अहो हाब्र!
सध्या, असे बरेच संप्रेषण मानक नाहीत जे एकीकडे, जिज्ञासू आणि मनोरंजक आहेत, दुसरीकडे, त्यांचे वर्णन पीडीएफ स्वरूपात 500 पृष्ठे घेत नाहीत. असा एक सिग्नल जो डीकोड करणे सोपे आहे तो म्हणजे एअर नेव्हिगेशनमध्ये वापरला जाणारा VHF ओम्नी-डायरेक्शनल रेडिओ बीकन (VOR) सिग्नल.
VOR बीकन (c) wikimedia.org
प्रथम, वाचकांसाठी एक प्रश्न: सिग्नल कसा तयार करायचा जेणेकरून सर्व दिशात्मक रिसीव्हिंग अँटेना वापरून दिशा निश्चित करता येईल? उत्तर कट अंतर्गत आहे.
सर्वसाधारण माहिती
प्रणाली (VOR) गेल्या शतकाच्या 50 च्या दशकापासून एअर नेव्हिगेशनसाठी वापरला जात आहे आणि त्यात तुलनेने कमी-श्रेणीचे रेडिओ बीकन्स (100-200 किमी) आहेत, जे VHF वारंवारता श्रेणी 108-117 MHz मध्ये कार्यरत आहेत. आता, गीगाहर्ट्झच्या युगात, अशा फ्रिक्वेन्सीच्या संदर्भात खूप उच्च वारंवारता हे नाव मजेदार वाटते आणि ते स्वतःच बोलतात. वय हे मानक, परंतु तसे, बीकन अद्याप कार्य करतात , मध्यम लहरी श्रेणी 400-900 kHz मध्ये कार्यरत आहे.
विमानावर दिशात्मक अँटेना ठेवणे संरचनात्मकदृष्ट्या गैरसोयीचे आहे, म्हणून सिग्नलमध्येच बीकनच्या दिशेने माहिती कशी एन्कोड करायची ही समस्या उद्भवली. "बोटांवर" ऑपरेशनचे तत्त्व खालीलप्रमाणे स्पष्ट केले जाऊ शकते. चला कल्पना करूया की आपल्याकडे एक सामान्य बीकन आहे जो हिरव्या प्रकाशाचा एक अरुंद किरण पाठवतो, ज्याचा दिवा प्रति मिनिट 1 वेळा फिरतो. अर्थात, मिनिटातून एकदा आपल्याला प्रकाशाचा फ्लॅश दिसेल, परंतु अशा फ्लॅशमध्ये जास्त माहिती नसते. बीकनमध्ये दुसरा जोडूया दिशाहीन एक लाल दिवा जो त्या क्षणी चमकतो जेव्हा लाइटहाऊस बीम उत्तरेकडे "गेतो". कारण चमकांचा कालावधी आणि बीकनचे निर्देशांक ज्ञात आहेत; लाल आणि हिरव्या चमकांमधील विलंबाची गणना करून, आपण उत्तरेकडील दिग्गज शोधू शकता. हे सोपं आहे. हे समान गोष्ट करणे बाकी आहे, परंतु रेडिओ वापरणे. हे टप्पे बदलून सोडवले गेले. प्रसारणासाठी दोन सिग्नल वापरले जातात: पहिल्याचा टप्पा स्थिर (संदर्भ), द्वितीयचा टप्पा (व्हेरिएबल) किरणोत्सर्गाच्या दिशेवर अवलंबून जटिल मार्गाने बदलतो - प्रत्येक कोनाची स्वतःची फेज शिफ्ट असते. अशा प्रकारे, प्रत्येक रिसीव्हरला त्याच्या "स्वतःच्या" फेज शिफ्टसह एक सिग्नल प्राप्त होईल, बीकनच्या दिग्गजाच्या प्रमाणात. "स्थानिक मॉड्युलेशन" तंत्रज्ञान विशेष अँटेना (अल्फोर्ड लूप, केडीपीव्ही पहा) आणि एक विशेष, त्याऐवजी अवघड मॉड्यूलेशन वापरून चालते. जो खरं तर या लेखाचा विषय आहे.
कल्पना करूया की आमच्याकडे एक सामान्य लेगसी बीकन आहे, जो 50 च्या दशकापासून कार्यरत आहे आणि मोर्स कोडमध्ये सामान्य एएम मॉड्युलेशनमध्ये सिग्नल प्रसारित करतो. कदाचित, एकेकाळी, नॅव्हिगेटरने हे सिग्नल हेडफोन्समध्ये ऐकले आणि नकाशावर शासक आणि कंपाससह दिशानिर्देश चिन्हांकित केले. आम्हाला सिग्नलमध्ये नवीन फंक्शन्स जोडायची आहेत, परंतु जुन्या फंक्शन्ससह सुसंगतता "ब्रेक" होऊ नये म्हणून. विषय परिचित आहे, नवीन काही नाही... ते खालीलप्रमाणे केले गेले - एएम सिग्नलमध्ये कमी-फ्रिक्वेंसी 30 हर्ट्झ टोन जोडला गेला, संदर्भ-फेज सिग्नलचे कार्य करत, आणि उच्च-फ्रिक्वेंसी घटक, वारंवारतेनुसार एन्कोड केलेला 9.96 KHz च्या वारंवारतेवर मॉड्यूलेशन, व्हेरिएबल फेज सिग्नल प्रसारित करते. दोन सिग्नल निवडून आणि टप्प्यांची तुलना करून, आम्ही 0 ते 360 अंशांपर्यंत इच्छित कोन मिळवतो, जो इच्छित अजिमथ आहे. त्याच वेळी, हे सर्व "नेहमीच्या मार्गाने" बीकन ऐकण्यात व्यत्यय आणणार नाही आणि जुन्या एएम रिसीव्हर्सशी सुसंगत राहील.
चला सिद्धांताकडून सरावाकडे जाऊया. चला SDR रिसीव्हर लाँच करू, AM मॉड्युलेशन आणि 12 KHz बँडविड्थ निवडा. VOR बीकन फ्रिक्वेन्सी सहजपणे ऑनलाइन आढळू शकतात. स्पेक्ट्रमवर, सिग्नल असे दिसते:
या प्रकरणात, बीकन सिग्नल 113.950 मेगाहर्ट्झच्या वारंवारतेवर प्रसारित केला जातो. मध्यभागी तुम्ही सहज ओळखता येण्याजोग्या अॅम्प्लिट्यूड मॉड्युलेशन लाइन आणि मोर्स कोड सिग्नल (.- - ... म्हणजे AMS, Amsterdam, Schiphol Airport) पाहू शकता. वाहकापासून सुमारे 9.6 KHz अंतरावर, दुसरा सिग्नल प्रसारित करून, दोन शिखरे दृश्यमान आहेत.
चला WAV मध्ये सिग्नल रेकॉर्ड करू (MP3 नाही - हानीकारक कॉम्प्रेशन सिग्नलची संपूर्ण रचना "मारून टाकेल") आणि GNU रेडिओमध्ये उघडू.
डीकोडिंग
1 पाऊल. चला रेकॉर्ड केलेल्या सिग्नलसह फाईल उघडू आणि पहिला संदर्भ सिग्नल मिळविण्यासाठी कमी-पास फिल्टर लागू करू. GNU रेडिओ आलेख आकृतीत दाखवला आहे.
परिणाम: 30 Hz वर कमी वारंवारता सिग्नल.
2 पाऊल: व्हेरिएबल फेज सिग्नल डीकोड करा. वर नमूद केल्याप्रमाणे, ते 9.96 KHz च्या वारंवारतेवर स्थित आहे, आम्हाला ते शून्य वारंवारतेवर हलवावे लागेल आणि ते FM डिमोड्युलेटरला फीड करावे लागेल.
GNU रेडिओ आलेख:
बस्स, समस्या सोडवली. आम्ही दोन सिग्नल पाहतो, त्यातील फेज फरक रिसीव्हरपासून VOR बीकनपर्यंतचा कोन दर्शवतो:
सिग्नल खूप गोंगाट करणारा आहे आणि शेवटी फेज फरक मोजण्यासाठी अतिरिक्त फिल्टरिंग आवश्यक असू शकते, परंतु मला आशा आहे की तत्त्व स्पष्ट आहे. फेज फरक कसा ठरवला जातो हे जे विसरले आहेत, त्यांच्यासाठी एक चित्र :
सुदैवाने, तुम्हाला हे सर्व व्यक्तिचलितपणे करण्याची गरज नाही: आधीच आहे Python मध्ये, WAV फाइल्समधून VOR सिग्नल डीकोड करणे. खरे तर त्यांच्या अभ्यासामुळे मला या विषयाचा अभ्यास करण्याची प्रेरणा मिळाली.
ज्यांना स्वारस्य आहे ते कन्सोलमध्ये प्रोग्राम चालवू शकतात आणि आधीच रेकॉर्ड केलेल्या फाईलमधून अंशांमध्ये पूर्ण कोन मिळवू शकतात:
एव्हिएशन चाहते RTL-SDR आणि Raspberry Pi वापरून स्वतःचे पोर्टेबल रिसीव्हर बनवू शकतात. तसे, "वास्तविक" विमानात हे सूचक असे काहीतरी दिसते:
प्रतिमा ©
निष्कर्ष
"गेल्या शतकातील" असे संकेत विश्लेषणासाठी निश्चितच मनोरंजक आहेत. प्रथम, ते अगदी सोपे, आधुनिक डीआरएम किंवा विशेषत: जीएसएम आहेत, यापुढे "तुमच्या बोटांवर" डीकोड करणे शक्य होणार नाही. ते स्वीकृतीसाठी खुले आहेत आणि त्यांच्याकडे किल्ली किंवा क्रिप्टोग्राफी नाही. दुसरे म्हणजे, कदाचित भविष्यात ते इतिहास बनतील आणि उपग्रह नेव्हिगेशन आणि अधिक आधुनिक डिजिटल सिस्टमद्वारे बदलले जातील. तिसरे म्हणजे, अशा मानकांचा अभ्यास केल्याने तुम्हाला गेल्या शतकातील इतर सर्किटरी आणि घटकांचा आधार वापरून समस्या कशा सोडवल्या गेल्या याचे मनोरंजक तांत्रिक आणि ऐतिहासिक तपशील शिकता येतात. त्यामुळे रिसीव्हर मालकांना ते काम करत असतानाच असे सिग्नल प्राप्त करण्याचा सल्ला दिला जाऊ शकतो.
नेहमीप्रमाणे, प्रत्येकजण आनंदी प्रयोग.
स्त्रोत: www.habr.com