Как можно передать сигнал укв радиостанций на большое расстояние

УКВ радиолюбительские репитеры

Вначале 90-х годов прошлого века во многих регионах бывшего Советского Союза стали появляться доселе невиданные, диковинные устройства — радиолюбительские УКВ репитеры (ретрансляторы). По сравнению с остальным цивилизованным миром, их внедрение началось со значительным опозданием— так, американские радиолюбители начали использовать репитеры гораздо раньше (примерно с 40-х годов XX века).

Что такое репитер? Это устройство, которое принимает сигналы радиостанций на одной частоте любительского диапазона (входной) и ретранслирует их на другой (выходной). Как правило, репитеры работают в режиме частотной модуляции (FM — Frequency Modulation). На первых порах в странах СНГ репитеры зачастую устанавливались с далекой от радиолюбительства, но весьма прозаической целью — обеспечения мобильной радиосвязи на достаточно большой территории (например, крупного промышленного города и его пригородных районов). В условиях дороговизны сотовой связи (а часто ее отсутствия), а также практически полного отсутствия в те годы контроля УКВ диапазонов инспекциями электросвязи, подобные системы радиосвязи в то время использовались довольно интенсивно. Более того, их использование привело к росту спроса на импортную мобильную УКВ аппаратуру («хэндики» и автомобильные радиостанции), что, в свою очередь, позволило довольно быстро насытить рынок недорогими моделями, которые становились все более доступными широким слоям населения, в том числе, к сожалению, очень далеким от радиолюбительства.

Разумеется, описанный сценарий возникновения и развития репитерной любительской радиосвязи в странах СНГ далеко не единственный, однако трудно отрицать тот факт, что основную роль в росте популярности репитеров сыграла именно доступность импортной мобильной УКВ аппаратуры, которая интенсивно использовалась для радиосвязи через репитеры. Были, конечно же, радиолюбители-энтузиасты, которые переделывали списанную советскую аппаратуру низовой радиосвязи, но такую аппаратуру в карман не положишь…

Шло время, и в конце 90-х годов редко какой крупный город не имел радиолюбительского репитера, чаще всего их было несколько. Однако в настоящее время роста числа репитеров в странах СНГ, увы, не наблюдается. Более того, прослеживается тревожная тенденция его сокращения. В то же время, любительский репитер является очень полезным и востребованным устройством, которое может оказаться как нельзя кстати в различных экстремальных ситуациях, а также использоваться для встречи местных радиолюбителей с последующим переходом на оговоренный симплексный канал и как удаленный источник радиосигнала при настройке аппаратуры, антенн и для наблюдения за прохождением.

Степень охвата коммуникационными системами (сотовой связью, беспроводным доступом в Интернет и т.д.) в США, Канаде и многих европейских странах очень высока, тем не менее, количество любительских репитеров в этих регионах практически не меняется, а вот качественный уровень повышается — многие репитеры переводятся на работу в режиме цифровой радиотелефонии (Digital Voice), который обеспечивает аппаратура, поддерживающая, например, режим D-STAR, интенсивно внедряемый фирмой Icom. Кроме того, природные катаклизмы последних лет (холодная зима 2009/2010 года в Европе, наводнения в США и Мексике, землетрясение на Гаити и т.д.) показали уязвимость сотовой радиосвязи, и зачастую в таких условиях любительская радиосвязь (в том числе, на УКВ) оставалась единственным связующим звеном с внешним миром.

Для эффективной работы репитера его антенна (антенны) должны быть установлены как можно выше (для максимального радиопокрытия местности), а аппаратура должна иметь чувствительный высокоселективный и высокодинамичный приемник и чистый спектр излучения передатчика (для минимальною «заби- тия» приемника). Если приемник и передатчик репитера работают на одну антенну, то требуется использовать диплексер — высокодобротный селективный фильтр, подавляющий сигнал передатчика на входе приемника. Уровень подавления сигнала передатчика во многом определяет «забитие» приемника, от которого зависит его реальная чувствительность. Однако высококачественный диплексер — устройство довольно сложное, поэтому при установке репитера часто применяют отдельные приемную и передающую антенны. Это могут быть вертикальные антенны, размещенные одна над другой на таком расстоянии, при котором сигнал передатчика в приемной антенне минимален, либо любые другие антенны, как правило, с вертикальной поляризацией, разнесенные на достаточно большое расстояние. В любом случае передатчик и приемник должны быть тщательно экранированы, а коаксиальные кабели — не допускать значительного паразитного излучения оплетки.

Гораздо проще обеспечить электромагнитную «развязку» передатчика и приемника, если установить их в разных местах. Связь между передатчиком и приемником осуществляется с помощью телефонной линии, кабеля или дополнительной радиолинии на частотах другого любительского УКВ диапазона. При использовании в радиолинии направленных антенн можно перекрыть значительное расстояние с передатчиком мощностью не более 10 мВт. Такой передатчик не требует регистрации в органах связьнадзора.

Частоты каналов любительских репитеров, рекомендованные Международным радиолюбительским союзом (IARU) для работы в диапазонах 2 м, 70 и 23 см

Диапазон 2 м (разнос частот — 600 кГц)
RV48 145,6000 145,0000
RV49 145,6125 145,0125
RV50 145,6250 145,0250
RV51 145,6375 145,0375
RV52 145,6500 145,0500
RV53 145,6625 145,0625
RV54 145,6750 145,0750
RV55 145,6875 145,0875
RV56 145,7000 145,1000
RV57 145,7125 145,1125
RV58 145,7250 145,1250
RV59 145,7375 145,1375
RV60 145,7500 145,1500
RV61 145,7625 145,1625
RV62 145,7750 145,1750
RV63 145,7875 145,1875

Диапазон 70 см (разнос частот — 1,6 МГц)
RU0 434,600 433,000
RU1 434,625 433,025
RU2 434,650 433,050
RU3 434,675 433,075
RU4 434,700 433,100
RU5 434,725 433,125
RU6 434,750 433,150
RU7 434,775 433,175
RU8 434,800 433,200
RU9 434,825 433,225

Диапазон 23 см (разнос частот — 6 МГц)
RM1 1297,025 1291,025
RM2 1297,050 1291,050
RM3 1297,075 1291,075
RM4 1297,100 1291,100
RM5 1297,125 1291,125
RM6 1297,150 1291,150
RM7 1297,175 1291,175
RM8 1297,200 1291,200
RM9 1297,225 1291,225
RM10 1297,250 1291,250
RM11 1297,275 1291,275
RM12 1297,300 1291,300
RM13 1297,325 1291,325
RM14 1297,350 1291,350
RM15 1297,375 1291,375
RM16 1297,400 1291,400
RM17 1297,425 1291,425
RM18 1297,450 1291,450
RM19 1297,475 1291,475

Согласованную работу приемника и передатчика, передачу позывного репитера и многие другие функции (ограничения времени непрерывной передачи несущей, включение и выключение передатчика, уменьшение мощности передатчика, включение режима радиомаяка, изменение содержания автоматически передаваемой информации) обеспечивает блок управления репитера (контроллер). Для дистанционного управления контроллером нередко используется DTMF-кодер, имеющийся во многих современных УКВ радиостанциях. DTMF-кодер (Dual-Tone Multi-Frequency) формирует двухтональный многочастотный аналоговый сигнал, который позволяет передать цифровые (от 0 до 9) и буквенные (от А до D) символы.

Так, для кодирования символа А в DTMF-сигнал необходимо сложить два синусоидальных сигнала с частотами 697 и 1633 Гц.

Для декодирования DTMF-сигна- лов контроллер репитера должен содержать DTMF-декодер.

Включение репитера в режим передачи может происходить после приема сигнала несущей мобильной радиостанции, однако для повышения помехоустойчивости многие репитеры «открываются» кратковремённой подачей тонального сигнала частотой 1750 Гц или постоянного инфразвукового сигнала CTCSS (Continuous Tone Coded Squelch System — непрерывный тон открытия системы шумоподавления).

Частоты CTCSS приведены
Тон Частота тона, Гц
А 67,0
В 71,9
С 77,0
D 82,5
Е 88,5
F 94,8
G 103,5
Н 110,9
J 118,8

Как правило, радиосвязи через репитеры не засчитываются в соревнованиях и на дипломы. Ведь основная задача радиолюбительского репитера — обеспечить радиосвязь между подвижными мобильными или переносными любительскими радиостанциями. После установления радиосвязи следует перейти на свободный симплексный канал. Продолжать радиосвязь через репитер следует в том случае, если корреспонденты не сумели связаться в симплексном канале.

В условиях города и пересеченной местности передвижные радиостанции имеют право первоочередного доступа к репитеру. Очевидно, что в периоды «простоя» репитера через него можно проводить короткие радиосвязи с помощью стационарных радиостанций. При этом необходимо периодически делать паузы между переходами из режима приема в режим передачи, чтобы позволить другим корреспондентам сделать быстрый запрос. Разговаривая через репитер, всегда следует помнить о том, что в это время кто-то безуспешно взывает о помощи, и единственная возможность услышать этот вызов — незанятый репитер…

Поэтому наиболее важное правило работы через репитер — СЛУШАТЬ. Прежде чем нажать кнопку управления приемом/передачей, следует убедиться, что репитер свободен. Если через репитер проводится радиосвязь, необходимо дождаться паузы в разговоре корреспондентов и передать свой позывной.

Когда репитер свободен, совсем не обязательно передавать «классический» общий вызов (CQ). Достаточно сообщить свой позывной и информацию о том, что вы готовы ответить на любой вызов. Если корреспонденту (корреспондентам) интересна радиосвязь с вами, он (они) вам ответят. Помните, что проверка доступа к репитеру (например, передача несущей или тона 1750 Гц) не является приглашением для проведения радиосвязей.

Соблюдение этих несложных правил обеспечит эффективное использование репитера многими корреспондентами и отсутствие конфликтных ситуаций между ними. К сожалению, доступность импортной УКВ аппаратуры породила такое правонарушение как использование радиолюбительских репитеров людьми, не имеющими радиолюбительских лицензий и являющихся фактически радиохулиганами. Еще большее сожаление вызывают факты вполне доброжелательного отношения некоторых радиолюбителей к подобной радиохулиганской практике. Мол, возможно, радиохулиган заинтересуется любительской радиосвязью и вольется в ряды лицензированных радиолюбителей. Хотелось бы в это верить, но стоит ли поддерживать путь в радиолюбительство правонарушениями? Никто в здравом уме не даст управлять автомобилем человеку, не прошедшему курс обучения, а вот «езда в эфире» радиохулигана у некоторых радиолюбителей вызывает почти умиление.

Любительская радиослужба не может существовать без регламентирующих положений (распределения полос частот, соблюдения правил ведения радиообмена, проверки подготовленности человека к использованию передающей аппаратуры, и т.д.), формировавшихся на протяжении десятилетий и обеспечивающих признание этой службы государством. Лояльное отношение к радиохулиганам наносит ущерб имиджу организованного радиолюбительства. Порядок и дисциплина в нашем доме — на любительских диапазонах — во многом зависит от нас самих.

Как можно передать сигнал укв радиостанций на большое расстояние

Механизмы дальнего распространения УКВ.

Основные виды дальнего прохождения УКВ.

1. Рассеяние радиоволн на неоднородностях тропосферы. Наблюдается практически всегда, но для практического использования необходима достаточно хорошая энергетика. Коммерческие тропосферные каналы с ERP=60 dB (ERP — от английских слов Effective Radiated Power — эффективно излучаемая мощность) и более обеспечивают стабильную связь на расстояниях порядка 300 км. При типичных для любительской УКВ DX станции ERP порядка 30 dB за счет рассеяния достаточно часто удается проводить CW связи на расстояние до 400 км. Затухание на трассе существенно зависит от погодных условий и уменьшается в ночное время. Вращение плоскости поляризации незначительно. Телеграфные сигналы дальних станций часто имеют характерный дрожащий тон.

2. Тропосферное прохождение (”Тропо”). Коэффициент рефракции в тропосфере зависит от того, как меняется с высотой температура, давление и влажность воздуха. Увеличению его способствует повышенное давление (антициклон), а также температурная инверсия — ситуация, когда температура воздуха с высотой не понижается, а повышается. Наблюдается чаще в ночное время и утренние часы. Повышенная рефракция дает возможность проводить связи на расстояния 100…400 км станциям с ERP порядка 10. Иногда коэффициент рефракции достигает такой величины, что волна, ”загибаясь” в тропосфере, падает на поверхность земли, отражается от нее, и повторяет такие скачки многократно (сверхрефракция). Говорят, что в тропосфере образуется волноводный канал. При этом дальность связи может достигать нескольких тысяч километров. Необходимая энергетика обычно выше, чем в случае простой рефракции, но может быть весьма различной в каждом конкретном случае. Вращение плоскости поляризации также незначительно. Известно, что созданию таких условий способствует перемещение атмосферных фронтов. Надо отметить, что явление это достаточно редкое и изучено оно далеко не полностью.

3. ”Аврора” — отражение радиоволн от приполярных областей ионосферы во время магнитных бурь. Поскольку спектр сигнала существенно меняется, телеграф является существенно более предпочтительным. Сигнал принимается в виде характерного ”шипения”. От силы возмущения зависит, насколько далеко на юг распространится область, в которой наблюдается прохождение. Если для северных областей это достаточно частое явление, то границ Украины ”аврора” достигает 1-2 раза в год. Наиболее вероятное время суток — 14-17 и 21-24 UT. Для центральной России обычными являются корреспонденты из Скандинавских стран, более редкими (и желанными) -Дании, Германии, Польши. Иногда признаком ”Авроры” является появление на КВ диапазонах северных станций с искаженным, ”шипящим” тоном (на фоне общего ухудшения прохождения). Необходимым ERP можно считать уровень 25-30 dB. Антенну, как правило, следует направлять на север, с отклонениями до 300 . В отличие от предыдущих случаев, поляризация может существенно меняться, хотя существует мнение, что использование одинаковой поляризации обоими корреспондентами предпочтительно.

4. Спорадическое (Es) прохождение возникает при образовании в ионосфере (слой E) под влиянием интенсивной солнечной радиации ”облаков” с МПЧ, превышающей 144 MHz. Наиболее вероятное время года — с мая по август, время суток — со второй половины светового дня до полуночи. Более вероятно в южных районах, где чаще всего и происходит формирование ”облаков”, которые затем могут перемещаться на север. Отличается чрезвычайно малым затуханием при расстояниях между корреспондентами 1-2 тысячи километров. Шансы на проведение дальних связей имеют даже те станции, ERP которых меньше 10 dB. Известны случаи установления сверхдальних связей при помощи портативных радиостанций. Обнаружить приближение ”спорадика” можно по появлению дальних радиостанций в УКВ вещательных диапазонах или сигналов дальних телецентров на 2-12 каналах. Поляризация не сохраняется. С целью экономии времени лучше использовать SSB или FM.
Сергей

6. ”Ионо” (FAI) — связь за счет рассеяния на неоднородностях ионосферы. Позволяет устанавливать связи на значительные расстояния (1 — 2 тысячи километров). Затухание на трассе, как правило, достаточно велико, поэтому требуется хорошая энергетика, сравнимая с используемой для EME связей (см. ниже).

7. Использование отражения сигналов от Луны (EME) позволяет устанавливать связи практически на любые расстояния. В то же время огромное затухание на трассе (252 dB для частоты 144 MHz) требует применения совершенной аппаратуры и антенн с большим усилением. Для того, что бы услышать собственное эхо (время распространения сигнала до Луны и обратно — около 3 секунд), необходимо иметь ERP порядка 50 dB (типичная радиостанция ”начинающего лунатика” имеет мощность передатчика 1 kW и стек из 4-х антенн ”волновой канал” длинной 6-8 м каждая) при условии, что шум-фактор приемника и потери в фидере не превышают 0.5 dB. При меньших величинах ERP можно установить связь, если у корреспондента имеется ”запас” по усилению антенны. Плоскость поляризации волны изменяется при прохождении ею ионосферы (эффект Фарадея), что при применении антенн с линейной поляризацией вызывает периодические ”замирания” сигнала. Тем не менее в диапазоне 144-146 MHz антенны с круговой поляризацией для EME используют крайне редко ввиду их громоздкости. Подготовка к работе через Луну требует вложения значительных сил и средств. Необходимо учитывать такие факторы, как уровень помех в месте расположения станции, необходимость построения антенной системы больших размеров, вращающейся в двух плоскостях, возможность возникновения помех от мощного передатчика приему телевидения и радио. Наградой за труды является возможность проводить связи практически со всем Миром (причем, в отличие от КВ диапазонов, сигналы станций Украины и Австралии слышны с одинаковым уровнем). Можно сказать, что EME — это своего рода Эверест для ультракоротковолновиков.
Сергей

9. Отдельно следует упомянуть работу через любительские спутники-ретрансляторы. Хотя такие связи не считаются УКВ DX — ингом, поскольку используется бортовая приемно-усилительная аппаратура спутника, чаще всего через спутники работают именно ультракоротковолновики, имеющие необходимую аппаратуру. В настоящее время на околоземной орбите находится более 2 десятков радиолюбительских спутников. Часть из них имеет на борту линейные ретрансляторы, принимающие сигналы в участке одного любительского диапазона, и передающие их на другом диапазоне. Самыми простыми для использования являются отечественные спутники серии ”Радио”, ретранслирующие сигналы из участка 145.8-146 МГц в участок 29.5-29.7 МГц. Для работы можно использовать даже ненаправленные антенны. Спутники иностранного производства обычно имеют ретрансляторы 145/435 МГц, а так же используют диапазоны 1296 и 2300 МГц. Для работы, как правило, используется CW или SSB. Кроме того, на многих спутниках имеется цифровая информационная система, похожая на наземные BBS.

Как можно передать сигнал укв радиостанций на большое расстояние кратко

5. Связь с отражением от метеорных следов (Ms) является весьма специфической ввиду того, что области ионизации, появляющиеся в результате сгорания в атмосфере метеоритов, существуют весьма короткое время (от долей секунды до нескольких секунд, очень редко — десятки секунд). Количество метеоров резко возрастает во время прохождения Землей метеорных потоков, наиболее мощный из которых — августовские Персеиды. Связи проводятся либо SSB, либо с использованием высокоскоростной телеграфии (HSCW). Применение компьютеров для передачи и приема HSCW существенно облегчает работу. Расчет оптимального времени и направления так же удобно выполнять с помощью компьютерных программ. Минимальным ERP для успешной работы можно считать уровень в 30 dB (средняя MS станция обычно имеет мощность порядка 300 Вт и 1-2 этажа антенн длинной 4-8 м.). Следует использовать антенны с горизонтальной поляризацией.

8. Трансэкваториальное прохождение (ТЭП). Отражение радиоволн происходит от слоя F2 (высота 250-500 км).
Как это происходит.
Между 20 северной и южной широты от геомагнитного экватора (не путайте с географическим) ионосфера имеет наклон в форме выпуклости. После заката (время появления ТЭП) возникает эффект расширения слоя F2 (эффект полуденного источника). Вероятно это следствие увеличения электрических полей слоя E от востока до запада вблизи экватора (далее имеется в виду геомагнитный, а не географический экватор). Взаимодействуя с магнитным полем Земли и ионосферными ветрами эти поля вызывают бомбардировку электронами слоя Е и двигаясь снизу вверх по слою F, достигая слоя F2. Таким образом происходит сильная ионизация слоя F2.
В районе экватора ионосфера искривлена кверху. Радиоволны способны отражаться от северного края с южному и попадать на края выпуклости под низким углом атаки к Земле. Необходима высокая ионизация краёв для такого отражения, что возможно в периоды весеннего и осеннего равноденствий, когда Солнце одинаково освещает Северное и Южное полушария (оптимальное время для ТЭП).
Возможно есть и другие причины объясняющие появление ТЭП на 144 Мгц. Таким образом всё, что необходимо для ТЭП, это:
1. Высокий уровень ионизации слоя F2 около экватора (напомню, что в данной статье это геомагнитный, а не географический экватор), при этом влияние потока солнечных частиц незначительно.
2. Умеренная геомагнитная активность (А-индекс около 30, что соответствует малому возмущению магнитного поля Земли).
3. Ни каких больших антенн и больших мощностей ( желающие принимать ТЭП со штырями могут поменять место жительства на 20 северной широты-hi)
4. Возможны QSO на 430 МГц.
5. Лучшие даты находятся около равноденствий (с февраля по апрель и с сентября по ноябрь), но не отрицается проведение QSO и в другие месяцы.
6. Лучшее время QSO, за несколько часов после заката ( для QSO Европа-Африка 17-19 UTC, для Америки 00-02 UTC, для Японии-Австралии 10-12 UTC).

Ультракороткие волны, излучаемые радиовещательными радиостанциями, обычно принимаются в пределах прямой видимости, на расстоянии 100. 150 км от передатчика средней мощности. На высокочувствительный УКВ-радиоприемник с внешней антенной, имеющей усилитель, можно принять радиопередачу от радиостанции со значительной мощностью, если она расположена на расстоянии 200. 300 км. Помимо этого, благодаря рассеиванию верхних неоднородных слоев атмосферы, УКВ могут достигать антенн радиоприемников удаленных от радиостанции на расстоянии более 300 км. При этом, мы имеем дело с так называемым тропосферным приемом. При использовании высококачественной приемной радиоаппаратуры и тропосферного приема иногда возможен регулярный дальней прием УКВ-станций (рис. 31.21).

УКВ при отражениях от различных слоев ионосферы в некоторых случаях способны распространяться на очень большие расстояния порядка 1000. 2500 км, если они отражатся от спорадического слоя Es, а при отражении от вышерасположенного слоя F2 — на 2500. 5000 км. Сигналы после таких отражений в некоторых случаях имеют большую силу. В этих случаях прием УКВ удается вести на обычные антенны и радиоприемники. Прием сигналов от слоя F2 имеет нерегулярный характер и происходит на частота* до 80. 100 МГц с мая по июль месяцы. Явление отражения УКВ от слоя F2 на частотах до 50. 55 МГц происходят в годы максимума солнечной активности, зимой, в дневное время. Длительный DX прием, УКВ-радиостанций, основывается на приеме слабого сигнала с помощью высокочувствительной приемной аппаратуры и высокоэффективных антенн.

В северных районах России осенью и зимой в момент появления полярного сияния возможен нерегулярный и кратковременный DX прием УКВ. Полярное сияние происходит на высоте 90. 100 км в результате свечения разряженных слоев атмосферы под действием протонов и электронов, проникающих в нее из космоса. Сигнал радиостанции, отраженный от полярного сияния, может быть принят от нее на расстоянии более 1500 км. Для приема такого сигнала необходимо использовать высокочувствительный приемник и высокоэффективную антенну, так сила сигнала очень мала. Аналогичный характер имеет DX прием УКВ через метеоритные потоки. Метеориты испаряются, в основном, на высоте 80. 170 км над поверхностью Земли. Дальность метеоритной связи возможна до 2000 км.

Разновидности дальнего приема УКВ

Рис. 31.21. Разновидности дальнего приема УКВ

Следует отметить, что причины дальнего DX приема УКВ полностью пока еще не раскрыты. Замечена связь между началом дальнего УКВ прохождения и предгрозового фронта. Объяснить это можно, по всей видимости тем, что в верхний слоях атмосферы, расположенных ближе к ионосфере, возникают неоднородные по плотности и температуре слои, которые способствуют отражению радиоволн. Этому способствует и грозовая деятельность, приводящая к ионизации слоев. Приведенные предположения подтверждаются тем фактом, что летнее Es-прохождение почти не зависит от фазы 11-летнего периода солнечной активности.

Для обнаружения дальнего прохождения на УКВ, необходимо включить радиоприемник и пройтись по свободным частотам. Если вы хорошо знаете частоты станций, вещающих в данной местности, то при наличии прохождения легко обнаружить радиостанции ранее не принимавшиеся в данное время. Такие радиостанции обычно принимаются с сильным замиранием и с интерференцией от других станций или собственного сигнала, пришедшего на радиоприемник со сдвигом по фазе. О появившейся возможности дальнего прохождения УКВ можно так же судить косвенно, в частности, по улучшению характера радиоприема на частотах свыше 20 МГц, относящихся к КВ-диапазону.

Радиовещание на УКВ в разных странах мира ведется на различных частотных диапазонах (табл. 31.9).

Длинные волны (далее ДВ) — это электромагнитные волны длиннее 3000 м (частота колебаний менее 100 КГц). Они сравнительно хорошо огибают земную поверхность за счет явления дифракции радиоволн. По мере удлинения волны уменьшаются потери энергии в почве (воде) и улучшаются условия отражения радиоволн от ионосферы, что приводит к увеличения дальности действия радиостанции. При расстоянии менее 100 км до передатчиков ДВ преобладают сигналы, распространяющиеся вдоль земной поверхности, а на больших расстояниях решающую роль играют сигналы, отраженные от ионосферы.

Средние волны (далее СВ) — это электромагнитные волны длиной от 3000 до 200 м, что соответствует частотам 100 — 1500 КГц. Энергия СВ очень сильно поглощается в почве и морской воде (с укорочением длины волны поглощение увеличивается).

Короткие волны (далее КВ) — это электромагнитные волны длиной от 200 до 10 м, что соответствует частоте колебаний от 1.5 МГц (1500 КГц) до 30 МГц. Основной особенностью распространения КВ является их способность отражаться от ионосферы при сравнительно небольших потерях. Отраженная от ионосферы волна, на больших отдалениях от передатчика возвращаются на землю, что и позволяет установить радиосвязь между точками,закрытыми друг от друга выпуклостью земного шара.

Ультракороткие волны (далее УКВ) — это радиоволны короче 10м, что соответствует электромагнитным колебаниям с частотой более 30 МГц. УКВ в обычных условиях не отражаются от ионосферы. Прямые волны, распространяющиеся вблизи поверхности земли, сильно ею поглощаются. Диапазон УКВ принято разбивать на: метровые, дециметровые, сантиметровые и миллиметровые.

Высота подвеса антенны

Зона уверенного приема УКВ определяется расстоянием прямой видимости от передающей антенны до приемной. В связи с тем, что поверхность Земли шарообразна (радиус 6370 км), можно использовать приблизительную формулу для определения максимальной дальности, соответствующей прямой видимости:

Формула определения максимальной дальности. Где D — максимальная дальность прямой видимости h1 и h2 высоты антенн

У нас имеются 2 антенны

1 антенна на 25 метров, 2 антенна на 30 метров

Подставляем эти числа в формулу, вычетам квадратный корень и умножаем на 3.57

И получаем приблизительную максимальную дальность в 26.4 км.

Из данного примера видно, что чем выше подняты антенны, тем дальше прием.

Рассчитать максимальную дальность можно здесь

Рельеф местности

Формула не учитывает рельефа местности и предполагает, что антенны установлены на идеально гладкой поверхности. Кроме того, при распространении радиоволн УКВ диапазона все-таки имеет место и дифракция и рефракция радиоволн. Область, в пределах которой оказывается возможным уверенный прием радиосигнала, можно разбить на 2 зоны: прямой видимости и полутени.

Таким образом, получаем, что на распространение радиосигнал УКВ диапазона влияет в большей степени высота подвеса антенн. Для увеличения дальности распространения УКВ диапазона в области полутени необходимо применять высокоэффективные направленные антенны, высокочувствительное приемопередающее оборудование, кабели с низкими потерями.

Для портативных радиостанций мы ограниченны ростом человека использующего рации (не более 2 метров за редким исключением).

В данных условиях, самыми важными становятся следующие факторы:

соответствие кратности габаритных размеров устройства к используемой длине волны
мощность излучения радиостанции
чувствительность приемника устройства
хорошая согласованность между выходным трактом рации и антенной

Поэтому очень важно приобретать носимые рации производителей, которые не экономят на научных исследованиях и тестах, а разобраться в этом мы сможем вам помочь.

Радиоволна – это взаимосвязанные колебания электрического и магнитного полей, которые способны распространяться в пространстве со скоростью света. Они обладают такими свойствами как отражение, затухание, преломление. Радиодиапазон составляют волны с длинами от 0,1 мм до 100 км. Волны короче 0,1 мм относят к оптическим, длиннее 100 км используют исключительно в научных целях.

Радиоволна и ее особенности

Радиоволна создается при изменении электрического либо магнитного поля. Для ее создания используются специальные электромагнитные генераторы. Каждая волна изначально обладает запасом энергии, которую переносит через пространство. Она может терять энергию – такой процесс называется затуханием.

Электромагнитные волны характеризуются следующими параметрами:

В зависимости от скорости изменения направления электрического (либо магнитного) поля можно определить частоту волны, которая измеряется в Герцах (Гц). Чтобы определить длину волны, необходимо знать расстояние между точками, где поле находится в одной фазе. Частота и длина волны – взаимно обратные величины. Знание длины волны очень важно для правильного выбора размера передающей антенны.

Важным свойством электромагнитных волн является то, что они не встречая сопротивления проходят через воздух и могут свободно распространяться в пространстве. Однако, если волна встречает на пути металлические объекты, а также любой другой проводящий электричество материал, то она теряет часть своей энергии, ее мощность падает, а в проводнике генерирует переменный ток. Также часть энергии волны отражается от проводника – данный принцип лег в основу радиолокации.

Дальность связи зависит от мощности передатчика генерирующего электромагнитную волну. Именно это устройство передает волне запас энергии, которую та будет расходовать при распространении. Запас будет уменьшаться при контакте с поверхностью планеты, а также при взаимодействии с различными объектами. Однако, дальность распространения будет зависеть не только от запаса энергии, но и от других свойств – в первую очередь, от длины волны.

Распространение радиоволн, расстояние и длина волны

Радиоволны распространяются в пространстве различным образом. Способ их движения в первую очередь зависит от их длины. Так, например, волны от 10 км и выше (сверхдлинные – СДВ) без труда огибают наземные препятствия как искусственного, так и естественного происхождения. Они теряют мало энергии в процессе своего распространения и затухают гораздо медленнее, чем волны других длин. По этой причине они могут перемещаться в пространстве на тысячи километров. Также они обладают высокой степенью проникновения в среду, поэтому их широко используют для исследований земной коры для нужд археологии, геологии, инженерного дела. Их применяют для исследования атмосферы планеты. Также с их помощью осуществляют связь с подводными объектами.

Короткие волны (КВ – 10-100 м) распространяются не далее чем на 250 км, однако обладают интересным свойством. Часть их, уходящая под большим углом к горизонту, соприкасаясь с верхними слоями атмосферы (ионосферой) отражается и направляется обратно к поверхности. Затем они снова отражаются, теперь уже от земли и снова направляются вверх. Распространяясь таким образом короткие волны могут несколько раз обойти вокруг планеты. Ионосфера теряет свою отражательную способность в ночное время, поэтому связь на коротких волнах в это время суток будет хуже.

Миллиметровые волны (ММВ) во многом схожи с УКВ, однако для них серьезной помехой служат атмосферные явления, такие как дождь, снег, туман, облака. За счет ММВ обеспечивается работа высокоскоростной радиорелейной связи. Они нашли свое применение в быту, их используют в медицине, они пригодились в радиоастрономии.

Оборудование применяемое для передачи радиоволн, способы увеличения дальности

Радиосвязь – быстрый и относительно надежный способ передачи данных на большие расстояния. При этом нет необходимости в использовании физического носителя, например проводов.

Свойства волн разной длины напрямую влияют на их применение для обеспечения радиосвязи. Кроме того, на качество передачи информации с их помощью влияют следующие факторы:

Высота приемной и передающей антенн;
Рельеф поверхности;
Солнечная активность, метеоусловия, время суток.

Процесс приема-передачи информации с помощью радиоволн состоит из следующих основных этапов:

формирование сигнала;
выделение несущей частоты;
связывание передаваемой информации с несущей частотой (модуляция);
трансформация сигнала в дискретный вид, его кодирование (для цифровых систем);
передача в радиоэфир с помощью антенны;
прием сигнала;
декодировка и демодуляция;
преобразование сигнала в форму понятную абоненту.

Чтобы реализовать обмен информации необходимо чтобы у принимающей и передающей стороны в наличии было следующее оборудование:

Передатчик;
Антенна;
Ретрансляционное устройство – позволяет увеличить дальность передачи сигнала;
Принимающее устройство;
Оборудование модуляции-демодуляции, сжатия, оцифровки и кодирования;
Фильтры помех, усилители.

Две простейшие радиостанции, как правило, могут обмениваться информацией на очень небольших расстояниях. Чтобы значительно увеличить зону покрытия, необходимо использовать один из следующих методов:

сеть ретрансляторов, установленных на поверхности планеты;
орбитальные спутники;
системы передвижной радиосвязи.

Применяется несколько способов радиосвязи, для каждого из которых используется специфическое оборудование. Три наиболее распространенных вида:

Сотовая связь;
Радиорелейная связь;
Спутниковая связь.

Сотовая связь

Радиорелейная связь

Вид радиосвязи, осуществляемой с помощью цепочки передающих станций, находящихся в прямой видимости их антенн. Работают в дециметровом и сантиметровом диапазонах. Возможна одновременное функционирование большого количества передатчиков. Уровень индустриальных и атмосферных помех радиоприему в ДМ и СМ диапазонах низкий. Главный недостаток – ограниченное расстояние передачи и высокая степень зависимости от коммуникационной инфраструктуры – сети ретрансляторов.

Как правило на передающих станциях размещается большой комплекс передающих устройств, находящихся в едином техническом здании. Они применяют общие источники электроэнергии, антенны и их опоры. На каждом объекте создается несколько стволов связи, что позволяет значительно повысить пропускную способность станции, что позволяет реализовать многоканальную связь.

Спутниковая связь

Данный вид – это следующий этап развития радиорелейной связи. Вместо наземной коммуникационной сети используются спутники, расположенные на околоземных орбитах. Радиосигнал сигнал передается со специализированной станции, находящейся на поверхности планеты на космический аппарат. Здесь он обрабатывается, усиливается и отправляется либо на принимающую наземную станцию, либо на другой спутник, находящийся в радиусе действия. Главным достоинством данного вида связи является возможность передавать информацию в любую точку планеты – независимо от ее местоположения: на суше, в полярных льдах, посреди океана.

Сферы применения

Возможность практически мгновенной передачи информации на любые расстояния создает широкие возможности использования во всех сферах деятельности человека. Радиосвязь успешно применяется в следующих отраслях:

Телевизионное и радиовещание;
Качественная связь по безопасным линиям востребована в военной отрасли. Позволяет осуществлять управление и координацию боевых подразделений;
В области транспорта – обеспечивается постоянная связь с поездами, морскими и речными судами, самолетами, грузовыми и легковыми автомобилям (полиция, скорая помощь, такси, курьерские службы);
Организация диспетчерских служб;
Обеспечение различных видов коммуникации: спутниковая, мобильная связь;
Беспроводное подключение к сети Интернет.

Также широкие возможности коммуникации являются неотъемлемым инструментом практически любого современного бизнеса. При помощи беспроводной связи можно успешно решать вопросы управления удаленными объектами.

Алгоритмы кодирования и декодирования, методики защиты информации

У силовых ведомств, частных служб охраны и безопасности, а также других организаций возникает необходимость защитить данные от несанкционированного доступа. Применяется два основных метода: дискретизация с шифрованием, а также аналоговое скремблирование.

В целом же существует два основных подхода к шифрованию речи, передаваемой в цифровом виде:

с использованием специального шифратора и дешифратора на передающем и принимающем устройстве, либо за счет программно-аппаратного комплекса;
функции шифрования реализуются с помощью устройства модуляции-демодуляции – модема.

В средствах аналогово связи защита данных достигается за счет использования аналоговых скремблеров. Они трансформируют первоначальный звуковой сигнал в неразборчивую смесь звуков, что не позволяет злоумышленникам понять смысл передаваемых данных. Применяются следующие виды преобразования:

Частотная инверсия;
Разбиение полосы частот на поддиапазоны и их перестановка по частоте или инверсия;
Разбиение речи на сегменты и их перестановка по времени.

Частоты и каналы

Классификация радиоволн подразумевает разделение на 8 типов по длине и частоте:

ОНЧ (они же СДВ) – 3-30 кГц (100-10 км);
НЧ (они же ДВ) – 30-300 кГц (10-1 км);
СЧ (они же СЧ) – 300-3 МГц (1 км-100 м);
ВЧ (КВ) – 3-30 МГц (10-100 м);
ОВЧ (МВ) – 30-300 МГц;
УВЧ (ДМВ) – 300 МГц-3 ГГц;
СВЧ (СМВ) – 3-30 ГГц;
КВЧ (ММВ) – 30-300 ГГц.

Для переговоров в РФ разрешены следующие диапазоны частот:

CB, 26-27 МГц;
LPD, 433-434 МГц;
PMR, 446 МГц;
И 144-146 МГц – для лицензированных радиооператоров.

Остальные диапазоны законодательно запрещены к использованию. Они выделяются для служебных нужд различных ведомств и их использование может повлечь за собой административное или уголовное наказание – в зависимости от тяжести последствий несанкционированного вмешательства.

Для удобства общения, чтобы максимально упростить использование радиосвязи, были выделены определенные частоты. Они были пронумерованы так, что их стало не сложно запомнить и настроить. Эти номера и называют – каналы радиосвязи. Во многих простейших моделях раций нет ни клавиатуры, ни ручек настройки для установки произвольной частоты – только кнопки позволяющие переключать каналы. Таким образом рацией может пользоваться любой человек и ему не нужно знать что такое частоты, LPD или PMR, достаточно перещелкнуть рацию на заданный канал и успешно ею пользоваться.

Следует помнить, что рации предназначенные для различных диапазонов частот не могут связаться друг с другом. Аппарат предназначенный для других частот просто не будет работать с сигналом лежащим вне его рабочего диапазона. Узнать какие именно параметры поддерживает устройство можно, если заглянуть в его паспорт. Обычно LPD рация предлагает 69 каналов, а PMR – 8. Также существуют аппараты, которые поддерживают сразу несколько диапазонов.

Связь с помощью радиоволн – один из основных способов обмена информацией в современном мире. Существует большое разнообразие различных методов их применения. Они широко используются для радио и телевещания, для исследования, обеспечения дальней связи, повседневной коммуникации, а также для организации деятельности различных специальных служб: охранных подразделений, полиции, пожарных, медицинской службы. Все типы радиоволн находят себе применение в деятельности человека.

Сверхдальние связи на УКВ: там, за горизонтом.

Портативные радиостанции двухметрового диапазона завоевывают сердца российских радиолюбителей. Цены на ”Айкомы” и ”Алинки” стремительно падают, те, для кого они пока все же дороги, перестраивают увесистые ”Транспорты” и ”Маяки”, мастерят что-то сами. Для одних это — возможность пообщаться с коллегами по хобби, для других — средство доступа к пакетным BBS и DX кластерам. Есть, к сожалению, и те, кто считает любительскую станцию бесплатным мобильным телефоном.

Но есть и еще одна категория ультракоротковолновиков — те, кто увлекается дальними связями. УКВ DX-инг — трудное занятие, требующее большого терпения и постоянного совершенствования техники, но дающее взамен неповторимые ощущения радости от каждой новой связи, прикосновения к удивительным явлениям природы. Можно утверждать, что УКВ DX-исты — это элита радиоспорта. В этой статье мы коротко расскажем об особенностях таких связей, о необходимой технике и о том, как стать УКВ DX-оператором.

Основные понятия и немного теории.

Ультракороткие волны распространяются в пределах прямой видимости — фраза из школьного учебника. На самом деле чаще всего в атмосфере существует небольшая нормальная рефракция — волна в приземном слое слегка ”загибается”, в результате чего дальность связи при небольших мощностях и отсутствии препятствий составляет 30-100 км. Будем условно называть дальними связи на расстояния, превышающие эту величину. Есть несколько физических механизмов, делающих возможными такие радиосвязи. В этой статье мы перечислим их и коротко расскажем об их особенностях.

На западе энтузиастов УКВ DX связи, работающих на любительских диапазонах 144 MHz (VHF) и 432 и выше (UHF) часто называют weak signal operator — ”оператор, работающий со слабыми сигналами”. Действительно, очень часто приходится иметь дело со значительным затуханием сигналов на трассе. Мощность, излучаемая в направлении корреспондента (называемая на жаргоне ”энергетикой”), качество приемника, потери в кабеле, уровень шумов в месте расположения станции — все имеет при этом большое значение.

В этом разделе мы покажем, как, используя очень простые вычисления, можно оценить параметры своей станции и возможность установления связи в тех или иных условиях. Те, кому они покажутся сложными (или скучными) могут сразу перейти к следующему разделу, вернувшись к расчетам, если появится необходимость.

Каждую станцию можно характеризовать набором параметров, и требования к этим параметрам различны для разных видов связи. Мы будем использовать термин эффективно излучаемая мощность (ERP — от английских слов Effective Radiated Power) который характеризует передающий тракт. ERP измеряется в децибелах и может быть вычеслена по формуле

Здесь P_out — выходная мощность передатчика в ваттах, K_ant и K_fider — соответственно, коэффициент усиления антенны по отношению к изотропному излучателю и суммарные потери в кабеле, выраженные в децибелах. Например, станция мощностью 1 Вт напрямую подключенная к дипольной антенне имеет ERP примерно 2 dB (K_ant=2.15 dB, K_fider=0 dB).

В отличие от КВ радиосвязей, существенное значение имеет поляризация излучаемой волны. Плоскостью поляризации называется ориентация в пространстве вектора электрической компоненты поля. Для простой вибраторной антенны эта плоскость совпадает с плоскостью, в которой расположены элементы. Коэффициент ослабления в случае, когда поляризация принимаемой волны и приемной антенны не совпадают, зависит от угла между ними: K_polar=-20 Log (sin a). Теоретически при a=90 o затухание стремится к бесконечности, на практике оно достигает 20 dB. В городских условиях может эта величина обычно составляет 5..15 dB за счет приема отраженных от окружающих предметов волн. Кроме вертикальной и горизонтальной в любительской радиосвязи используется круговая поляризация. У волны с круговой поляризацией вектор электрического поля вращается, совершая полный оборот за каждый период колебания. Преимуществом круговой поляризации является то, что изменение взаимной ориентации приемной и передающей антенны, так же, как и поворот плоскости поляризации волны в процессе распространения не вносит дополнительного затухания. Недостатком является необходимость использования более сложных и громоздких антенн. Надо так же отметить, что возможны два противоположных направления вращения плоскости поляризации, соответственно если они окажутся различными для принимаемой волны и приемной антенны, то дополнительное затухание теоретически стремится к бесконечности. Поэтому такие антенны иногда оборудуют переключателем, позволяющим менять направление вращения плоскости поляризации. При приеме волны с круговой поляризацией, на антенну с линейной поляризацией (и наоборот) затухание составляет 3 dB.

Минимальный уровень принимаемого сигнала зависит от усиления приемной антенны, потерь в фидере, собственных шумов приемника и полосы принимаемых частот. Чувствительность приемного тракта, выраженная в децибелах по отношению к мощности в 1 Вт, может быть вычислена по формуле

Где k — постоянная Больцмана, T — температура окружающей среды, DF — полоса приемника, K_noise— шум-фактор приемника в dB. При T=300 K и DF=100 Hz получаем:

Шум-фактор приемника определяется качеством входного каскада и для современных транзисторов может достигать 0.3-1 dB в диапазоне 144-146 MHz. Соотношение сигнал/шум на выходе приемника в отсутствие дополнительных внешних шумов и помех:

Здесь K_loss — затухание сигнала.

(Здесь принимается, что K_fider, K_loss, K_polar, K_noise и K_ant — положительные величины).

Теоретически прием сигнала возможен, если S/N больше 0 dB. На практике, опытные радисты способны разбирать телеграфный сигнал (CW) даже тогда, когда он на 10..13 dB ниже уровня шумов. На самом деле в этом случае эффективная полоса приема определяется не приемником, а адаптивным фильтром, роль которого играет мозг радиста (при скорости передачи 40 знаков в минуту информационная полоса сигнала составляет примерно 5 Hz). Уверенный прием телефонного сигнала возможен, если он превышает шум примерно на 6..10 dB для однополосной модуляции (SSB) и на 10..15 dB для частотной (FM).

Использование современных транзисторов позволяет без особого труда получать шум-фактор приемника менее 2..3 dB в диапазоне 144-146 MHz, так что различие станций по этому параметру невелико. Для дальнейшего упрощения можно ввести понятие ”сренднестатистического” корреспондента. Для DX связей в диапазоне 144-146 MHz это станция с передатчиком 50-100 Вт и усилением антенны 10-13 dB (если только речь не идет о EME связях — см. ниже). Тогда возможность установления связи зависит только от затухания сигнала в процессе распространения и собственного ERP.

Подчеркнем, что приведенные здесь вычисления не являются строгими и пригодны лишь для приближенных оценок. Тем, кто желает более глубоко разобраться в методах анализа каналов связи и оптимального приема, можно рекомендовать книгу [1].

Механизмы дальнего распространения УКВ.

Рассмотрим теперь вкратце основные виды дальнего прохождения УКВ.

1. Рассеяние радиоволн на неоднородностях тропосферы.

Наблюдается практически всегда, но для практического использования необходима достаточно хорошая энергетика. Коммерческие тропосферные каналы с ERP=60 dB и более обеспечивают стабильную связь на расстояниях порядка 300 км. При типичных для любительской УКВ DX станции ERP порядка 30 dB за счет рассеяния достаточно часто удается проводить CW связи на расстояние до 400 км. Так, по опыту участия автора в соревнованиях по радиосвязи на УКВ в течение многих лет, связи на трассах Москва-Воронеж, Москва-Нижний Новгород имели место в 80% соревнований. Затухание на трассе существенно зависит от погодных условий и уменьшается в ночное время. Вращение плоскости поляризации незначительно. Телеграфные сигналы дальних станций часто имеют характерный дрожащий тон.

2. Тропосферное прохождение (”Тропо”).

Коэффициент рефракции в тропосфере зависит от того, как меняется с высотой температура, давление и влажность воздуха. Увеличению его способствует повышенное давление (антициклон), а также температурная инверсия — ситуация, когда температура воздуха с высотой не понижается, а повышается. Наблюдается чаще в ночное время и утренние часы. Повышенная рефракция дает возможность проводить связи на расстояния 100…400 км станциям с ERP порядка 10. Иногда коэффициент рефракции достигает такой величины, что волна, ”загибаясь” в тропосфере, падает на поверхность земли, отражается от нее, и повторяет такие скачки многократно (сверхрефракция). Говорят, что в тропосфере образуется волноводный канал. При этом дальность связи может достигать нескольких тысяч километров. Необходимая энергетика обычно выше, чем в случае простой рефракции, но может быть весьма различной в каждом конкретном случае. Вращение плоскости поляризации также незначительно. Известно, что созданию таких условий способствует перемещение атмосферных фронтов. Надо отметить, что явление это достаточно редкое и изучено оно далеко не полностью.

3. ”Аврора” — отражение радиоволн от приполярных областей ионосферы во время магнитных бурь.

Поскольку спектр сигнала существенно меняется, телеграф является существенно более предпочтительным. Сигнал принимается в виде характерного ”шипения”. От силы возмущения зависит, насколько далеко на юг распространится область, в которой наблюдается прохождение. Если для северных областей это достаточно частое явление, то границ Украины ”аврора” достигает 1-2 раза в год. Наиболее вероятное время суток — 14-17 и 21-24 UT. Для центральной России обычными являются корреспонденты из Скандинавских стран, более редкими (и желанными) -Дании, Германии, Польши. Иногда признаком ”Авроры” является появление на КВ диапазонах северных станций с искаженным, ”шипящим” тоном (на фоне общего ухудшения прохождения). Необходимым ERP можно считать уровень 25-30 dB. Антенну, как правило, следует направлять на север, с отклонениями до 30 0 . В отличие от предыдущих случаев, поляризация может существенно меняться, хотя существует мнение, что использование одинаковой поляризации обоими корреспондентами предпочтительно.

4. Спорадическое (Es) прохождение возникает при образовании в ионосфере (слой E) под влиянием интенсивной солнечной радиации ”облаков” с МПЧ, превышающей 144 MHz.

Наиболее вероятное время года — с мая по август, время суток — со второй половины светового дня до полуночи. Более вероятно в южных районах, где чаще всего и происходит формирование ”облаков”, которые затем могут перемещаться на север. Отличается чрезвычайно малым затуханием при расстояниях между корреспондентами 1-2 тысячи километров. Шансы на проведение дальних связей имеют даже те станции, ERP которых меньше 10 dB. Известны случаи установления сверхдальних связей при помощи портативных радиостанций. Обнаружить приближение ”спорадика” можно по появлению дальних радиостанций в УКВ вещательных диапазонах или сигналов дальних телецентров на 2-12 каналах (автор был свидетелем того, как, по мере перемещения ”облака”, телепередачи одной страны сменялись программами другой). Поляризация не сохраняется. С целью экономии времени лучше использовать SSB или FM.

5. Связь с отражением от метеорных следов (Ms)

является весьма специфической ввиду того, что области ионизации, появляющиеся в результате сгорания в атмосфере метеоритов, существуют весьма короткое время (от долей секунды до нескольких секунд, очень редко — десятки секунд). Количество метеоров резко возрастает во время прохождения Землей метеорных потоков, наиболее мощный из которых — августовские Персеиды. Связи проводятся либо SSB, либо с использованием высокоскоростной телеграфии (HSCW). Применение компьютеров для передачи и приема HSCW существенно облегчает работу. Расчет оптимального времени и направления так же удобно выполнять с помощью компьютерных программ. Минимальным ERP для успешной работы можно считать уровень в 30 dB (средняя MS станция обычно имеет мощность порядка 300 Вт и 1-2 этажа антенн длинной 4-8 м.). Следует использовать антенны с горизонтальной поляризацией.

6. ”Ионо” (FAI)

— связь за счет рассеяния на неоднородностях ионосферы. Позволяет устанавливать связи на значительные расстояния (1 — 2 тысячи километров). Затухание на трассе, как правило, достаточно велико, поэтому требуется хорошая энергетика, сравнимая с используемой для EME связей (см. ниже).

7. Использование отражения сигналов от Луны (EME)

позволяет устанавливать связи практически на любые расстояния. В то же время огромное затухание на трассе (252 dB для частоты 144 MHz) требует применения совершенной аппаратуры и антенн с большим усилением. Для того, что бы услышать собственное эхо (время распространения сигнала до Луны и обратно — около 3 секунд), необходимо иметь ERP порядка 50 dB (типичная радиостанция ”начинающего лунатика” имеет мощность передатчика 1 kW и стек из 4-х антенн ”волновой канал” длинной 6-8 м каждая) при условии, что шум-фактор приемника и потери в фидере не превышают 0.5 dB. При меньших величинах ERP можно установить связь, если у корреспондента имеется ”запас” по усилению антенны. Плоскость поляризации волны изменяется при прохождении ею ионосферы (эффект Фарадея), что при применении антенн с линейной поляризацией вызывает периодические ”замирания” сигнала. Тем не менее в диапазоне 144-146 MHz антенны с круговой поляризацией для EME используют крайне редко ввиду их громоздкости. Подготовка к работе через Луну требует вложения значительных сил и средств. Необходимо учитывать такие факторы, как уровень помех в месте расположения станции, необходимость построения антенной системы больших размеров, вращающейся в двух плоскостях, возможность возникновения помех от мощного передатчика приему телевидения и радио. Наградой за труды является возможность проводить связи практически со всем Миром (причем, в отличие от КВ диапазонов, сигналы станций Украины и Австралии слышны с одинаковым уровнем). Можно сказать, что EME — это своего рода Эверест для ультракоротковолновиков.

8. Отдельно следует упомянуть работу через любительские спутники-ретрансляторы.

Хотя такие связи не считаются УКВ DX — ингом, поскольку используется бортовая приемно-усилительная аппаратура спутника, чаще всего через спутники работают именно ультракоротковолновики, имеющие необходимую аппаратуру. В настоящее время на околоземной орбите находится более 2 десятков радиолюбительских спутников. Часть из них имеет на борту линейные ретрансляторы, принимающие сигналы в участке одного любительского диапазона, и передающие их на другом диапазоне. Самыми простыми для использования являются отечественные спутники серии ”Радио”, ретранслирующие сигналы из участка 145.8-146 МГц в участок 29.5-29.7 МГц. Для работы можно использовать даже ненаправленные антенны. Спутники иностранного производства обычно имеют ретрансляторы 145/435 МГц, а так же используют диапазоны 1296 и 2300 МГц. Для работы, как правило, используется CW или SSB. Кроме того, на многих спутниках имеется цифровая информационная система, похожая на наземные BBS.

С чего начать?

Что нужно, для того, что бы проводить дальние связи на УКВ? Разумеется, комплект аппаратуры. Для начала это может быть самая простая носимая или автомобильная ЧМ станция, хотя для серьезного занятия необходимо планировать приобретение или изготовление трансивера со всеми видами модуляции и плавной перестройкой частоты. Наилучшим вариантом являются аппараты типа FT736 фирмы YAESU, TS790 фирмы Kenwood, IC830 фирмы ICOM. Они имеют 2 диапазона — 144 и 432 MHz, возможность установки дополнительных модулей на 1296 и 2300 MHz, высококачественный приемный тракт. Кроме того, эти аппараты имеют специальные дуплексные режимы для работы через спутники. К сожалению, цена таких аппаратов достаточно высока. Экономичным решением может стать создание самодельного трансвертера к имеющемуся КВ трансиверу. Схемы таких трансвертеров можно найти в журналах ”Радио” прошлых лет или в издании [2].

Если у Вас нет КВ трансивера, и Вы планируете его приобрести, хорошим вариантом может стать универсальный КВ/УКВ аппарат типа FT757, IC746, FT100 или IC706. Надо только заметить, что последние две модели, являясь малогабаритными, имеют плохую избирательность, и в районах с большим уровнем помех необходимо будет использовать внешние входные фильтры.

Особое внимание следует уделить выбору антенной системы. Антенна обязательно должна быть направленной и вращающейся. Хорошим вариантом для начала можно считать антенну ”волновой канал” с длинной траверсы 4-6 м (см., например, [3]). Для самостоятельного изготовления следует выбирать проверенные конструкции, например, разработанные немецким радиолюбителем DJ9BV. Такая антенна весит всего несколько килограмм и для управления ею можно использовать простые компактные поворотные устройства. Подойдет, например, доработанный привод ПР2 (используется в вентиляционных системах). Можно изготовить привод самому, или приобрести импортный привод для вращения телевизионных антенн, например Nippon R7000. В сельской местности можно обойтись без привода, установив мачту так, что бы ее можно было вращать руками, контролируя при этом уровень сигналов. Традиционно для дальних связей используется горизонтальная поляризация, однако все зависит от того, какие виды прохождения вы собираетесь использовать и какую поляризацию используют ваши потенциальные корреспонденты. Наилучшим вариантом, конечно, будут две антенны на одной траверсе с переключателем, но возможны и компромиссы. Например, если установить ”волновой канал” с усилением 14 dB так, что бы угол между между элементами и горизонталью составлял около 25 0 , то дополнительные потери для горизонтально поляризованной волны составят всего 0.9 dB, а для вертикально поляризованной — 7 dB. Таким образом, мы получаем антенну с усилением около 13 dB для горизонтальной (основной) поляризации и 7 dB — для вертикальной (дополнительной). Большую роль играет размещение антенны. Причем собственно высота может и не играть существенной роли для многих видов дальних связей, главное, что бы важные направления не были закрыты постройками или другими близкорасположенными препятствиями (хотя волна способна огибать препятствия за счет явления дифракции дополнительное затухание при этом может оказаться слишком большим).

Желательно так же обзавестись минимальным комплектом измерительной техники. В нем обязательно должны быть измеритель КСВ/мощности для контроля и настройки антенн и передатчика и генератор шума для измерения параметров приемника.

Хотя среди части коротковолновиков бытует мнение, что телеграф — это устаревший вид связи, не зная его, нельзя считать себя серьезным УКВ DX оператором. Причем требования здесь минимальны — необходимо уверенно принимать на слух хотя бы 30-40 знаков в минуту. Примером могут служить ежегодные соревнования ”Полевой день” — 99% связей в них проводится телеграфом и многие операторы (известные своими достижениями на УКВ) работают именно с такой скоростью. Поверьте — это совсем не трудно, особенно, если у вас есть компьютер — потребуется всего 3-4 месяца регулярных (!) занятий плюс прослушивание любительского эфира и вы овладеете настоящим ”языком” радио.

Для определения местоположения станций и расчета расстояний между ними используются так называемые квадраты QTH локатора. В настоящее время используются 6-значные обозначения (например, KO85SQ) которые передаются при каждой связи. Количество ”больших” квадратов (первые 4 знака) является одним из основных критериев достижений на УКВ. Определить собственный локатор можно по формулам, зная свои географические координаты (см. [4]).

Если аппаратура и антенны уже есть, можно начинать охоту за DX.

На диапазоне 2 м частотой общего вызова для станций, работающих телеграфом, является 144,050 МНz, SSB — 144.300 MHz. К сожалению, в силу известных причин, активность на УКВ в России очень не велика. В то же время, сейчас во многих крупных городах работают репитеры. Наблюдая за частотами репитеров из соседних областей, можно обнаруживать появление дальнего прохождения.

Во многих регионах есть ”свои” частоты, на которых собираются станции, работающие FM. Например, на севере Московской области это — 145,500. Наконец, можно договариваться со станциями, находящимися на расстоянии 100-300 км о частоте и времени регулярных трафиков.

Информация.

Для обмена информацией о прохождениях существует круглый стол УКВ на диапазоне 20 м. Он проходит на частоте 14,345 MHz по воскресеньям с 11 до 14 UT. На этой же частоте обычно договариваются о проведении MS и EME связей. Еще один круглый стол работает по вечерам на частоте 3,778 MHz.

Если у Вас есть доступ в интернет, то на сайте http://fs1.ilk.de/sites/gap/soft.htm можно найти много полезных программ, а на странице http://www.qsl.net/dk5ya/dk5ya.htm — много информации, касающейся УКВ DX.

На страничке www.dxlc.com/solar можно найти прогноз геомагнитных возмущений на несколько дней вперед, а по адресу http://www.irf.se/mag/ можно узнать текущее состояние магнитосферы (если величина флуктуаций компонент магнитного поля превышает 200-400, то можно ожидать ”Аврору” в Европейской части России).

На русскоязычной страничке www.qsl.net/ra3dq есть новости УКВ DX инга в России.

Много ценной информации содержат издания [2,3], однако с момента их выхода прошло уже достаточно много времени. Статьи, посвященные особенностям и технике дальней УКВ радиосвязи встречаются в журналах ”Радио”, ”Радиолюбитель КВ и УКВ” и ”Радиоаматор”.

В данной статье не рассматривались особенности диапазонов 50 MHz (работа на нем Российским радиолюбителям пока не разрешена), а также 432 MHz и выше — диапазон 144-146 MHz был выбран как наиболее популярный. Экзотические виды связи, такие как, например, использующие отражение радиоволн от пролетающих самолетов, равно как и множество тонкостей, касающихся дальних УКВ связей так же остались вне рамок этой обзорной статьи. Дерзайте, и вы откроете для себя удивительный мир УКВ DX.

От редакции.

На страницах нашего журнала Мы планируем поместить цикл статей, посвященных различным аспектам работы на УКВ диапазонах.

Литература.

1. Радиотехнические цепи и сигналы. Гоноровский И.С. М.:1997

2. Любительская УКВ радиостанция. Жутяев С.Г. М.:1981

3. Любительские антенны коротких и ультракоротких волн. Беньковский З. Липинский Э. М.:1983

4. Новая система QTH — локатора. Бубенников С. ”Радио” 1984 №12 с.11.

5. Прогноз тропосферного прохождения. Бубенников С. ”Радио” 1980 №2 с.15-16.

6. Проведение метеорной связи. Бубенников С. Бектов В. ”Радио” 1981 №5-6 с.31-32.

У Вас недостаточно прав для добавления комментариев.
Возможно, Вам необходимо зарегистрироваться на сайте.

Как можно передать сигнал укв радиостанций на большое расстояние

УКВ радиолюбительские репитеры

Как можно передать сигнал укв радиостанций на большое расстояние

Как можно передать сигнал укв радиостанций на большое расстояние кратко

Высота подвеса антенны

Рельеф местности

Радиоволна и ее особенности

Распространение радиоволн, расстояние и длина волны

Оборудование применяемое для передачи радиоволн, способы увеличения дальности

Сотовая связь

Радиорелейная связь

Спутниковая связь

Сферы применения

Алгоритмы кодирования и декодирования, методики защиты информации

Частоты и каналы

Сверхдальние связи на УКВ: там, за горизонтом.

Основные понятия и немного теории.

Механизмы дальнего распространения УКВ.

1. Рассеяние радиоволн на неоднородностях тропосферы.

2. Тропосферное прохождение (”Тропо”).

3. ”Аврора” — отражение радиоволн от приполярных областей ионосферы во время магнитных бурь.

4. Спорадическое (Es) прохождение возникает при образовании в ионосфере (слой E) под влиянием интенсивной солнечной радиации ”облаков” с МПЧ, превышающей 144 MHz.

5. Связь с отражением от метеорных следов (Ms)

6. ”Ионо” (FAI)

7. Использование отражения сигналов от Луны (EME)

8. Отдельно следует упомянуть работу через любительские спутники-ретрансляторы.

С чего начать?

Информация.

От редакции.

Литература.

Добавить комментарий Отменить ответ