Merhaba Habr.
Bununla ilgili makalenin ilk bölümünde uzun ve kısa dalgalardaki servis istasyonları anlatıldı. Ayrı olarak amatör radyo istasyonlarından bahsetmeye değer. Birincisi, bu da ilginç ve ikincisi, hem alan hem de ileten bu sürece herkes katılabilir.
İlk bölümlerde olduğu gibi bu bölümde de “dijital” ve sinyal işlemenin nasıl çalıştığı üzerinde durulacak. Ayrıca sinyalleri almak ve kodunu çözmek için Hollandalı bir çevrimiçi alıcı kullanacağız. ve MultiPSK programı.
Nasıl çalıştığını merak edenler için devamı kesim altında.
100 yılı aşkın bir süre önce, kelimenin tam anlamıyla iki lambalı bir verici kullanarak kısa dalgalar üzerinden tüm dünyayla iletişim kurmanın mümkün olduğu öğrenildikten sonra, sadece şirketler değil, meraklılar da bu sürece ilgi duymaya başladı. O yıllarda böyle görünüyordu Amatör radyo hala oldukça ilginç bir teknik hobi olmaya devam ediyor. Modern radyo amatörleri için ne tür iletişimlerin mevcut olduğunu anlamaya çalışalım.
Frekans aralıkları
Radyo yayın dalgaları servis ve yayın istasyonları tarafından çok aktif olarak kullanılmaktadır, bu nedenle radyo amatörlerine başkalarına müdahale etmemeleri için belirli frekans aralıkları tahsis edilmektedir. 137 KHz'deki ultra uzun dalgalardan 1.3, 2.4, 5.6 veya 10 GHz'deki mikrodalgalara kadar bu aralıkların oldukça fazlası vardır (daha fazla ayrıntı görebilirsiniz) ). Genel olarak ilgi alanlarına ve teknik donanıma göre herkes seçim yapabilir.
Alım kolaylığı açısından en erişilebilir frekanslar 80-20m dalga boylarındadır:
- 3,5 MHz aralığı (80 m): 3500-3800 kHz.
- 7 MHz aralığı (40 m): 7000-7200 kHz.
- 10 MHz aralığı (30 m): 10100-10140 kHz.
- 14 MHz aralığı (20 m): 14000-14350 kHz.
Yukarıdakileri kullanarak bunları ayarlayabilirsiniz ve yan bant modunda (LSB, USB, SSB) alabiliyorsa kişisel olanınızdan.
Artık her şey hazır olduğuna göre orada nelerin kabul edilebileceğini görelim.
Sesli iletişim ve Mors kodu
Amatör radyo bandının tamamına websdr üzerinden bakarsanız Mors kodu sinyallerini rahatlıkla görebilirsiniz. Pratik olarak artık radyo iletişimi hizmetinde kalmıyor, ancak bazı radyo meraklıları onu aktif olarak kullanıyor.
Daha önce, bir çağrı işareti elde etmek için, Mors sinyallerini alırken bir sınavı geçmeniz bile gerekiyordu, şimdi bu yalnızca ilk, en yüksek kategoriye bırakılmış gibi görünüyor (esas olarak yalnızca izin verilen maksimum güçte farklılık gösteriyorlar). CW Skimmer ve Sanal Ses Kartını kullanarak CW sinyallerinin kodunu çözeceğiz.
Radyo amatörleri, mesajın uzunluğunu azaltmak için kısaltılmış bir kod kullanın (), özellikle CQ DE DF7FF hattı, radyo amatör DF7FF'den tüm istasyonlara yapılan genel bir çağrı anlamına gelir. Her radyo amatörünün kendi çağrı işareti vardır ve bunun ön eki aşağıdakilerden oluşur: , bu oldukça kullanışlı çünkü İstasyonun nereden yayın yaptığı hemen anlaşılıyor. Bizim durumumuzda DF7FF çağrı işareti Almanya'dan bir radyo amatörüne ait.
Sesli iletişimde ise hiçbir sıkıntı yok, dileyenler websdr üzerinden kendi başlarına dinleyebilirler. Bir zamanlar SSCB'de, tüm radyo amatörlerinin yabancılarla radyo iletişimi yapma hakkı yoktu; şimdi böyle bir kısıtlama yok ve iletişimin menzili ve kalitesi yalnızca antenlerin, ekipmanın kalitesine ve personelin sabrına bağlı. Şebeke. İlgilenenler için amatör radyo sitelerinde ve forumlarda (cqham, qrz) daha fazlasını okuyabilirsiniz, ancak dijital sinyallere geçeceğiz.
Ne yazık ki, birçok radyo amatör için dijital olarak çalışmak, bir bilgisayarın ses kartını bir kod çözücü programına bağlamaktan ibarettir; çok az kişi bunun nasıl çalıştığının inceliklerini araştırır. Daha da azı dijital sinyal işleme ve farklı iletişim türleri ile ilgili kendi deneylerini yürütüyor. Buna rağmen son 10-15 yılda pek çok dijital protokol ortaya çıktı ve bunlardan bazılarını dikkate almak ilginç.
RTTY
Frekans modülasyonunu kullanan oldukça eski bir iletişim türü. Yöntemin kendisi FSK (Frekans Kaydırmalı Anahtarlama) olarak adlandırılır ve iletim frekansını değiştirerek bir bit dizisi oluşturmayı içerir.
Veriler, F0 ve F1 frekansları arasında hızla geçiş yapılarak kodlanır. dF = F1 - F0 farkına frekans aralığı denir ve örneğin 85, 170 veya 452 Hz'ye eşit olabilir. İkinci parametre, yine farklı olabilen ve örneğin saniyede 45, 50 veya 75 bit olabilen iletim hızıdır. Çünkü İki frekansımız var, hangisinin “üst” hangisinin “düşük” olacağına karar vermemiz gerekiyor, bu parametreye genellikle “inversiyon” denir. Bu üç değer (hız, aralık ve ters çevirme), RTTY iletiminin parametrelerini tamamen belirler. Bu ayarları hemen hemen her kod çözme programında bulabilirsiniz ve bu parametreleri "gözle" bile seçerek bu sinyallerin çoğunun kodunu çözebilirsiniz.
Bir zamanlar RTTY iletişimleri daha popülerdi ama şimdi websdr'ye gittiğimde tek bir sinyal duymuyordum, bu yüzden kod çözme örneği vermek zor. Dileyenler 7.045 veya 14.080 MHz'de kendi başlarına dinleyebilirler; teletip ile ilgili detaylı bilgi yazımızda yazılmıştır. makale.
PSK31/63
Diğer bir iletişim türü ise faz modülasyonudur. . Burada değişen frekans değil, fazdır; grafikte şöyle görünür:
Sinyalin bit kodlaması, fazın 180 derece değiştirilmesinden oluşur ve sinyalin kendisi aslında saf bir sinüs dalgasıdır; bu, minimum iletim gücüyle iyi bir iletim aralığı sağlar. Faz kaymasını ekran görüntüsünde görmek zordur; büyütüp bir parçayı diğerinin üzerine bindirirseniz görülebilir.
Kodlamanın kendisi nispeten basittir - BPSK31'de sinyaller 31.25 baud hızında iletilir, faz değişikliği "0" olarak kodlanır ve hiçbir faz değişikliği "1" olarak kodlanmaz. Karakter kodlamasını Wikipedia'da bulabilirsiniz.
BPSK sinyali spektrumda görsel olarak dar bir çizgi olarak görünür ve işitsel olarak oldukça saf bir ton olarak duyulur (prensipte öyledir). Örneğin 7080 veya 14070 MHz'de BPSK sinyallerini duyabilir ve bunların kodunu MultiPSK'de çözebilirsiniz.
Hem BPSK hem de RTTY'de hattın "parlaklığının" sinyalin gücünü ve alım kalitesini değerlendirmek için kullanılabileceğini belirtmek ilginçtir - eğer mesajın bir kısmı kaybolursa, o zaman "çöp" olacaktır. mesajın bu yerinde, ancak mesajın genel anlamı çoğu zaman aynı anlaşılır şekilde kalır. Operatör, kodunu çözmek için hangi sinyale odaklanacağını seçebilir. Uzak muhabirlerden yeni ve zayıf sinyaller aramak başlı başına oldukça ilginçtir; ayrıca iletişim kurarken (yukarıdaki resimde de görebileceğiniz gibi) serbest metni kullanabilir ve "canlı" bir diyalog yürütebilirsiniz. Buna karşılık, aşağıdaki protokoller çok daha otomatiktir ve çok az insan müdahalesi gerektirir veya hiç müdahale gerektirmez. Bunun iyi mi kötü mü olduğu felsefi bir soru ancak amatör radyo ruhunun bir kısmının bu tür modlarda kesinlikle kaybolduğunu kesinlikle söyleyebiliriz.
FT8 / FT4
Aşağıdaki sinyal türlerinin kodunu çözmek için programı yüklemeniz gerekir . Sinyaller Yalnızca 8 Hz'lik bir kaymayla 6.25 frekansın frekans modülasyonu kullanılarak iletilir, böylece sinyal yalnızca 50 Hz'lik bir bant genişliği kaplar. FT8'deki veriler yaklaşık 14 saniye süren "paketler" halinde aktarılır, bu nedenle bilgisayarın zamanının doğru senkronizasyonu oldukça önemlidir. Alım neredeyse tamamen otomatiktir - program çağrı işaretinin ve sinyal gücünün kodunu çözer.
Protokolün yeni versiyonunda Geçtiğimiz günlerde ortaya çıkan paket süresi 5 saniyeye düşürüldü, 4 baud iletim hızında 23 tonlu modülasyon kullanılıyor. İşgal edilen sinyal bant genişliği yaklaşık 90Hz'dir.
WSPR
WSPR, zayıf sinyalleri almak ve iletmek için özel olarak tasarlanmış bir protokoldür. Bu yalnızca 1.4648 baud hızında (evet, saniyede 1 bitin biraz üzerinde) iletilen bir sinyaldir. İletim, 4Hz frekans aralığına sahip frekans modülasyonunu (1.4648-FSK) kullanır, dolayısıyla sinyal bant genişliği yalnızca 6Hz'dir. İletilen veri paketinin boyutu 50 bittir, buna hata düzeltme bitleri de eklenir (yinelemeli olmayan evrişimli kod, kısıtlama uzunluğu K=32, oran=1/2), sonuçta toplam paket boyutu 162 bit olur. Bu 162 bitler yaklaşık 2 dakika içinde aktarılır (başka kimse internetin yavaşlığından şikayet edecek mi? :).
Tüm bunlar, neredeyse fantastik sonuçlarla verileri neredeyse gürültü seviyesinin altında aktarmanıza olanak tanır - örneğin, bir mikroişlemci ayağından gelen 100 mW'lık bir sinyal, bir iç mekan döngü anteni yardımıyla 1000 km'nin üzerinde bir sinyal iletmek mümkün oldu.
WSPR tamamen otomatik olarak çalışır ve operatörün katılımını gerektirmez. Programı çalışır durumda bırakmak yeterlidir ve bir süre sonra işlem günlüğünü görebilirsiniz. Veriler siteye de gönderilebilir Bir antenin iletimini veya kalitesini değerlendirmek için uygun olan bir sinyal iletebilir ve çevrimiçi olarak nereden alındığını hemen görebilirsiniz.
Bu arada, amatör radyo çağrı işareti olmasa bile herkes WSPR alımına katılabilir (alım için gerekli değildir) - yalnızca bir alıcı ve WSPR programı yeterlidir ve tüm bunlar Raspberry Pi üzerinde bağımsız olarak bile çalışabilir (tabii ki) Başkalarından çevrimiçi olarak veri göndermek için gerçek bir alıcıya ihtiyacınız var; alıcıların hiçbir anlamı yok). Sistem hem bilimsel açıdan hem de ekipman ve antenlerle yapılan deneyler açısından ilgi çekicidir. Ne yazık ki aşağıdaki resimden de görülebileceği gibi alıcı istasyonların yoğunluğu açısından Rusya Sudan, Mısır veya Nijerya'dan uzak değil, bu nedenle yeni katılımcılar her zaman faydalıdır - ilk olmak ve tek alıcıyla olmak mümkündür bin km'lik bir alanı “kaplayabilirsiniz”.
1 GHz'in üzerindeki frekanslarda WSPR iletimi çok ilginç ve oldukça karmaşıktır - burada alıcının ve vericinin frekans kararlılığı kritik öneme sahiptir.
İncelemeyi burada bitireceğim, ancak elbette her şey listelenmiyor, yalnızca en popüler olanlar listeleniyor.
Sonuç
Birisi de elini denemek isterse, o zaman bu o kadar da zor değil. Sinyalleri almak için klasik (Tecsun PL-880, Sangean ATS909X, vb.) veya bir SDR alıcısı (SDRPlay RSP2, SDR Elad) kullanabilirsiniz. Daha sonra, yukarıda gösterildiği gibi programları kurmanız yeterlidir; radyoyu kendiniz inceleyebilirsiniz. Çıkış fiyatı alıcı modeline bağlı olarak 100-200$'dır. Ayrıca çevrimiçi alıcıları kullanabilir ve hiçbir şey satın almayabilirsiniz, ancak bu hala o kadar ilginç değildir.
Ayrıca iletim yapmak isteyenlerin antenli bir alıcı-verici satın almaları ve amatör radyo lisansı almaları gerekecek. Alıcı-vericinin fiyatı yaklaşık olarak iPhone fiyatıyla aynı olduğundan istenirse oldukça uygun fiyatlıdır. Ayrıca basit bir sınavı geçmeniz gerekecek ve yaklaşık bir ay içinde tamamen yayında çalışabileceksiniz. Elbette bu kolay değil - anten türlerini incelemeniz, bir kurulum yöntemi bulmanız, frekansları ve radyasyon türlerini anlamanız gerekecek. Her ne kadar "zorunda kalacak" kelimesi burada muhtemelen uygunsuz olsa da, çünkü bu bir hobidir, baskı altında değil, eğlence için yapılan bir şeydir.
Bu arada, herkes şu anda dijital iletişimi deneyebilir. Bunu yapmak için MultiPSK programını kurmanız yeterlidir; ilgilendiğiniz herhangi bir iletişim türünü kullanarak bir ses kartı ve mikrofon aracılığıyla bir bilgisayardan diğerine doğrudan "kablosuz" iletişim kurabilirsiniz.
Herkese mutlu deneyler. Belki okuyuculardan biri yeni bir dijital iletişim türü yaratır, ben de onun incelemesine bu yazıda yer vermekten mutluluk duyarım 😉
Kaynak: habr.com