Penemuan arah sinyal radio. Bagaimana cara kerjanya?

Pada bagian sebelumnya , kami mempertimbangkan kemungkinan menerima sinyal osilator lokal dari penerima radio yang berfungsi. Sekarang mari kita pertimbangkan pertanyaan yang lebih umum - bagaimana sinyal radio umumnya terdeteksi? Dengan akurasi apa?



Apa yang benar dan apa itu mitos, mari kita coba mencari tahu.

Catatan: Saya tidak memiliki akses ke pencari arah nyata untuk tes nyata. Semua informasi ditemukan di sumber terbuka.

Prinsip penemuan arah gelombang radio

Antena terarah

Yang paling mungkin, jelas, dan secara historis pertama kali muncul, adalah cara menemukan sinyal arah menggunakan antena directional. Itu digunakan khususnya selama Uni Soviet untuk kompetisi menemukan arah olahraga, yang disebut "berburu rubah." Sampul majalah Radio pada waktu itu menunjukkan betapa kasarnya tampilannya:



Kita sekarang lebih tertarik bukan pada olahraga, tetapi sisi teknis dari masalah tersebut. Seperti dapat dilihat dari foto, penerima berisi 2 antena: satu loop, yang lainnya pin. Sinyal rangkaian dari antena digabungkan sehingga diperoleh pola radiasi dalam bentuk cardioid (diagram dari situs unradio.ru):



, , «» . , . .

, «-3», , . , .

Dengan antena directional, semuanya lebih atau kurang jelas, juga jelas bahwa mereka perlu diputar setidaknya, atau untuk pergi dengan mereka, yang tentu saja tidak nyaman. Yang jauh lebih menarik adalah metode fase, yang memungkinkan Anda menangkap sinyal menggunakan antena tetap.


(Antena pencari arah RPc3000i, foto dari irga.sut.ru/sp.html )

Ada beberapa subset metode fase yang berbeda; misalnya, pertimbangkan prinsip pencari arah kuasi-Doppler. Bayangkan sinyal datang dari arah tertentu dan antena berputar di bidang horizontal.



Jelas, karena efek Doppler, ketika antena bergerak ke arah sumber, frekuensi akan lebih tinggi, di arah yang berlawanan, masing-masing lebih rendah. Dengan menganalisis fluktuasi frekuensi maksimum dan minimum, Anda dapat dengan mudah menentukan arahnya. Tentu saja, dalam kehidupan nyata tidak ada yang memutar antena - array antena stasioner digunakan (kira-kira seperti dalam foto), sinyal beralih dari yang dilakukan oleh switching elektronik. Dengan membandingkan fase sinyal, Anda dapat menentukan arah ke sumber radiasi.

Omong-omong, perangkat tersebut juga dapat digunakan oleh amatir radio, misalnya, untuk "berburu rubah" yang sama. Dengan $ 400, Anda dapat membeli Kit Pencari Arah Doppler yang sudah jadi:



Ada skema yang lebih sederhana.mengandung tidak lebih dari 20 bagian. Mereka menggunakan stasiun radio yang sudah jadi sebagai penerima, dan hanya modul untuk mengganti antena yang harus dilengkapi.

Namun, kembali ke pencari arah stasioner. Mungkin pertanyaan utama yang menarik minat pengguna adalah keakuratan dan rentang frekuensi penemuan arah. Sebagai contoh, kita dapat mempertimbangkan ARK-SP Stationary Direction Finder, deskripsi yang tersedia di situs web bnti.ru:
- Rentang frekuensi operasi: 20 - 3000 MHz
- Sensitivitas medan dalam kisaran 20-1000 MHz: tidak lebih dari 12 μV / m
- Akurasi instrumental (RMS), tidak lebih dari: 2 ° (20-1000 MHz)
- Durasi minimum dari sinyal pencarian arah , sekali dengan pita pemrosesan 5 MHz: 30 ms
- Perekaman terus-menerus sinyal radio dalam pita: hingga 24 MHz, laju aliran data untuk perekaman berkelanjutan sinyal radio dalam pita 24 MHz: 102,4 MB / s

Dari uraian ini, sejumlah fakta berguna dapat disorot:
- Kisaran frekuensi operasi meluas hingga 3 GHz, yang mencakup hampir semua hal kemungkinan sumber sinyal.
- Sinyal yang sangat singkat benar-benar cukup untuk sebuah bantalan.
- Bandwidth maksimum dari sinyal yang direkam adalah 24 MHz, ini disebabkan oleh frekuensi pengambilan sampel maksimum dari ADC yang tersedia. Uraian di situs tanggal kembali ke 2012, mengingat beberapa kemajuan, kita dapat mengasumsikan bahwa ADC pada 60 atau bahkan pada 100 MHz sekarang tersedia. Tapi itu lebih tidak mungkin, dan kita pasti bisa mengatakan bahwa seluruh siaran radiotidak ada yang menulis, terlalu rumit dan mahal. Dengan demikian, penemuan arah "retrospektif" sinyal dengan merekam secara praktis tidak mungkin, kecuali sinyal secara tidak sengaja memasuki rekaman.
- Akurasi yang dinyatakan tidak lebih dari 2 °, yang di satu sisi sangat bagus, di sisi lain, jelas tidak cukup untuk mencari dengan akurasi "ke apartemen." Selain itu, sebagai berikut dari prinsip operasi, pada bidang vertikal sinyal tidak menemukan arah sama sekali, sehingga tidak mungkin untuk mengetahui ketinggian sumber (atau lantai).

Berbicara tentang keakuratan, di situs yang sama Anda dapat menemukan tangkapan layar Radio Explorer di mana akurasi pencari arah RPS3000i terlihat:



Pada jarak berapa mungkin untuk mendeteksi sinyal radio? Cukup jauh, karena antena arah finder biasanya dipasang di bangunan tertinggi di kota. Di situs ess.ru berhasil menemukanSebuah artikel yang diterbitkan pada 2006 yang memperlihatkan tabel berikut (penemuan arah radio 5-W):


Seperti yang Anda lihat, jangkauan maksimumnya adalah 27 km.

Sedangkan untuk pencari arah mobil, deskripsi mereka (termasuk foto pemasangan dan pemasangan, serta stasiun kerja operator) dapat ditemukan dalam artikel yang sama .

Kesimpulan

Saya berharap bahwa beberapa mitos tentang penemuan arah telah dihilangkan, beberapa dikonfirmasi. Semua data untuk artikel ini diambil dari sumber terbuka, 5-10 tahun yang lalu. Sesuatu mungkin ditingkatkan, tetapi jelas bukan atas perintah besarnya, dan hukum fisika di bidang ini tampaknya tidak berubah selama 10 tahun.

Saya ingin mencatat hal lain. Terlepas dari kenyataan bahwa teknologi modern tidak memungkinkan menemukan penyusup dengan akurat ke apartemen, kamar dan lantai, sedetik setelah menekan tombol PTT, Anda tidak boleh menipu diri sendiri. Seperti yang ditunjukkan oleh latihan, mereka masih menangkap pelanggar jahat, ini hanya masalah waktu.