ماذا تسمع في الراديو؟ هواة الراديو / راديو هام

مرحبا هبر.

في الجزء الأول من المقال حول ما تسمعه على الهواء قيل عن محطات الخدمة على الموجات الطويلة والقصيرة. بشكل منفصل ، يجدر الحديث عن محطات راديو الهواة. أولاً ، هذا مثير للاهتمام أيضًا ، وثانيًا ، يمكن لأي شخص الانضمام إلى هذه العملية ، سواء للاستقبال أو الإرسال.

كما في الأجزاء الأولى ، سيكون التركيز على "الرقم" وكيفية عمل معالجة الإشارات. سنستخدم أيضًا جهاز استقبال هولنديًا عبر الإنترنت لتلقي الإشارات وفك تشفيرها. websdr وبرنامج MultiPSK.

بالنسبة لأولئك الذين يهتمون بكيفية عملها ، فإن الاستمرار تحت الخفض.

بعد أن أصبح معروفًا منذ أكثر من 100 عام ، كان من الممكن التواصل مع العالم بأسره على موجات قصيرة باستخدام جهاز إرسال من مصباحين حرفيًا ، ليس فقط الشركات ، ولكن أيضًا المتحمسين أصبحوا مهتمين بالعملية. في ذلك الوقت بدا الأمر مثل هذاحسنًا ، لا يزال راديو لحم الخنزير هواية فنية مثيرة للاهتمام. دعنا نحاول معرفة أنواع الاتصالات المتاحة لهواة الراديو الحديثين.

نطاقات التردد

يتم استخدام هواء الراديو بشكل نشط للغاية من قبل محطات الخدمة والإذاعة ، لذلك يتم تخصيص نطاقات تردد معينة لهواة الراديو بحيث لا تتداخل مع الآخرين. هناك الكثير من هذه النطاقات ، من الموجات فائقة الطول عند 137 كيلوهرتز إلى الموجات الميكروية عند 1.3 أو 2.4 أو 5.6 أو 10 جيجاهرتز (لمزيد من التفاصيل ، انظر هنا). بشكل عام ، يمكن للجميع الاختيار ، اعتمادًا على اهتماماتهم ومعداتهم التقنية.

من وجهة نظر سهولة الاستقبال ، فإن أكثر الترددات التي يمكن الوصول إليها هي الترددات ذات الأطوال الموجية من 80 إلى 20 مترًا:
- نطاق 3,5 ميجا هرتز (80 مترًا): 3500-3800 كيلو هرتز.
- نطاق 7 ميجا هرتز (40 مترًا): 7000-7200 كيلو هرتز.
- نطاق 10 ميجا هرتز (30 مترًا): 10100-10140 كيلو هرتز.
- نطاق 14 ميجا هرتز (20 مترًا): 14000-14350 كيلو هرتز.
يمكن تهيئتها باستخدام ما سبق المتلقي عبر الإنترنت، ومن شخصيته ، إذا كان بإمكانه الحصول على وضع النطاق الجانبي (LSB ، USB ، SSB).

الآن بعد أن أصبح كل شيء جاهزًا ، دعنا نرى ما يمكن قبوله هناك.

التواصل الصوتي ورمز مورس

إذا نظرت إلى نطاق راديو الهواة بأكمله من خلال websdr، فيمكنك بسهولة رؤية إشارات شفرة مورس. لم تعد الاتصالات الراديوية في الخدمة عمليا، لكن بعض عشاق الراديو يستخدمونها بنشاط.


في السابق ، للحصول على إشارة النداء ، كان عليك اجتياز امتحان في تلقي إشارات مورس ، والآن يبدو أنه فقط للفئة الأولى والأعلى (تختلف بشكل أساسي فقط في الحد الأقصى المسموح به من الطاقة). سنقوم بفك تشفير إشارات CW باستخدام CW Skimmer و Virtual Audio Card.

لهواة الراديو، لتقليل طول الرسالة، استخدموا رمزًا مختصرًا (Q- كود) ، على وجه الخصوص ، تعني السلسلة CQ DE DF7FF مكالمة عامة لجميع المحطات من هواة الراديو DF7FF. لكل هواة راديو علامة النداء الخاصة به ، والتي تتكون بادئة منها الرقم الدولي، هذا مناسب تمامًا. من الواضح على الفور من أين تبث المحطة. في حالتنا ، تنتمي علامة النداء DF7FF إلى هواة راديو من ألمانيا.

أما بالنسبة للاتصال الصوتي ، فلا توجد صعوبات فيه ، فمن يرغب يمكنه الاستماع بمفرده على websdr. ذات مرة في أيام اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، لم يكن لجميع هواة الراديو الحق في إجراء اتصالات لاسلكية مع الأجانب ، والآن لا توجد مثل هذه القيود ، ويعتمد مدى وجودة الاتصال فقط على جودة الهوائيات والمعدات و صبر المشغل. بالنسبة لأولئك المهتمين ، يمكنك قراءة المزيد على مواقع ومنتديات راديو الهواة (cqham ، qrz) ، لكننا سننتقل إلى الإشارات الرقمية.

لسوء الحظ ، بالنسبة للعديد من هواة الراديو ، العمل رقميًا هو مجرد توصيل بطاقة صوت الكمبيوتر ببرنامج وحدة فك التشفير ، قلة من الناس يتعمقون في تعقيدات كيفية عمله. حتى أن عددًا أقل منهم يجرون تجاربهم الخاصة مع معالجة الإشارات الرقمية وأنواع مختلفة من الاتصالات. على الرغم من ذلك ، خلال السنوات العشر إلى الخمس عشرة الماضية ، ظهر الكثير من البروتوكولات الرقمية ، بعضها مثير للاهتمام للنظر فيه.

RTTY

نوع قديم من الاتصالات يستخدم تعديل التردد. الطريقة نفسها تسمى FSK (مفتاح تحويل التردد) وتتكون من تشكيل تسلسل بت عن طريق تغيير تردد الإرسال.

يتم تشفير البيانات عن طريق التبديل السريع بين ترددين F0 و F1. الفرق dF = F1 - F0 يسمى تباعد التردد ، ويمكن أن يساوي ، على سبيل المثال ، 85 أو 170 أو 452 هرتز. المعلمة الثانية هي سرعة الإرسال ، والتي يمكن أن تكون مختلفة أيضًا ، وتكون ، على سبيل المثال ، 45 أو 50 أو 75 بت في الثانية. لأن لدينا ترددان ، ثم علينا أن نقرر أيهما سيكون "العلوي" وأيهما سيكون "الأدنى" ، وعادة ما يُطلق على هذا المعامل "انعكاس". تحدد هذه القيم الثلاث (السرعة والتباعد والانعكاس) تمامًا معلمات إرسال RTTY. في أي برنامج فك تشفير تقريبًا ، يمكنك العثور على هذه الإعدادات ، وحتى اختيار هذه المعلمات "بالعين" ، يمكنك فك تشفير معظم هذه الإشارات.

ذات مرة ، كانت اتصالات RTTY أكثر شيوعًا ، لكن الآن ، عندما ذهبت إلى websdr ، لم أسمع إشارة واحدة ، لذلك من الصعب إعطاء مثال على فك التشفير. يمكن لأولئك الذين يرغبون في الاستماع بمفردهم عند 7.045 أو 14.080 ميجاهرتز ، تمت كتابة المزيد من التفاصيل حول teletype باللغة الجزء الأول المادة.

PSK31 / 63

نوع آخر من الاتصالات هو تعديل الطور ، مفتاح تحول المرحلة. هنا ليس التردد هو الذي يتغير ، ولكن المرحلة ، على الرسم البياني تبدو كما يلي:


يتكون تشفير البت للإشارة من تغيير الطور بمقدار 180 درجة ، والإشارة نفسها هي في الواقع جيبية خالصة - وهذا يوفر نطاق إرسال جيد مع الحد الأدنى من القدرة المرسلة. من الصعب رؤية تحول الطور في لقطة الشاشة ، يمكنك رؤيته إذا قمت بتكبير وتراكب جزء على جزء آخر.


الترميز نفسه بسيط نسبيًا - في BPSK31 ، يتم إرسال الإشارات بمعدل 31.25 باود ، ويشفر تغيير الطور "0" ، ولا يوجد تغيير في الطور "1". يمكن العثور على ترميز الأحرف على ويكيبيديا.

بصريًا على الطيف، تكون إشارة BPSK مرئية كخط ضيق، وتُسمع بشكل مسموع كنغمة نقية إلى حد ما (وهي كذلك من حيث المبدأ). يمكنك سماع إشارات BPSK، على سبيل المثال، على التردد 7080 أو 14070 ميجاهرتز، ويمكنك فك تشفيرها في MultiPSK.

ومن المثير للاهتمام ملاحظة أنه في كل من BPSK وRTTY، يمكن استخدام "سطوع" الخط للحكم على قوة الإشارة وجودة الاستقبال - إذا اختفى جزء من الرسالة، فسيكون هناك "قمامة" في هذا المكان من الرسالة، لكن المعنى العام للرسالة غالبًا ما يظل كما هو مفهومًا. يمكن للمشغل اختيار الإشارة التي سيتم التركيز عليها لفك تشفيرها. يعد البحث عن إشارات جديدة وضعيفة من المراسلين البعيدين أمرًا مثيرًا للاهتمام بحد ذاته، وأيضًا عند التواصل (كما ترون في الصورة أعلاه) يمكنك استخدام نص مجاني وإجراء حوار "مباشر". وفي المقابل، فإن البروتوكولات التالية أكثر آلية، وتتطلب القليل من التدخل البشري أو لا تتطلب أي تدخل بشري. ما إذا كان هذا جيدًا أم سيئًا هو سؤال فلسفي، لكن يمكننا بالتأكيد أن نقول إن جزءًا من روح الراديو الهام قد ضاع بالتأكيد في مثل هذه الأوضاع.

FT8 / FT4

لفك تشفير النوع التالي من الإشارات ، تحتاج إلى تثبيت البرنامج وول ستريت جورنال. إشارات FT8 يتم إرسالها باستخدام تعديل التردد من 8 ترددات مع إزاحة 6.25 هرتز فقط ، بحيث تشغل الإشارة عرض نطاق يبلغ 50 هرتز فقط. يتم إرسال البيانات في FT8 في "رشقات نارية" تبلغ حوالي 14 ثانية ، لذا فإن التزامن الدقيق لوقت الكمبيوتر مهم للغاية. يكاد يكون الاستقبال آليًا بالكامل - يقوم البرنامج بفك تشفير إشارة النداء وقوة الإشارة.

في الإصدار الجديد من البروتوكول FT4، الذي ظهر مؤخرًا في اليوم الآخر ، تم تقليل مدة الحزمة إلى 5 ثوانٍ ، ويستخدم التشكيل رباعي النغمات بمعدل إرسال يبلغ 4 باود. عرض النطاق الترددي للإشارة المشغولة حوالي 23 هرتز.

WSPR

WSPR هو بروتوكول يركز بشكل خاص على استقبال وإرسال الإشارات الضعيفة. هذه إشارة تنتقل فقط عند 1.4648 باود (نعم ، ما يزيد قليلاً عن 1 بت في الثانية). يستخدم الإرسال تعديل التردد (4-FSK) مع تباعد تردد 1.4648 هرتز ، وبالتالي فإن عرض النطاق الترددي للإشارة هو 6 هرتز فقط. يبلغ حجم رزمة البيانات المرسلة 50 بتة ، كما تضاف إليها بتات تصحيح الخطأ (الشفرة التلافيفية غير التكرارية ، وطول القيد K = 32 ، والمعدل = 1/2) ، ونتيجة لذلك ، يبلغ الحجم الإجمالي للرزمة 162 بتة . يتم نقل هذه الـ 162 بت في حوالي دقيقتين (أي شخص آخر سيشتكي من بطء الإنترنت؟ :).

كل هذا يسمح لك بنقل البيانات في الواقع أقل من مستوى الضوضاء ، مع نتائج رائعة تقريبًا - على سبيل المثال ، إشارة 100 ميجاوات من ساق معالج دقيق ، باستخدام هوائي حلقة الغرفة ، كان من الممكن إرسال إشارة لمسافة 1000 كيلومتر.

يعمل WSPR تلقائيًا بالكامل ولا يتطلب أي تدخل من المشغل. يكفي ترك البرنامج قيد التشغيل ، وبعد فترة يمكنك رؤية سجل العمل. يمكن أيضًا إرسال البيانات إلى الموقع wsprnet.org، وهو أمر مناسب لتقييم الإرسال أو جودة الهوائي - يمكنك إرسال إشارة ومعرفة مكان استقبالها على الفور عبر الإنترنت.

بالمناسبة، يمكن لأي شخص الانضمام إلى استقبال WSPR، حتى بدون إشارة اتصال راديو الهواة (ليس مطلوبًا للاستقبال) - يكفي مجرد جهاز استقبال وبرنامج WSPR، وكل هذا يمكن أن يعمل بشكل مستقل على Raspberry Pi (بالطبع ، أنت بحاجة إلى جهاز استقبال حقيقي لإرسال البيانات من الآخرين عبر الإنترنت - أجهزة الاستقبال لا معنى لها). النظام مثير للاهتمام سواء من الناحية العلمية أو من حيث تجارب المعدات والهوائيات. لسوء الحظ، كما يتبين من الصورة أدناه، من حيث كثافة محطات الاستقبال، فإن روسيا ليست بعيدة عن السودان أو مصر أو نيجيريا، لذلك يكون المشاركون الجدد مفيدين دائمًا - من الممكن أن تكون الأول، ومع جهاز استقبال واحد يمكنك "تغطية" مساحة ألف كيلومتر.

مثير للاهتمام ومعقد للغاية هو إرسال WSPR بترددات أعلى من 1 جيجا هرتز - يعد استقرار تردد جهاز الاستقبال وجهاز الإرسال أمرًا بالغ الأهمية هنا.

في هذا الصدد ، سأنتهي من المراجعة ، على الرغم من أنه ، بالطبع ، بعيدًا عن كل شيء مدرج ، فقط الأكثر شعبية.

اختتام

إذا أراد شخص ما تجربة يده ، فهذا ليس بالأمر الصعب. لاستقبال الإشارات ، يمكنك استخدام جهاز كلاسيكي (Tecsun PL-880 ، Sangean ATS909X ، إلخ) أو جهاز استقبال SDR (SDRPlay RSP2 ، SDR Elad). علاوة على ذلك ، يكفي تثبيت البرامج كما هو موضح أعلاه ، ويمكنك دراسة البث الإذاعي بنفسك. سعر الإصدار هو 100-200 دولار حسب طراز جهاز الاستقبال. يمكنك أيضًا استخدام أجهزة الاستقبال عبر الإنترنت وعدم شراء أي شيء على الإطلاق ، على الرغم من أن هذا لا يزال غير مثير للاهتمام.

بالنسبة لأولئك الذين يرغبون في العمل أيضًا على الإرسال ، سيتعين عليك شراء جهاز إرسال واستقبال بهوائي وإصدار ترخيص راديو هواة. سعر جهاز الإرسال والاستقبال مساوٍ تقريبًا لسعر iPhone ، لذلك إذا كنت ترغب في ذلك ، فسيكون ذلك في متناول الجميع. ستحتاج أيضًا إلى اجتياز اختبار بسيط ، وفي غضون شهر تقريبًا يمكنك العمل بشكل كامل على الهواء. بالطبع ، كل هذا ليس بالأمر السهل - سيكون عليك دراسة أنواع الهوائيات ، والتوصل إلى طريقة التثبيت ، والتعامل مع الترددات وأنواع الإشعاع. على الرغم من أن كلمة "يجب أن" ربما تكون غير مناسبة هنا ، لأن هذا ما هو عليه وهواية ، يتم إجراؤها من أجل الفائدة وليس تحت الإكراه.

بالمناسبة، يمكن لأي شخص تجربة الاتصالات الرقمية الآن. للقيام بذلك، ما عليك سوى تثبيت برنامج MultiPSK، ويمكنك التواصل مباشرة "عبر الأثير" من خلال بطاقة الصوت والميكروفون من كمبيوتر إلى آخر باستخدام أي نوع من أنواع الاتصالات التي تهمك.

كل التجارب الناجحة. ربما يقوم أحد القراء بإنشاء شكل رقمي جديد للتواصل ، وسأكون سعيدًا بتضمين مراجعته في هذا النص 😉

المصدر: www.habr.com