Hola Habr
En la primera parte del artículo sobre lo que
se escucha en el aire, se habló sobre las estaciones de servicio en olas largas y cortas. También deberíamos hablar sobre las estaciones de radioaficionados. En primer lugar, también es interesante, y en segundo lugar, cualquiera puede unirse a este proceso, tanto para recepción como para transmisión.
Como en las primeras partes, el énfasis estará en el "número" y en cómo se organiza el procesamiento de la señal. También utilizaremos el receptor
web en línea holandés
websdr y el programa MultiPSK para recibir y decodificar señales.
Para aquellos que estén interesados en cómo funciona esto, continuó bajo el corte.
Después de que se supo hace más de 100 años que en ondas cortas es posible comunicarse con todo el mundo utilizando un transmisor de literalmente dos lámparas, no solo corporaciones, sino también entusiastas interesados en el proceso. En esos años, se parecía a algo así, y hasta ahora la radioafición sigue siendo un pasatiempo técnico interesante. Qué tipos de conexiones están disponibles para los jamones modernos, intentemos resolverlo.
Rangos de frecuencia
La radio es utilizada de manera muy activa por las estaciones de servicio y radiodifusión, por lo que ciertos rangos de frecuencia se asignan a los radioaficionados para que no interfieran con otros. Hay muchos de estos rangos, desde ondas súper largas a 137 KHz hasta microondas a 1.3, 2.4, 5.6 o 10 GHz (puede encontrar más detalles
aquí ). En general, todos pueden elegir, dependiendo de sus intereses y equipo técnico.
Desde el punto de vista de la facilidad de recepción, las más asequibles son las frecuencias con longitudes de onda de 80-20 m:
- Alcance 3.5 MHz (80 m): 3500-3800 kHz.
- Alcance 7 MHz (40 m): 7000-7200 kHz.
- Alcance 10 MHz (30 m): 10100-10140 kHz.
- Alcance 14 MHz (20 m): 14000-14350 kHz.
Puede sintonizarlos utilizando el
receptor en línea mencionado
anteriormente , o desde su
receptor personal si puede recibir en el modo de banda lateral (LSB, USB, SSB).
Ahora que todo está listo, veamos qué se puede aceptar allí.
Voz y Código Morse
Si mira a través de websdr en toda la gama de radioaficionados, es fácil ver las señales de código Morse. En la comunicación oficial por radio, ella casi no se quedó, pero algunos entusiastas de la radioaficionados la están usando bastante activamente.
Anteriormente, para obtener el indicativo de llamada, incluso era necesario aprobar un examen para recibir señales de Morse, ahora parece que solo se deja para la primera categoría más alta (difieren principalmente en la potencia máxima permitida). Decodificaremos señales CW usando CW Skimmer y Virtual Audio Card.
Para reducir la longitud del mensaje, los operadores de radioaficionados utilizan un código abreviado (código
Q ), en particular, la línea CQ DE DF7FF significa una llamada general a todas las estaciones del radioaficionado DF7FF. Cada radioaficionado tiene su propio distintivo de llamada, cuyo prefijo se genera a partir
del código del país , esto es bastante conveniente ya que está claro de inmediato dónde está transmitiendo la estación. En nuestro caso, el distintivo de llamada DF7FF pertenece a una radioafición de Alemania.
En cuanto a la comunicación de voz, no hay dificultades con ella, todos pueden escuchar por su cuenta en websdr. En algún momento en los días de la URSS, no todos los radioaficionados tenían derecho a realizar comunicaciones de radio con extranjeros, ahora no existen tales restricciones, y el alcance y la calidad de la comunicación depende solo de la calidad de las antenas, el equipo y la paciencia del operador. Para aquellos que estén interesados, pueden leer más en los sitios y foros de radioaficionados (cqham, qrz), pero pasaremos a las señales digitales.
Desafortunadamente, para muchos entusiastas de la radioafición, la operación "digital" es simplemente una combinación de la tarjeta de sonido de una computadora con un programa decodificador; pocas personas profundizan en las complejidades de cómo funciona esto. Incluso menos realizan sus propios experimentos con el procesamiento de señales digitales y diferentes tipos de comunicación. A pesar de esto, muchos protocolos digitales han aparecido en los últimos 10-15 años, algunos de los cuales son interesantes de considerar.
RTTY
Una forma de comunicación bastante antigua que utiliza modulación de frecuencia. El método en sí se llama FSK (frecuencia de desplazamiento de frecuencia) y consiste en la formación de una secuencia de bits cambiando la frecuencia de transmisión.
Los datos se codifican cambiando rápidamente entre las dos frecuencias F0 y F1. La diferencia dF = F1 - F0 se denomina espaciado de frecuencia y puede ser, por ejemplo, 85, 170 o 452 Hz. El segundo parámetro es la velocidad de transmisión, que también puede ser diferente, y puede ser, por ejemplo, 45, 50 o 75 bits por segundo. Porque Como tenemos dos frecuencias, debemos decidir cuál será “superior”, cuál “inferior”, este parámetro generalmente se denomina “inversión”. Estos tres valores (velocidad, espacio e inversión) determinan completamente los parámetros de la transmisión RTTY. En casi cualquier programa de decodificación, puede encontrar estas configuraciones, e incluso eligiendo estos parámetros "a simple vista", puede decodificar la mayoría de estas señales.
En la
primera parte del artículo se escribieron más detalles sobre el teletipo y las señales de este tipo.
PSK31 / 63
Otro tipo de comunicación es la modulación de fase,
Phase Shift Keying . No es la frecuencia la que cambia aquí, sino la fase, en el gráfico se ve así:
La codificación de bits de la señal consiste en cambiar la fase en 180 grados, y la señal en sí misma es realmente un seno puro: esto proporciona un buen rango de transmisión con una potencia de transmisión mínima. Es difícil ver el cambio de fase en la captura de pantalla; se puede notar si aumenta y superpone un fragmento sobre otro.
La codificación en sí es relativamente simple: en BPSK31 las señales se transmiten a una velocidad de 31,25 baudios, el cambio de fase codifica "0", la ausencia del cambio de fase "1". La codificación de caracteres se puede ver en Wikipedia.
Visualmente en el espectro, la señal BPSK es visible como una línea estrecha, y se escucha en el oído como un tono bastante puro (que básicamente es). Puede escuchar señales BPSK, por ejemplo, a 7080 o 14070 MHz, puede decodificarlas en MultiPSK.
Es interesante observar que tanto en BPSK como en RTTY puede juzgar la intensidad de la señal y la calidad de recepción por el "brillo" de la línea: si desaparece alguna parte del mensaje, entonces habrá "basura" en este lugar del mensaje, pero el significado general del mensaje a menudo sigue siendo el mismo. comprensible El propio operador puede elegir qué señal desea decodificar. La búsqueda de señales nuevas y débiles de corresponsales distantes es bastante interesante en sí misma; también, al comunicarse (como puede ver en la imagen de arriba), puede usar texto arbitrario y llevar a cabo un diálogo "en vivo". En contraste, los siguientes protocolos son mucho más automatizados y requieren poca intervención humana. Para bien o para mal, la pregunta es filosófica, pero definitivamente se puede decir que una parte del espíritu de la radioafición en tales modos se pierde definitivamente.
FT8 / FT4
Para decodificar el siguiente tipo de señal, debe instalar el programa
WSJT .
Las señales
FT8 se transmiten utilizando la modulación de frecuencia de 8 frecuencias con un desplazamiento de solo 6.25 Hz, de modo que la señal ocupa una banda de solo 50 Hz. Los datos en FT8 se transmiten en "paquetes" con una duración de aproximadamente 14 segundos, por lo que la sincronización exacta del tiempo de la computadora es bastante relevante. La recepción está casi completamente automatizada: el programa decodifica el indicativo, la intensidad de la señal.
En la nueva versión del protocolo
FT4 , que apareció recientemente el otro día, la duración del paquete se reduce a 5 s, la modulación de 4 tonos se usa a una velocidad en baudios. El ancho de banda de la señal es de aproximadamente 90Hz.
Wspr
WSPR es un protocolo diseñado específicamente para recibir y transmitir señales débiles. Esta es una señal transmitida a una velocidad de solo 1.4648 baudios (sí, solo un poco más de 1 bit por segundo). Para la transmisión, la modulación de frecuencia (4-FSK) se utiliza con un espaciado de frecuencia de 1,4648 Hz, de modo que el ancho de banda de la señal es de solo 6 Hz. El paquete de datos transmitido tiene un tamaño de 50 bits, también se le agregan bits de corrección de errores (código convolucional no recursivo, longitud de restricción K = 32, velocidad = 1/2), como resultado, el tamaño total del paquete es de 162 bits. Estos 162 bits se transmiten en aproximadamente 2 minutos (¿alguien más se quejará de la lentitud de Internet? :).
Todo esto le permite transferir datos virtualmente más bajos que el nivel de ruido, con resultados casi fantásticos: por ejemplo, una señal de 100 mW desde un tramo de microprocesador, usando una antena de bucle de sala, fue posible transmitir una señal por 1000 km.
WSPR funciona de forma completamente automática y no requiere intervención del operador. Es suficiente dejar que el programa funcione, y después de un tiempo puede ver el registro de trabajo. Los datos también se pueden enviar a
wsprnet.org , que es conveniente para evaluar la transmisión o la calidad de la antena: puede transmitir la señal y luego ver en línea dónde se recibió. También es conveniente usar el programa para probar antenas de recepción: puede dejar el receptor, por ejemplo, por un día, y ver cuántas señales se han recibido, su potencia y dirección.
Por cierto, cualquiera puede unirse a la recepción de WSPR, incluso sin un distintivo de llamada aficionado (no es necesario recibirlo): un receptor y un programa de WSPR son suficientes, y todo esto incluso puede funcionar de forma autónoma en la Raspberry Pi (por supuesto, necesita un receptor real para enviar datos de extraños en línea -receptores no tienen sentido). El sistema es interesante tanto desde un punto de vista científico como para experimentos con equipos y antenas. Desafortunadamente, como se puede ver en la imagen a continuación, en términos de la densidad de las estaciones receptoras, Rusia se ha ido no lejos de Sudán, Egipto o Nigeria, por lo que los nuevos participantes siempre son útiles: existe la oportunidad de ser el primero y puede "cubrir" un territorio de mil kilómetros con un receptor.
Muy interesante y bastante complicada es la transmisión de WSPR a frecuencias superiores a 1 GHz: la estabilidad de la frecuencia del receptor y el transmisor es crítica aquí.
Con esto finalizaré la revisión, aunque, por supuesto, no todos están enumerados, solo los más populares. Existen muchos otros estándares, tanto digitales como analógicos:
Olivia ,
Hellschriber ,
SSTV ,
JT65 , etc.
Conclusión
Si alguien también quería probar suerte, entonces esto no es tan difícil. Para recibir señales, puede usar el clásico (Tecsun PL-880, Sangean ATS909X, etc.) o el receptor SDR (SDRPlay RSP2, SDR Elad). Además, es suficiente instalar los programas, como se muestra arriba, y puede estudiar la transmisión de radio usted mismo. El precio de emisión es de $ 100-200 dependiendo del modelo del receptor. También puede usar receptores en línea y no comprar nada, aunque todavía no es tan interesante.
Para aquellos que quieran trabajar también en la transmisión, deberán comprar un transceptor con una antena y emitir una licencia de radioaficionado. El precio del transceptor es aproximadamente igual al precio de un iPhone, por lo que, si lo desea, es bastante asequible. También deberá aprobar un examen simple, y después de aproximadamente un mes podrá trabajar completamente en el aire. Por supuesto, esto no es fácil: debe estudiar los tipos de antenas, encontrar una forma de instalar, manejar las frecuencias y los tipos de radiación. Aunque la palabra "tendrá" probablemente sea inapropiada aquí, porque es un pasatiempo que se hace por interés y no por la fuerza.
Por cierto, cualquiera puede probar las comunicaciones digitales ahora mismo. Para hacer esto, es suficiente instalar el programa MultiPSK, y a través de una tarjeta de sonido y un micrófono, puede comunicarse directamente "por aire" de una computadora a otra con cualquier tipo de comunicación de interés.
Todos los experimentos exitosos. Tal vez uno de los lectores creará una nueva forma digital de comunicación, y con mucho gusto incluiré su reseña en este texto;)