接收「月球之音」

1、接收月球之音07年 10月 24日黃昏從公眾傳媒中得悉，長征 3號(hào)火箭在西昌成功運(yùn)載嫦娥一號(hào) (ce-1)升空，按報(bào)道 ce-1將于 11月中下旬在環(huán)繞月球軌道向地球播放三十余首歌曲。坊間相信有不少人士均欲了解收聽來自月球的 ce-1播放之妙韻。作為業(yè)余無線電愛好者 ham 一員，當(dāng)然希望可直 (i.e. 不以間接、轉(zhuǎn)播途徑)收聽，有否可能辦到嗎？筆者僅試單以普通業(yè)余條件、角度及程度考量，希望可誘發(fā)出些正面而理性的科學(xué)探討。無線電傳、廣播-顧名思義是把電訊號(hào)，從一方以無引線方式傳達(dá)(輻射)至他方，是否能成功傳遞，涉及多個(gè)因數(shù)主要包括：環(huán)境、發(fā)射、接收能力等?，F(xiàn)假設(shè)從月球透過無線電波傳送廣播訊號(hào)

2、至地球，以簡(jiǎn)單的自由空間電波傳播損耗計(jì)算(i.e 省略：電波極化、多普勒效應(yīng)、各 qrn、qrm噪聲干擾、電離層衰落等負(fù)面影響 )，試以分析可行性?，F(xiàn)例出應(yīng)用于本計(jì)算所需主要相關(guān)參數(shù)： l自由空間電波傳播損耗 a= sq 16(sq )(sq r) ， =波長，單位 (m) ，r=距離，單位 (m) ，sq= 平方， a=損耗值，由于損耗值非常巨大，為方便計(jì)算將其轉(zhuǎn)換為分貝 (db) 。 db = 10 log a l地球與月球粗略距離 380,000 km l超高頻調(diào)頻廣播段(vhf fm ) 97.5mhz在城市收聽單聲道廣播所需之最低電場(chǎng)強(qiáng)度 70db uv/m (訊號(hào)強(qiáng)度約等于 dip

3、ole antenna 檢拾到 - 45dbm) l超高頻段 2米波業(yè)余頻(vhf 2m ham band)調(diào)頻模式 fm mode 145 mhz 所需最低訊號(hào)強(qiáng)度 0.2uv/50 ohm (約等于 -121 dbm)假設(shè)一： 用”fm 收音機(jī)”聽月球之音收聽 97.5兆赫(mhz) fm 月球至地球廣播發(fā)射臺(tái)，所需之最低發(fā)射功率： 運(yùn)用上列之自由空間電波傳播損耗算式計(jì)算，月球至地球傳播損耗約為 -183.8db，而接收最低訊號(hào)強(qiáng)度需達(dá) -45dbm， 省略之簡(jiǎn)化值 183.8 - 45 =138.8 dbm = 75.9gw亦即需要在月球向地球方向，設(shè)立一個(gè)比香港目前三千瓦 erp vh

4、f fm廣播臺(tái)，高強(qiáng)二千五百多萬倍發(fā)射功率，才可讓我們以普通 fm收音機(jī)在地球收聽到月球之音！以下兩圖為鄰區(qū)一座建于山上， vhf fm廣播臺(tái)發(fā)射天線塔相片；我們可試想像若在月球表面建造類似發(fā)射設(shè)備的壯觀性及可行度。圖 1) 廣播臺(tái)發(fā)射天線塔外觀，內(nèi)含 6組 dipole 天線。圖 2) 該廣播臺(tái)發(fā)射天線塔為背影與旁游人大小之對(duì)比。 假設(shè)二：用 vhf 2m ham收聽月球之音收聽 145.0兆赫(mhz) fm月球至地球發(fā)射訊號(hào)，所需之最低發(fā)射功率： 運(yùn)用上列之自由空間電波傳播損耗算式計(jì)算，月球至地球傳播損耗約為 -187.3db，而接收最低訊號(hào)強(qiáng)度需達(dá) -121dbm， 省略之簡(jiǎn)化值 18

5、7.3 -121 = 66.3 dbm = 4.3kw 亦即需要在月球向地球方向，設(shè)立一個(gè)比香港目前法例容許持牌業(yè)余電臺(tái) (ham)，在 2m頻段最高輸入天線發(fā)射功率二十五瓦，高強(qiáng)近二百倍之發(fā)射功 率，才可讓 ham在地球收聽到月球之音！ 問題淺探： ham 之月面反射(eme)通訊、試驗(yàn)也能成功，以 *eme 為借鑒，可收到月球之音嗎？ *eme- 使用高性能業(yè)余通訊設(shè)備向月球定向發(fā)射訊號(hào)，利用月球作為反射面，把電波回彈返回地球接收。 ham接收月球之音，因電波只行 eme總行程(760,000km)之一半 (380,000km)，更無需要靠反射系數(shù)僅得 0.07之月面為反射。 假設(shè)用 70cm ham band cw mode，發(fā)射功率 40dbm (10瓦)，配 6dbd 增益指向天線，erp = 46dbm。 70cm ham band月球至地球傳播損耗約為 -196.8db，而在地球接收配最低訊號(hào)強(qiáng)度檢拾能力 -131dbm cw mode 機(jī)器，再加配 20dbd 增益指向天線。 省略之簡(jiǎn)化值計(jì)算 196.8-46-20=-130.8dbm，亦即可檢拾(收) 得有用訊號(hào)！又如以數(shù)字模式通訊或收、發(fā)任何一方，甚至雙方配備更高效能天線，估計(jì)有能檢拾到更清晰伶俐之訊號(hào)，甚或可能進(jìn)一步降低發(fā)射方功率