Szia Habr!
A cikk első részében erről a töltőállomásokról meséltek hosszú és rövid hullámokon. Külön érdemes beszélni az amatőr rádióállomásokról. Egyrészt ez is érdekes, másodszor pedig bárki bekapcsolódhat ebbe a folyamatba, mind a fogadásban, mind a továbbításban.
Az első részekhez hasonlóan a hangsúly a „digitálison” és a jelfeldolgozás működésén lesz. A jelek fogadására és dekódolására egy holland online vevőt is fogunk használni és a MultiPSK program.
Akit érdekel a működése, annak a folytatása már nem áll rendelkezésre.
Miután több mint 100 éve ismertté vált, hogy egy szó szerint két lámpából álló adó segítségével rövid hullámokon lehet kommunikálni az egész világgal, nemcsak a vállalatok, hanem a lelkesek is érdeklődtek a folyamat iránt. Azokban az években ez így nézett ki , nos, a sonkarádió továbbra is elég érdekes technikai hobbi marad. Próbáljuk kitalálni, hogy milyen típusú kommunikáció érhető el a modern rádióamatőrök számára.
Frekvenciatartományok
A rádióhullámokat nagyon aktívan használják a szolgáltató és műsorszóró állomások, ezért a rádióamatőrök számára bizonyos frekvenciatartományokat osztanak ki, hogy ne zavarjanak másokat. Elég sok ilyen tartomány létezik, a 137 KHz-es ultrahosszú hullámoktól az 1.3, 2.4, 5.6 vagy 10 GHz-es mikrohullámokig (további részleteket láthat ). Általában mindenki válogathat, érdeklődési körtől és technikai felszereltségtől függően.
A vétel egyszerűsége szempontjából a leginkább elérhető frekvenciák a 80-20 m-es hullámhosszúak:
- 3,5 MHz tartomány (80 m): 3500-3800 kHz.
- 7 MHz tartomány (40 m): 7000-7200 kHz.
- 10 MHz tartomány (30 m): 10100-10140 kHz.
- 14 MHz tartomány (20 m): 14000-14350 kHz.
A fentiek segítségével rájuk hangolódhatsz , és a személyesről, ha oldalsávos módban tud fogadni (LSB, USB, SSB).
Most, hogy minden készen van, lássuk, mit lehet ott elfogadni.
Hangkommunikáció és Morse-kód
Ha a websdr-n keresztül megnézi a teljes rádióamatőr sávot, könnyen láthatja a morze jeleket. Gyakorlatilag már nem marad a szolgálati rádiókommunikációban, de néhány rádiórajongó aktívan használja.
Korábban a hívójel megszerzéséhez még Morse jelek fogadásából is le kellett vizsgázni, most úgy tűnik, ez csak az első, legmagasabb kategóriára maradt meg (főleg, csak a maximálisan megengedett teljesítményben térnek el). A CW jeleket CW Skimmer és Virtual Audio Card segítségével dekódoljuk.
Rádióamatőrök, hogy csökkentsék az üzenet hosszát, használjanak egy rövidített kódot (), különösen a CQ DE DF7FF vonal általános hívást jelent az összes állomáshoz a DF7FF rádióamatőrtől. Minden rádióamatőrnek megvan a maga hívójele, amelynek előtagja abból áll , ez elég kényelmes, mert Azonnal világos, hogy honnan sugároz az állomás. Esetünkben a DF7FF hívójel egy németországi rádióamatőré.
Ami a hangkommunikációt illeti, azzal nincs nehézség, aki szeretne, az önállóan is hallgathatja a websdr-en. Valamikor a Szovjetunió alatt nem volt minden rádióamatőrnek joga rádiókommunikációt folytatni külföldiekkel; ma már nincsenek ilyen korlátozások, és a kommunikáció hatótávolsága és minősége csak az antennák, berendezések minőségétől és a rádió türelmétől függ. operátor. Akit érdekel, az amatőr rádiós oldalakon, fórumokon (cqham, qrz) olvashat bővebben, de áttérünk a digitális jelekre.
Sajnos sok rádióamatőr számára a digitális munka egyszerűen egy számítógépes hangkártya és egy dekódoló program csatlakoztatását jelenti; kevesen mélyülnek el a működésének bonyolultságában. Még kevesebben végeznek saját kísérleteket a digitális jelfeldolgozással és a különböző típusú kommunikációkkal. Ennek ellenére elég sok digitális protokoll jelent meg az elmúlt 10-15 évben, amelyek közül néhányat érdemes megfontolni.
RTTY
Meglehetősen régi típusú kommunikáció, amely frekvenciamodulációt használ. Magát a módszert FSK-nak (Frequency Shift Keying) hívják, és az átviteli frekvencia változtatásával bitsorozatot alkot.
Az adatok kódolása gyors váltással történik két F0 és F1 frekvencia között. A dF = F1 - F0 különbséget frekvenciatávolságnak nevezzük, és lehet például 85, 170 vagy 452 Hz. A második paraméter az átviteli sebesség, amely szintén eltérő lehet, és lehet például 45, 50 vagy 75 bit/s. Mert Két frekvenciánk van, akkor el kell döntenünk, hogy melyik lesz a „felső” és melyik az „alsó”, ezt a paramétert általában „inverziónak” hívják. Ez a három érték (sebesség, térköz és inverzió) teljesen meghatározza az RTTY átvitel paramétereit. Ezeket a beállításokat szinte minden dekódoló programban megtalálod, és ezeket a paramétereket akár „szemmel” kiválasztva a legtöbb jel dekódolható.
Valamikor az RTTY kommunikáció népszerűbb volt, de most, amikor a websdr-re mentem, egyetlen jelet sem hallottam, így nehéz példát hozni a dekódolásra. Aki szeretne, az önállóan hallgathat 7.045 vagy 14.080 MHz-en, a teletípusról bővebben a cikket.
PSK31/63
A kommunikáció másik típusa a fázismoduláció, . Itt nem a frekvencia változik, hanem a fázis, a grafikonon ez valahogy így néz ki:
A jel bitkódolása a fázis 180 fokkal történő megváltoztatásából áll, és maga a jel valójában egy tiszta szinuszhullám - ez jó átviteli tartományt biztosít minimális átviteli teljesítménnyel. A fáziseltolódás nehezen látható a képernyőképen; látható, ha felnagyítjuk és egymásra helyezzük az egyik töredéket.
Maga a kódolás viszonylag egyszerű - a BPSK31-ben a jelek átvitele 31.25 baud sebességgel történik, a fázisváltást „0” kódoljuk, a fázisváltást pedig „1”-el kódoljuk. A karakterkódolás megtalálható a Wikipédián.
A spektrumon vizuálisan keskeny vonalként látható a BPSK jel, hallhatóan pedig meglehetősen tiszta hangként hallható (elvileg az is). A BPSK jeleket például 7080 vagy 14070 MHz-en hallhatja, és a MultiPSK-ban dekódolhatja őket.
Érdekes megjegyezni, hogy mind a BPSK-ban, mind az RTTY-ben a vonal „fényereje” felhasználható a jel erősségének és a vétel minőségének megítélésére - ha az üzenet egy része eltűnik, akkor „szemét” lesz. az üzenetnek ezen a helyén, de az üzenet általános jelentése gyakran ugyanaz, érthető marad. A kezelő kiválaszthatja, hogy melyik jelre fókuszáljon annak dekódolásához. A távoli levelezőktől származó új és gyenge jelek keresése önmagában is elég érdekes, kommunikáció során is (amint a fenti képen látható) szabad szöveget használhat, és „élő” párbeszédet folytathat. Ezzel szemben a következő protokollok sokkal automatizáltabbak, és alig vagy egyáltalán nem igényelnek emberi beavatkozást. Hogy ez jó vagy rossz, az filozófiai kérdés, de határozottan kijelenthetjük, hogy a sonka rádió szellemének egy része mindenképpen elvész az ilyen módokban.
FT8 / FT4
A következő típusú jelek dekódolásához telepítenie kell a programot . Jelek 8 frekvenciás frekvenciamodulációval továbbítják, mindössze 6.25 Hz-es eltolással, így a jel mindössze 50 Hz sávszélességet foglal el. Az FT8-ban az adatok körülbelül 14 másodperces "csomagokban" kerülnek átvitelre, ezért a számítógép idejének pontos szinkronizálása nagyon fontos. A vétel szinte teljesen automatizált - a program dekódolja a hívójelet és a térerőt.
A protokoll új verziójában , amely nemrég jelent meg a napokban, a csomag időtartama 5 másodpercre csökken, 4 hangú modulációt használnak 23 baud átviteli sebesség mellett. Az elfoglalt jel sávszélessége körülbelül 90 Hz.
WSPR
A WSPR egy kifejezetten gyenge jelek fogadására és továbbítására tervezett protokoll. Ez egy mindössze 1.4648 baud sebességgel továbbított jel (igen, valamivel több mint 1 bit másodpercenként). Az átvitel frekvenciamodulációt (4-FSK) használ 1.4648 Hz frekvenciatávolsággal, így a jel sávszélessége csak 6 Hz. A továbbított adatcsomag 50 bites, hibajavító biteket is adnak hozzá (nem rekurzív konvolúciós kód, kényszerhossz K=32, sebesség=1/2), így a teljes csomagméret 162 bit. Ez a 162 bit kb 2 perc alatt átkerül (panaszkodni fog valaki a lassú internet miatt? :).
Mindez gyakorlatilag a zajszint alatti adatátvitelt teszi lehetővé, szinte fantasztikus eredménnyel - például 100 mW-os jel mikroprocesszoros lábról, beltéri hurokantenna segítségével 1000 km feletti jelet lehetett továbbítani.
A WSPR teljesen automatikusan működik, és nem igényel kezelői részvételt. Elég, ha futva hagyja a programot, és egy idő után már láthatja a műveleti naplót. Adatok is küldhetők az oldalra , amely kényelmes az antenna átvitelének vagy minőségének értékeléséhez - jelet továbbíthat, és azonnal láthatja az interneten, hogy hol érkezett.
WSPR vételhez egyébként bárki csatlakozhat, rádióamatőr hívójel nélkül is (nem szükséges a vételhez) - elég egy vevő és a WSPR program, és mindez akár autonóm módon is működhet Raspberry Pi-n (persze , valódi vevőre van szüksége ahhoz, hogy adatokat küldjön másoktól online - a vevőknek nincs értelme). A rendszer mind tudományos szempontból, mind a berendezésekkel és antennákkal végzett kísérletek szempontjából érdekes. Sajnos, ahogy az alábbi képen is látszik, a vevőállomások sűrűségét tekintve Oroszország nincs messze Szudántól, Egyiptomtól vagy Nigériától, így mindig hasznosak az új résztvevők - lehet az első, és egy vevővel ezer km-es területet „lefedhet”.
Nagyon érdekes és meglehetősen bonyolult a WSPR átvitel 1 GHz feletti frekvenciákon - itt kritikus a vevő és adó frekvenciastabilitása.
Itt fejezem be az ismertetőt, bár természetesen nincs minden felsorolva, csak a legnépszerűbb.
Következtetés
Ha valaki ki akarta próbálni a kezét, az nem olyan nehéz. A jelek vételéhez használhatunk klasszikus (Tecsun PL-880, Sangean ATS909X stb.) vagy SDR vevőt (SDRPlay RSP2, SDR Elad). Ezután csak telepítse a programokat a fent látható módon, és már maga is tanulmányozhatja a rádiót. A kibocsátási ár a vevő típusától függően 100-200 dollár. Használhat online vevőkészülékeket is, és nem vásárol semmit, bár ez még mindig nem olyan érdekes.
Aki sugározni is szeretne, annak antennás adó-vevőt kell vásárolnia és rádióamatőr engedélyt kell szereznie. Az adó-vevő ára megközelítőleg megegyezik egy iPhone árával, így kívánság szerint meglehetősen megfizethető. Le kell tennie egy egyszerű vizsgát is, és körülbelül egy hónap múlva már teljes mértékben éterben dolgozhat. Természetesen ez nem könnyű - tanulmányoznia kell az antennák típusait, ki kell dolgoznia a telepítési módszert, és meg kell értenie a sugárzás frekvenciáit és típusait. Bár a „kell lesz” szó itt valószínűleg nem helyénvaló, mert éppen ezért ez egy hobbi, valami szórakozásból és nem kényszerből.
A digitális kommunikációt egyébként már most bárki kipróbálhatja. Ehhez csak telepítse a MultiPSK programot, és hangkártyán és mikrofonon keresztül közvetlenül kommunikálhat egyik számítógépről a másikra, bármilyen típusú kommunikációval.
Jó kísérletezést mindenkinek. Lehet, hogy valamelyik olvasó egy újfajta digitális kommunikációt készít, melynek áttekintését szívesen beépítem ebbe a szövegbe 😉
Forrás: will.com