Helló Habr.
A cikk első részében arról van szó, Beszéltünk a szolgálati állomásokról hosszú és rövid hullámokon. Külön érdemes a rádióamatőr állomásokról is szót ejteni. Először is, ez is érdekes, másodszor, ehhez a folyamatokhoz, mind a vételhez, mind a vételhez bárki csatlakozhat.
Ahogy az első részekben, itt is a digitális vételen és a jelek feldolgozásának módján lesz a hangsúly. A jelek vételére és dekódolására szintén a holland online vevőt fogjuk használni, és a MultiPSK szoftvert.
Akiket érdekel, hogyan is működik ez, a folytatás a kattintás után következik.
Miután több mint 100 évvel ezelőtt kiderült, hogy rövid hullámokon a világ bármely részével kapcsolatba lehet lépni, csupán két csőből álló adó használatával, nemcsak a vállalatokat, hanem a lelkesedőket is érdekelni kezdte a folyamat. Akkoriban ez így nézett ki , és a ham rádió továbbra is rendkívül érdekes technikai hobbi. Milyen típusú kapcsolatok érhetők el a modern rádióamatőrök számára, azt próbáljuk kideríteni.
Frekvenciasávok
A rádióétert a szolgálati és műsorszóró állomások igen aktívan használják, ezért a rádióamatőröknek meghatározott frekvenciasávokat biztosítottak, hogy ne zavarják másokat. Ezekből a sávokból sok van, a szuper hosszú hullámoktól 137 kHz-ig, a mikrohullámokig 1,3, 2,4, 5,6 vagy 10 GHz-ig (további részleteket itt lehet megnézni ). Egy szóval, mindenki választhat az érdeklődése és technikai felszereltsége alapján.
A vétel egyszerűsége szempontjából a legelérhetőbb frekvenciák a 80-20 m hullámhosszal rendelkezők:
— 3,5 MHz sáv (80 m): 3500-3800 kHz.
— 7 MHz sáv (40 m): 7000-7200 kHz.
— 10 MHz sáv (30 m): 10100-10140 kHz.
— 14 MHz sáv (20 m): 14000-14350 kHz.
Ezekre be lehet állni akár a fenti akár a sajátunkkal, ha képes a mellék sáv (LSB, USB, SSB) módban fogadni.
Most, hogy minden készen áll, nézzük meg, mit lehet fogni.
Hangkommunikáció és Morse-ábécé
Ha a websdr segítségével megnézzük az összes amatőr rádiósávot, könnyen észlelhetünk Morse-ábécé jeleket. A szolgálati rádiókommunikációban már gyakorlatilag nem használják, de egyes rádióamatőr lelkesedők még mindig alkalmazzák.
Korábban a hívójel megszerzéséhez még Morse-jelek vételéből vizsga is szükséges volt, de most ez már csak az első, legmagasabb kategóriára vonatkozik (a kategóriák főként a maximálisan megengedett teljesítményükben különböznek). Mi a CW jeleket a CW Skimmer és a Virtual Audio Card segítségével fogjuk dekódolni.
A rádióamatőrök rövidített kódot használnak (), különösen a CQ DE DF7FF sor egy általános hívást jelent minden állomás számára a DF7FF rádióamatőrtől. Minden rádióamatőr saját hívójelével rendelkezik, amelynek előtagja az származik, ami nagyon praktikus, mert azonnal érthető, honnan jelzi az állomás. A mi esetünkben a DF7FF hívójel egy német rádióamatőré.
Ami a hanghívásokat illeti, ezzel nincsenek nehézségek, a kíváncsiak önállóan hallgathatják a websdr-en. Az SZKP idején nem minden rádióamatőr rendelkezett joggal külföldiekkel való rádiókapcsolattartásra, most ilyen korlátozások nincsenek, és a távolság, valamint a kapcsolat minősége csak az antennák, a berendezések és az operátor türelmétől függ. Aki érdeklődik, további részleteket olvashat rádióamatőr oldalak és fórumok (cqham, qrz) segítségével; most pedig térjünk át a digitális jelekre.
Sajnos, sok rádióamatőr számára a 'digitális' munka csupán a számítógép hangkártyájának csatlakoztatását jelenti egy dekóder programhoz, kevesen merülnek el abban, hogy hogyan működik mindez. Még kevesebben kísérleteznek saját digitális jelfeldolgozással és különféle kapcsolatfajtákkal. Ennek ellenére az utolsó 10-15 évben számos digitális protokoll jelent meg, közülük néhány érdekes megvizsgálni.
RTTY
Ez egy viszonylag régi kommunikációs forma, amely frekvenciás modullációt használ. A módszer neve FSK (Frequency Shift Keying), amely a bitlánc generálására alapozik a jelkibocsátás frekvenciájának váltásával.
Az adatok a F0 és F1 közötti gyors váltakozás révén kódolódnak. A különbséget dF = F1 - F0 frekvenciaeltérésnek nevezik, amely például 85, 170 vagy 452 Hz is lehet. A második paraméter a bitsebesség, amely szintén változó lehet, például 45, 50 vagy 75 bit másodpercenként. Mivel két frekvenciánk van, meg kell határozni, melyik legyen a "felső" és melyik a "alsó"; ezt a paramétert általában "invertálásnak" nevezik. Ezek a három érték (sebesség, eltérés és invertálás) teljes mértékben meghatározzák az RTTY-küldés paramétereit. Szinte minden dekóderprogramban megtalálhatók ezek a beállítások, és ezeknek a paramétereknek még "szemre" történő beállításával is dekódolható a legtöbb ilyen jel.
Régen az RTTY kapcsolatok népszerűbbek voltak, de most, amikor beléptem a websdr-be, nem hallottam egyetlen jelet sem, így nehéz példát hozni a dekódolásra. Aki kíváncsi, az magának is meghallgathatja a 7.045 vagy a 14.080 MHz-en; a teletípusokról részletesebben írtak a cikkek.
PSK31/63
Egy másik típusú kapcsolat a fázismoduláció. . Itt a frekvencia nem változik, hanem a fázis, a grafikonon ez körülbelül így néz ki:
A jel bitkódolása 180 fokos fázisváltás révén történik, a jel pedig gyakorlatilag tiszta szinusz, ami biztosítja a megfelelő hatótávolságot minimális átviteli teljesítménnyel. A fáziseltolódást nehéz észlelni a képernyőképen, de észlelhető, ha egy részt felnagyítunk és ráhelyezünk egy másikra.
A kódolás viszonylag egyszerű – a BPSK31 jelei 31,25 baud sebességgel kerülnek továbbításra, a fázisváltozás "0"-t, a fázisváltozás hiánya pedig "1"-et kódol. A karakterek kódolását a Wikipédián nézheti meg.
A BPSK jel vizuálisan a spektrumon keskeny vonalként jelenik meg, és hallásra meglehetősen tiszta hangként hallható (amivel lényegében az is, aminek van). A BPSK jeleket például 7080 vagy 14070 MHz-en hallhatja.
Érdekes megjegyezni, hogy mind a BPSK, mind az RTTY esetében a vonalak "fényessége" alapján meg lehet ítélni a jel erősségét és a vétel minőségét — ha a közlemény egy része elveszik, akkor a közlemény ezen a helyén "zajos" lesz, de a közlemény általános értelme gyakran még mindig érthető. A kezelő önállóan választhatja meg, hogy melyik jelre irányozzon, hogy azt dekódolja. Az új és gyenge jelek keresése távoli korrespondensektől önmagában is elég érdekes. Ezzel ellentétben a következő protokollok sokkal automatizáltabbak, és gyakorlatilag nem igényelnek emberi beavatkozást. Hogy ez jó-e vagy rossz, az filozófiai kérdés, de határozottan elmondható, hogy a ham rádió szellemének egy része ilyen üzemmódokban mindenképpen elveszett.
FT8/FT4
A következő típusú jelek dekódolásához szükséges egy program telepítése . A jelek nyolc frekvenciás frekvenciamodulációval kerülnek átvitelre, mindössze 6.25 kHz-es eltolással, így a jel sávszélessége mindössze 50 kHz. Az FT8 adatokat körülbelül 14 másodperc hosszúságú "csomagokban" továbbít, tehát a számítógép pontos időszinkronizálása meglehetősen aktuális. A vétel szinte teljesen automatizált — a program dekódolja a hívójelet, a jel erősségét.
Az újabb verziójú protokoll , amely nemrégiben jelent meg, a csomag időtartamát 5 másodpercre csökkentette, 4 tónusos modulációt használ 23 bód sebességgel. A jel sávszélessége körülbelül 90 kHz.
WSPR
A WSPR egy olyan protokoll, amely kifejezetten gyenge jelek vételére és továbbítására van optimalizálva. Ez a jel mindössze 1.4648 bódos sebességgel kerül átvitelre (igen, csak kicsivel több mint 1 bit másodpercenként). A továbbításhoz frekvenciamodulációt (4-FSK) használnak, 1.4648 Hz-es frekvenciaeltolással, így a jel sávszélessége mindössze 6 Hz. Az átküldött adatok csomagja 50 bit méretű, ehhez hibajavító bitek is hozzáadódnak (nem-rekurzív konvolúciós kód, K=32 korlátozási hossz, 1/2 arány), így a csomag teljes mérete 162 bit. Ezt a 162 bitet körülbelül 2 perc alatt küldik el (valaki még mindig fog panaszkodni a lassú internetre?:).
Mindez lehetővé teszi, hogy az adatokat gyakorlatilag a zajszint alatt, szinte fantasztikus eredményekkel továbbítsák — például 100 mW-os jelet a mikroprocesszor lábáról szobai keretes antennával sikerült 1000 km-re eljuttatni.
A WSPR teljesen automatikusan működik, és nincs szükség operátorra. Elég, ha a programot futni hagyjuk, és egy idő után megnézhetjük a működési naplót. Az adatok egy weboldalra is elküldhetők. , ami kényelmes az antenna átvitelének vagy minőségének értékelésére - jelet lehet küldeni, és azonnal megnézhetjük online, hogy hol fogadták.
Egyébként, bárki csatlakozhat a WSPR vételéhez, még rádiós engedély nélkül is (a vételhez ez nem kötelező) - csak egy vevő és a WSPR program szükséges, és mindez működhet akár autonóm módon is Raspberry Pi-n. A rendszer tudományos szempontból is érdekes, illetve kísérletekhez is az eszközökkel és antennákkal. Sajnos, vételi állomások sűrűségét tekintve Oroszország nem áll sokkal jobban, mint Szudán, Egyiptom vagy Nigéria, így az új résztvevők mindig hasznosak - lehetőség van elsőként lenni, és egy vevővel akár ezer km-es területet is „lefedhetünk”.
Nagyon érdekes és meglehetősen összetett a WSPR átvitele 1 GHz feletti frekvenciákon - a vevő és az adó frekvenciájának stabilitása itt meglehetősen kritikus.
Ezzel zárnám az áttekintést, bár természetesen nem soroltam fel mindent, csak a legnépszerűbbeket.
Zárás
Ha valaki szeretné kipróbálni a képességeit, nem olyan nehéz. A jelek vételére használhat klasszikus vevőt (Tecsun PL-880, Sangean ATS909X stb.) vagy SDR-vevőt (SDRPlay RSP2, SDR Elad). Ezután elég letölteni a programokat, ahogy fent látható, és saját maga tanulmányozhatja a rádióadást. Az ár kérdése 100-200 dollár a vevő modelljétől függően. Használhat online vevőket is, és egyáltalán nem szükséges semmit vásárolni, bár ez nem olyan érdekes.
Akik a küldésre is szeretnének dolgozni, azoknak transzceiver-t és antennát kell beszerezniük, illetve megszerezniük a rádiós engedélyt. A transzceiver ára nagyjából egy iPhone árával egyenlő, szóval ha akarják, teljesen elérhető. Emellett egy nem túl nehéz vizsgát is le kell tenni, és már körülbelül egy hónap múlva teljes jogú rádiósként dolgozhatunk. Persze ez nem egyszerű – meg kell tanulni az antenna típusait, ki kell találni a felszerelési módot, és foglalkozni kell a frekvenciákkal és a sugárzás típusával. Habár a "kell" itt talán nem helyénvaló, hiszen ez a hobbi az érdekesség kedvéért történik, nem kényszerből.
Mindenkinek sikeres kísérleteket kívánok. Talán valaki a olvasók közül létrehoz egy új digitális kommunikációs formát, és szívesen belefoglalom a véleményét ebbe a szövegbe 😉
Forrás: habr.com
