Tere, Habr.
Artikli esimeses osas räägiti sellest, räägiti teenindusjaamadest pikkadel ja lühikestel lainetel. Eriti tasub rääkida raadioamatööride jaamadest. Esiteks on see samuti huvitav, ja teiseks võib iga soovija liituda nii vastuvõtu kui ka edastamise protsessiga.
Nagu esimestes osades, keskendume ka „numbrile“ ja sellele, kuidas signaale töödeldakse. Signaalide vastuvõtmiseks ja dekodeerimiseks kasutame samuti Hollandi veebivastuvõtjat ja programmi MultiPSK.
Neile, keda huvitab, kuidas see töötab, jätkub allpool.
Pärast seda, kui üle 100 aasta tagasi selgus, et lühiaaladel on võimalik suhelda terve maailmaga, kasutades edastajat, mis koosneb lausa kahest lambist, tekkis selle protsessi vastu huvi mitte ainult korporatsioonidel, vaid ka entusiastidel. Need ajad nägid välja , ja kuni tänaseni on ham radio endiselt täiesti huvitav tehniline hobi. Milliseid ühendustüüpe saavad tänapäeva raadioamatööridele, proovime välja selgitada.
Sagedusvahemikud
Raadioeeterit kasutatakse aktiivselt teenistus- ja ringhäälingu jaamades, seetõttu on raadiohuvilistele eraldatud kindlad sagedusvahemikud, et nad ei segaks teisi. Nende vahemike hulk on suur, alates ultrapikkadest lainetest 137 kHz kuni mikrolaineteni 1,3, 2,4, 5,6 või 10 GHz (ülevaate saamiseks vaadake ). Igatahes võib igaüks valida, sõltuvalt huvidest ja tehnilisest varustusest.
Lihtsa vastuvõtu osas on kõige kergemini kätte saadavad sagedused, mille lainete pikkus on 80-20 m:
— Vahemik 3,5 MHz (80 m): 3500-3800 kHz.
— Vahemik 7 MHz (40 m): 7000-7200 kHz.
— Vahemik 10 MHz (30 m): 10100-10140 kHz.
— Vahemik 14 MHz (20 m): 14000-14350 kHz.
Nendele saab häälestuda nii ülalnimetatud , kui ka oma isiklikule, kui see suudab töötada külgkaarrežiimis (LSB, USB, SSB).
Nüüd, kui kõik on valmis, vaatame, mida sealt kätte saab.
HäälSide ja Morse´i tähestik
Kui vaadata veebisdr kaudu kogu amatöörraadio sagedusvahemikku, on lihtne näha Morse´i tähestiku signaale. Teenistusraadiote ühenduses ei kasutata seda praktiliselt enam, kuid mõned entusiastlikud raadioamatöörid kasutavad seda endiselt.
Varem pidid kutsesignaali saamiseks isegi Morse'i signaalide vastuvõtmiseks eksam sooritama, kuid nüüd jääb see ilmselt ainult kõrgeima, esikategooria jaoks (erinevused on peamiselt ainult maksimaalses lubatud võimsuses). Me dekodeerime CW signaale CW Skimmeri ja Virtual Audio Cardi abil.
Raadioharrastajad kasutavad lühendatud koodi (), näiteks rida CQ DE DF7FF tähendab üldkutsungit kõigile jaamadele raadioamatöörilt DF7FF. Igal raadioamatööril on oma kutsesignal, mille prefiks tuleneb , mis on piisavalt mugav, kuna on kohe selge, kust jaam edastab. Meie juhul kuulub kutsesignal DF7FF raadioamatöörile Saksamaalt.
Mis telefonivõrgu osas ei ole mingeid raskusi, huvilised saavad ise kuulata websdr-is. Nõukogude ajal ei saanud kõik raadioamatööride ühendused suhelda välismaalastega, kuid nüüd pole selliseid piiranguid, ja side ulatus ja kvaliteet sõltub vaid antennide, seadmete ja operaatori kannatlikkuse kvaliteedist. Neile, kes soovivad rohkem teada, saavad lugeda raadioamatööride saitidel ja foorumites (cqham, qrz), kuid nüüd liigume digitaalsete signaalide juurde.
Kahjuks on paljudele raadioamatööridele «digitaalne» töö lihtsalt arvuti helikaardi ühendamine dekooderprogrammiga, vähesed süvenevad selle toimimise nüanssidesse. Veel vähem on neid, kes teevad oma eksperimente digitaalsete signaalide töötlemise ja erinevate suhtlusviisidega. Sellegipoolest on viimase 10-15 aasta jooksul tekkinud piisavalt palju digitaalseid protokolle, millest mõned on põnevad uurida.
RTTY
Piisavalt vana suhtlusviis, mis kasutab sagedusmodulatsiooni. Meetod ise nimetatakse FSK (Frequency Shift Keying) ja seisneb edastusfrequentsi muutmise teel bittide järjestuse loomises.
Andmed kodeeritakse kiire vaheldumisega kahe sageduse F0 ja F1 vahel. Erinevus dF = F1 — F0, mida nimetatakse sageduste erinevuseks, võib olla näiteks 85, 170 või 452 Hz. Teine parameeter on edastuskiirus, mis võib samuti olla erinev ning näiteks olla 45, 50 või 75 bitti sekundis. Kuna meil on kaks sagedust, tuleb otsustada, milline on „ülemine“ ja milline „alumine“, seda parameetrit nimetatakse tavaliselt „inversiooniks“. Need kolm väärtust (kiirus, erinevus ja inversioon) määravad täielikult RTTY-edastuse parameetrid. Peaaegu igas dekodeerimisprogrammis on neid sätteid võimalik leida ning isegi „silma järgi“ neid parameetreid valides võib dekodeerida enamik selliseid signaale.
Kunagi olid RTTY-ühendused populaarsemad, kuid praegu, kui ma käisin websdr-is, ei kuulnud ma ühtegi signaali, nii et dekodeerimise näite toomine on keeruline. Soovijad saavad ise kuulata 7.045 või 14.080 MHz-l, rohkem on teleprinteri kohta kirjutatud artiklist.
PSK31/63
Teine sideühendus on faasmodulatsioon, . Siin muutub mitte sagedus, vaid faas, graafikul näeb see välja umbes nii:
Bitkoodimise põhimõte seisneb faasi muutmises 180 kraadi võrra, samas kui signaal ise on tegelikult puhas siinus — see tagab suhteliselt hea edastusvahemaa minimaalse edastatava võimsusega. Faasimuutust on ekraanipildil raske näha, seda võib märgata, kui suumi sisse ja panna üks fragment teise peale.
Koodimine ise on suhteliselt lihtne — BPSK31 puhul edastatakse signaalid kiirusel 31,25 bitti, faasi muutus kodeerib „0”, faasi muutuse puudumine „1”. Sümbolite kodeerimist saab vaadata Vikipeedias.
Visuaalselt on BPSK signaal spektris nähtav kitsas joonena ja kuuldes kõlab see üsna puhta toonina (mida ta tegelikult on). BPSK signaale võib näiteks kuulda sagedustel 7080 või 14070 MHz.
On huvitav märkida, et nii BPSK kui ka RTTY puhul saab "joone heleduse" järgi hinnata signaali tugevust ja vastuvõtu kvaliteeti — kui osa sõnumist kaob, siis selle koha peale jääb "prügi", kuid sõnumi üldine tähendus jääb tihti ikkagi arusaadavaks. Operaator saab ise valida, millisele signaalile keskenduda ja selle dekodeerida. Uute ja nõrkade signaalide otsimine kaugel asuvatelt kolleegidelt on iseenesest üsna huvitav. Selle kõrval järgnevate protokollide automatiseeritus on palju kõrgem, peaaegu ei nõua inimese sekkumist. Kas see on hea või halb, on filosoofiline küsimus, kuid kindlasti võib öelda, et osake ham-raadiovaimust on nendes režiimides kindlasti kadunud.
FT8/FT4
Järgmise tüübi signaalide dekodeerimiseks on vajalik programmi paigaldamine . Signaalid edastatakse 8 sageduse f6 jaotusega, kasutades sagedusmoodulatsiooni, nii et signaal hõivab vaid 50 Hz laiuse. FT8 andmed edastatakse umbes 14-sekundiliste 'pakettidena', seega on arvuti täpne ajasünkroniseerimine üsna aktuaalne. Vastuvõtt on peaaegu täielikult automatiseeritud — programm dekodeerib kutsumismärgi ja signaali tugevuse.
Uues protokolliversioonis , mis ilmus just hiljuti, on paketi kestus lühendatud 5 sekundini, kasutades 4-tonu modulaatorit 23 baudi edastuskiirusel. Signaali hõivatava lainepikkuse laius on umbes 90 Hz.
WSPR
WSPR on protokoll, mis on spetsiaalselt loodud nõrkade signaalide vastuvõtmiseks ja edastamiseks. See signaal edastatakse kiirusel vaid 1,4648 baudi (jah, vaid pisut üle 1 biti sekundis). Edastamiseks kasutatakse sagedusmoodulatsiooni (4-FSK) sageduse vahega 1,4648 Hz, nii et signaali ribalaius on vaid 6 Hz. Edastatav andmepakett on 50 bitti suur, millele lisanduvad ka vigade parandamise bitid (non-recursive convolutional code, constraint length K=32, rate=1/2), kogu paketi suurus on seega 162 bitti. Need 162 bitti edastatakse umbes kahe minutiga (kas keegi veel kaebab aeglase interneti üle?:)
Kõik see võimaldab edastada andmeid tegelikult allpool müra taset, peaaegu fantastiliste tulemustega — näiteks 100 mW signaal mikroprotsessori jalalt, kasutades toas paiknevat raamiantenn, õnnestus signaal edastada 1000 km-ulatuses.
WSPR töötab täielikult automaatselt ja ei vaja operaatori sekkumist. Piisab programmist töötada, ja mõne aja pärast saab vaadata töölogi. Andmed võivad samuti edastada veebisaidile , mis on mugav antenni töö kvaliteedi ja vastuvõtu hindamiseks — signaali saab edastada ja kohe online vaadata, kus see vastu võeti.
Muide, WSPR-i vastuvõtmisega võib liituda igaühel, isegi ilma raadioamatööri kutsenime olemasoluta (vastuvõtmiseks pole seda vaja) — piisab vastuvõtjast ja WSPR-i programmist, mis võivad töötada ka iseseisvalt Raspberry Pi-l. Süsteem on huvitav nii teaduslikult kui ka eksperimenteerimiseks seadmete ja antenniga. Kahjuks on vastuvõtja jaamade tihedus Venemaal sarnane Sudaani, Egiptuse või Nigeriani, seega on uued osalejad alati teretulnud — on võimalus olla esimene ja ühe vastuvõtjaga saab katta kuni tuhande kilomeetri ulatuses.
WSPR-edastus sagedustel üle 1GHz on väga huvitav ja üsna keeruline — vastuvõtja ja edastaja sageduse stabiilsus on siin äärmiselt kriitiline.
Sellega lõpetan ülevaate, kuigi muidugi on mainimata jäänud veel palju, ainult kõige populaarsemad.
Kokkuvõte
Kui keegi soovib ka oma jõudusid proovida, siis see ei ole sugugi keeruline. Signaalide vastuvõtmiseks võib kasutada kas klassikalist vastuvõtjat (näiteks Tecsun PL-880, Sangean ATS909X jne) või SDR-vastuvõtjat (SDRPlay RSP2, SDR Elad). Piisab, kui installida programmid, nagu eelnevalt näidatud, ja saab iseseisvalt raadiolaineid uurida. Kulu on 100–200 € vastavalt vastuvõtja mudelile. Samuti on võimalik kasutada veebivastuvõtjaid ja mitte midagi osta, kuigi see ei ole nii huvitav.
Nende jaoks, kes soovivad tegelema ka edastamisega, tuleb osta transiiver koos antenniga ning taotleda raadiotehnika litsentsi. Transiiveri hind on ligikaudu iPhone’i hind, seega on see soovides täiesti saavutatav. Samuti tuleb sooritada lihtne eksam, ja juba kuu aja pärast saab hakata korralikult eetris tegutsema. Loomulikult pole see kõik lihtne — tuleb õppida antennide tüüpe, mõelda paigaldusviis ja selgeks saada sagedused ning kiirgusviisid. Kuigi sõna „tuleb“ pole siin võib-olla kohane, sest see on hobi, mis tehakse huvi pärast, mitte kohustuse tõttu.
Soovime kõigile häid katseid. Äkki loob keegi lugejatest uue digitaalsete sidetehnoloogiate vormi, ja ma hõlpsasti lisan selle ülevaate siia teksti 😉
Allikas: habr.com
