備多達(dá)3名無線電操作員，確保24小時(shí)值班（這一決定事后被證實(shí)完全必要）。

- 頻譜使用許可制：為避免馬可尼公司壟斷頻譜，規(guī)定所有臺站（政府、海事、商業(yè)）需向商務(wù)部申請執(zhí)照，指定波長、功率和工作時(shí)間。

法案初稿甚至計(jì)劃取締包括業(yè)余臺站在內(nèi)的所有非商業(yè)私人電臺。國會一讀時(shí)意識到全面執(zhí)行成本高昂、監(jiān)管困難，最終達(dá)成妥協(xié)：

- 業(yè)余愛好者獲200米及以下頻段（1.5兆赫以上），最大通信距離限制為40公里（25英里）。史密斯參議員認(rèn)為業(yè)余者將因資源匱乏在數(shù)年內(nèi)消亡。

- 功率限制：業(yè)余臺站（被歸類為“私人電臺”）最大功率不得超過1千瓦。

歷史回顧：政府當(dāng)時(shí)認(rèn)為只有100-1000千赫（3000-300米）的甚低頻適合遠(yuǎn)距離通信，因此將業(yè)余者“打發(fā)”到200米以下頻段（近似于AM廣播頻段以上的“無用頻譜”），其生存看似只是時(shí)間問題。在這種國家壟斷、缺乏協(xié)商的監(jiān)管下，業(yè)余愛好者被局限于“邊緣頻段”。

法案實(shí)施初期看似“應(yīng)驗(yàn)”了官僚們的預(yù)判：1912年前美國約有1萬臺業(yè)余臺站，法案通過后，年底僅發(fā)放1200張執(zhí)照。業(yè)余者發(fā)現(xiàn)火花發(fā)射機(jī)在200米頻段難以工作，即使成功，通信距離也僅為40-80公里（較之前使用的短頻段縮短至十分之一）！業(yè)余無線電看似前途渺茫，但“奇跡”即將發(fā)生……

1912年：Q簡語

為降低按字?jǐn)?shù)計(jì)費(fèi)的通信成本，商業(yè)領(lǐng)域開發(fā)了復(fù)雜代碼，將完整句子編碼為五個(gè)字母的組合（如“AYYLU”意為“編碼不清晰，請更清楚地重復(fù)”）。同一公司或國家的操作員很快采用標(biāo)準(zhǔn)化縮寫，其含義因“提問”或“回答”語境而異（如“RST？”請求對方報(bào)告信號可辨度、強(qiáng)度和音調(diào)）。

1909年，英國政府改良此類縮寫，推出以字母“Q”開頭的標(biāo)準(zhǔn)化國際代碼——Q簡語，最初定義為“供英國船舶及郵政總局許可的海岸臺站使用的縮寫列表”，包含45條Q碼。直至1912年泰坦尼克號事故，Q簡語（及摩爾斯電碼、SOS）尚未被所有公司采用。

1912年底，Q簡語正式納入《國際無線電報(bào)公約條例》，1913年7月1日生效，旨在便利不同國籍的海事無線操作員溝通，涵蓋頻率調(diào)整、遇險(xiǎn)、安全、身份、航線、信號強(qiáng)度等海量信息。其規(guī)范如下：

- Q碼范圍：QOA至QUZ。
- QOA-QQZ系列專供海事服務(wù)。
- 部分Q碼后接字母“C”（肯定）或“NO”（否定）（無線電話中讀作“CHARLIE”或“NO”）。
- 可附加呼號、地名、數(shù)字等補(bǔ)充含義。
- 作為疑問時(shí)，無線電報(bào)后接問號，無線電話后接“RQ”（羅密歐-魁北克）。
- 含多重含義的Q碼后需跟數(shù)字標(biāo)明具體意義。
- 時(shí)間均采用協(xié)調(diào)世界時(shí)（UTC），除非特別說明。

百余年后，這些規(guī)范基本未變。如今Q簡語包含數(shù)百條縮寫，分為航空專用（如QFE、QNE、QNH）、國際民航組織（ICAO）航空服務(wù)代碼（QAA-QNZ）、海事代碼（QOA-QQZ），以及分配給業(yè)余愛好者等其他服務(wù)的QRA-QUZ系列。1927年華盛頓ITU《無線電規(guī)則》正式批準(zhǔn)該代碼，1947年國際電信聯(lián)盟無線電通信部門（ITU-R）修訂。

弗萊明的真空二極管（1908年） vs. 李·德·福雷斯特的三極管與“火花之王”

業(yè)余者在200米頻段（乃至任何頻段）通信效率低下，因火花發(fā)射機(jī)和無放大接收機(jī)性能極差。盡管真空管技術(shù)略有進(jìn)展，但器件昂貴、幾乎無放大能力且耗電驚人。

1908年，英國人J.A.弗萊明發(fā)明真空二極管（如上圖所示，雖簡陋但可工作），隨后嘗試開發(fā)三極管但效率低下。直至1912年，火花隙發(fā)射機(jī)和晶體接收機(jī)仍主導(dǎo)無線通信，直到一位22歲的業(yè)余愛好者帶來突破——

一個(gè)熱離子三極管或“按鈕管”插在一個(gè)極精致的藍(lán)色插座上。它是由H.P.Friedrichs，AC7ZL根據(jù)Lee de Forest的想法建造的三極管。

** Edwin H.阿姆斯特朗的“再生式”革命 **
美國電氣工程師埃德溫·H·阿姆斯特朗為接收機(jī)購置了一支老舊的李·德·福雷斯特“奧迪恩”三極管，因不滿其微弱的放大能力，他修改電路，將部分輸出信號“反饋”至輸入端進(jìn)行二次放大，竟獲得了100倍于輸入的增益！更強(qiáng)的反饋下，電子管開始振蕩，產(chǎn)生穩(wěn)定射頻信號。

這一發(fā)現(xiàn)讓業(yè)余者首次擁有超過2000倍增益的真空管，徹底淘汰了“火花”時(shí)代的低效寬頻信號。改良后的三極管可在單一頻率發(fā)射連續(xù)波（CW），而非覆蓋全頻譜的間歇性寬頻波。“CW”（連續(xù)波）一詞誕生，這一革命性突破讓業(yè)余無線電如鳳凰涅槃，重獲生機(jī)！

真空 tube 結(jié)構(gòu)：陽極（板極)、柵極 、陰極、燈絲

盡管阿姆斯特朗花了十余年完善連續(xù)波收發(fā)信機(jī)的穩(wěn)定性，但他深知“再生式”設(shè)計(jì)的重要性。1913年1月，因資金匱乏，他明智地對電路設(shè)計(jì)進(jìn)行了公證。

同年，李·德·福雷斯特借鑒R.馮·利本的正反饋技術(shù)改良三極管，AT&T隨后為其新電話網(wǎng)絡(luò)開發(fā)了首個(gè)真空管中繼器，但增益僅約20倍且存在寄生電容問題。

為提升放大能力，工程師在電子管中增加?xùn)艠O：
- 四極管（2個(gè)柵極，第二柵極稱“屏柵極”，隔離控制柵極與板極），增益約600倍；
- 五極管（3個(gè)柵極），增益可達(dá)1500倍！
至此，李·德·福雷斯特的三極管終于推翻了“火花之王”的統(tǒng)治！

本文譯自外文資料：

http://www.astrosurf.com/luxorion/qsl-ham-history4.htm