Xin chào Habr.
Trong phần đầu tiên của bài viết về điều đó người ta kể về các trạm dịch vụ trên sóng dài và sóng ngắn. Riêng biệt, điều đáng nói là các đài phát thanh nghiệp dư. Thứ nhất, điều này cũng thú vị, thứ hai, bất kỳ ai cũng có thể tham gia quá trình này, cả nhận và truyền.
Như trong các phần đầu tiên, điểm nhấn sẽ là “kỹ thuật số” và cách xử lý tín hiệu hoạt động. Chúng tôi cũng sẽ sử dụng bộ thu trực tuyến của Hà Lan để nhận và giải mã tín hiệu và chương trình MultiPSK.
Đối với những người quan tâm đến cách thức hoạt động của nó, phần tiếp theo đang bị cắt bỏ.
Sau khi người ta biết đến hơn 100 năm trước rằng có thể liên lạc với cả thế giới bằng sóng ngắn bằng cách sử dụng máy phát gồm hai chiếc đèn, không chỉ các tập đoàn mà cả những người đam mê cũng bắt đầu quan tâm đến quá trình này. Những năm đó nó trông như thế này ừm, đài phát thanh ham vẫn là một sở thích kỹ thuật khá thú vị. Chúng ta hãy thử tìm hiểu những loại hình liên lạc nào có sẵn cho những người nghiệp dư vô tuyến hiện đại.
Dải tần số
Sóng vô tuyến được các đài dịch vụ và phát sóng sử dụng rất tích cực, vì vậy những người phát thanh nghiệp dư được phân bổ các dải tần nhất định để không gây nhiễu sóng khác. Có khá nhiều dải tần như vậy, từ sóng cực dài 137 KHz cho đến sóng vi ba 1.3, 2.4, 5.6 hay 10 GHz (bạn có thể xem thêm chi tiết ). Nói chung là mọi người đều có thể lựa chọn, tùy theo sở thích và trang bị kỹ thuật.
Từ quan điểm dễ tiếp nhận, tần số dễ tiếp cận nhất là có bước sóng 80-20m:
- Dải tần 3,5 MHz (80 m): 3500-3800 kHz.
- Dải tần 7 MHz (40 m): 7000-7200 kHz.
- Dải tần 10 MHz (30 m): 10100-10140 kHz.
- Dải tần 14 MHz (20 m): 14000-14350 kHz.
Bạn có thể điều chỉnh chúng bằng cách sử dụng ở trên và từ máy cá nhân của bạn, nếu nó có thể nhận ở chế độ dải biên (LSB, USB, SSB).
Bây giờ mọi thứ đã sẵn sàng, hãy xem những gì có thể được chấp nhận ở đó.
Giao tiếp bằng giọng nói và mã Morse
Nếu nhìn vào toàn bộ băng tần vô tuyến nghiệp dư thông qua websdr, bạn có thể dễ dàng nhận thấy tín hiệu mã Morse. Nó thực tế không còn được sử dụng trong dịch vụ liên lạc vô tuyến nữa, nhưng một số người đam mê vô tuyến vẫn tích cực sử dụng nó.
Trước đây, để có được tín hiệu cuộc gọi, bạn thậm chí phải vượt qua kỳ thi nhận tín hiệu Morse, giờ đây điều này dường như chỉ dành cho hạng nhất, cao nhất (chúng khác nhau chủ yếu, chỉ ở công suất tối đa cho phép). Chúng tôi sẽ giải mã tín hiệu CW bằng CW Skimmer và Virtual Audio Card.
Những người phát thanh nghiệp dư, để giảm độ dài của tin nhắn, hãy sử dụng mã rút ngắn (), đặc biệt, đường CQ DE DF7FF có nghĩa là cuộc gọi chung tới tất cả các đài từ đài nghiệp dư DF7FF. Mỗi đài nghiệp dư có dấu hiệu cuộc gọi riêng, tiền tố của nó được hình thành từ , điều này khá thuận tiện vì Ngay lập tức biết được đài đang phát sóng từ đâu. Trong trường hợp của chúng tôi, ký hiệu cuộc gọi DF7FF thuộc về một đài phát thanh nghiệp dư đến từ Đức.
Đối với giao tiếp bằng giọng nói, không có khó khăn gì, những ai muốn có thể tự nghe trên websdr. Ngày xửa ngày xưa ở Liên Xô, không phải tất cả những người vô tuyến nghiệp dư đều có quyền thực hiện liên lạc vô tuyến với người nước ngoài; bây giờ không có hạn chế nào như vậy, phạm vi cũng như chất lượng liên lạc chỉ phụ thuộc vào chất lượng ăng-ten, thiết bị và sự kiên nhẫn của người dùng. nhà điều hành. Đối với những người quan tâm, bạn có thể đọc thêm trên các trang và diễn đàn radio nghiệp dư (cqham, qrz), nhưng chúng ta sẽ chuyển sang tín hiệu số.
Thật không may, đối với nhiều người nghiệp dư về radio, làm việc bằng kỹ thuật số chỉ đơn giản là kết nối card âm thanh máy tính với chương trình giải mã; rất ít người đi sâu vào sự phức tạp về cách thức hoạt động của nó. Thậm chí còn ít hơn nữa tiến hành các thí nghiệm của riêng họ về xử lý tín hiệu số và các loại hình truyền thông khác nhau. Mặc dù vậy, khá nhiều giao thức kỹ thuật số đã xuất hiện trong 10-15 năm qua, một số giao thức trong số đó rất thú vị để xem xét.
RTTY
Một loại giao tiếp khá cũ sử dụng điều chế tần số. Bản thân phương pháp này được gọi là FSK (Khóa dịch chuyển tần số) và bao gồm việc hình thành một chuỗi bit bằng cách thay đổi tần số truyền.
Dữ liệu được mã hóa bằng cách chuyển đổi nhanh chóng giữa hai tần số F0 và F1. Sự khác biệt dF = F1 - F0 được gọi là khoảng cách tần số và có thể bằng, ví dụ: 85, 170 hoặc 452 Hz. Tham số thứ hai là tốc độ truyền, cũng có thể khác nhau và chẳng hạn như 45, 50 hoặc 75 bit mỗi giây. Bởi vì Chúng ta có hai tần số, sau đó chúng ta cần quyết định tần số nào sẽ “trên” và tần số nào sẽ “thấp hơn”, thông số này thường được gọi là “đảo ngược”. Ba giá trị này (tốc độ, khoảng cách và độ đảo) xác định hoàn toàn các thông số truyền RTTY. Bạn có thể tìm thấy những cài đặt này trong hầu hết mọi chương trình giải mã và bằng cách chọn những thông số này thậm chí “bằng mắt”, bạn có thể giải mã hầu hết các tín hiệu này.
Ngày xưa, giao tiếp RTTY phổ biến hơn, nhưng bây giờ vào websdr, tôi không nghe thấy một tín hiệu nào nên rất khó để đưa ra ví dụ về giải mã. Những ai muốn có thể tự nghe trên tần số 7.045 hoặc 14.080 MHz; thông tin chi tiết hơn về teletype được viết trong bài viết.
PSK31/63
Một loại giao tiếp khác là điều chế pha, . Ở đây không phải tần số thay đổi mà là pha; trên biểu đồ nó trông giống như thế này:
Mã hóa bit của tín hiệu bao gồm thay đổi pha 180 độ và bản thân tín hiệu thực sự là sóng hình sin thuần túy - điều này cung cấp phạm vi truyền tốt với công suất truyền tối thiểu. Sự dịch pha rất khó nhìn thấy trong ảnh chụp màn hình; nó có thể được nhìn thấy nếu bạn phóng to và chồng mảnh này lên mảnh khác.
Bản thân việc mã hóa tương đối đơn giản - trong BPSK31, tín hiệu được truyền ở tốc độ 31.25 baud, sự thay đổi pha được mã hóa là “0”, không có sự thay đổi pha nào được mã hóa là “1”. Mã hóa ký tự có thể được tìm thấy trên Wikipedia.
Nhìn trực quan trên quang phổ, tín hiệu BPSK có thể nhìn thấy dưới dạng một đường hẹp và có thể nghe được bằng âm thanh khá thuần khiết (về nguyên tắc là như vậy). Bạn có thể nghe thấy tín hiệu BPSK, chẳng hạn như trên 7080 hoặc 14070 MHz và bạn có thể giải mã chúng trong MultiPSK.
Điều thú vị cần lưu ý là trong cả BPSK và RTTY, “độ sáng” của đường truyền có thể được sử dụng để đánh giá cường độ tín hiệu và chất lượng thu sóng - nếu một phần nào đó của tin nhắn biến mất thì sẽ có “rác” ở vị trí này của thông điệp, nhưng ý nghĩa tổng thể của thông điệp thường vẫn dễ hiểu như cũ. Người vận hành có thể chọn tín hiệu nào cần tập trung vào để giải mã nó. Bản thân việc tìm kiếm các tín hiệu mới và yếu từ các phóng viên ở xa khá thú vị, ngoài ra khi giao tiếp (như bạn có thể thấy trong hình trên), bạn có thể sử dụng văn bản miễn phí và thực hiện một cuộc đối thoại “trực tiếp”. Ngược lại, các giao thức sau được tự động hóa nhiều hơn, đòi hỏi ít hoặc không cần sự can thiệp của con người. Điều này tốt hay xấu là một câu hỏi triết học, nhưng chúng ta có thể nói chắc chắn rằng một phần tinh thần ham muốn đài phát thanh chắc chắn đã bị mất đi trong những chế độ như vậy.
FT8/FT4
Để giải mã các loại tín hiệu sau bạn cần cài đặt chương trình . Tín hiệu được truyền bằng cách sử dụng điều chế tần số 8 tần số với độ lệch chỉ 6.25 Hz, do đó tín hiệu chiếm băng thông chỉ 50 Hz. Dữ liệu trong FT8 được truyền theo từng “gói” kéo dài khoảng 14 giây nên việc đồng bộ chính xác thời gian của máy tính là khá quan trọng. Việc tiếp nhận gần như hoàn toàn tự động - chương trình giải mã tín hiệu cuộc gọi và cường độ tín hiệu.
Trong phiên bản mới của giao thức , xuất hiện gần đây vào ngày hôm trước, thời lượng gói giảm xuống còn 5 giây, điều chế 4 âm được sử dụng ở tốc độ truyền 23 baud. Băng thông tín hiệu chiếm dụng là khoảng 90Hz.
WSPR
WSPR là một giao thức được thiết kế đặc biệt để nhận và truyền tín hiệu yếu. Đây là tín hiệu được truyền ở tốc độ chỉ 1.4648 baud (vâng, chỉ hơn 1 bit mỗi giây). Đường truyền sử dụng phương pháp điều chế tần số (4-FSK) với khoảng cách tần số là 1.4648Hz nên băng thông tín hiệu chỉ ở mức 6Hz. Gói dữ liệu được truyền có kích thước 50 bit, các bit sửa lỗi cũng được thêm vào nó (mã chập không đệ quy, độ dài ràng buộc K=32, tốc độ=1/2), dẫn đến tổng kích thước gói là 162 bit. 162bit này được chuyển trong khoảng 2 phút (có ai phàn nàn về Internet chậm không? :).
Tất cả điều này cho phép bạn truyền dữ liệu hầu như dưới mức nhiễu, với kết quả gần như tuyệt vời - ví dụ: tín hiệu 100 mW từ chân bộ vi xử lý, với sự trợ giúp của ăng-ten vòng trong nhà, bạn có thể truyền tín hiệu trên 1000 km.
WSPR hoạt động hoàn toàn tự động và không yêu cầu sự tham gia của người vận hành. Chỉ cần để chương trình chạy là đủ và sau một thời gian, bạn có thể xem nhật ký hoạt động. Dữ liệu cũng có thể được gửi đến trang web , thuận tiện cho việc đánh giá đường truyền hoặc chất lượng của ăng-ten - bạn có thể truyền tín hiệu và xem ngay trực tuyến nơi nhận được tín hiệu.
Nhân tiện, bất kỳ ai cũng có thể tham gia thu sóng WSPR, ngay cả khi không có tín hiệu cuộc gọi vô tuyến nghiệp dư (không cần thiết để thu sóng) - chỉ cần một máy thu và chương trình WSPR là đủ, và tất cả những thứ này thậm chí có thể hoạt động tự động trên Raspberry Pi (tất nhiên , bạn cần một bộ thu thực sự để gửi dữ liệu từ những người khác trực tuyến - bộ thu không có ý nghĩa gì). Hệ thống này thú vị cả từ quan điểm khoa học lẫn cho các thí nghiệm với thiết bị và ăng-ten. Thật không may, như có thể thấy trong hình bên dưới, xét về mật độ trạm thu, Nga không xa Sudan, Ai Cập hay Nigeria, vì vậy những người tham gia mới luôn hữu ích - có thể là người đầu tiên và chỉ với một người nhận bạn có thể “bao phủ” diện tích hàng nghìn km.
Rất thú vị và khá phức tạp là truyền WSPR ở tần số trên 1 GHz - độ ổn định tần số của máy thu và máy phát là rất quan trọng ở đây.
Đây là nơi tôi sẽ kết thúc bài đánh giá, mặc dù tất nhiên không phải tất cả mọi thứ đều được liệt kê, chỉ có những thứ phổ biến nhất.
Kết luận
Nếu ai đó cũng muốn thử sức mình thì điều đó không khó lắm. Để nhận tín hiệu, bạn có thể sử dụng bộ thu cổ điển (Tecsun PL-880, Sangean ATS909X, v.v.) hoặc bộ thu SDR (SDRPlay RSP2, SDR Elad). Tiếp theo, chỉ cần cài đặt các chương trình như hình trên là bạn có thể tự nghiên cứu radio. Giá phát hành là 100-200 USD tùy thuộc vào kiểu máy thu. Bạn cũng có thể sử dụng máy thu trực tuyến và không mua bất cứ thứ gì, mặc dù điều này vẫn không quá thú vị.
Đối với những người muốn truyền tải, họ sẽ phải mua một bộ thu phát có ăng-ten và phải có giấy phép vô tuyến nghiệp dư. Giá của bộ thu phát xấp xỉ giá của một chiếc iPhone nên khá phải chăng nếu muốn. Bạn cũng sẽ cần phải vượt qua một bài kiểm tra đơn giản và trong khoảng một tháng, bạn sẽ có thể làm việc hoàn toàn trực tuyến. Tất nhiên, điều này không hề dễ dàng - bạn sẽ phải nghiên cứu các loại ăng-ten, đưa ra phương pháp lắp đặt và hiểu tần số cũng như loại bức xạ. Mặc dù từ “sẽ phải” có lẽ không phù hợp ở đây, bởi vì đó là lý do tại sao nó là một sở thích, một việc làm cho vui chứ không phải vì bị ép buộc.
Nhân tiện, bất kỳ ai cũng có thể thử liên lạc kỹ thuật số ngay bây giờ. Để thực hiện việc này, chỉ cần cài đặt chương trình MultiPSK và bạn có thể giao tiếp trực tiếp “qua mạng” thông qua card âm thanh và micrô từ máy tính này sang máy tính khác bằng bất kỳ loại giao tiếp nào mà bạn quan tâm.
Chúc mọi người thử nghiệm vui vẻ. Có thể một trong những độc giả sẽ tạo ra một loại hình giao tiếp kỹ thuật số mới và tôi sẽ vui lòng đưa đánh giá về nó vào văn bản này 😉
Nguồn: www.habr.com