WSJT-X慢模式所带来的极高灵敏度在VHF和更高的波段特别重要,尤其是在诸如月面反射这样传播路径十分困难的链路上。简单地说,EME通信在这些模式下至少比CW或其他传统模式“容易10分贝”。在VHF和UHF波段上,数字EME的默认模式是JT65。新的QRA64模式在这些波段上使用的也越来越多,JT4和QRA64在2.3GHz及更高频段上用于EME。

据我们所知,至少有3个业余无线电爱好者只使用小型单一八木的电台,并在2米波段通联过100多个不同的国家。当然,大多数必要的联络都是在EME上进行的。图5显示了Thomas Hartig,DL1VPL使用12单元八木来完成他的2米波段DXCC奖。另一个“用最少的资源做最多的事情”的例子是Rex Moncur(VK7MO)的10GHz便携式EME,如图6所示。Rex的装置包括一个10GHz变频器,一个50W固态功率放大器,和一个2.5英尺(75厘米)安装在一个可折叠的三脚架上的抛物面天线。他已经使用JT4和QRA64模式与此设备进行了数百次EME联络。与他通联的电台大多数都在欧洲,离他的位置很近。

设备控制和频率校准

WSJT-X提供了支持几乎所有现代电台的CAT控制(通过计算机控制电台)。电台和计算机之间的必要通信是通过USB或串行端口进行的。相关的设备控制功能包括T/R切换、频率和模式设置,以及诸如分频作业和EME路径的自动多普勒补偿等选项。我们软件的CAT控制部分使用了一个名为Hamlib的开源码库,许多活跃的业余无线电爱好者都对此做出了贡献。

WSJT-X的许多功能所使用的信号检测带宽不超过几赫兹,这就要求我们更加注重频率精度和稳定性。WSJT-X提供了能够精确校准电台频率和利用广播信号进行精确频率测量的工具。校准过程在可靠的已知频率下通过一系列基于载波信号的预置频率自动循环来工作。我们发现,主要城市的AM广播电台可以在频谱的低频端充当频率校准器,而在北美,我们在更高的频率上使用WWV和CHU的标准时间和频率广播。世界上其他地区也有类似的短波信号。在校准过程中,软件通过USB将电台频率置于列表中的每个频率向下偏移1500Hz处。如图7所示,在WSJT-X瀑布图中,检测到的信号载波出现在约1500Hz频率左右处。

现代基于频率合成技术的电台,能够测量出来的与1500Hz之间的微小偏差将与频率成正比关系。你可以简单地将在最高可靠频率上测量到的频率偏移(以Hz为单位)除以标称频率本身(以MHz单位)来使近似地校准电台。例如,如图7所示,通过对WWV 20MHz信号的测量得到了24.6Hz的偏移。结果显示,校准常数为24.6/20=1.23。这个数字可以在设置窗口的频率选项卡上输入(见图8)。通过将直线的截距和斜率与整个校准测量序列进行拟合,可以实现更精确的校准,如图9所示。完成此任务的软件工具包含在WSJT-X中,详细的使用说明可在网上找到。在带有CAT接口的电台上使用这些工具,可以把电台频率的准确度校准到1Hz以上,这在定期的ARRL测频试验中非常有效,也很有竞争力。

飞机散射

ISCAT模式对于利用高空飞行器反射信号的微波联络特别有效。ISCAT能很好地处理多普勒频移现象的快速变化和持续在一秒钟左右的短脉冲信号。VK3HZ,使用一根60厘米直径的抛物面天线和7W的功率移动工作在10GHz频段,和VK7MO保持联络,将自己在10GHz频段的网格定位积分增加到了80多个。他们最长的联络距离超过900公里(560英里)。

回波模式

回波模式允许你对来自月球的信号回波进行灵敏度测试,即使它们因为信号太弱而无法被人耳听到。在这种模式下,WSJT-X传输1500Hz的固定信号单音2.3秒,等待来自月球的回波的前沿大约0.2秒,记录接收到的信号2.3秒,然后分析、取均值并显示结果。整个周期每6秒重复一次,程序自动计算和补偿不断变化的多普勒频移现象。如图10中的屏幕截图所示,回波应该出现在频率偏移为0Hz的窗口中心处。

电台的要求和综述

使用WSJT-X的电台与其他使用计算机辅助的模式没有什么不同。你会需要一个SSB收发信机,一根天线,一台最好年龄不超过6-8年的计算机,和一个显示器,至少1024×768像素分辨率。计算机到电台的接口通常需要一个串口或等效的USB设备进行T/R切换;使用你设备的Vox(声控)也可以。如果你的设备支持,T/R切换可以使用CAT指令,或串行端口信号的CAT连接或单独的端口。计算机声卡(或等效)的输出应连接到电台的数据模式音频输入,如果没有数据模式音频输入,则应连接到麦克风输入。接收到的音频应该连接到计算机的线路输入或麦克风输入中。处理这些连接的辅助设备可广泛用于自制项目或商业产品。最近的一些电台内置了所有的设备,所以在计算机和电台之间只需要一根USB连接线。你还需要一种方法可以使计算机的时钟与UTC同步在±1秒内。更多的详细信息和安装说明可以阅读WSJT-X用户指南。我们特别推荐的是基本操作教程和每种模式的可下载样例文件。你可以从线上支持论坛获得特定设置问题的答案。

在连载三、四中,我们概述了通信理论的一些基本原理,描述了每个WSJT-X协议的特点,并解释了这个看起来几乎全是不可思议的项目是如何运作的。然后,我们将简要概述了项目的合作软件开发工具和过程。