Hej Habr.
I den første del af artiklen om det der blev fortalt om tankstationer på lange og korte bølger. Separat er det værd at tale om amatørradiostationer. For det første er dette også interessant, og for det andet kan alle deltage i denne proces, både modtagelse og transmission.
Ligesom i de første dele vil der blive lagt vægt på "digital" og hvordan signalbehandlingen fungerer. Vi vil også bruge en hollandsk onlinemodtager til at modtage og afkode signaler og MultiPSK-programmet.
For dem, der er interesserede i, hvordan det fungerer, er fortsættelsen under klippet.
Efter at det blev kendt for mere end 100 år siden, at det var muligt at kommunikere med hele verden på korte bølger ved hjælp af en sender af bogstaveligt talt to lamper, blev ikke kun virksomheder, men også entusiaster interesseret i processen. I de år så det sådan ud , ja, skinkeradio er stadig en ret interessant teknisk hobby. Lad os prøve at finde ud af, hvilke typer kommunikation der er tilgængelige for moderne radioamatører.
Frekvensbånd
Radiobølgerne bruges meget aktivt af service- og broadcast-stationer, så radioamatører tildeles bestemte frekvensområder, så de ikke forstyrrer andre. Der er ret mange af disse områder, fra ultralange bølger ved 137 KHz til mikrobølger ved 1.3, 2.4, 5.6 eller 10 GHz (du kan se flere detaljer ). Generelt kan alle vælge, alt efter interesser og teknisk udstyr.
Ud fra et synspunkt om, at det er nemt at modtage, er de mest tilgængelige frekvenser med bølgelængder på 80-20m:
- 3,5 MHz rækkevidde (80 m): 3500-3800 kHz.
- 7 MHz rækkevidde (40 m): 7000-7200 kHz.
- 10 MHz rækkevidde (30 m): 10100-10140 kHz.
- 14 MHz rækkevidde (20 m): 14000-14350 kHz.
Du kan tune ind på dem ved at bruge ovenstående , og fra din personlige, hvis den kan modtage i sidebåndstilstand (LSB, USB, SSB).
Nu hvor alt er klar, lad os se, hvad der kan accepteres der.
Stemmekommunikation og morsekode
Hvis du ser på hele amatørradiobåndet gennem websdr, kan du nemt se morsekodesignaler. Det forbliver praktisk talt ikke længere i tjenesteradiokommunikation, men nogle radioentusiaster bruger det aktivt.
Tidligere, for at få et kaldesignal, skulle du endda bestå en eksamen i at modtage morse-signaler, nu ser det ud til, at dette kun er tilbage for den første, højeste kategori (de adskiller sig hovedsageligt kun i den maksimalt tilladte effekt). Vi vil afkode CW-signaler ved hjælp af CW Skimmer og Virtual Audio Card.
Radioamatører, for at reducere længden af beskeden, skal du bruge en forkortet kode (), især betyder linjen CQ DE DF7FF et generelt opkald til alle stationer fra radioamatøren DF7FF. Hver radioamatør har sit eget kaldesignal, hvis præfiks er dannet af , dette er ret praktisk, fordi Det er umiddelbart klart, hvor stationen sender fra. I vores tilfælde tilhører kaldesignalet DF7FF en radioamatør fra Tyskland.
Med hensyn til stemmekommunikation er der ingen problemer med det, de, der ønsker det, kan lytte på egen hånd på websdr. Engang under USSR havde ikke alle radioamatører ret til at udføre radiokommunikation med udlændinge; nu er der ingen sådanne begrænsninger, og rækkevidden og kvaliteten af kommunikation afhænger kun af kvaliteten af antenner, udstyr og tålmodigheden hos operatør. For dem, der er interesserede, kan du læse mere på amatørradiosider og fora (cqham, qrz), men vi går videre til digitale signaler.
Desværre er det for mange radioamatører at arbejde digitalt simpelthen at forbinde et computerlydkort til et dekoderprogram; få mennesker dykker ned i forviklingerne af, hvordan det fungerer. Endnu færre udfører deres egne eksperimenter med digital signalbehandling og forskellige former for kommunikation. På trods af dette er der dukket en del digitale protokoller op i løbet af de sidste 10-15 år, hvoraf nogle er interessante at overveje.
RTTY
En ret gammel type kommunikation, der bruger frekvensmodulation. Selve metoden kaldes FSK (Frequency Shift Keying) og består i at danne en bitsekvens ved at ændre transmissionsfrekvensen.
Data kodes ved hurtigt at skifte mellem to frekvenser F0 og F1. Forskellen dF = F1 - F0 kaldes frekvensafstand, og kan være lig med f.eks. 85, 170 eller 452 Hz. Den anden parameter er transmissionshastigheden, som også kan være anderledes og fx være 45, 50 eller 75 bit pr. Fordi Vi har to frekvenser, så skal vi beslutte, hvilken der vil være "øvre" og hvilken der vil være "nedre", denne parameter kaldes normalt "inversion". Disse tre værdier (hastighed, mellemrum og inversion) bestemmer fuldstændigt parametrene for RTTY-transmission. Du kan finde disse indstillinger i næsten ethvert afkodningsprogram, og ved selv at vælge disse parametre "med øje", kan du afkode de fleste af disse signaler.
Engang var RTTY-kommunikation mere populær, men nu, da jeg gik til websdr, hørte jeg ikke et eneste signal, så det er svært at give et eksempel på afkodning. De, der ønsker det, kan lytte på egen hånd på 7.045 eller 14.080 MHz; flere detaljer om teletypen er skrevet i artikel.
PSK31/63
En anden type kommunikation er fasemodulation, . Det er ikke frekvensen, der ændrer sig her, men fasen; på grafen ser det sådan ud:
Bitkodning af signalet består i at ændre fasen med 180 grader, og selve signalet er faktisk en ren sinusbølge – dette giver et godt transmissionsområde med minimal sendeeffekt. Faseskiftet er svært at se på skærmbilledet; det kan ses, hvis du forstørrer og overlejrer et fragment på et andet.
Selve indkodningen er relativt enkel - i BPSK31 transmitteres signaler med en hastighed på 31.25 baud, en faseændring er kodet "0", ingen faseændring er kodet "1". Tegnkodning kan findes på Wikipedia.
Visuelt på spektret er BPSK-signalet synligt som en smal linje, og hørbart høres det som en ret ren tone (hvilket det i princippet er). Du kan høre BPSK-signaler for eksempel på 7080 eller 14070 MHz, og du kan afkode dem i MultiPSK.
Det er interessant at bemærke, at i både BPSK og RTTY kan linjens "lysstyrke" bruges til at bedømme styrken af signalet og kvaliteten af modtagelsen - hvis en del af beskeden forsvinder, vil der være "skrald" på dette sted af meddelelsen, men den overordnede betydning af meddelelsen forbliver ofte den samme forståelig. Operatøren kan vælge hvilket signal der skal fokuseres på for at afkode det. Søgen efter nye og svage signaler fra fjerne korrespondenter er ret interessant i sig selv; også når du kommunikerer (som du kan se på billedet ovenfor), kan du bruge fritekst og føre en "live" dialog. I modsætning hertil er følgende protokoller meget mere automatiserede og kræver kun lidt eller ingen menneskelig indgriben. Om dette er godt eller dårligt er et filosofisk spørgsmål, men vi kan bestemt sige, at en del af skinkeradioånden helt sikkert går tabt i sådanne tilstande.
FT8/FT4
For at afkode følgende type signaler skal du installere programmet . Signaler transmitteres vha. frekvensmodulation på 8 frekvenser med et skift på kun 6.25 Hz, således at signalet kun optager en båndbredde på 50 Hz. Data i FT8 overføres i "pakker", der varer omkring 14 sekunder, så præcis synkronisering af computerens tid er ret vigtig. Modtagelse er næsten fuldstændig automatiseret - programmet afkoder kaldesignal og signalstyrke.
I den nye version af protokollen , som dukkede op for nylig forleden, er pakkens varighed reduceret til 5s, 4-tone modulation bruges ved en transmissionshastighed på 23 baud. Den besatte signalbåndbredde er ca. 90 Hz.
WSPR
WSPR er en protokol specielt designet til at modtage og transmittere svage signaler. Dette er et signal, der transmitteres med en hastighed på kun 1.4648 baud (ja, lidt over 1 bit pr. sekund). Transmission bruger frekvensmodulation (4-FSK) med en frekvensafstand på 1.4648Hz, så signalbåndbredden er kun 6Hz. Den transmitterede datapakke har en størrelse på 50 bit, fejlkorrektionsbits tilføjes også (ikke-rekursiv foldningskode, begrænsningslængde K=32, rate=1/2), hvilket resulterer i en samlet pakkestørrelse på 162 bit. Disse 162 bits overføres på cirka 2 minutter (nogen andre vil klage over det langsomme internet? :).
Alt dette giver dig mulighed for at transmittere data stort set under støjniveauet, med næsten fantastiske resultater - for eksempel et 100 mW signal fra et mikroprocessorben, var det ved hjælp af en indendørs rammeantenne muligt at transmittere et signal over 1000 km.
WSPR fungerer fuldautomatisk og kræver ikke operatørdeltagelse. Det er nok at lade programmet køre, og efter et stykke tid kan du se operationsloggen. Data kan også sendes til webstedet , som er praktisk til at vurdere transmissionen eller kvaliteten af en antenne - du kan sende et signal og straks se online, hvor det blev modtaget.
Forresten kan alle deltage i WSPR-modtagelse, selv uden et amatørradiokaldesignal (det er ikke påkrævet til modtagelse) - bare en modtager og WSPR-programmet er nok, og alt dette kan endda arbejde selvstændigt på en Raspberry Pi (selvfølgelig , du har brug for en rigtig modtager til at sende data fra andre online - modtagere giver ingen mening). Systemet er interessant både ud fra et videnskabeligt synspunkt og til forsøg med udstyr og antenner. Desværre, som det kan ses af billedet nedenfor, med hensyn til tætheden af modtagestationer, er Rusland ikke langt fra Sudan, Egypten eller Nigeria, så nye deltagere er altid nyttige - det er muligt at være den første, og med én modtager du kan "dække" et område på tusinde km.
Meget interessant og ret kompleks er WSPR-transmission ved frekvenser over 1 GHz - frekvensstabilitet af modtager og sender er kritisk her.
Det er her, jeg vil afslutte anmeldelsen, selvom selvfølgelig ikke alt er opført, kun de mest populære.
Konklusion
Hvis nogen også ville prøve sig frem, så er det ikke så svært. For at modtage signaler kan du bruge enten en klassisk (Tecsun PL-880, Sangean ATS909X osv.) eller en SDR-modtager (SDRPlay RSP2, SDR Elad). Dernæst skal du bare installere programmerne som vist ovenfor, og du kan selv studere radioen. Udstedelsesprisen er $100-200 afhængigt af modtagermodellen. Du kan også bruge online-modtagere og slet ikke købe noget, selvom det stadig ikke er så interessant.
For dem, der også vil sende, bliver de nødt til at købe en transceiver med en antenne og få en amatørradiolicens. Prisen på transceiveren er omtrent den samme som prisen på en iPhone, så den er ganske overkommelig, hvis det ønskes. Du skal også bestå en simpel eksamen, og om cirka en måned vil du være i stand til at arbejde fuldt ud i luften. Selvfølgelig er dette ikke let - du bliver nødt til at studere antennetyperne, komme med en installationsmetode og forstå frekvenserne og typerne af stråling. Selvom ordet "blir nødt til" nok er upassende her, fordi det er derfor, det er en hobby, noget gjort for sjov og ikke under tvang.
Forresten kan alle prøve digital kommunikation lige nu. For at gøre dette skal du bare installere MultiPSK-programmet, og du kan kommunikere direkte "over the air" gennem et lydkort og mikrofon fra en computer til en anden ved hjælp af enhver form for kommunikation af interesse.
Gode eksperimenter alle sammen. Måske vil en af læserne skabe en ny digital form for kommunikation, og jeg vil med glæde tage dens anmeldelse med i denne tekst 😉
Kilde: www.habr.com