Sveiki, Habr.
Raksta pirmajā daļā par to tika stāstīts par degvielas uzpildes stacijām uz garajiem un īsajiem viļņiem. Atsevišķi ir vērts runāt par radioamatieru stacijām. Pirmkārt, tas ir arī interesanti, un, otrkārt, ikviens var pievienoties šim procesam, gan saņemšanai, gan pārraidīšanai.
Tāpat kā pirmajās daļās, uzsvars tiks likts uz “digitālo” un signālu apstrādes darbību. Signālu uztveršanai un atšifrēšanai izmantosim arī holandiešu tiešsaistes uztvērēju un programma MultiPSK.
Tiem, kas interesējas par to, kā tas darbojas, turpinājums ir zem griezuma.
Pēc tam, kad pirms vairāk nekā 100 gadiem kļuva zināms, ka ar visu pasauli ir iespējams sazināties pa īsiem viļņiem, izmantojot burtiski divu lampu raidītāju, par procesu sāka interesēties ne tikai korporācijas, bet arī entuziasti. Tajos gados tas izskatījās šādi , nu, šķiņķa radio joprojām paliek diezgan interesants tehnisks hobijs. Mēģināsim noskaidrot, kādi sakaru veidi ir pieejami mūsdienu radioamatieriem.
Frekvenču diapazoni
Radio viļņus ļoti aktīvi izmanto dienesta un apraides stacijas, tāpēc radioamatieriem tiek atvēlēti noteikti frekvenču diapazoni, lai tie netraucētu citiem. Šo diapazonu ir diezgan daudz, sākot no īpaši gariem viļņiem 137 KHz līdz mikroviļņiem 1.3, 2.4, 5.6 vai 10 GHz (var redzēt sīkāku informāciju ). Kopumā katrs var izvēlēties, atkarībā no interesēm un tehniskā nodrošinājuma.
No uztveršanas viegluma viedokļa vispieejamākās frekvences ir ar viļņu garumu 80-20m:
- 3,5 MHz diapazons (80 m): 3500-3800 kHz.
- 7 MHz diapazons (40 m): 7000-7200 kHz.
- 10 MHz diapazons (30 m): 10100-10140 kHz.
- 14 MHz diapazons (20 m): 14000-14350 kHz.
Varat tos noskaņot, izmantojot iepriekš minēto , un no jūsu personīgā, ja tā var saņemt sānjoslas režīmā (LSB, USB, SSB).
Tagad, kad viss ir gatavs, paskatīsimies, ko tur var pieņemt.
Balss sakari un Morzes kods
Если посмотреть через websdr на весь любительский радиодиапазон целиком, легко увидеть сигналы азбуки Морзе. В служебной радиосвязи она уже практически не используется, но некоторые радиолюбители-энтузиасты ею еще пользуются.
Iepriekš, lai iegūtu izsaukuma zīmi, pat bija jākārto eksāmens Morzes signālu uztveršanā, tagad tas šķiet atstāts tikai pirmajai, augstākajai, kategorijai (tās atšķiras galvenokārt, tikai ar maksimālo pieļaujamo jaudu). Mēs atšifrēsim CW signālus, izmantojot CW Skimmer un Virtual Audio Card.
Радиолюбители используют укороченный код (), jo īpaši līnija CQ DE DF7FF nozīmē vispārēju izsaukumu uz visām stacijām no radioamatieru DF7FF. Katram radioamatieram ir savs izsaukuma signāls, no kura veidojas prefikss , tas ir diezgan ērti, jo Uzreiz ir skaidrs, no kurienes stacija raida. Mūsu gadījumā izsaukuma signāls DF7FF pieder radioamatierim no Vācijas.
Runājot par balss saziņu, ar to nav nekādu grūtību, tie, kuri vēlas, var klausīties paši vietnē websdr. Savulaik PSRS laikā ne visiem radioamatieriem bija tiesības veikt radiosakarus ar ārzemniekiem, tagad šādu ierobežojumu nav, un sakaru diapazons un kvalitāte ir atkarīga tikai no antenu, aprīkojuma kvalitātes un pacietības. operators. Tiem, kam ir interese, var lasīt vairāk radioamatieru vietnēs un forumos (cqham, qrz), bet mēs pāriesim pie digitālajiem signāliem.
Diemžēl daudziem radioamatieriem digitālais darbs ir vienkārši datora skaņas kartes savienošana ar dekodera programmu; tikai daži cilvēki iedziļinās tās darbības sarežģītībā. Vēl mazāk cilvēku veic savus eksperimentus ar digitālo signālu apstrādi un dažāda veida sakariem. Neskatoties uz to, pēdējo 10–15 gadu laikā ir parādījies diezgan daudz digitālo protokolu, no kuriem daži ir interesanti apsvērt.
RTTY
Diezgan vecs komunikācijas veids, kas izmanto frekvences modulāciju. Pati metode tiek saukta par FSK (Frequency Shift Keying), un tā sastāv no bitu secības veidošanas, mainot pārraides frekvenci.
Dati tiek kodēti, ātri pārslēdzoties starp divām frekvencēm F0 un F1. Atšķirību dF = F1 - F0 sauc par frekvences atstatumu, un tā var būt, piemēram, 85, 170 vai 452 Hz. Otrs parametrs ir pārraides ātrums, kas arī var būt dažāds un būt, piemēram, 45, 50 vai 75 biti sekundē. Jo Mums ir divas frekvences, tad mums ir jāizlemj, kura būs “augšējā” un kura būs “zemākā”, šo parametru parasti sauc par “inversiju”. Šīs trīs vērtības (ātrums, atstarpe un inversija) pilnībā nosaka RTTY pārraides parametrus. Šos iestatījumus varat atrast gandrīz jebkurā dekodēšanas programmā, un, izvēloties šos parametrus pat “ar aci”, jūs varat atšifrēt lielāko daļu šo signālu.
Kādreiz populārāki bija RTTY sakari, bet tagad, ejot uz websdr, nedzirdēju nevienu signālu, tāpēc grūti minēt dekodēšanas piemēru. Tie, kas vēlas, var klausīties paši 7.045 vai 14.080 MHz, sīkāk par teletaipu rakstīts raksti.
PSK31/63
Cits komunikācijas veids ir fāzes modulācija, . Šeit mainās nevis frekvence, bet gan fāze; grafikā tas izskatās apmēram šādi:
Signāla bitu kodēšana sastāv no fāzes maiņas par 180 grādiem, un pats signāls faktiski ir tīrs sinusoidāls vilnis - tas nodrošina labu pārraides diapazonu ar minimālu pārraides jaudu. Ekrānuzņēmumā ir grūti saskatīt fāzes nobīdi; to var redzēt, palielinot un uzklājot vienu fragmentu uz cita.
Pati kodēšana ir salīdzinoši vienkārša - BPSK31 signāli tiek pārraidīti ar ātrumu 31.25 bodi, fāzes maiņa tiek kodēta ar “0”, neviena fāzes maiņa netiek kodēta ar “1”. Rakstzīmju kodējumu var atrast Vikipēdijā.
Визуально на спектре сигнал BPSK виден как узкая линия, и на слух слышен как довольно чистый тон (чем он в принципе и является). Услышать сигналы BPSK можно например, на 7080 или 14070МГц.
Интересно отметить, что по и в BPSK и в RTTY по «яркости» линии можно судить силе сигнала и о качестве приема — если какая-то часть сообщения пропадает, то в этом месте сообщения будет «мусор», но общий смысл сообщения часто остается все равно понятным. Оператор сам может выбирать, на какой сигнал навестись чтобы его декодировать. Поиск новых и слабых сигналов от дальних корреспондентов сам по себе довольно-таки интересен. В отличие от этого, следующие протоколы гораздо более автоматизированы, и практически не требуют участия человека. Хорошо это или плохо, вопрос философский, но определенно можно сказать, что какая-то часть ham radio spirit в таких режимах определенно утрачена.
FT8/FT4
Lai atšifrētu šāda veida signālus, jums jāinstalē programma . Signāli pārraida, izmantojot 8 frekvenču frekvences modulāciju ar nobīdi tikai 6.25 Hz, lai signāls aizņemtu tikai 50 Hz joslas platumu. Dati FT8 tiek pārsūtīti "paketēs", kas ilgst aptuveni 14 sekundes, tāpēc precīza datora laika sinhronizācija ir diezgan svarīga. Uzņemšana ir gandrīz pilnībā automatizēta - programma atšifrē izsaukuma signālu un signāla stiprumu.
Jaunajā protokola versijā , kas parādījās nesen citā dienā, paketes ilgums tiek samazināts līdz 5 s, tiek izmantota 4 toņu modulācija ar pārraides ātrumu 23 bodi. Aizņemtais signāla joslas platums ir aptuveni 90 Hz.
WSPR
WSPR ir protokols, kas īpaši izstrādāts vāju signālu uztveršanai un pārraidīšanai. Šis ir signāls, kas tiek pārraidīts ar ātrumu tikai 1.4648 bodi (jā, nedaudz vairāk par 1 bitu sekundē). Pārraide izmanto frekvences modulāciju (4-FSK) ar frekvences atstarpi 1.4648 Hz, tāpēc signāla joslas platums ir tikai 6 Hz. Pārsūtītās datu paketes izmērs ir 50 biti, tai tiek pievienoti arī kļūdu labošanas biti (nerekursīvs konvolūcijas kods, ierobežojuma garums K=32, ātrums=1/2), kā rezultātā kopējais paketes izmērs ir 162 biti. Šie 162 biti tiek pārsūtīti apmēram 2 minūtēs (kāds vēl sūdzēsies par lēno internetu? :).
Tas viss ļauj pārraidīt datus praktiski zem trokšņa līmeņa, ar teju fantastiskiem rezultātiem – piemēram, 100 mW signālu no mikroprocesora kājas, ar iekštelpu cilpas antenas palīdzību bija iespējams pārraidīt signālu virs 1000 km.
WSPR darbojas pilnībā automātiski un neprasa operatora līdzdalību. Pietiek atstāt programmu darboties, un pēc kāda laika jūs varat redzēt darbību žurnālu. Datus var arī nosūtīt uz vietni , kas ir ērti, lai novērtētu antenas pārraidi vai kvalitāti - jūs varat pārraidīt signālu un uzreiz tiešsaistē redzēt, kur tas tika saņemts.
Кстати, присоединиться к приему WSPR может любой желающий, даже без радиолюбительского позывного (для приема он не требуется) — достаточно приемника и программы WSPR, причем все это может работать даже автономно на Raspberry Pi. Система интересна как с научной точки зрения, так и для экспериментов с аппаратурой и с антеннами. К сожалению, по плотности приемных станций Россия ушла недалеко от Судана, Египта или Нигерии, так что новые участники всегда полезны — есть возможность быть первым, и одним приемником можно «накрыть» территорию в тысячу км.
Весьма интересным и довольно-таки сложным, является передача WSPR на частотах выше 1ГГц — стабильность частоты приемника и передатчика тут является довольно-таки критичной.
Šeit es pabeigšu apskatu, lai gan, protams, nav norādīts viss, tikai populārākais.
Secinājums
Ja kāds arī vēlas izmēģināt savus spēkus, tad tas nav tik grūti. Signālu uztveršanai varat izmantot vai nu klasisko (Tecsun PL-880, Sangean ATS909X utt.), vai SDR uztvērēju (SDRPlay RSP2, SDR Elad). Pēc tam vienkārši instalējiet programmas, kā parādīts iepriekš, un jūs pats varat izpētīt radio. Izdošanas cena ir 100-200 USD atkarībā no uztvērēja modeļa. Varat arī izmantot tiešsaistes uztvērējus un vispār neko nepirkt, lai gan tas joprojām nav tik interesanti.
Tiem, kas vēlas arī raidīt, būs jāiegādājas raiduztvērējs ar antenu un jāiegūst radioamatieru licence. Raiduztvērēja cena ir aptuveni tāda pati kā iPhone cenai, tāpēc, ja vēlas, tas ir diezgan pieņemams. Būs jānokārto arī vienkāršs eksāmens, un aptuveni pēc mēneša varēsi pilnvērtīgi strādāt ēterā. Protams, tas nav viegli - jums būs jāizpēta antenu veidi, jāizdomā uzstādīšanas metode un jāsaprot starojuma frekvences un veidi. Lai gan vārds "būs" šeit, iespējams, ir nevietā, jo tāpēc tas ir hobijs, kaut kas darīts prieka pēc, nevis piespiedu kārtā.
Veiksmīgus eksperimentus visiem. Varbūt kāds no lasītājiem radīs jaunu digitālo komunikācijas veidu, un es ar prieku iekļaušu tā apskatu šajā tekstā 😉
Avots: www.habr.com