Hai, Habr.
Pada bagian pertama artikel tentang apa
yang terdengar di udara, diceritakan tentang stasiun layanan pada gelombang panjang dan pendek. Kita juga harus bicara tentang stasiun radio amatir. Pertama, ini juga menarik, dan kedua, siapa pun dapat bergabung dengan proses ini, baik untuk penerimaan maupun pengiriman.
Seperti pada bagian pertama, penekanannya akan pada "angka" dan pada bagaimana pemrosesan sinyal diatur. Kami juga akan menggunakan
websdr penerima online Belanda dan program MultiPSK untuk menerima dan mendekode sinyal.
Bagi yang tertarik dengan cara kerjanya, lanjutkan di bawah cut.
Setelah diketahui lebih dari 100 tahun yang lalu bahwa adalah mungkin untuk berkomunikasi dengan seluruh dunia melalui gelombang pendek menggunakan pemancar dua lampu secara harfiah, tidak hanya perusahaan, tetapi juga para penggemar menjadi tertarik dengan proses tersebut. Pada tahun-tahun itu, kelihatannya seperti ini, dan sampai sekarang ham radio tetap menjadi hobi teknis yang menarik. Jenis koneksi apa yang tersedia untuk ham modern, mari kita coba cari tahu.
Rentang frekuensi
Radio sangat aktif digunakan oleh stasiun layanan dan penyiaran, sehingga rentang frekuensi tertentu dialokasikan untuk amatir radio sehingga tidak mengganggu orang lain. Ada banyak rentang ini, dari gelombang super-panjang di 137KHz ke microwave di 1,3, 2,4, 5,6 atau 10 GHz (rincian lebih lanjut dapat ditemukan di
sini ). Secara umum, semua orang dapat memilih, tergantung pada minat dan peralatan teknis mereka.
Dari sudut pandang kemudahan penerimaan, frekuensi yang paling terjangkau adalah dengan panjang gelombang 80-20m:
- Rentang 3,5 MHz (80 m): 3500-3800 kHz.
- Rentang 7 MHz (40 m): 7000-7200 kHz.
- Rentang 10 MHz (30 m): 10100-10140 kHz.
- Rentang 14 MHz (20 m): 14000-14350 kHz.
Anda dapat menyetel ke mereka menggunakan
penerima online yang disebutkan di atas, atau dari
penerima pribadi Anda jika dapat menerima dalam mode sideband (LSB, USB, SSB).
Sekarang semuanya sudah siap, mari kita lihat apa yang bisa diterima di sana.
Kode Suara dan Morse
Jika Anda melihat melalui websdr di seluruh rentang radio amatir, mudah untuk melihat sinyal kode Morse. Dalam komunikasi radio resmi, ia hampir tidak tetap, tetapi beberapa penggemar radio amatir cukup aktif menggunakannya.
Sebelumnya, untuk mendapatkan callsign, Anda bahkan harus lulus ujian untuk menerima sinyal Morse, sekarang ini sepertinya hanya dibiarkan untuk kategori pertama dan tertinggi (mereka berbeda terutama hanya dalam daya maksimum yang diijinkan). Kami akan mendekode sinyal CW menggunakan CW Skimmer dan Virtual Audio Card.
Untuk mengurangi panjang pesan, operator radio ham menggunakan kode singkat (kode
-Q ), khususnya, saluran CQ DE DF7FF berarti panggilan umum ke semua stasiun dari amatir radio DF7FF. Setiap radio amatir memiliki tanda panggilan sendiri, awalan yang dihasilkan dari
kode negara , ini cukup nyaman karena segera menghapus dari mana stasiun siaran. Dalam kasus kami, tanda panggilan DF7FF milik ham radio dari Jerman.
Adapun komunikasi suara, tidak ada kesulitan dengan itu, semua orang dapat mendengarkannya sendiri di websdr. Suatu saat di masa Uni Soviet, tidak semua amatir radio memiliki hak untuk melakukan komunikasi radio dengan orang asing, sekarang tidak ada batasan seperti itu, dan jangkauan dan kualitas komunikasi hanya tergantung pada kualitas antena, peralatan, dan kesabaran operator. Bagi mereka yang tertarik, Anda dapat membaca lebih lanjut di situs dan forum radio amatir (cqham, qrz), tetapi kami akan beralih ke sinyal digital.
Sayangnya, bagi banyak penggemar radio ham, operasi "digital" hanyalah kombinasi kartu suara komputer dengan program dekoder, beberapa orang mempelajari seluk-beluk cara kerjanya. Bahkan lebih sedikit melakukan percobaan sendiri dengan pemrosesan sinyal digital dan berbagai jenis komunikasi. Meskipun demikian, banyak protokol digital telah muncul selama 10-15 tahun terakhir, beberapa di antaranya menarik untuk dipertimbangkan.
RTTY
Bentuk komunikasi yang cukup lama menggunakan modulasi frekuensi. Metode itu sendiri disebut FSK (Frequency Shift Keying) dan terdiri dalam pembentukan urutan bit dengan mengubah frekuensi transmisi.
Data dikodekan dengan beralih cepat antara dua frekuensi F0 dan F1. Perbedaan dF = F1 - F0 disebut dengan spacing frekuensi, dan mungkin, misalnya, 85, 170, atau 452 Hz. Parameter kedua adalah kecepatan transmisi, yang juga bisa berbeda, dan dapat, misalnya, 45, 50 atau 75 bit per detik. Karena Karena kita memiliki dua frekuensi, kita perlu memutuskan mana yang akan "atas", yang "lebih rendah", parameter ini biasanya disebut "inversi". Ketiga nilai ini (kecepatan, jarak, dan inversi) sepenuhnya menentukan parameter transmisi RTTY. Di hampir semua program pengodean ulang, Anda dapat menemukan pengaturan ini, dan bahkan memilih parameter ini "dengan mata", Anda dapat mendekode sebagian besar sinyal ini.
Rincian lebih lanjut tentang teletype dan sinyal jenis ini ditulis di bagian
pertama artikel.
PSK31 / 63
Jenis komunikasi lainnya adalah modulasi fase,
Phase Shift Keying . Bukan frekuensi yang berubah di sini, tetapi fase, pada grafik terlihat seperti ini:
Pengodean bit dari sinyal terdiri dalam mengubah fase sebesar 180 derajat, dan sinyal itu sendiri sebenarnya adalah sinus murni - ini memberikan jangkauan transmisi yang baik dengan daya transmisi minimal. Sulit untuk melihat pergeseran fase pada tangkapan layar, dapat diperhatikan jika Anda menambah dan menempatkan satu fragmen ke yang lain.
Pengkodean itu sendiri relatif sederhana - dalam BPSK31 sinyal-sinyal ditransmisikan pada laju 31,25 baud, perubahan fase mengkodekan “0”, tidak adanya perubahan fase “1”. Pengkodean karakter dapat dilihat di Wikipedia.
Secara visual pada spektrum, sinyal BPSK terlihat sebagai garis sempit, dan didengar oleh telinga sebagai nada yang cukup murni (yang pada dasarnya adalah). Anda dapat mendengar sinyal BPSK, misalnya, pada 7080 atau 14070 MHz, Anda dapat mendekodekannya di MultiPSK.
Sangat menarik untuk dicatat bahwa di BPSK dan RTTY Anda dapat menilai kekuatan sinyal dan kualitas penerimaan dengan "kecerahan" garis - jika beberapa bagian dari pesan menghilang, maka akan ada "sampah" di tempat pesan ini, tetapi makna umum dari pesan tersebut sering tetap sama. bisa dimengerti. Operator sendiri dapat memilih sinyal mana yang akan didekodekan. Pencarian sinyal baru dan lemah dari koresponden yang jauh cukup menarik, juga, ketika berkomunikasi (seperti yang Anda lihat pada gambar di atas), Anda dapat menggunakan teks arbitrer dan melakukan dialog "langsung". Sebaliknya, protokol berikut jauh lebih otomatis, dan membutuhkan sedikit intervensi manusia. Baik atau buruk, pertanyaannya adalah filosofis, tetapi dapat dikatakan bahwa beberapa bagian dari semangat radio ham dalam mode seperti itu pasti hilang.
FT8 / FT4
Untuk mendekode jenis sinyal selanjutnya, Anda perlu menginstal program
WSJT . Sinyal
FT8 ditransmisikan menggunakan modulasi frekuensi 8 frekuensi dengan pergeseran hanya 6,25 Hz, sehingga sinyal menempati pita hanya 50 Hz. Data dalam FT8 ditransmisikan dalam "paket" dengan durasi sekitar 14 detik, sehingga sinkronisasi waktu komputer yang tepat sangat relevan. Penerimaan hampir sepenuhnya otomatis - program menerjemahkan panggilan, kekuatan sinyal.
Dalam versi baru protokol
FT4 , yang baru-baru ini muncul beberapa hari yang lalu, durasi paket dikurangi menjadi 5 detik, modulasi 4-nada digunakan pada kecepatan baud. Bandwidth sinyal sekitar 90Hz.
Wspr
WSPR adalah protokol yang dirancang khusus untuk menerima dan mengirimkan sinyal lemah. Ini adalah sinyal yang dikirimkan dengan kecepatan hanya 1,4648 baud (ya, hanya sedikit lebih dari 1 bit per detik). Untuk transmisi, modulasi frekuensi (4-FSK) digunakan dengan jarak frekuensi 1,4648 Hz, sehingga bandwidth sinyal hanya 6 Hz. Paket data yang ditransmisikan memiliki ukuran 50 bit, bit koreksi kesalahan (kode konvolusional non-rekursif, panjang kendala K = 32, rate = 1/2) juga ditambahkan ke dalamnya, sebagai hasilnya, ukuran paket total adalah 162 bit. 162 bit ini ditransmisikan dalam waktu sekitar 2 menit (akankah orang lain mengeluh tentang internet yang lambat? :).
Semua ini memungkinkan Anda untuk mentransfer data yang sebenarnya lebih rendah dari tingkat kebisingan, dengan hasil yang hampir fantastis - misalnya, sinyal 100mW dari kaki mikroprosesor, menggunakan antena loop ruang, dimungkinkan untuk mengirimkan sinyal per 1000 km.
WSPR bekerja sepenuhnya secara otomatis, dan tidak memerlukan intervensi operator. Cukup meninggalkan program untuk bekerja, dan setelah beberapa waktu Anda dapat melihat log pekerjaan. Data juga dapat dikirim ke
wsprnet.org , yang nyaman untuk menilai transmisi atau kualitas antena - Anda dapat mengirimkan sinyal, dan kemudian melihat secara online di mana ia diterima. Juga nyaman menggunakan program untuk menguji antena penerima - Anda dapat meninggalkan penerima, misalnya, selama sehari, dan melihat berapa banyak sinyal yang telah diterima, kekuatan dan arahnya.
Ngomong-ngomong, siapa pun dapat bergabung dengan penerimaan WSPR, bahkan tanpa panggilan amatir radio (tidak diharuskan untuk menerima) - penerima dan program WSPR sudah cukup, dan semua ini bahkan dapat bekerja secara mandiri pada Raspberry Pi (tentu saja, Anda memerlukan penerima nyata untuk mengirim data dari orang asing secara online -Penerima tidak masuk akal). Sistem ini menarik baik dari sudut pandang ilmiah maupun untuk eksperimen dengan peralatan dan dengan antena. Sayangnya, seperti dapat dilihat dari gambar di bawah ini, dalam hal kepadatan stasiun penerima, Rusia telah meninggalkan tidak jauh dari Sudan, Mesir atau Nigeria, sehingga peserta baru selalu berguna - ada kesempatan untuk menjadi yang pertama, dan Anda dapat "menutupi" wilayah seribu kilometer dengan satu penerima.
Sangat menarik dan agak rumit adalah transmisi WSPR pada frekuensi di atas 1 GHz - stabilitas frekuensi penerima dan pemancar sangat penting di sini.
Mengenai hal ini saya akan mengakhiri ulasan, meskipun tentu saja, tidak semua terdaftar, hanya yang paling populer. Ada banyak standar lain, baik digital dan analog -
Olivia ,
Hellschriber ,
SSTV ,
JT65 , dll.
Kesimpulan
Jika seseorang ingin mencoba tangan mereka juga, maka ini tidak begitu sulit. Untuk menerima sinyal, Anda dapat menggunakan klasik (Tecsun PL-880, Sangean ATS909X, dll.) Atau penerima SDR (SDRPlay RSP2, SDR Elad). Selanjutnya, cukup menginstal program, seperti yang ditunjukkan di atas, dan Anda dapat mempelajari siaran radio sendiri. Harga masalah adalah $ 100-200 tergantung pada model penerima. Anda juga dapat menggunakan penerima online dan tidak membeli apa pun, meskipun masih tidak begitu menarik.
Bagi mereka yang ingin bekerja juga pada transmisi, mereka harus membeli transceiver dengan antena dan mengeluarkan lisensi radio amatir. Harga transceiver kira-kira sama dengan harga iPhone, jadi jika diinginkan, harganya cukup terjangkau. Anda juga harus lulus ujian sederhana, dan setelah sekitar satu bulan Anda dapat sepenuhnya bekerja mengudara. Tentu saja, ini tidak mudah - Anda harus mempelajari jenis antena, menemukan cara memasang, menangani frekuensi dan jenis radiasi. Meskipun kata "akan memiliki" mungkin tidak pantas di sini, karena itu adalah hobi, yang dilakukan untuk kepentingan dan bukan karena tekanan.
Ngomong-ngomong, siapa pun dapat mencoba komunikasi digital sekarang. Untuk melakukan ini, cukup menginstal program MultiPSK, dan melalui kartu suara dan mikrofon, Anda dapat langsung "over the air" berkomunikasi dari satu komputer ke komputer lain dengan segala jenis komunikasi yang menarik.
Semua percobaan berhasil. Mungkin salah satu pembaca akan membuat bentuk komunikasi digital baru, dan saya akan dengan senang hati memasukkan ulasannya dalam teks ini;)