你能在广播中听到什么？ 业余无线电

你好哈布尔。

在文章的第一部分中 在广播中听到什么 有人告诉我们有长波和短波的服务站。 另外，值得一提的是业余无线电台。 首先，这也很有趣，其次，任何人都可以加入这个过程，无论是接收还是发送。

与第一部分一样，重点将放在“数字”以及信号处理的工作原理上。 我们还将使用荷兰在线接收器来接收和解码信号 网络sdr 和 MultiPSK 程序。

对于那些对其工作原理感兴趣的人来说，续集已被削减。

100 多年前，人们知道可以使用两盏灯的发射器通过短波与全世界进行通信后，不仅是企业，而且爱好者也对这一过程产生了兴趣。 那些年它是这样的 这样嗯，业余无线电仍然是一项相当有趣的技术爱好。 让我们尝试找出现代无线电业余爱好者可以使用哪些类型的通信。

频段

无线电波被服务和广播电台非常活跃地使用，因此业余无线电爱好者被分配了一定的频率范围，这样他们就不会干扰其他人。 这些范围相当多，从 137 KHz 的超长波到 1.3、2.4、5.6 或 10 GHz 的微波（您可以查看更多详细信息） 这里）。 一般来说，大家可以根据兴趣和技术装备来选择。

从易于接收的角度来看，最容易接收到的频率是波长80-20m：
- 3,5 MHz 范围 (80 m)：3500-3800 kHz。
- 7 MHz 范围 (40 m)：7000-7200 kHz。
- 10 MHz 范围 (30 m)：10100-10140 kHz。
- 14 MHz 范围 (20 m)：14000-14350 kHz。
您可以使用上述内容收听它们 在线接收器，以及您个人的，如果它可以以边带模式（LSB、USB、SSB）接收。

现在一切都准备好了，让我们看看那里可以接受什么。

语音通信和摩尔斯电码

如果你通过websdr查看整个业余无线电频段，你可以很容易地看到莫尔斯电码信号。 它实际上已不再用于无线电通信，但一些无线电爱好者积极使用它。


以前，为了获得呼号，甚至必须通过接收莫尔斯信号的考试，现在这似乎只剩下第一类、最高类了（它们主要不同，仅在最大允许功率上）。 我们将使用 CW Skimmer 和虚拟声卡解码 CW 信号。

无线电爱好者，为了减少消息的长度，使用缩短的代码（Q码），特别是线路 CQ DE DF7FF 表示业余无线电爱好者 DF7FF 对所有电台的通用呼叫。 每个业余无线电爱好者都有自己的呼号，其前缀由 国家代码，这非常方便，因为电台的广播来源一目了然。 在我们的例子中，呼号 DF7FF 属于一位来自德国的业余无线电爱好者。

至于语音通讯，没有什么困难，愿意的可以在websdr上自行收听。 曾几何时，在苏联时期，并不是所有的无线电爱好者都有权与外国人进行无线电通信；现在没有这样的限制，通信的范围和质量只取决于天线、设备的质量和无线电爱好者的耐心。操作员。 对于那些感兴趣的人，您可以在业余无线电网站和论坛（cqham、qrz）上阅读更多内容，但我们将继续讨论数字信号。

不幸的是，对于许多无线电爱好者来说，数字工作只是将计算机声卡连接到解码器程序；很少有人深入研究其工作原理的复杂性。 自己进行数字信号处理和不同类型通信实验的人就更少了。 尽管如此，在过去 10-15 年里还是出现了相当多的数字协议，其中一些协议值得考虑。

RTTY

一种使用频率调制的相当古老的通信类型。 该方法本身称为 FSK（频移键控），包括通过改变传输频率形成比特序列。

通过在两个频率 F0 和 F1 之间快速切换来对数据进行编码。 差值 dF = F1 - F0 称为频率间隔，例如可以等于 85、170 或 452 Hz。 第二个参数是传输速度，其也可以不同，例如可以是每秒45、50或75位。 因为我们有两个频率，那么我们需要决定哪个频率“较高”，哪个频率“较低”，这个参数通常称为“反转”。 这三个值（速度、间距和反转）完全决定了RTTY传输的参数。 您几乎可以在任何解码程序中找到这些设置，甚至通过“肉眼”选择这些参数，您可以解码大部分信号。

曾几何时，RTTY通讯比较流行，但是现在，当我去websdr时，我没有听到任何信号，所以很难给出解码的例子。 那些愿意的人可以在 7.045 或 14.080 MHz 上自行收听；有关电传打字机的更多详细信息已写在 第一部分 文章。

PSK31/63

另一种类型的通信是相位调制， 相移键控。 这里改变的不是频率，而是相位；在图表上看起来像这样：


信号的位编码包括将相位改变 180 度，信号本身实际上是纯正弦波 - 这以最小的发射功率提供了良好的传输范围。 在屏幕截图中很难看到相移；如果将一个片段放大并叠加在另一片段上，就可以看到相移。


编码本身相对简单——在BPSK31中，信号以31.25波特的速度传输，相位变化编码为“0”，无相位变化编码为“1”。 字符编码可以在维基百科上找到。

在频谱上，BPSK 信号在视觉上表现为一条窄线，在听觉上则表现为相当纯净的音调（原则上确实如此）。 例如，您可以在 7080 或 14070 MHz 上听到 BPSK 信号，并且可以在 MultiPSK 中对其进行解码。

有趣的是，在 BPSK 和 RTTY 中，线路的“亮度”都可以用来判断信号的强度和接收质量——如果消息的某些部分消失，那么就会出现“垃圾”在消息的这个地方，但消息的整体含义通常保持相同的可理解性。 操作员可以选择关注哪个信号以对其进行解码。 搜索来自遥远通讯员的新的微弱信号本身就非常有趣；而且在交流时（如上图所示），您可以使用自由文本并进行“实时”对话。 相比之下，以下协议自动化程度更高，几乎不需要或不需要人工干预。 这是好还是坏是一个哲学问题，但我们可以肯定地说，业余无线电精神的某些部分肯定在这种模式中丢失了。

FT8/FT4

要解码以下类型的信号，您需要安装该程序 华尔街日报。 信号 FT8 信号采用8个频率的调频传输，频移仅为6.25 Hz，因此信号占用的带宽仅为50 Hz。 FT8中的数据以“数据包”形式传输，持续时间约为14秒，因此计算机时间的精确同步非常重要。 接收几乎完全自动化 - 程序解码呼号和信号强度。

在新版本的协议中 FT4前几天出现的，数据包持续时间减少到5秒，采用4音调制，传输速度为23波特。 占用的信号带宽约为90Hz。

WSPR

WSPR 是专门为接收和传输弱信号而设计的协议。 该信号的传输速度仅为 1.4648 波特（是的，每秒仅超过 1 位）。 传输采用频率调制（4-FSK），频率间隔为1.4648Hz，因此信号带宽仅为6Hz。 传输的数据包大小为50位，还添加了纠错位（非递归卷积码，约束长度K=32，速率=1/2），最终数据包大小为162位。 这些 162 位传输大约需要 2 分钟（还有人会抱怨网速慢吗？:)。

所有这些使您能够在几乎低于噪声水平的情况下传输数据，并获得几乎令人惊叹的结果 - 例如，来自微处理器腿的 100 mW 信号，在室内环形天线的帮助下，可以将信号传输超过 1000 公里。

WSPR 完全自动工作，不需要操作员参与。 让程序继续运行就足够了，一段时间后你可以看到操作日志。 数据也可以发送到站点 wsprnet.org，这对于评估天线的传输或质量很方便 - 您可以传输信号并立即在线查看信号的接收位置。

顺便说一句，任何人都可以加入 WSPR 接收，即使没有业余无线电呼号（接收不需要） - 只需一个接收器和 WSPR 程序就足够了，所有这些甚至可以在 Raspberry Pi 上自主工作（当然，您需要一个真正的接收器才能从其他在线接收器发送数据 - 接收器没有意义）。 从科学的角度以及设备和天线的实验来看，该系统都很有趣。 不幸的是，从下图可以看出，就接收站的密度而言，俄罗斯距离苏丹、埃及或尼日利亚并不远，所以新的参与者总是有用的——有可能成为第一个，并且只有一个接收器你可以“覆盖”一千平方公里的区域。

非常有趣且相当复杂的是 1 GHz 以上频率的 WSPR 传输 - 接收器和发射器的频率稳定性在这里至关重要。

这是我将完成评论的地方，当然，并不是列出所有内容，只列出最受欢迎的内容。

结论

如果有人也想尝试一下，那就没那么难了。 要接收信号，您可以使用经典接收器（Tecsun PL-880、Sangean ATS909X 等）或 SDR 接收器（SDRPlay RSP2、SDR Elad）。 接下来只要安装如上图所示的程序，你就可以自己研究收音机了。 发行价为100-200美元，具体取决于接收器型号。 您也可以使用在线接收器而不购买任何东西，尽管这仍然不是那么有趣。

对于那些还想进行发射的人来说，他们必须购买带有天线的收发器并获得业余无线电许可证。 该收发器的价格与 iPhone 的价格大致相同，因此如果需要的话，它是相当实惠的。 您还需要通过一个简单的考试，大约一个月后您就可以完全在广播中工作。 当然，这并不容易 - 您必须研究天线的类型，提出安装方法，并了解辐射的频率和类型。 尽管“必须”这个词在这里可能不合适，因为这就是为什么它是一种爱好，是为了好玩而不是在胁迫下做的事情。

顺便说一句，现在任何人都可以尝试数字通信。 为此，只需安装 MultiPSK 程序，您就可以使用任何感兴趣的通信类型，通过声卡和麦克风从一台计算机与另一台计算机直接“无线”通信。

大家实验愉快。 也许其中一位读者会创建一种新的数字通信类型，我很乐意在本文中包含其评论😉

来源： habr.com