Habari Habr!
Hivi sasa, hakuna viwango vingi vya mawasiliano ambavyo, kwa upande mmoja, vinatamani na kuvutia, kwa upande mwingine, maelezo yao hayachukua kurasa 500 katika muundo wa PDF. Mojawapo ya mawimbi kama hayo ambayo ni rahisi kusimbua ni mawimbi ya VHF Omni-directional Radio Beacon (VOR) inayotumiwa katika urambazaji hewa.
VOR Beacon (c) wikimedia.org
Kwanza, swali kwa wasomaji: jinsi ya kuzalisha ishara ili mwelekeo uweze kuamua kwa kutumia antenna ya kupokea omnidirectional? Jibu ni chini ya kata.
Mkuu wa habari
System (VOR) imetumika kwa urambazaji wa anga tangu miaka ya 50 ya karne iliyopita, na ina viashiria vya redio vya masafa mafupi kiasi (km 100-200), vinavyofanya kazi katika masafa ya masafa ya VHF 108-117 MHz. Sasa, katika enzi ya gigahertz, jina la masafa ya juu sana kuhusiana na masafa kama haya linasikika ya kuchekesha na yenyewe inazungumza juu yake. umri kiwango hiki, lakini kwa njia, beacons bado inafanya kazi , inayofanya kazi katika safu ya kati ya wimbi 400-900 kHz.
Kuweka antenna ya mwelekeo kwenye ndege ni ngumu ya kimuundo, kwa hivyo shida iliibuka ya jinsi ya kusimba habari kuhusu mwelekeo wa beacon kwenye ishara yenyewe. Kanuni ya operesheni "kwenye vidole" inaweza kuelezewa kama ifuatavyo. Hebu fikiria kuwa tunayo beacon ya kawaida ambayo hutuma boriti nyembamba ya mwanga wa kijani, taa ambayo inazunguka mara 1 kwa dakika. Kwa wazi, mara moja kwa dakika tutaona mwangaza wa mwanga, lakini flash moja kama hiyo haina habari nyingi. Hebu tuongeze ya pili kwenye beacon zisizo za mwelekeo taa nyekundu inayowaka wakati mwangaza wa taa "unapita" mwelekeo kuelekea kaskazini. Kwa sababu kipindi cha kuwaka na kuratibu za beacon hujulikana; kwa kuhesabu kuchelewesha kati ya taa nyekundu na kijani, unaweza kujua azimuth kaskazini. Ni rahisi. Inabakia kufanya kitu kimoja, lakini kwa kutumia redio. Hili lilitatuliwa kwa kubadilisha awamu. Ishara mbili hutumiwa kwa maambukizi: awamu ya kwanza ni mara kwa mara (rejea), awamu ya pili (variable) inabadilika kwa njia ngumu kulingana na mwelekeo wa mionzi - kila angle ina mabadiliko yake ya awamu. Kwa hivyo, kila mpokeaji atapokea ishara na mabadiliko yake ya awamu ya "mwenyewe", sawia na azimuth kwa beacon. Teknolojia ya "modulation ya anga" inafanywa kwa kutumia antenna maalum (Alford Loop, angalia KDPV) na urekebishaji maalum, badala ya gumu. Ambayo kwa kweli ndio mada ya nakala hii.
Hebu tufikirie kuwa tunayo mwangaza wa kawaida wa urithi, unaofanya kazi tangu miaka ya 50, na kutuma mawimbi katika urekebishaji wa kawaida wa AM katika msimbo wa Morse. Pengine, mara moja, navigator alisikiliza ishara hizi kwenye vipokea sauti vya masikioni na akaweka alama maelekezo kwa rula na dira kwenye ramani. Tunataka kuongeza kazi mpya kwa ishara, lakini kwa njia ambayo sio "kuvunja" utangamano na zile za zamani. Mada hiyo inajulikana, hakuna jipya ... Ilifanyika kama ifuatavyo - sauti ya chini ya 30 Hz iliongezwa kwa ishara ya AM, ikifanya kazi ya ishara ya awamu ya kumbukumbu, na sehemu ya juu-frequency, iliyosimbwa na mzunguko. urekebishaji kwa mzunguko wa 9.96 KHz, kusambaza ishara ya awamu ya kutofautiana. Kwa kuchagua ishara mbili na kulinganisha awamu, tunapata angle inayotaka kutoka digrii 0 hadi 360, ambayo ni azimuth inayotakiwa. Wakati huo huo, yote haya hayataingilia kati na kusikiliza beacon "kwa njia ya kawaida" na inabakia sambamba na wapokeaji wa zamani wa AM.
Wacha tuondoke kwenye nadharia kwenda kwa mazoezi. Hebu tuzindue kipokeaji cha SDR, chagua urekebishaji wa AM na kipimo data cha KHz 12. Masafa ya beakoni ya VOR yanaweza kupatikana kwa urahisi mtandaoni. Kwenye wigo, ishara inaonekana kama hii:
Katika kesi hii, ishara ya beacon hupitishwa kwa mzunguko wa 113.950 MHz. Katikati unaweza kuona mstari wa urekebishaji wa amplitude unaotambulika kwa urahisi na ishara za msimbo wa Morse (.- - ... ambayo ina maana ya AMS, Amsterdam, Schiphol Airport). Karibu na umbali wa 9.6 KHz kutoka kwa carrier, vilele viwili vinaonekana, kusambaza ishara ya pili.
Wacha turekodi ishara katika WAV (sio MP3 - ukandamizaji uliopotea "utaua" muundo mzima wa ishara) na uifungue kwenye Redio ya GNU.
Kusimbua
Hatua ya 1. Wacha tufungue faili na ishara iliyorekodiwa na tutumie kichujio cha kupitisha chini ili kupata ishara ya kwanza ya kumbukumbu. Grafu ya Redio ya GNU imeonyeshwa kwenye mchoro.
Matokeo: mawimbi ya masafa ya chini katika 30 Hz.
Hatua ya 2: simbua ishara ya awamu inayobadilika. Kama ilivyoelezwa hapo juu, iko katika mzunguko wa 9.96 KHz, tunahitaji kuisogeza hadi kwa masafa ya sifuri na kuilisha kwa kiboreshaji cha FM.
Grafu ya Redio ya GNU:
Hiyo ndiyo yote, shida imetatuliwa. Tunaona ishara mbili, tofauti ya awamu ambayo inaonyesha angle kutoka kwa mpokeaji hadi kwenye beacon ya VOR:
Ishara ni kelele kabisa, na uchujaji wa ziada unaweza kuhitajika ili hatimaye kuhesabu tofauti ya awamu, lakini natumaini kanuni ni wazi. Kwa wale ambao wamesahau jinsi tofauti ya awamu imedhamiriwa, picha kutoka :
Kwa bahati nzuri, sio lazima ufanye haya yote kwa mikono: tayari iko katika Python, ikitengeneza ishara za VOR kutoka faili za WAV. Kwa kweli, masomo yake yalinitia moyo kusoma mada hii.
Wale wanaovutiwa wanaweza kuendesha programu kwenye koni na kupata pembe iliyokamilishwa kwa digrii kutoka kwa faili iliyorekodiwa tayari:
Mashabiki wa usafiri wa anga wanaweza kutengeneza kipokezi chao cha kubebeka kwa kutumia RTL-SDR na Raspberry Pi. Kwa njia, kwenye ndege "halisi" kiashiria hiki kinaonekana kama hii:
Picha Β©
Hitimisho
Ishara kama hizo "kutoka karne iliyopita" hakika zinavutia kwa uchambuzi. Kwanza, ni rahisi sana, DRM ya kisasa au, haswa, GSM, haiwezekani tena kuamua "kwenye vidole vyako". Wako wazi kwa kukubalika na hawana funguo au cryptography. Pili, labda katika siku zijazo watakuwa historia na kubadilishwa na urambazaji wa satelaiti na mifumo ya kisasa zaidi ya dijiti. Tatu, kusoma viwango kama hivyo hukuruhusu kujifunza maelezo ya kuvutia ya kiufundi na kihistoria ya jinsi shida zilitatuliwa kwa kutumia mizunguko mingine na msingi wa vifaa vya karne iliyopita. Kwa hivyo wamiliki wa vipokeaji wanaweza kushauriwa kupokea ishara kama hizo wakati bado wanafanya kazi.
Kama kawaida, majaribio ya furaha kila mtu.
Chanzo: mapenzi.com