Hej Habr.
I den första delen av artikeln handlar det om det berÀttades om tjÀnstestationer pÄ lÄnga och korta vÄgor. Det Àr vÀrt att berÀtta sÀrskilt om radioliebhaberstationer. För det första Àr det ocksÄ intressant, och för det andra kan vem som helst delta i denna process, bÄde i mottagning och sÀndning.
Som i de första delarna kommer fokus att ligga pÄ "digitalt" och pÄ hur signalbehandling fungerar. För mottagning och avkodning av signaler kommer vi ocksÄ att anvÀnda den nederlÀndska online-mottagaren och programmet MultiPSK.
För dem som Àr intresserade av hur det hÀr fungerar, fortsÀttningen finns under katt.
Efter att det för mer Àn 100 Är sedan blev kÀnt att man pÄ kortvÄgor kan kommunicera med hela vÀrlden, med en sÀndare bestÄende av bokstavligen tvÄ rör, blev processen inte bara intressant för företag utan Àven för entusiaster. PÄ den tiden sÄg det ut , och tills idag förblir ham radio ett ganska intressant tekniskt hobby. Vilka typer av kommunikation som moderna radioliebhaber har tillgÄng till, ska vi försöka klura ut.
FrekvensomrÄden
Radiofrekvenser anvÀnds mycket aktivt av tjÀnstestationer och sÀndare, sÄ radioliebhaber har tildelats vissa frekvensomrÄden för att de inte ska störa andra. Det finns ganska mÄnga av dessa omrÄden, frÄn superlÄnga vÄgor vid 137 kHz till mikrovÄgor vid 1,3, 2,4, 5,6 eller 10 GHz (mer information kan hittas ). I allmÀnhet kan alla vÀlja beroende pÄ intressen och teknisk utrustning.
UtifrÄn mottagningsenkelhet Àr de mest tillgÀngliga frekvenserna med vÄglÀngder pÄ 80-20 m:
â OmrĂ„de 3,5 MHz (80 m): 3500-3800 kHz.
â OmrĂ„de 7 MHz (40 m): 7000-7200 kHz.
â OmrĂ„de 10 MHz (30 m): 10100-10140 kHz.
â OmrĂ„de 14 MHz (20 m): 14000-14350 kHz.
Man kan stÀlla in dessa bÄde med hjÀlp av den ovan nÀmnda , samt med sin egen, om den kan ta emot i sidoband (LSB, USB, SSB).
Nu nÀr allt Àr klart, lÄt oss se vad vi kan ta emot.
Röstkommunikation och Morsealfabetet
Om man tittar genom websdr pÄ hela amatörradiobandet Àr det lÀtt att se signaler frÄn Morsealfabetet. Inom tjÀnsteradiokommunikation anvÀnds den praktiskt taget inte lÀngre, men vissa radioliebhaber-entusiaster anvÀnder den fortfarande.
Tidigare krÀvdes det till och med att man skulle klara ett prov pÄ Morse-signalering för att fÄ sitt anropssignal, men nu verkar det endast kvarstÄ för den första, högsta kategorin (de skiljer sig i huvudsak bara Ät genom den maximala tillÄtna effekten). Vi kommer att avkoda CW-signaler med hjÀlp av CW Skimmer och Virtual Audio Card.
Radioliebhavare anvÀnder en förkortad kod (), i synnerhet betyder raden CQ DE DF7FF ett allmÀnt anrop till alla stationer frÄn radioliebhavaren DF7FF. Varje radioliebhavares anropssignal har ett prefix som skapas av , vilket Àr ganska praktiskt eftersom det genast blir tydligt varifrÄn stationen sÀnder. I vÄrt fall tillhör anropssignalen DF7FF en radioliebhavare frÄn Tyskland.
NÀr det gÀller röstkommunikation finns det inga svÄrigheter, de som önskar kan sjÀlva lyssna via websdr. En gÄng i tiden under Sovjetunionens tid hade inte alla radioliebhavare rÀtt att ha radiokontakter med utlÀnningar, nu finns det inga sÄdana begrÀnsningar, och rÀckvidd och kvalitet pÄ kommunikationen beror endast pÄ antennens kvalitet, utrustningen och operatörens tÄlamod. För dem som Àr intresserade kan man lÀsa mer om det pÄ radioliebhavares webbplatser och forum (cqham, qrz), vi gÄr vidare till digitala signaler.
TyvĂ€rr Ă€r "digitalt" arbete för mĂ„nga radioliebhavare bara en anslutning mellan datorns ljudkort och dekodningsprogrammet, fĂ„ gĂ„r in pĂ„ detaljerna om hur det fungerar. Ănnu fĂ€rre gör egna experiment med digital signalbehandling och olika typer av kommunikation. Trots detta har det under de senaste 10-15 Ă„ren dykt upp en hel del digitala protokoll, nĂ„gra av dem Ă€r intressanta att betrakta.
RTTY
Ăr en ganska gammal typ av kommunikation som anvĂ€nder frekvensmodulering. Metoden kallas FSK (Frequency Shift Keying) och gĂ„r ut pĂ„ att bilda en sekvens av bitar genom att Ă€ndra överföringsfrekvensen.
Data kodas genom snabb vĂ€xling mellan tvĂ„ frekvenser F0 och F1. Skillnaden dF = F1 â F0 kallas frekvensspridning och kan vara till exempel 85, 170 eller 452 Hz. Den andra parametern Ă€r överföringshastighet, som ocksĂ„ kan variera, till exempel 45, 50 eller 75 bitar per sekund. Eftersom vi har tvĂ„ frekvenser mĂ„ste vi avgöra vilken som ska vara "övre" och vilken som ska vara "nedre"; denna parameter kallas vanligtvis "inversion". Dessa tre vĂ€rden (hastighet, spridning och inversion) definierar helt RTTY-transmissionsparametrarna. I praktiskt taget alla dekoderingsprogram kan dessa instĂ€llningar hittas, och genom att justera dessa parametrar till och med "för ögat" kan man dekoda de flesta sĂ„dana signaler.
Tidigare var kommunikationen i RTTY mer populÀr, men nu, nÀr jag gick in pÄ websdr, hörde jag ingen signal, sÄ det Àr svÄrt att ge ett exempel pÄ dekodning. De som Àr intresserade kan lyssna sjÀlva pÄ 7.045 eller 14.080 MHz; mer detaljer om teletype har skrivits i artiklar.
PSK31/63
En annan typ av kommunikation â fasmodulering, . HĂ€r Ă€ndras inte frekvensen, utan fasen, vilket pĂ„ grafen ser ut ungefĂ€r sĂ„ hĂ€r:
Bitkodning av signalen bestĂ„r i att Ă€ndra fasen med 180 grader, och sjĂ€lva signalen representerar i sjĂ€lva verket en ren sinus â detta ger en bra rĂ€ckvidd för överföringen med minimal överförd effekt. Fasen Ă€r svĂ„r att se pĂ„ en skĂ€rmdump, men man kan mĂ€rka den om man förstorar och överlagrar en del av signalen ovanpĂ„ en annan.
SjĂ€lva kodningen Ă€r relativt enkel â i BPSK31 överförs signaler med en hastighet av 31,25 baud; fasĂ€ndring kodar "0", och avsaknaden av fasĂ€ndring kodar "1". Symbolkodningen kan ses pĂ„ Wikipedia.
Visuellt syns BPSK-signalen pÄ spektrumet som en smal linje, och ljudet hörs som en ganska ren ton (vilket den i grunden Àr). Man kan höra BPSK-signaler, till exempel, pÄ 7080 eller 14070 MHz.
Det Ă€r intressant att notera att bĂ„de i BPSK och RTTY kan man bedöma signalstyrkan och kvaliteten pĂ„ mottagningen utifrĂ„n "ljusstyrkan" pĂ„ linjen â om en del av meddelandet försvinner, sĂ„ kommer det att finnas "skrĂ€p" pĂ„ den platsen i meddelandet, men den allmĂ€nna meningen med meddelandet förblir ofta förstĂ„elig. Operatören kan sjĂ€lv vĂ€lja vilken signal att fokusera pĂ„ för att dekoda den. Att söka efter nya och svaga signaler frĂ„n avlĂ€gsna korrespondenter Ă€r ganska intressant i sig. Till skillnad frĂ„n detta Ă€r de följande protokollen mycket mer automatiserade och krĂ€ver praktiskt taget ingen mĂ€nsklig inblandning. Om detta Ă€r bra eller dĂ„ligt Ă€r en filosofisk frĂ„ga, men man kan definitivt sĂ€ga att en del av ham radio-andan definitivt gĂ„r förlorad i sĂ„dana lĂ€gen.
FT8/FT4
För att dekoda den följande typen av signaler mĂ„ste man installera programmet . Signaler överförs med hjĂ€lp av frekvensmodulering med 8 frekvenser som har en förskjutning pĂ„ endast 6.25 kHz, sĂ„ att signalen upptar ett band pĂ„ bara 50 kHz. Data i FT8 överförs i "paket" som varar i cirka 14 sekunder, sĂ„ exakt tidsynkronisering av datorn Ă€r ganska relevant. Mottagningen Ă€r nĂ€stan helt automatiserad â programmet dekodar anropssignalen och signalstyrkan.
I den nya versionen av protokollet , som nyligen har lanserats, har paketets varaktighet minskats till 5 sekunder, 4-toners modulering anvÀnds med en överföringshastighet pÄ 23 baud. Bredden pÄ den upptagna signalbandbredden Àr cirka 90 kHz.
WSPR
WSPR Àr ett protokoll som Àr speciellt inriktat pÄ mottagning och överföring av svaga signaler. Detta Àr en signal som överförs med en hastighet av endast 1.4648 baud (ja, bara lite mer Àn 1 bit per sekund). För överföringen anvÀnds frekvensmodulering (4-FSK) med en frekvensavvikelse pÄ 1.4648 Hz, sÄ bandbredden för signalen Àr endast 6 Hz. Det överförda datapaketet har en storlek pÄ 50 bitar, och ytterligare felkorrigeringsbitar (non-recursive convolutional code, constraint length K=32, rate=1/2) lÀggs till, vilket gör den totala storleken pÄ paketet 162 bitar. Dessa 162 bitar överförs pÄ cirka 2 minuter (nÄgon som fortfarande klagar pÄ lÄngsam internet?:).
Allt detta gör det möjligt att överföra data faktiskt under brusnivĂ„n med nĂ€stan fantastiska resultat â till exempel har en signal pĂ„ 100 mW frĂ„n en mikrokontroller, med hjĂ€lp av en inomhusramantenn, lyckats överföra signalen pĂ„ 1000 km.
WSPR fungerar helt automatiskt och krĂ€ver ingen operatörsdelaktighet. Det rĂ€cker med att lĂ„ta programmet arbeta, och efter en tid kan man titta pĂ„ loggen. Data kan ocksĂ„ skickas till webbplatsen , vilket Ă€r praktiskt för att bedöma signalens kvalitet eller antennens prestanda â man kan överföra en signal och direkt se online var den togs emot.
För övrigt kan vem som helst delta i WSPR-mottagning, Ă€ven utan en amatörradioprefix (det behövs inte för mottagning) â det rĂ€cker med en mottagare och WSPR-programmet, och allt detta kan till och med fungera autonomt pĂ„ en Raspberry Pi. Systemet Ă€r intressant bĂ„de ur vetenskaplig synvinkel och för experiment med utrustning och antenner. TyvĂ€rr ligger Ryssland i nĂ€rheten av Sudan, Egypten eller Nigeria vad gĂ€ller tĂ€theten av mottagningsstationer, sĂ„ nya deltagare Ă€r alltid vĂ€lkomna â det finns möjlighet att vara först, och med en mottagare kan man "tĂ€cka" ett omrĂ„de pĂ„ tusen km.
Ăverföring av WSPR pĂ„ frekvenser över 1 GHz Ă€r mycket intressant och ganska komplicerat â stabiliteten hos mottagaren och sĂ€ndaren Ă€r hĂ€r ganska kritisk.
Jag avslutar hÀr översikten, Àven om det som nÀmnts givetvis inte Àr allt, bara det mest populÀra.
Slutsats
Om nÄgon vill prova sina krafter sÄ Àr det inte sÄ svÄrt. För att ta emot signaler kan man anvÀnda antingen en klassisk mottagare (Tecsun PL-880, Sangean ATS909X osv.), eller en SDR-mottagare (SDRPlay RSP2, SDR Elad). DÀrefter rÀcker det med att installera programmen som visades ovan, sÄ kan man sjÀlv utforska radiofrekvenser. Kostnaden ligger pÄ 100-200 $ beroende pÄ modellen av mottagaren. Man kan ocksÄ anvÀnda online-mottagare och överhuvudtaget inte köpa nÄgot, Àven om det inte Àr lika intressant.
För dem som vill arbeta med sĂ€ndning behöver man köpa en transceiver med antenn och ansöka om en amatörradiolicens. Kostnaden för en transceiver Ă€r ungefĂ€r densamma som för en iPhone, sĂ„ om man vill Ă€r det ganska överkomligt. Man mĂ„ste ocksĂ„ klara ett enkelt prov, och redan efter cirka en mĂ„nad kan man arbeta fullt ut pĂ„ frekvensen. SjĂ€lvklart Ă€r det inte enkelt â man mĂ„ste studera olika typer av antenner, tĂ€nka ut hur man ska installera dem, och förstĂ„ sig pĂ„ frekvenser och sĂ€ndningsformer. Ăven om ordet "mĂ„ste" kanske inte passar hĂ€r, eftersom det handlar om ett intresse som görs för nöjes skull och inte av tvĂ„ng.
Ănskar alla lyckade experiment. Kanske nĂ„gon av lĂ€sarna skapar en ny digital kommunikationsform, och jag ser fram emot att inkludera en översyn av den i den hĂ€r texten đ
KĂ€lla: habr.com
