广播中听到了什么? 第三部分,火腿收音机/火腿收音机

哈Ha

在文章的第一部分中,关于广播中听到的内容关于长波和短波服务站的。 我们还应该谈论业余广播电台。 首先,这也很有趣,其次,任何人都可以加入此过程,包括接收和发送。



与第一部分一样,重点将放在“数字”上以及信号处理的安排方式上。 我们还将使用荷兰在线接收器websdr和MultiPSK程序来接收和解码信号。

对于那些对它如何工作感兴趣的人,继续进行下去。

在一百多年前就知道短波之后,就可以使用实际上是两盏灯的发射器与整个世界进行通信,不仅是公司,而且发烧友都对此过程产生了兴趣。 在那些年里,它看起来像这样,直到现在,业余无线电仍然是一个有趣的技术爱好。 现代火腿可以使用哪些类型的连接,让我们尝试弄清楚。

频率范围


服务和广播电台非常积极地使用无线电,因此将一定的频率范围分配给无线电爱好者,这样他们就不会干扰其他人。 这些范围很多,从137KHz的超长波到1.3、2.4、5.6或10 GHz的微波(更多详细信息,请参见此处 )。 通常,每个人都可以根据自己的兴趣和技术设备进行选择。

从易于接收的角度来看,最实惠的是波长为80-20m的频率:

  • 范围3.5 MHz(80 m):3500-3800 kHz。
  • 范围7 MHz(40 m):7000-7200 kHz
  • 范围10 MHz(30 m):10100-10140 kHz
  • 范围14 MHz(20 m):14000-14350 kHz

您可以使用上述在线接收器收听广播 ,如果可以边带模式(LSB,USB,SSB)接收,则可以从您的个人接收器收听。

现在一切就绪,让我们看看那里可以接受什么。

语音和摩尔斯电码


如果在整个业余无线电范围内浏览websdr,很容易看到摩尔斯电码信号。 在官方广播通讯中,她几乎没有留下,但是一些业余无线电爱好者正在相当积极地使用它。



以前,要获得呼号,甚至有必要通过一项接收摩尔斯信号的考试,现在似乎只剩下第一个,最高的类别(它们的主要区别仅在于最大允许功率)。 我们将使用CW Skimmer和Virtual Audio Card解码CW信号。



为了减小消息长度,业余无线电操作员使用了缩短的代码( Q-code ),特别是,线路CQ DE DF7FF表示从业余无线电DF7FF到所有电台的通用呼叫。 每个无线电业余爱好者都有自己的呼号,该呼号的前缀是根据国家/地区代码生成 ,这很方便,因为 现在可以清楚地知道该电台从哪里广播。 在我们的案例中,呼号DF7FF属于德国的火腿收音机。

至于语音通信,它没有任何困难,每个人都可以在websdr上自己听。 在苏联时期的某个时候,并非所有的无线电业余爱好者都有权与外国人进行无线电通信,现在没有这种限制,并且通信的范围和质量仅取决于天线的质量,设备和操作员的耐心。 对于那些感兴趣的人,您可以在业余广播网站和论坛(cqham,qrz)上阅读更多信息,但是我们将继续使用数字信号。

不幸的是,对于许多业余无线电爱好者来说,“数字”操作只是计算机声卡和解码器程序的结合;很少有人研究这种操作的复杂性。 更少的人使用数字信号处理和不同类型的通信来进行自己的实验。 尽管如此,在过去的10-15年中出现了许多数字协议,其中一些值得考虑。

RTTY


使用频率调制的一种相当旧的通信形式。 该方法本身称为FSK(频移键控),它通过更改传输频率来形成位序列。

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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dF = F1-F0被称为频率间隔,并且可以是例如85、170或452Hz。 第二参数是传输速度,其也可以是不同的,并且可以是例如每秒45、50或75位。 因为 由于我们有两个频率,因此需要确定哪个频率为“较高”,哪个频率为“较低”,此参数通常称为“反转”。 这三个值(速度,间距和反转)完全确定了RTTY传输的参数。 在几乎所有解码程序中,您都可以找到这些设置,甚至可以通过“肉眼”选择这些参数,也可以解码大多数这些信号。



有关电传打字和此类信号的更多详细信息写在本文的第一部分

PSK31 / 63


通信的另一种类型是相调制, 相移键控 。 此处变化的不是频率,而是图形上的相位,看起来像这样:


信号的位编码包括将相位改变180度,信号本身实际上是一个纯正弦波-这提供了一个良好的传输范围,而传输的功率却很小。 很难在屏幕截图中看到相移;如果您增加一个片段并将其叠加在另一个片段上,就会注意到这一点。



编码本身是相对简单的-在BPSK31中,信号以31.25波特的速率传输,相位变化编码为“ 0”,而相位变化则不存在“ 1”。 可以在Wikipedia上查看字符编码。



从频谱上看,BPSK信号可见为一条细线,而耳朵则听到的是相当纯净的音调(基本上是这样)。 您可以听到BPSK信号,例如7080或14070 MHz,可以在MultiPSK中对其进行解码。



有趣的是,在BPSK和RTTY中,您都可以通过线路的“亮度”来判断信号强度和接收质量-如果消息的某些部分消失,则消息的此位置将出现“垃圾”,但消息的一般含义通常保持不变可以理解的。 操作员本人可以选择要解码的信号。 寻找远方通讯员发出的新信号和微弱信号本身非常有趣;此外,在进行交流时(如上图所示),您可以使用任意文本并进行“实时”对话。 相反,以下协议更加自动化,几乎不需要人工干预。 不管是好是坏,这个问题都是哲学上的问题,但是可以肯定地说,在这种模式下,火腿无线电精神的某些部分肯定丢失了。

FT8 / FT4


要解码下一种信号,您需要安装WSJT程序。 FT8信号是使用8个频率的频率调制以仅6.25 Hz的偏移进行发送的,因此该信号仅占据50 Hz的频带。 FT8中的数据以“数据包”的形式传输,持续时间约为14秒,因此计算机时间的准确同步非常重要。 接收几乎是完全自动化的-程序解码呼号,信号强度。



在最近出现的新版FT4协议中,数据包持续时间减少到5 s,以波特率使用4音调制。 信号带宽约为90Hz。

WSPR


WSPR是专门设计用于接收和发送微弱信号的协议。 这是一个仅以1.4648波特的速度传输的信号(是的,每秒仅多于1位)。 为了进行传输,使用频率间隔为1.4648 Hz的频率调制(4-FSK),因此信号带宽仅为6 Hz。 所发送的数据包的大小为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),结果,总包大小为162位。 这162个位在大约2分钟内传输完毕(其他人会抱怨互联网速度慢吗?



所有这些使您可以传输几乎低于噪声水平的数据,并获得几乎令人赞叹的结果-例如,使用室内环形天线,来自微处理器分支的100mW信号可以每1000公里发送一次信号。

WSPR完全自动运行,不需要操作员干预。 使程序开始工作就足够了,一段时间后您可以看到工作日志。 数据也可以发送到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,然后在线查看接收位置。 使用该程序测试接收天线也很方便-例如,您可以将接收器放置一天,然后查看接收到的信号数量,功率和方向。

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顺便说一句,即使没有无线电业余呼号(也不需要接收),任何人都可以加入WSPR接收-接收器和WSPR程序就足够了,所有这些甚至都可以在Raspberry Pi上自主运行(当然,您需要真正的接收器才能在线从陌生人发送数据-接收者没有任何意义)。 从科学的角度以及对于设备和天线的实验来说,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,俄罗斯离苏丹,埃及或尼日利亚不远,因此新的参与者总是有用的-有机会成为第一个,您可以用一个接收器``覆盖''一千公里的领土。



WSPR在1 GHz以上的频率上的传输非常有趣且相当复杂-此处接收器和发送器频率的稳定性至关重要。

关于这一点,我将结束评论,尽管当然并没有列出所有评论,仅列出了最受欢迎的评论。 还有许多其他标准,包括数字和模拟标准-OliviaHellschriberSSTVJT65等。

结论


如果有人也想尝试一下,那并不是那么困难。 要接收信号,可以使用经典(Tecsun PL-880,Sangean ATS909X等)或SDR接收器(SDRPlay RSP2,SDR Elad)。 此外,如上所述,安装程序就足够了,您可以自己学习广播的广播。 根据接收器的型号,发行价格为100-200美元。 您也可以使用在线接收器,根本不买任何东西,尽管它仍然没有那么有趣。

对于那些也希望在传输上工作的人,他们将不得不购买带有天线的收发器并颁发业余无线电执照。 收发器的价格大约等于iPhone的价格,因此,如果需要的话,它的价格非常合理。 您还需要通过一次简单的考试,大约一个月后,您就可以充分利用广播了。 当然,这并不容易-您必须研究天线的类型,想出一种安装方法,处理辐射的频率和类型。 尽管“会有”一词在这里可能不合适,因为这是一种爱好,这样做是出于兴趣,而不是用武力。

顺便说一句,任何人都可以立即尝试数字通信。 为此,安装MultiPSK程序就足够了,通过声卡和麦克风,您可以直接通过任何一种感兴趣的通信方式,通过无线方式从一台计算机到另一台计算机进行“空中”通信。

所有成功的实验。 也许其中一位读者会创建一种新的数字交流形式,我很高兴在本文中包含他的评论;)

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN451330/


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