上一篇，我们在电波里走进了“二进制新世界”，从RTTY一路玩到FT8。这一篇，我们把目光抬得更高——高到大气层之外。没错，业余无线电的舞台远不止地面和电离层：从上世纪六十年代第一颗业余卫星上天开始，就有一批又一批的爱好者，用自己的收发信机、自己的天线，追着天上的“小星星”做通联。当地面的信号穿过大气层、被太空中的转发器接力、再落回地球另一端的电台时，那种“我把话送上了太空”的震撼，是任何地面通联都给不了的。
好在，这条路并不神秘。轨道、倾角、周期、转发器、多普勒——题库用三十道题，把业余卫星通信的“天书”翻译成了大白话。这一篇，我们就从第一颗业余卫星的故事讲起，一路追到怎么跟卫星打招呼。
一、太空时代的“奥斯卡”：什么是业余卫星
故事要从1961年讲起。那年12月，美国的一颗卫星里搭载了业余无线电装置，从此业余无线电有了太空舞台。在描述业余无线电卫星时经常用到缩写 OSCAR（奥斯卡），这个名称的由来是：
【MC1-0909】在描述业余无线电卫星时经常用到缩写 OSCAR（奥斯卡），这个名称的由来是： 正确答案：A（“搭载有业余无线电装置的地球轨道卫星”的英文缩写）
OSCAR是“Orbiting Satellite Carrying Amateur Radio”（搭载有业余无线电装置的地球轨道卫星）的首字母缩写——听起来像是给卫星起名字，其实是给“业余卫星”这个物种起了个响亮的代号。从OSCAR-1开始，每一颗业余卫星都按发射顺序编上号：OSCAR-1、OSCAR-2……一直排到今天。我国也在其中占有一席之地。我国发射的第一颗业余卫星的发射年份、名称、国际 OSCAR 系列号和转发器模式分别为：
【MC1-0910】我国发射的第一颗业余卫星的发射年份、名称、国际 OSCAR 系列号和转发器模式分别为： 正确答案：A（2009 年，希望一号（XW-1），HO68，V/U（J））
2009年12月，希望一号（XW-1）升空，国际编号HO-68。“H”代表希望一号，“O”是OSCAR系列，“68”是第68颗业余卫星；“V/U（J）”说的是它的转发器模式——上行在V段（2米）、下行在U段（70厘米）……等一下，V/U的读法其实是“上行V段、下行U段”，“J”是这个模式的代号。从此，中国火腿也能抬头追自己的卫星了。
二、读懂轨道：周期、倾角、升降轨
要追卫星，先得读懂卫星在天上怎么飞。第一个概念是“周期”。卫星的周期是指：
【MC1-0293】卫星的周期是指： 正确答案：A（卫星沿轨道绕地球一周所需的时间）
周期就是卫星绕地球一圈的时间。低轨业余卫星的周期大约90分钟——也就是说，你每隔一个半小时左右，就有一次机会在头顶看到它。注意区分两个“周期”的考法：业余卫星的周期（period）是指：
【MC1-0287】业余卫星的周期（period）是指： 正确答案：A（连续两次经过其轨道上的某特定点的间隔时间）
两道题其实是一回事：一个是“绕地球一周的时间”，一个是“连续两次经过轨道上同一点的时间”——都在强调“以轨道为参照”，而不是“以地面某观测点为参照”。为什么强调这个？因为地球在自转，卫星绕一圈回来，地面上的你早就“转走”了——卫星的周期是“对轨道说的”，不是“对你说的”。
第二个概念是倾角。业余地球卫星的轨道倾角（inclination）是指：
【MC1-0286】业余地球卫星的轨道倾角（inclination）是指： 正确答案：A（轨道平面与地球赤道平面的夹角，由地球赤道平面在轨道升交点按逆时针方向计决定）
倾角是“轨道平面”和“赤道平面”的夹角，决定卫星能飞到多高的纬度：倾角大，卫星能覆盖高纬度地区；倾角90度，就是南北极贯穿的极轨。中国发射的希望一号倾角约100度，所以它甚至能“越顶”飞到很高的纬度。
第三个概念是方向。卫星升轨道（ascending pass）的方向是指轨道的下列区段：
【MC1-0291】卫星升轨道（ascending pass）的方向是指轨道的下列区段： 正确答案：A（由南向北）
卫星降轨道（descending pass）的方向是指轨道的下列区段：
【MC1-0292】卫星降轨道（descending pass）的方向是指轨道的下列区段： 正确答案：A（由北向南）
“升轨”是从南往北飞（跨过赤道往北走），“降轨”是从北往南飞。看卫星预测软件里的轨迹线，一眼就能分清：往北画的是升轨，往南画的是降轨。每次过顶，卫星总是从地平线的一端升起、另一端落下，方向基本固定——追星的老手看一眼轨道方向，就知道该把天线朝哪边等。
三、几种特殊轨道：同步、静止、太阳同步与低轨
轨道世界里，有几类“性格特殊”的卫星，它们的名字很容易混。地球同步（geosynchronous）卫星是指：
【MC1-0288】地球同步（geosynchronous）卫星是指： 正确答案：A（运行周期等于地球自转周期的地球卫星）
地球同步卫星的周期等于地球自转周期——23小时56分4秒，卫星“挂”在天上，每天同一时刻回到同一片天空的大致位置。
地球(geostationary)静止卫星是指：
【MC1-0290】地球(geostationary)静止卫星是指： 正确答案：A（对地球保持大致相对静止的卫星）
静止卫星更进一层：它不仅周期与地球自转相同，还稳稳地待在赤道上空——从地面上看，它像钉在天上一样一动不动。我们看电视转播用的就是这种卫星，天线对准一个方向就不用再动。注意“同步”和“静止”不是一回事：所有静止卫星都是同步的，但同步卫星不一定是静止的。
太阳同步（轨道）（Sun-synchronous orbit）卫星是指：
【MC1-0289】太阳同步（轨道）（Sun-synchronous orbit）卫星是指： 正确答案：A（瞬时轨道平面与太阳始终保持固定取向的卫星）
太阳同步轨道是“追着太阳跑”的轨道：轨道平面与太阳的取向始终固定，卫星每次经过同一纬度时，当地太阳时都差不多——这对需要稳定光照的遥感卫星特别有用，对业余卫星来说则比较少见。
那业余卫星自己一般选什么轨道？业余无线电卫星一般都选择运行在低轨道或者椭圆轨道上。主要原因是：
【MC1-0305】业余无线电卫星一般都选择运行在低轨道或者椭圆轨道上。主要原因是： 正确答案：A（发射成本低）
答案朴素得可爱：低轨道（LEO，离地约400-1500千米）发射成本低，业余组织才“送得起”。代价是覆盖范围小、过顶时间短——这正是后面“存储转发”和“追星”玩法的由来。顺便认识一个极端概念：深空（deep space）是指离地球的距离约等于或大于下列值的空间：
【MC1-0285】深空（deep space）是指离地球的距离约等于或大于下列值的空间： 正确答案：A（200 万千米）
200万千米——比月球远五倍多。业余无线电在深空也有探索（比如遥测深空探测器），不过那是金字塔尖的玩法了，知道这个数字就行。
四、卫星的“心脏”：线性转发器
卫星上真正干通信活儿的部件，叫转发器。卫星的线性转发器是指：
【MC1-0294】卫星的线性转发器是指： 正确答案：A（卫星上将接收到的一定带宽内的所有上行信号在频谱上平移（或平移加反转）后加以转发的中继设备）
“线性转发器”的本质，是一个“频谱搬运工”：它把上行频段内收到的所有信号，整体平移到下行频段转发出去——不改动信号的内容，只搬个家。卫星线性转发器的特点是：
【MC1-0295】卫星线性转发器的特点是： 正确答案：A（转发工作频带内的所有信号而不改变信号原有的调制特征，可为各种常用业余无线电通信方式进行中继）
正因为“不改变调制特征”，线性转发器“来者不拒”：话音SSB能用、CW能用、FT8等数字模式也能用——全频带内的各种信号一起被中继。这也是它和“再生式转发器”（解调再重调）的根本区别。当年希望一号的线性转发器，就让全世界的爱好者第一次通过中国卫星做了通联。
与转发器配套的，是那串神秘的“工作方式字母”。业余卫星通信中所说的 A、B、K、JA、JD、S、T 等工作方式，表示的是：
【MC1-0302】业余卫星通信中所说的 A、B、K、JA、JD、S、T 等工作方式，表示的是： 正确答案：A（业余无线电转发器的上下行通信所用的业余频段以及所支持的调制方式）
这些字母是卫星的“名片”：A方式代表“上行2米、下行10米”，B方式是“上行70厘米、下行2米”，K方式用15米和10米，JA、JD是日本的命名习惯……每个字母背后都是一组“上行频率+下行频率+调制方式”的组合。看卫星参数表时，先认字母，再查对应的频率组合，就不会一头雾水。
五、卫星的“道路”：频段与频率
卫星要工作，得有专用的“频率通道”。法规把业余频段里的一小片划给卫星业余业务，地面的普通话音、数据通信都不得占用。题库一口气考了三道“不要占用”的题。
10 米业余波段中留给卫星业余业务，话音及其他通信方式不应占用的频段为：
【MC1-0240】10 米业余波段中留给卫星业余业务，话音及其他通信方式不应占用的频段为： 正确答案：A（29.3MHz 至 29.51MHz）
144MHz 业余频段中留给卫星业余业务，话音及其他通信方式不应占用的频段为：
【MC1-0241】144MHz 业余频段中留给卫星业余业务，话音及其他通信方式不应占用的频段为： 正确答案：A（145.8MHz 至 146MHz）
430MHz 业余频段中留给卫星业余业务，话音及其他通信方式不应占用的频段为：
【MC1-0242】430MHz 业余频段中留给卫星业余业务，话音及其他通信方式不应占用的频段为： 正确答案：A（435MHz 至 438MHz）
三个数字记住一个规律：每个波段都给卫星留了一小片“专属区”——10米段是29.3-29.51MHz，2米段是145.8-146MHz，70厘米段是435-438MHz。卫星信号很弱，最怕地面台在旁边大功率发射把它“盖”了，所以法规要求这些频段“让给卫星”。下次在2米波段听到145.800附近有“滴滴答答”的卫星信号，千万别上去喊话——那是卫星的专用通道。
信号进了太空，还有个“衰减规律”要认清。业余电台和业余卫星之间通信，VHF/UHF 频段影响信号强度的主要因素是：
【MC1-0301】业余电台和业余卫星之间通信，VHF/UHF 频段影响信号强度的主要因素是： 正确答案：A（无线电波在自由空间的衰减）
卫星通信的信号路径几乎全部在“自由空间”里——没有电离层帮忙反射，也没有地面吸收，决定信号强弱的主要就是距离带来的自由空间衰减。这也是为什么卫星通信要“算链路预算”：卫星功率小、距离远，地面台往往要用定向天线去“够”它。
六、多普勒与极化：追星的“手感”
追星和地面通联最大的不同，是频率会“漂”。业余卫星通信和业余无线电测向都会出现“多普勒效应”的概念。多普勒效应是指：
【MC1-0303】业余卫星通信和业余无线电测向都会出现“多普勒效应”的概念。多普勒效应是指： 正确答案：A（收发信机之间相对距离的变化使接收信号频率产生偏移的现象）
你听过火车驶近时汽笛变尖、驶远时变沉吗？那就是多普勒效应：相对距离变化，频率就偏移。卫星以每秒几千米的速度飞过，多普勒效应极其明显。地面业余电台进行业余卫星通信时，接收到的卫星信号频率的多普勒频移规律是：
【MC1-0304】地面业余电台进行业余卫星通信时，接收到的卫星信号频率的多普勒频移规律是： 正确答案：A（卫星飞来时频率偏高，飞离时频率偏低，越远频偏越大，过顶时频偏最小）
卫星从地平线飞来时，相对速度最快、距离最远，频偏最大且频率偏高；过顶时相对速度接近零，频偏最小；飞离时又偏回去，这次是偏低。所以追星的操作里有个固定动作：一边追着卫星转天线，一边不停微调频率——卫星软件的“多普勒跟踪”功能干的正是这件事，把收发频率按轨道实时修正，你只管听就行。
信号强度上，追星还会遇到“眨眼”现象。有时接收到的卫星下行信号强度会出现周期性的快衰落，这是因为：
【MC1-0296】有时接收到的卫星下行信号强度会出现周期性的快衰落，这是因为： 正确答案：A（卫星翻滚造成收发信天线极化的失配）
卫星在太空里会缓慢翻滚，它的天线指向飘来飘去，地面收到的电波极化方向跟着变化——信号就一阵强一阵弱，像星星在眨眼。要对付极化失配，答案藏在两道“极化”题里。右旋极化波是指在垂直于传播方向的任意平面上，沿传播方向观察时，电场矢量为随时间向右（顺时针）旋转的椭圆或圆极化波。如果地面上某业余电台在观测业余卫星时发现从卫星到达该台的无线电波的电场是顺时针旋转的，则该信号的极化方式为：
【MC1-0702】右旋极化波是指在垂直于传播方向的任意平面上，沿传播方向观察时，电场矢量为随时间向右（顺时针）旋转的椭圆或圆极化波。如果地面上某业余电台在观测业余卫星时发现从卫星到达该台的无线电波的电场是顺时针旋转的，则该信号的极化方式为： 正确答案：A（左旋椭圆极化或圆极化）
这道题的坑在于“观察方向”：题干的定义是“沿传播方向观察”——也就是顺着电波前进的方向看。卫星在头顶，电波是从上往下传来；地面台抬头看，视线与传播方向相反。逆着传播方向看到顺时针，那么顺着传播方向看就是逆时针——逆时针即左旋。所以答案不是“右旋”，而是“左旋”。看题时先想清楚“你朝哪个方向看”，极化方向就不会搞反。
那卫星天线乱转，地面天线该怎么办？已知某卫星下行信号的发射天线是指向地面的偶极天线。由于卫星不断旋转，地面台站所收电波的极化方向就会不断变化。为了不至极化问题致使接收中断，接收天线可以是：
【MC1-0705】已知某卫星下行信号的发射天线是指向地面的偶极天线。由于卫星不断旋转，地面台站所收电波的极化方向就会不断变化。为了不至极化问题致使接收中断，接收天线可以是： 正确答案：A（指向卫星的右旋或左旋圆极化天线）
对方的极化方向一直在变，跟它“较劲”是跟不上的——干脆用圆极化天线：圆极化“不挑极化”，无论是水平、垂直还是任意倾斜的线极化信号，圆极化天线都能收下一部分，信号再飘也不至于中断。这就是追星天线普遍采用螺旋天线或圆极化八木的原因。
七、操作与礼仪：预测、功率与全球中继
追星不是守株待兔，卫星过顶的时间要算准。在安装卫星轨道预测软件后，在预测卫星位置之前必须进行的准备工作是：
【MC1-0297】在安装卫星轨道预测软件后，在预测卫星位置之前必须进行的准备工作是： 正确答案：A（下载待预测卫星的开普勒轨道根数（轨道要素））
轨道预测软件的“食材”是开普勒轨道根数——一组描述卫星轨道的参数（轨道形状、倾角、周期等）。卫星轨道会因大气阻力等因素缓慢变化，所以隔一段时间就要更新一次根数。装了软件不更新根数，预测出来的过顶时间就会越来越不准。
低轨卫星覆盖范围小，一次过顶只罩得住一大片区域，怎么用它做“全球通联”？业余低轨卫星的转发器覆盖范围有限。利用这类卫星进行全球性业余无线电通信的解决方法是：
【MC1-0298】业余低轨卫星的转发器覆盖范围有限。利用这类卫星进行全球性业余无线电通信的解决方法是： 正确答案：A（由卫星对上行数据进行存贮和转发）
“存储转发”是低轨卫星的独门绝技：卫星飞过你头顶时，把你的消息“存”下来，等它飞到地球另一端的上空，再把消息“放”出去——像太空邮差。这样即使两端从不同时在卫星覆盖范围内，消息也能绕地球一圈送达。很多数字业余卫星（比如FM卫星和packet卫星）都带这个功能。
最后是卫星频率上的“交通规则”。业余电台在进行业余卫星通信时使用超过常规要求的发射功率，造成的结果以及对这种做法的态度是：
【MC1-0299】业余电台在进行业余卫星通信时使用超过常规要求的发射功率，造成的结果以及对这种做法的态度是： 正确答案：A（过强的上行信号会使卫星转发器压低对其他信道的转发功率，严重影响别人通信；必须反对）
卫星转发器是“公共食堂”：一个台的信号太强，会把转发器的增益“吃”掉，其他台全被压下去。所以卫星频率上对“大功率”零容忍——功率不是越大越好，够用就好。那多少算“够用”？业余电台在进行业余卫星通信时如何确定当前发射功率是恰当的？
【MC1-0300】业余电台在进行业余卫星通信时如何确定当前发射功率是恰当的？ 正确答案：A（确定下行链路的信号强度与信标大体一致）
大多数卫星都带有一个“信标”——一个持续发射的参考信号，用来指示下行信号的正常强度。你把发射功率调到“下行听到的自己，跟信标差不多响”，就是教科书级的“刚刚好”：既保证通联，又不抢别人的通道。
八、太空中的“灯塔”：信标台
说到信标，它是业余无线电里一类特殊的“灯塔”。我国的 NCDXF/IARU 信标台呼号是：
【MC1-0103】我国的 NCDXF/IARU 信标台呼号是： 正确答案：A（VR2B）
NCDXF（Northern California DX Foundation）和IARU联合在世界各地架设了一组信标台，轮流在20米等短波波段发射，供爱好者验证传播条件。中国的这盏“灯塔”在香港，呼号VR2B。还有一道考“该避开的频率”的题：短波业余电台应避免在 IARU 信标工作频率±500Hz 的范围内发射电波。这些频率是：
【MC1-0197】短波业余电台应避免在 IARU 信标工作频率±500Hz 的范围内发射电波。这些频率是： 正确答案：A（14.100MHz、18.110MHz、21.150MHz、24.930MHz、28.200MHz）
信标信号弱、用途特殊，所以这些“信标频率”附近500Hz内禁止发射——给传播探测留一条干净的通道。记住这几个数：14.100、18.110、21.150、24.930、28.200，短波上听到这些频率附近有规律的“滴-滴-滴”发射，那是信标在报天气，别去打扰。
关于信标台，还有一道“找茬”题。关于业余信标台的说法下列错误的是：
【MC3-0048】关于业余信标台的说法下列错误的是： 正确答案：BCD（B.通过接收信标信号，辅助验证电波传播条件的单发业余无线电台；C.通过对业余无线电信号接收和放大转发，扩大通联范围的业余无线电台；D.通过对业余无线电信号接收和衰减转发，缩小通联范围的业余无线电台）
信标台的正确画像，是“通过发射信标信号，辅助验证电波传播条件的单发业余无线电台”——注意是“发射”，不是“接收”；是“单发”，不是“转发”。B把它说成接收信标、C和D把它说成收发转发的“中继台”，全都是错的——这正是这道“错误的是”想考的三处概念混淆。
同样容易混的，还有“空间业余无线电台”的呼号前缀。下列哪些呼号前缀不属于空间业余无线电台：
【MC3-0104】下列哪些呼号前缀不属于空间业余无线电台： 正确答案：ABC（A.BY1；B.BR1；C.BS1；BJ1 属于空间业余无线电台）
“空间业余无线电台”是装在人造卫星上的业余电台，呼号有专门的前缀体系——BJ1就是空间电台前缀（我国空间电台曾使用BJ1系列）。而BY1、BR1、BS1都是普通的地面电台前缀，不属于空间业余电台。记法：带“J”的BJ前缀上了天，BY/BR/BS留在地面。
结语
回头看这一篇，我们跟着题库把“追星”这件事从里到外捋了一遍：从OSCAR的来历到希望一号的V/U转发器，从周期、倾角、升降轨到同步、静止、太阳同步，从线性转发器到卫星专属频段，从多普勒频移到圆极化天线，再到功率礼仪、轨道根数和太空信标。卫星通信不是玄学，它就是一套“轨道+频率+转发器”的工程系统——只不过这套系统，架在了天上。
很多爱好者觉得卫星通信遥不可及，其实门槛低得惊人：一台双段手持机、一根手持八木天线，就能跟国际空间站（ISS）上的宇航员通上一句话，或者追着希望一号做一次V/U中继通联。第一次在耳机里听到自己发射的信号从四千公里外的太空转回来时，那种感觉，值得每一个业余无线电爱好者去体验一次。
下一篇，我们从天上收回目光，走进电子学的地基——电路基础。电阻、电容、电感、放大器、测量仪表……这些看似“枯燥”的元件，其实是业余无线电DIY世界的积木。看懂它们，你就不只是会“用”电台，而是开始能“造”电台。跟着题库，我们下一站见。
