Amatérská radiokomunikační služba v roce 2008

Ing. Vladimír Petržílka

Je škoda, že povídání o radioamatérech bylo zařazeno až na konec této radiokomunikační konference. Nepochybně to i něco vypovídá o postavení této radiokomunikační služby ve společnosti. Můžeme se proto zlobit, nesouhlasit, či protestovat, ale budeme se s tím stejně muset smířit. A tak alespoň věřím, že ti kteří zůstali,  nebudou svého času litovat a budou mít prostřednictvím tohoto příspěvku alespoň krátkou příležitost seznámit se s touto, tak trochu jinou radiokomunikační službu.

Co to vlastně ta radioamatérská služba je? To jsou ti, jak do velkých, neforemních a těžkých mobilních telefonů křičí "tady Tonda tady Tonda, tady orel neslyším konec"? Prosím Vás, co takový břídil hledá na cenných kmitočtových pásmech ještě v roce 2008, když všechny možné i nemožné radiokomunikační služby zápasí o komerční i necivilní využití kmitočtového spektra? Co je to za podivná individua, která kdesi v přítmí sedí  u nějaké zbastlené vysílačky a klofají si mezi sebou tu svoji morseovku, které nikdo nerozumí, dnes stejně jako před 50 lety, a to jen proto, aby si vyměňovali takové zcela nesmyslné střípky informací, které pro normálního člověka nedávají žádný smysl? Kdo má vlastně zájem na tom, aby tihle lidé okupovali kmitočtová pásma, kde by se daly provozovat jiné služby a mít z jejich provozu komerční prospěch? A to ani nemluvím o tom, že si ještě občas dovolují kafrat proti novým progresivním typu přístupu k internetu jako je například UWB či PLC a čas od času  jim v tom dokonce radiokomunikační regulátor dopřává sluchu. A víte vůbec, že jeden takový podivín stále ruší kolegovi z práce televizi a nebyl za to dosud potrestán! Kdo za nimi asi  stojí? Je to celé nějaké podivné...

Ano, takové otázky se lidem obvykle honí hlavou, když se čas od času setkají s informací, že i v roce 2008 ještě existuje jakési radioamatérské vysílání. Zatímco na zahrádkáře, chataře a chalupáře hledí společnost s pochopením, ostatně podobně jako i na filatelisty, šachisty, turisty a cyklisty, radioamatéry veřejnost pokládá za podezřelé už jen proto, že není zřejmé, kam je zařadit.  Obvykle je radioamatérství pokládáno za podivnou odrůdu jakéhosi, pro jeho okolí obvykle škodlivého, koníčka s militaristickým nádechem a amatér je pro veřejnost obvykle synonymem pro fušera, který svému okolí jen přináší problémy.

Přitom realita je úplně jiná - a jak už to tak v životě chodí, dosti komplikovaná. Radioamatérské vysílání je totiž - ostatně podobně jako celé radiokomunikace - velice rozsáhlým oborem. Využijme  proto nyní tuto příležitost a pokusme se přiblížit kolegům z oboru, co to vlastně radioamatérské vysílání na začátku třetího  tisíciletí je a jaké jsou jeho vazby na jiné obory lidské činnosti.

Pokud chceme vysvětlit, o co běží, nevyhnu se pohledu do minulosti: Ač se vám to bude zdát neuvěřitelné, původ slova radioamatér se zrodil už někdy před 110-ti lety společně s prvními pokusy průkopníků jako byl Marconi, Popov a Hertz. Na začátku století se začali nadšenci organizovat do (radio)klubů a protože jím byl tento koníček vším, vyšli ze latinského slova "amare", což znamená mít rád, milovat. Bylo to zhruba 15.let před prvním broadcastingem, tedy rozhlasovým vysíláním.

Na základě toho je nutno hned na začátku odmítnout jeden zlý mýtus - amatér není laik, ani břídil, ani fušer! Stejně jako je tomu ve sportu, za pojmem amatér je (narozdíl od profesionála) třeba vidět člověka, který obor svého zájmu může provádět sice s různým zaujetím a různou kvalitou, ale - a to je podstatné - nikoli za peníze!  

Pvní rovinou definice pojmu radioamatér je tedy to, že taková osoba nemá nic společného s neznalostí v oboru radiokomunikací, ale je to naopak označení člověka, který se o radiokomunikace aktivně zajímá. Tento zájem přitom může být jak mělký, tak i velmi hluboký a dotyčný v něm může mít velmi rozsáhlé znalosti, zkušenosti a může dosahovat vysoké profesionality - ale - tento vztah je především nekomerční. Prosím vzpomeňte si na tento fakt, který pojem radioamatér charakterizuje vymezuje asi nejlépe.

Druhou rovinou pojmu radioamatérská činnost je její zaměření. Narozdíl od jiných zájmových činností, jako například již zmíněná cyklistika, či zahradničení - tedy činností, které jednoznačně můžeme zařadit buď mezi činnosti sportovní, či činnosti typu "hobby", případně do oblasti sběratelství, zasahuje radioamatérské vysílání vlastně  do všech těchto oborů najednou. Proto radioamatéra nemůžeme označit například pouze za sportovce - i když sportovní charakter této činnosti je v poslední době mezi radioamatéry trendem asi nejsilnějším. Škoda, že fakt "mezioborového" zaměření způsobuje zmatený pohled laické i odborné veřejnosti na celou amatérskou radiokomunikační službu.

Nu a třetí rovinou je radioamatérská specializace. Vzhledem k tomu, že radiokomunikace jsou mimořádně rozsáhlým praktickým, technickým, komerčním i vědním oborem, stejně rozsáhlé je i spektrum individuálních radioamatérských zájmů - za pár minut se podíváme, co mezi ty hlavní specializace patří.

Ale polože si nyní otázku - existují i jiné důležité aspekty radioamatérské činnosti?  No bodejť by ne! Zatímco ve výše uvedených odstavcích jsem představil otázku, zda jde o sport, koníčka či sběratelství dotýkající se různých radiokomunikačních specializací, chtěl bych se ve své prezentaci dále dotknout ještě jiné - a možná ještě důežitější roviny radioamatérské činnosti - a tím je služba veřejnosti. A možná, že právě především v tom je odpověď na otázky, kladené v předmluvě - proč vlastně dodnes mají radioamatéři - ostatně jako jediní uživatelé v rámci celého kmitočtového spektra - právo používat doma vlastnoručně vyrobené radiokomunikační zařízení, které neprošlo žádnou zkušebnou, a proč jim pro jejich provoz  nejsou pevně předepsány komunikační kanály, přenosové parametry (pochopitelně mimo těch základních), druhy modulací, typy a zisky antén a podobně.

Pojďme se na tyto okruhy otázek podívat trochu hlouběji:

Radioamatérství má velmi hluboké kořeny - u zrodu moderních radiokomunikací, tak jak je známe dnes, byli totiž právě radioamatéři. Tito, vždy tak trochu státní mocí nenávidění a spíše se zaťatými zuby trpění průkopníci, totiž byli prakticky vždy prvními praktickými uživateli kmitočtových pásem, které komerční uživatelé označili za komerčně nevyužitelné. Ale radiokomunikační nadšenci se vždy znovu a znovu pouštěli do objevování neznámého, prokopávali tak komerčním uživatelům nové cestičky aby se následně vždy znovu a znovu pouštěli do stále nových a nových výzev na ještě vyšších kmitočtech. Připomeňme si tuto roli krátkým pohledem do historie, kde znovu a znovu uvidíte, že radioamatéři proklestili křoviska poznání snad ve všech sférách elektrotechniky. Dovolil jsem si pro důkaz tohoto tvrzení citát z jedné knížky:

Amatéři překonávají profesionály - z knihy Televize, dílo generací
Ing. Jiří Seger

O objevení kouzelné říše krátkých vln a o využití této neprávem opomíjené části kmitočtového spektra se zasloužila „nejvyšší kasta“ rozhlasových posluchačů — radioamatéři. Tito nadšenci, jimž se naslouchání do éteru stalo téměř životní potřebou, to nikdy neměli lehké. Vzpomeňme jen na onen přísný britský zákon O bezdrátové telegrafii z roku 1907. V žádném státě sice nestáli o to, aby zvídavé amatérské „uši“ odposlouchávaly různé depeše obchodního, vládního i vojenského styku, ale občas se přece jenom nějaký důvod našel, správa pošt tu a tam uznala za vhodné, žádosti amatéra s dobrým „kádrovým posudkem" vyhověla a udělila mu koncesi. V roce 1910 už bylo ve Velké Británii registrováno devadesát amatérských stanic. Od roku 1913 se zde musel každý žadatel podrobit přísné zkoušce. V seznamu udělených koncesí z toho roku již bylo zapsáno 405 vysílacích a 360 přijímacích stanic - na tehdejší dobu opravdu velká benevolence britských úřadů, protože v mnohých jiných státech nesměli amatéři ještě ani přijímat.

Amatéři byli určitým způsobem diskriminováni i později. Tím způsobem, že směli vysílat jen na těch vlnových délkách, které se podle mínění tehdejších odborníků k ničemu nehodily. A tu se zrodil snad druhý největší objev v dějinách radiotechniky. Již v zimě na přelomu let 1920 a 1921 se radioamatéři pokusili o nemožné; překlenout Atlantik na vlnách kolem 200 metrů. Všechno však nasvědčovalo tomu, že takhle krátké vlny jsou opravdu k ničemu...

Houževnatost těchto lidiček však byla bezmezná. Přes naprostý neúspěch předcházejících pokusů se za rok sešli znova - jejich činnost organizovala americká „Radio Relay League“ — a čtyřiadvacet francouzských amatérů oblásilo stanici na Eiffelově věži, že se jim během noci z 19. na 20. prosinec povedlo 170krát zachytit volací značky sedmnácti amerických stanic. Nikdo však na svoje volání nedostal odpověď. Co se nepodařilo nyní, musí se podařit za rok. Hned bylo dohodnuto, že se transatlantické rendez-vous na krátkých vlnách uskuteční příští zimu. Neuskutečnilo se.

Uplynul daLší rok. Ve Spojených státech amerických byl ještě 25. listopad 1923, ve Francii už datum o den pokročilo, a francouzský radioamatér Léon Deloy z Nice telefonuje provoznímu řediteli „Radio Relay League“ F. H. Scheneilovi a současně vysílá ze své stanice 8 AB na vlnové délce 110 metrů. A Schenell okamžitě odpovídá:

„O.k., slyším dobře!“

První oboustranné spojení mezi Nice a Hartfordem se ale uskutečnilo až 14. prosince a trvalo dvě hodiny. Ještě téhož roku dosáhl Deloy na vlnové délce 91 metůr spojení s Novým Zélandem. Jeho protinožec Louis mu odpovídal na 86 metrech.

Co to znamenalo? Interkontinentální bariéra, kterou mohly až dosud prorážet jen dlouhovlnné vysílače o výkonu několika set kilowattů, byla doslova přeskočena nějakými bezvýznamnými kutily, jejichž aparáty, vyrobené „na koleně“, měly výkon jen několik desítek wattů, nejvýše jeden kilowatt. Amatéři dokázali přenést rádiové signály vícenásobným odrazem mezi ionosférou a zemským povrchem až na druhý konec světa. A odměna? Do pásem krátkých vln se nastěhoval rozhlas a po něm další služby.

A zase to byli radioamatéři, kteří se první vyšplhali ještě výš do nekonečného kmitočtového spektra a konali pokusy s velmi krátkými, metrovými vlnami, čímž proklestili cestu televiznímu vysílání.

První pokusy s ještě kratšími vlnami se konaly v březnu 1931. Londýnská továrna Standard Telephones 8 Cables předvedla pozvaným hostům s velkým úspěchem oboustranné telefonní spojení přes Lamanšský průliv mezi Doverem a Calais na vlnové délce 18 centimetrů. S výkonem vysílače pouhých 0,5 wattu byla překlenuta vzdálenost 56 kilometrů a „rozmluvy nebyly rušeny ani mlhou, bouří, tmou či slunečním svitem“. Mikrovlny, vyráběné speciálně konstruovanou elektronkou „microradion“ ‚ nahradily podmořský kabel. První definitivní směrový spoj pak vznikl mezi městy St. Inglevert a Lympne. Francouzská stanice v St. Inglevertu byla umístěna na plošině 30 metrů vysoké ocelové věže, anglická v Lympne na zdech hangáru místního letiště.

Díky konstrukcí radioamatérů se zkvalitňovaly součástky, vymýšlely nové postupy a tento proces nebyl završen dodnes.

Už ve 30. letech 20 století pak díky radioamatérům astronomové opustili vlnové délky dlouhých vln. První z nich byl elektroinženýr Karl Jansky v roce 1939, kdy takřka přesně na populárním amatérském KV pásmu 14m objevil radiové vyzařování galaxie ze souhvězdí Střelce.  Setkal se však s nepochopením nejen u jeho vlastní firmy, což snad lze pochopit, ale také u astronomů a fyziků. Po pročtení jeho článků se mladý a nadšený radioamatér (nyní již elektroinženýr ve firmě Stewart-Warner Comp., která navrhovala radiopřijímače) Grote Reber rozhodl, že bude pokračovat v Janského pozorováních i když profesionální vědci si "klepali na čelo". Postavil si tedy v roce 1937 doma na zahradě 10m parabolickou anténu (!)  a na vlnové délce 1,87m (amatéři dnes používají pásmo 2m) poprvé vytvořil radiovou mapu oblohy.  Začala ale světová válka a mnozí vědci se přeorientovali na vojenský výzkum. Téměř po deset let byl tedy Reberův teleskop jediným přístrojem svého druhu na světě a on sám byl jediným radioastronomem na této planetě. Amatérský radiový výzkum tehdy opět ne poprvé ani naposledy odhalil vědě nové obzory.

Přišla druhá světová válka, která vedle obrovské zkázy také znamenala úžasný rozvoj radiokomunikační techniky. Není bez zajímavosti, že i při vývoji zařízení, které často přeskočily najednou několik generací, často stáli právě radioamatéři - mimořádně vzdělaní odborníci, jejichž zájem o tento obor nebyl jen na komerční bázi. A tak zatímco ve dvacátých letech byla hvězdou radiokomunikační techniky krátkovlnná mezikontinentální komunikace (pochopitelně provozem morse), již ve třicátých letech se radioamatéři profesionálně podíleli na vývoji mikrovlnných spojů a během války na výrobě radarového zařízení v pásmu 3cm!

Když skončilo válečné šílenství, byli to opět právě radioamatéři, kteří u nás i v jiných zemích s využitím inkurantních zařízení, prakticky ihned po osvobození dokázali sestavit fumkční radiovou síť a nahradit tak (alespoň dočasně) zničenou síť státních telekomunikací.  Odměnou jim byla kmitočtová alokace prvního, celosvětově výhradně radioamatérského pásma v oblasti velmi krátkých vln - totiž pásma 144 MHz (USA 1945, Evropa 1949) - nu a potom to již šlo ráz na ráz - a profesionálové dodnes čerpají z objevů, kterých se radioamatéři - tedy především ti, kteří pracují v pásmech VKV - aktivně účastnili a účastní. A je třeba říci, že dokonce existují radioamatérská pozorování, které se dodnes nepodařilo uspokojivě objasnit.

Vzpomeňme alespoň některé zajímavé druhy šíření na VKV pásmech, které radioamatéři buď objevili, nebo alespoň v praxi na široké bázi zdokumentovali a které se staly součástí radioamatérské činnosti. Je to například:

- spojení pomocí odrazu od mimořádné vrstvy Es - využitelné v pásmech do 150 a výjimečně až do 220MHz, přičemž jsou zdokumentována spojení až na vzdálenost okolo 4 tisíc km

- spojení pomocí odrazu od meteoritických stop v atmosféře - využitelné v pásmech do 220 a výjimečně až do 440 MHz, přičemž lze navazovat spojení na vzdálenost až 2300km

- spojení pomocí mimořádných troposférických vlnovodů - využitelné až do pásem přes 10GHz - výjimkou nejsou spojení přes 1000km, ale nad teplým mořem jsou zdokumentována spojení až do vzdálenosti okolo 3000 km na nižších VKV pásmech. (vzor spojení na 1300MHz cca 800km)

- spojení odrazem od polární záře - až do pásma 440 MHz a s komunikačním dosahem okolo 1000km  (audio, audio)

- spojení na mikrovlnných pásmech odrazem od dešťových přeháněk, které je v praxi nejlépe využitelné v pásmu 3cm (což bude m.j. závažný fenomén při provozu strategického radaru USA v tomto pásmu a souvisejícímu rušení satelitní TV) které umožňuje stanicím s výkonem do 10W komunikaci do vzdálenosti okolo 800 až 900km (vzor spojení přes Alpy na vzdálenost okolo 750km)

- spojení typu TEP - neboli přesrovníkové šíření - dosud málo známý druh šíření, který dosud nebyl plně teoreticky objasněn - komunikace je tu a tam možná napříč přes magnetický rovník na vzdálenost okolo 6 tisíc km především na dolních VKV pásmech. Je již  zdokumentováno okolo stovky takových spojení - například mezi Řeckem a Jihoafrickou republikou v pásmu 144MHz. audio

- spojení odrazem od povrchu Měsíce - neboli EME - každý rok uskuteční radioamatéři tisíce takových spojení na všech VKV pásmech od 50MHz do 10 GHz, ale uskutečnily se již také mezikontinentální spojení na pásmech 24 a 47GHz. Radioamatéři byli vždy při praktickém využívání tohoto druhu komunikace na špičce poznání a připomeňme si například jen některé jevy, které tento radioamatérský provoz  přinesl, jako je Faradayova rotace, neboli stáčení lineárně polarizované vlny v meziplanetárním prostoru v závislosti na aktivitě sluneční činnosti, librace Měsíce, a.j.  (obr. obr. audio, audio, video)

- spojení na VKV i mikrovlnných pásmech odrazem od všeho co létá - především letadel a družic