Apa yang anda boleh dengar di radio? Radio ham

Hello Habr.

Dalam bahagian pertama artikel tentang itu apa yang didengari di udara ia diberitahu tentang stesen servis pada gelombang panjang dan pendek. Secara berasingan, patut dibincangkan tentang stesen radio amatur. Pertama, ini juga menarik, dan kedua, sesiapa sahaja boleh menyertai proses ini, menerima dan menghantar.

Seperti dalam bahagian pertama, penekanan akan diberikan pada "digital" dan cara pemprosesan isyarat berfungsi. Kami juga akan menggunakan penerima dalam talian Belanda untuk menerima dan menyahkod isyarat websdr dan program MultiPSK.

Bagi mereka yang berminat dengan cara ia berfungsi, kesinambungan adalah di bawah pemotongan.

Selepas diketahui lebih daripada 100 tahun yang lalu bahawa adalah mungkin untuk berkomunikasi dengan seluruh dunia pada gelombang pendek menggunakan pemancar dua lampu secara literal, bukan sahaja syarikat, tetapi juga peminat menjadi berminat dalam proses itu. Pada tahun-tahun itu ia kelihatan seperti ini sesuatu seperti ini, nah, radio ham masih kekal sebagai hobi teknikal yang menarik. Mari cuba cari jenis komunikasi yang tersedia untuk amatur radio moden.

Julat frekuensi

Gelombang udara radio sangat aktif digunakan oleh stesen perkhidmatan dan penyiaran, jadi amatur radio diperuntukkan julat frekuensi tertentu supaya mereka tidak mengganggu yang lain. Terdapat banyak julat ini, daripada gelombang ultra-panjang pada 137 KHz kepada gelombang mikro pada 1.3, 2.4, 5.6 atau 10 GHz (anda boleh melihat butiran lanjut di sini). Secara umum, semua orang boleh memilih, bergantung pada minat dan peralatan teknikal.

Dari sudut pandangan kemudahan penerimaan, frekuensi yang paling mudah diakses adalah dengan panjang gelombang 80-20m:
- Julat 3,5 MHz (80 m): 3500-3800 kHz.
- Julat 7 MHz (40 m): 7000-7200 kHz.
- Julat 10 MHz (30 m): 10100-10140 kHz.
- Julat 14 MHz (20 m): 14000-14350 kHz.
Anda boleh mengikutinya menggunakan perkara di atas penerima dalam talian, dan daripada peribadi anda, jika ia boleh menerima dalam mod jalur sisi (LSB, USB, SSB).

Sekarang semua sudah siap, mari kita lihat apa yang boleh diterima di sana.

Komunikasi suara dan kod Morse

Jika anda melihat keseluruhan jalur radio amatur melalui websdr, anda boleh melihat isyarat kod Morse dengan mudah. Ia boleh dikatakan tidak lagi kekal dalam komunikasi radio perkhidmatan, tetapi sesetengah peminat radio secara aktif menggunakannya.


Sebelum ini, untuk mendapatkan tanda panggilan, anda juga perlu lulus peperiksaan dalam menerima isyarat Morse, kini ini nampaknya dibiarkan hanya untuk kategori pertama, tertinggi, (mereka berbeza terutamanya, hanya dalam kuasa maksimum yang dibenarkan). Kami akan menyahkod isyarat CW menggunakan CW Skimmer dan Kad Audio Maya.

Radio amatur, untuk mengurangkan panjang mesej, gunakan kod yang dipendekkan (Kod Q), khususnya, talian CQ DE DF7FF bermaksud panggilan umum ke semua stesen daripada radio amatur DF7FF. Setiap radio amatur mempunyai tanda panggilan sendiri, yang awalannya terbentuk daripada kod negara, ini agak mudah kerana Ia serta-merta jelas dari mana stesen itu disiarkan. Dalam kes kami, tanda panggilan DF7FF adalah milik radio amatur dari Jerman.

Bagi komunikasi suara, tidak ada kesulitan dengannya; mereka yang ingin boleh mendengar sendiri di websdr. Pada suatu masa dahulu semasa USSR, tidak semua amatur radio mempunyai hak untuk menjalankan komunikasi radio dengan orang asing; kini tidak ada sekatan sedemikian, dan julat dan kualiti komunikasi hanya bergantung pada kualiti antena, peralatan dan kesabaran pengendali. Bagi mereka yang berminat, anda boleh membaca lebih lanjut di laman dan forum radio amatur (cqham, qrz), tetapi kami akan beralih kepada isyarat digital.

Malangnya, bagi kebanyakan radio amatur, bekerja secara digital hanyalah menyambungkan kad bunyi komputer ke program penyahkod; beberapa orang menyelidiki selok-belok cara ia berfungsi. Malah lebih sedikit menjalankan eksperimen mereka sendiri dengan pemprosesan isyarat digital dan pelbagai jenis komunikasi. Walaupun begitu, agak banyak protokol digital telah muncul sejak 10-15 tahun yang lalu, beberapa daripadanya menarik untuk dipertimbangkan.

RTTY

Jenis komunikasi yang agak lama yang menggunakan modulasi frekuensi. Kaedah itu sendiri dipanggil FSK (Frequency Shift Keying) dan terdiri daripada membentuk jujukan bit dengan menukar frekuensi penghantaran.

Data dikodkan dengan menukar cepat antara dua frekuensi F0 dan F1. Perbezaan dF = F1 - F0 dipanggil jarak frekuensi, dan boleh sama dengan, sebagai contoh, 85, 170, atau 452 Hz. Parameter kedua ialah kelajuan penghantaran, yang juga boleh berbeza dan, sebagai contoh, 45, 50 atau 75 bit sesaat. Kerana Kami mempunyai dua frekuensi, maka kami perlu memutuskan mana yang akan menjadi "atas" dan yang akan "lebih rendah", parameter ini biasanya dipanggil "penyongsangan". Tiga nilai ini (kelajuan, jarak dan penyongsangan) sepenuhnya menentukan parameter penghantaran RTTY. Anda boleh menemui tetapan ini dalam hampir mana-mana program penyahkodan, dan dengan memilih parameter ini walaupun "mengikut mata", anda boleh menyahkod kebanyakan isyarat ini.

Suatu ketika dahulu, komunikasi RTTY lebih popular, tetapi sekarang, apabila saya pergi ke websdr, saya tidak mendengar satu isyarat pun, jadi sukar untuk memberikan contoh penyahkodan. Mereka yang mahu boleh mendengar sendiri pada 7.045 atau 14.080 MHz; butiran lanjut tentang teletaip telah ditulis dalam bahagian pertama artikel.

PSK31/63

Satu lagi jenis komunikasi ialah modulasi fasa, Kekunci Fasa Pergeseran. Bukan kekerapan yang berubah di sini, tetapi fasa; pada graf ia kelihatan seperti ini:


Pengekodan bit isyarat terdiri daripada menukar fasa sebanyak 180 darjah, dan isyarat itu sendiri sebenarnya adalah gelombang sinus tulen - ini menyediakan julat penghantaran yang baik dengan kuasa dihantar yang minimum. Anjakan fasa sukar dilihat dalam tangkapan skrin; ia boleh dilihat jika anda membesarkan dan menindih satu serpihan pada yang lain.


Pengekodan itu sendiri agak mudah - dalam BPSK31, isyarat dihantar pada kelajuan 31.25 baud, perubahan fasa dikodkan "0", dan tiada perubahan fasa dikodkan "1". Pengekodan aksara boleh didapati di Wikipedia.

Secara visual pada spektrum, isyarat BPSK boleh dilihat sebagai garis sempit, dan boleh didengari sebagai nada yang agak tulen (yang pada dasarnya adalah). Anda boleh mendengar isyarat BPSK, contohnya, pada 7080 atau 14070 MHz, dan anda boleh menyahkodnya dalam MultiPSK.

Adalah menarik untuk diperhatikan bahawa dalam kedua-dua BPSK dan RTTY, "kecerahan" talian boleh digunakan untuk menilai kekuatan isyarat dan kualiti penerimaan - jika sebahagian daripada mesej hilang, maka akan ada "sampah" di tempat mesej ini, tetapi makna keseluruhan mesej selalunya tetap sama untuk difahami. Pengendali boleh memilih isyarat yang hendak difokuskan untuk menyahkodnya. Pencarian isyarat baru dan lemah dari koresponden jauh agak menarik dengan sendirinya; juga apabila berkomunikasi (seperti yang anda lihat dalam gambar di atas), anda boleh menggunakan teks percuma dan menjalankan dialog "langsung". Sebaliknya, protokol berikut adalah lebih automatik, memerlukan sedikit atau tiada campur tangan manusia. Sama ada ini baik atau buruk adalah persoalan falsafah, tetapi kita pasti boleh mengatakan bahawa sebahagian daripada semangat radio ham pasti hilang dalam mod sedemikian.

FT8/FT4

Untuk menyahkod jenis isyarat berikut anda perlu memasang program WSJT. Isyarat FT8 dihantar menggunakan modulasi frekuensi 8 frekuensi dengan anjakan hanya 6.25 Hz, supaya isyarat menduduki lebar jalur hanya 50 Hz. Data dalam FT8 dipindahkan dalam "paket" yang berlangsung kira-kira 14 saat, jadi penyegerakan tepat masa komputer adalah agak penting. Penerimaan hampir sepenuhnya automatik - program menyahkod tanda panggilan dan kekuatan isyarat.

Dalam versi baharu protokol FT4, yang muncul baru-baru ini pada hari lain, tempoh paket dikurangkan kepada 5s, modulasi 4-ton digunakan pada kelajuan penghantaran 23 baud. Jalur lebar isyarat yang diduduki adalah lebih kurang 90Hz.

WSPR

WSPR ialah protokol yang direka khusus untuk menerima dan menghantar isyarat lemah. Ini adalah isyarat yang dihantar pada kelajuan hanya 1.4648 baud (ya, lebih daripada 1 bit sesaat). Penghantaran menggunakan modulasi frekuensi (4-FSK) dengan jarak frekuensi 1.4648Hz, jadi lebar jalur isyarat hanya 6Hz. Paket data yang dihantar mempunyai saiz 50 bit, bit pembetulan ralat juga ditambah kepadanya (kod konvolusi bukan rekursif, panjang kekangan K=32, kadar=1/2), menghasilkan jumlah saiz paket sebanyak 162 bit. 162bits ini dipindahkan dalam masa kira-kira 2 minit (sesiapa lagi akan mengadu tentang Internet yang perlahan? :).

Semua ini membolehkan anda menghantar data hampir di bawah paras hingar, dengan hasil yang hampir hebat - contohnya, isyarat 100 mW dari kaki mikropemproses, dengan bantuan antena gelung dalaman adalah mungkin untuk menghantar isyarat melebihi 1000 km.

WSPR berfungsi sepenuhnya secara automatik dan tidak memerlukan penyertaan operator. Ia cukup untuk membiarkan program berjalan, dan selepas beberapa lama anda boleh melihat log operasi. Data juga boleh dihantar ke tapak wsprnet.org, yang sesuai untuk menilai penghantaran atau kualiti antena - anda boleh menghantar isyarat dan segera melihat dalam talian di mana ia diterima.

Ngomong-ngomong, sesiapa sahaja boleh menyertai penerimaan WSPR, walaupun tanpa tanda panggilan radio amatur (ia tidak diperlukan untuk penerimaan) - hanya penerima dan program WSPR sudah cukup, dan semua ini boleh berfungsi secara autonomi pada Raspberry Pi (sudah tentu , anda memerlukan penerima sebenar untuk menghantar data daripada orang lain dalam talian -penerima tidak masuk akal). Sistem ini menarik dari sudut pandangan saintifik dan untuk eksperimen dengan peralatan dan antena. Malangnya, seperti yang dapat dilihat dari gambar di bawah, dari segi kepadatan stesen penerima, Rusia tidak jauh dari Sudan, Mesir atau Nigeria, jadi peserta baru sentiasa berguna - adalah mungkin untuk menjadi yang pertama, dan dengan satu penerima anda boleh "meliputi" kawasan seribu km.

Sangat menarik dan agak rumit ialah penghantaran WSPR pada frekuensi melebihi 1 GHz - kestabilan frekuensi penerima dan pemancar adalah kritikal di sini.

Di sinilah saya akan menyelesaikan semakan, walaupun, tentu saja, tidak semuanya disenaraikan, hanya yang paling popular.

Kesimpulan

Jika seseorang ingin mencuba tangan mereka juga, maka ia tidak begitu sukar. Untuk menerima isyarat, anda boleh menggunakan sama ada klasik (Tecsun PL-880, Sangean ATS909X, dll.) atau penerima SDR (SDRPlay RSP2, SDR Elad). Seterusnya, pasang sahaja program seperti yang ditunjukkan di atas, dan anda boleh mengkaji radio sendiri. Harga terbitan ialah $100-200 bergantung pada model penerima. Anda juga boleh menggunakan penerima dalam talian dan tidak membeli apa-apa sama sekali, walaupun ini masih tidak begitu menarik.

Bagi mereka yang ingin juga menghantar, mereka perlu membeli transceiver dengan antena dan mendapatkan lesen radio amatur. Harga transceiver adalah lebih kurang sama dengan harga iPhone, jadi ia agak berpatutan jika mahu. Anda juga perlu lulus peperiksaan mudah, dan dalam masa sebulan anda akan dapat bekerja sepenuhnya di udara. Sudah tentu, ini tidak mudah - anda perlu mengkaji jenis antena, menghasilkan kaedah pemasangan, dan memahami frekuensi dan jenis sinaran. Walaupun perkataan "harus" mungkin tidak sesuai di sini, kerana itulah sebabnya ia adalah hobi, sesuatu yang dilakukan untuk keseronokan dan bukan di bawah tekanan.

Ngomong-ngomong, sesiapa sahaja boleh mencuba komunikasi digital sekarang. Untuk melakukan ini, hanya pasang program MultiPSK, dan anda boleh berkomunikasi secara terus "melalui udara" melalui kad bunyi dan mikrofon dari satu komputer ke komputer lain menggunakan sebarang jenis komunikasi yang diminati.

Selamat mencuba semua. Mungkin salah seorang pembaca akan mencipta jenis komunikasi digital baharu, dan saya dengan senang hati akan memasukkan ulasannya dalam teks ini 😉

Sumber: www.habr.com