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以高頻收發機接收氣象傳真

No.18   1994 June   p94~97,   by 馬玉麟 / BV5DD



每次翻閱無線電雜誌,總會看到氣象資料、氣象衛星雲圖,它們所用的接收設備,不是用 VHF,就是用 GOES,所需耗費的銀兩,只能讓 我紙上觀望,夢裡尋這個簡稱 WEFAX 的氣象傳真,如今……


夢幻成真

    幾個月前,在美國 "73 雜誌" 上看到一段文「只要 30 美元,就可 WEFAX 」,頓時「馬」眼昏花,趕緊拿出放大鏡仔細閱讀,錯不了 。立刻翻箱倒櫃,找出三、四年前,我到加拿大上課時,剩餘的美金私房錢,湊和著寄出去。

    只花 30 美元,就可隨心所欲作 WEFAX 嗎?而且只需一台高頻 SSB 接收機,和一台標準個人 PC 電腦便可操作,可能嗎?又是一大堆疑問。

    三星期後,收到一個包裹,裡面有一張 1.4 Mega 磁片,內含三個軟體:HAMCOM 2.2、JVFAX 6.0 及 PKTMON 1.2,另外一條含有解碼功 能的 RS-232 電纜。就這樣而已!?不管了,先作再說。


概念

    原來在 HF 上,有很多國際氣象電台,它們先收集各地傳來的當地氣象資料,如溫度、濕度、氣壓、風向、風速,再加上每天在天空運轉 的氣象人造衛星資料,再作最有效率的分析。隨後便以固定的頻率,用傳真協定方式傳真出去,提供給船隻、飛機和有興趣的機構單位來 收錄,或與其他國家的氣象台交換資料,以作更準確的氣象預報。

    這條含有解碼功能零件的 RS 232 電纜 (稱作 FAXCAP),先把 HF 波段的 SSB 信號,透過 HF 主機的耳機輸出接頭,先行放大,並作某 些程度上的濾波,經過 RS 232,接入 PC 個人電腦,再由所附的軟體作信號處理,最後再以影像顯示於螢幕上,如此而已。


志同道合

    行文至此,XYL 拿來「CQ 業餘無線電雜誌」第 16 期,赫然發現,謝法安 / BV1AL 自製 FAXCAP,並用中文作 RTTY 的 QSO,真是偉大 的發現,特別是 PTT 及發射迴路方面的見解,下面就繼續聊筆者的經驗吧。


主觀條件

    筆者對 WEFAX 情有獨鐘,因為:(1) 氣象影響全人類生活; (2) 任何氣象預報都是經過眾多人、物、時、金錢所完成的;(3) 它是影像 ,百聞不如一見 (A PICTURE WORTH THOUSANDS OF WORD)。

    我先使用 SONY ICF-2001D 全頻接收機,在 13.595 頻率上接收 JMH (日本東京氣象預報台) 的氣象傳真畫面,但是雜訊太大。原因來自 手提型 PC 的交流電源雜訊;而一般手提 PC 外殼是塑膠製的,如只抄收 RTTY 或 CW 是可以,遇到傳真畫面,就慘不忍睹。舉頭一看時 間,已是週六的凌晨。


接收過程

    週六一大早,連忙帶著 PC 和 FAXCAP,直衝電台室,我使用的接收主機是 FT-990,V-dipole 天線。把 FAXCAP 接上,打開電源,一切操 作正常,從 UTC 0100Z 在 13.595MHz USB 模式下,以 JVFAX 6.0 軟體,收到幾個氣象傳真畫面:圖一是日本東京氣象局 (呼號 JMH) 在 0103Z 送出的測試圖,可以看到一幅側面的美女圖、字型、圖型以及 JMH 的傳出頻率。

Fig 01
圖一:日本東京氣象局 (JMH) 的測試圖。
BV3FG 註:雜誌上原圖雜訊較多,所以這裡用我自己收到的測試圖代替。
Fig 02
圖二:1994 年 4 月 2 目 JMH 於 0110Z 送出的衛星雲圖。請注意菲律賓群島的白色氣旋,和台灣的距離。
BV3FG 註:由於雜誌上原圖不清楚,所以這裡用我在 1996 年 7 月 29 日 0600z 所收到的"賀伯"颱風衛星雲圖代替, 賀伯颱風結構緊密、雲系寬廣,請注意這個颱風與台灣的大小比例,您就知道這是個難得一見的超級颱風。

Fig 03
圖三:1994 年4 月 2 日 0021Z JMH4 (13.595MHz) 送出的氣壓圖。
Fig 04
圖四:中國北京 (BAF) 於 1994 年 4 月 2 日 0154Z 14.365MHz USB 送出的氣象資料。
Fig 05
圖五:日本氣象局 (JMH4) 於 1994 年 4 月 2 日 0140z,13.595MHz 送出的北海道浮冰資料。

    圖二是 JMH 在 4 月 2 日 01102 送出的衛星雲圖,可以清楚看到菲律賓東部有一白色影像,這就是今年第一個熱帶風暴。再對照圖三, 可清楚看到菲律賓東部有一團圓圈,而其東北東亦有類似的圖型。

    若改以文字描述,如圖四所示,這是中國北京 (呼號 BAF) 於 4 月 2 日 01542 在 14.365MHz 送出的熱帶氣旋 (颱風) 警告。

    從這四個圖中,便可以了解亞洲的氣象狀況,我並不是氣象出身,只是觀察分析而已。圖五是日本北海道東北部海上浮冰分佈和警告圖。


硬體要求

    這五個圖是用 FAXCAP 所附的 JVFAX 6.0 軟體,依其介紹的簡單硬體設備,自己動手焊接在連接 RS232 的 D 型 9 Pin 母插座內。

    請注意,這份硬體只能當作 JVFAX 6.0 接收之用;如果需要用 HAMCOM 2.2 及 PKTMON 1.2 作 RTTY、CW 的 QSO、和 PACKET 監聽,則 請參照謝法安 / BV1AL 的線路圖。

    圖六含五個零件,聲頻 AF 從接收機耳機插頭出來,經過 0.1uF 電容器,去掉直流偏壓,再從放大器晶片 LM741 第 2,3 腳進入放大, 而 LM741 的電力則從 RS232 的 RTS、 DTR 兩腳獲取。

    放大後的訊號成為方波,從 DSR 進入電腦,經 JVFAX 6.0 作解碼及訊號處理,以影像出現在螢幕上,再存在硬碟上,最後以印表機列印 出來。我的圖是以 HP 雷射 IIP 300DPI 印出的,效果比在螢幕上更清晰。


DO IT YOURSELF

    這五個零件所佔體積不大,花不到 50 元,我用了一個晚上的時間,全銲接在 9 Pin 母插座內。但是 9 Pin 母插座內部空間不大,我又 不是電子科班,銲了老半天,手指燙了三次,第一次就失敗了,原來是二極體極性弄反。重新檢查、焊接後,並接上單心隔離線,乃告成 功。

    這些小零件,都可以在電料行找得到,有與趣的同好,不妨把它當作小實驗來做。不要只單作話務和 CW 通訊,實在太浪費你的 HF 機子 ,它可是你的寶貝呢!

Fig 06
圖六:只作 FAX 接收用的簡單線路圖。



設定

    在軟體方面必須注意:

    JVFAX 6.0 軟體的 CONFIGURATION 中,DEMODULATOR 設定為 "7 BITS" 及 "COMPARATOR/IRQ 4",因為,這個硬體只是一個比較器 (COMPARATOR)、而非解調器 (DEMODULATOR);IRQ 4 是指電腦上的串連接口 1 (COM1)。

    在接收模式中,JVFAX 6.0,提供 20 種不同的模式,而常見的 HF 氣象傳真為 WEFAX, IOC 為 576,LPM 為 120, DEVIATION 取 400 是 最穩當的。

Fig 07
圖七: 調整 RIT、BFO 或 CLARIFIER 使訊號如圖樣,傳真畫面效果最好。
    IOC 全名為 INDEX OF COOPERATION,意為合作指標; LPM 全名為 LINE PER MINUTE,每分鐘傳送速度。所以模式 1 (MODE 1) 為 WEFAX 120/576。

    在鍵入 F (FAX) 接收時,出現 CQ TAlWAN 第 16 期 80 頁 JJC 照片上的圖型,上方有類似頻譜分析圖,調整你的 HF 接收機的 BFO、 RIT,或 CLARIFIER,讓波型在 W 附近 (圖七),那麼你的傳真圖型,應該就可以收看了。


後記

    正如原作者所說,HAMCOM 2.2、JVFAX 6.0 及 PKTMON 1.2 都是不可作商業行為的免費軟體。希望大家能多了解業餘無線電,我將拷貝放 在 CQ 雜誌,有興趣者請自行聯絡 (編按:請附磁片及貼足郵資回郵信封)。更希望能人高手提供更多資料訊息,一同分享無線電的樂趣。 END



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