【火腿专题】一台无线电发射器能够在所有短波频段上同时发射WSPR信号？可能吗？

你能建立一个全HF波段并发的WSPR发射器吗？ 文：Onno VK6FLAB

问问题是我的天性。它从小就被灌输给我，它经常给我带来新朋友、新想法和新项目。在花了相当长的时间琢磨我对无线电的理解后，我想到了这个问题。"有没有可能建立一个单一的无线电发射器，能够在所有的短波频段上同时发射WSPR信号？"

弱信号传播报告器（WSPR）是一款能让无线电爱好者加入到全球低功传播信标网络的软件，该软件由诺贝尔奖得主、普林斯顿大学物理学家Joe Taylor开发。通过该软件可以使用自己的电台发射信标信号，还能接收同业余频段下其他有相似设备站点发出的信标。各个参与的站点在接收信标的同时又将其上传到网页服务器，信号发射完成后，可以在地图上查到接收地点和接收强度，地图上甚至能够显示信号的传播路径。

在我们看硬件之前，让我们先思考一下这种传输可能是什么样子的。

想象一下，WSPR传输是一个正常的音频信号。它听起来像是两分钟内的几个颤音。拆开包装，音频信号的宽度约为6赫兹，位于1400和1600赫兹之间。如果你要画一个功率图，水平显示频率，垂直显示功率，你会看到一个完全平坦的图表，有一个小尖峰，6赫兹宽，位于1400和1600赫兹之间。

使用模拟电台，你可以在麦克风或音频端口播放这个声音，电台就会把它作为28MHz的信标在10米波段上传输。把电台调到40米段，它就会显示为7MHz的传输。

两点启示是，WSPR信号本身在不同的频段或传输之间没有变化，电台做了大量的工作，使你的WSPR传输以正确的频率出现。

你的电台正在将音频频率移动到正确的业余波段。里面的电子装置通过将音频和调谐频率混合在一起实现这一移动。

如果你把一个28MHz的WSPR信号从你的发射机出来想象成一个功率图，它基本上是沉默的，除了在28MHz右边的某个地方有一个小小的WSPR峰值。

>从数学的角度来看，你的电台中的频率混合器正在进行乘法运算，最重要的是，你不需要一个电台来做这个。你可以用软件来代替频率相乘，最后得到代表其乘积的东西。如果你要创建一个这种等效乘法的功率图，你会看到一个完全平坦的图表，在28.1261MHz附近有一个小尖峰。

听起来很熟悉吧？

它变得更好。

你可以把这个计算的结果作为28MHz的WSPR信号储存在一个文件中，你可以随心所欲地做这个事情。你可以用3.5MHz的WSPR信号创建一个文件，用7MHz的信号创建一个文件，如此循环。

由于我们谈论的只是洗牌的数字，你可以把所有这些计算结合起来，最后得到一个文件，里面有几个WSPR信号。

图表图片又是大部分的沉默，只是在适合说在80、40、15和10米波段上传输的频率上有一些WSPR峰值。

现在你所需要的是找到一个能够发射它的设备。

事实证明，我们有这样一个设备。一个PlutoSDR，一个我以前说过的软件定义的无线电。它能够发射56MHz宽的信号，对于我们正在做的事情来说绰绰有余。我们也不需要用PlutoSDR来计算组合信号，因为我们可以提前做好这一切，因为正如我所说，WSPR信号不会改变。

因此，从本质上讲，我们所需要做的就是生成一个文件，其中包含所有WSPR信号在正确频率下的信息，并将其发送给PlutoSDR进行传输。

有几个障碍需要克服。

当你把两个频率相乘时，你最终会出现两个峰值，一个是两个频率的总和，一个是它们之间的差值。一个是你需要的，另一个是你不需要的，所以我们需要把它过滤掉，这也是你的模拟电台电路所做的。

另一个挑战是围绕采样率。PlutoSDR需要一个特定的采样率和比特深度，所以我们将不得不生成我们的文件。我将跳过复杂的数字，继续讨论功率输出，因为来自发射器的所有功率将被分散到我们试图传输的所有组合WSPR信号中，所以我们可能需要放大。

还有一个问题是，在我们实际将这个装置连接到天线之前，要进行测试，而且我忽略了一个次要但必不可少的问题，即PlutoSDR不做短波。

那么，这给我们留下了什么？

我们可以用2米和70厘米建立一个概念验证。这两个频段都是PlutoSDR的本机。我目前正在努力生成实际的WSPR信号文件以开始转换过程。一个朋友有一些测试设备，可以让我们在不污染电波的情况下看到发射器发出的信号，当然，在这一点上，这仍然是 "假设"。我还没有真正做到这一点，但它让我感到有趣，这就是乐趣的一半。

它变得更好了。PlutoSDR上有一个FPGA，所以理论上至少我们可以在PlutoSDR内实时生成这个实际的文件，这就开辟了一个全新的探索途径，但我们将在运行前先爬行。