Общая безопасность

Радиосвязь

Леха, с Михой за плечом

Итак, так как многие из нас в ходе туристических мероприятий, увеселительных туров и просто на досуге имеют потребность в радиосвязи, то по просьбе товарищей решено было сделать небольшую обзорную статью.

В данной статье без особых углублений будут рассмотрены общие принципы радиосвязи, частотные диапазоны и некоторые актуальные для нас, на данный момент, линейки приборов и аксессуаров. Сразу хочется оговориться, что не являюсь профессионалом, все данные собраны и осмысленны на любительском уровне. Но, возможно, кому-то будет полезно.

Первоначально хотелось бы обозначить, что большая часть актуальных для нас радиостанций в России, Беларуси, Украине требует удостоверения радиолюбителя. То есть, если вас ловят на радиохулиганстве, есть вариант влететь на административное правонарушение и конфискацию прибора. В целом же, со времён СССР и тотального контроля эфира, ситуация крепко изменилась, и, по большому счёту, поймать вас могут только, если вы ходите с рацией в руке вокруг мусора и усиленно забиваете ему канал (здесь, впрочем, стоит сделать оговорку — мракобесы из РБ умудряются даже сегодня кошмарить радиолюбителей не хуже заправских чекистов). Не светите прибором, используйте гарнитуру, не вещайте на каналах конкурентов, меняйте точку дислокации вещания и репитеров, в общем — ничего сверхъестественного.

Принцип работы

Теперь непосредственно про радиосвязь. Радио – разновидность беспроводной связи, при которой в качестве носителя сигнала используются радиоволны, свободно распространяемые в пространстве.

Передача происходит следующим образом: на передающей стороне формируется сигнал с требуемыми характеристиками (частота и амплитуда сигнала). Далее передаваемый сигнал модулирует более высокочастотное колебание (несущее). Полученный модулированный сигнал излучается антенной в пространство. На приёмной стороне радиоволны наводят модулированный сигнал в антенне, после чего он демодулируется (детектируется) и фильтруется фильтром низких частот (избавляясь тем самым от высокочастотной составляющей – несущей). Таким образом, происходит извлечение полезного сигнала. Получаемый сигнал может несколько отличаться от передаваемого передатчиком (искажения вследствие помех и наводок).

Помимо этого, требуется знать, что помимо аналоговых станций становятся всё актуальнее цифровые. Цифра превосходит аналог по дальности (в некоторых ситуациях более чем в 2 раза), чистоте вещания, ну и, само собой, ценнику.

Большинство наших конкурентов использует аналоговую связь, доступную даже для крайне бюджетных китайских моделей, только некоторые уже пересаживаются на цифру. Но об это чуть позже.

Как мы уже поняли, для радиосвязи используются генерируемые излучателем радиоволны. Радиоволна – это:

Длина волны (λ) — расстояние между соседними гребнями волны;

Амплитуда (а) — максимальное отклонения от среднего значения при колебательном движении;

Период (T) — время одного полного колебательного движения;

Частота (v) — количество полных периодов в секунду.

Существует формула, позволяющая определять длину волны по частоте:

где: длина волны λ (м) равна отношению скорости света c (~ 300000км/ч) к частоте v (кГц).

В зависимости от длины, волны делятся на:

Сверхдлинные волны (мириаметровые) v=3—30 кГц (λ=10—100 км).
Имеют свойство проникать вглубь толщи воды до 20 м и в связи с этим применяются для связи с подводными лодками, причем, лодке не обязательно всплывать на эту глубину, достаточно выкинуть радиобуй до этого уровня.
Эти волны могут распространяться вплоть до огибания земли, расстояние между земной поверхностью и ионосферой, представляет для них «волновод», по которому они беспрепятственно распространяются.

Длинные волны (ДВ) v=150—450 кГц (λ=2000—670 м).

Этот тип радиоволны обладает свойством огибать препятствия, используется для связи на большие расстояния. Также обладает слабой проникающей способностью, так что, если у вас нет выносной антенны, вам вряд ли удастся поймать какую-либо радиостанцию.

Средние волны (СВ) v=500—1600 кГц (λ=600—190 м).

Эти радиоволны хорошо отражаются от ионосферы, находящейся на расстоянии 100-450 км над поверхностью земли. Особенность этих волн в том, что в дневное время они поглощаются ионосферой и эффекта отражения не происходит. Этот эффект используется практически, для связи, обычно на несколько сотен километров в ночное время.

Короткие волны (КВ, декаметровые) v=3—30 МГц (λ=100—10 м).

Подобно средним волнам, хорошо отражаются от ионосферы, но в отличии от них, не зависимо от времени суток. Могут распространяться на большие расстояния (несколько тысяч км) за счёт переотражений от ионосферы и поверхности земли, такое распространение называют скачковым. Передатчиков большой мощности для этого не требуется.

Ультракороткие волны (УКВ, метровые) v=30—300 МГц (λ=10—1 м).

Эти волны могут огибать препятствия размером в несколько метров, а также имеют хорошую проникающую способность. За счет таких свойств, этот диапазон широко используется для радиотрансляций. Недостатком является их сравнительно быстрое затухание при встрече с препятствиями.

Существует формула, которая позволяет рассчитать дальность связи в УКВ диапазоне:

Так, к примеру, при радиотрансляции с Останкинской телебашни высотой 500 м на приёмную антенну высотой 10 м, дальность связи при условии прямой видимости составит около 100 км.

Дециметровые волны (ДМВ) v=300—3000 МГц (λ=1—0,1 м).

Не огибают препятствия и имеют хорошую проникающую способность. Используются в сетях сотовой связи и wi-fi сетях. Еще одной интересной особенностью волн этого диапазона, является то, что молекулы воды, способны максимально поглощать их энергию и преобразовывать ее в тепловую. Этот эффект используется в микроволновых печах. Как видите, Wi-Fi оборудование и микроволновые печи работают в одном диапазоне и могут воздействовать на воду, поэтому, спать в обнимку с Wi-Fi роутером, длительное время не стоит.

Сантиметровые волны v=3—30 ГГц (λ=0,1—0,01 м).

Отражаются практически всеми препятствиями, свободно проникают через ионосферу. За счёт своих свойств используются в космической связи.

Сразу стоит оговориться, что на всё и сразу одну качественную радейку за мало денег приобрести не получится, увы, таков суровый капиталистический расклад. Однако, на основе выше представленного мы делаем вывод, что интересующими нас диапазонами являются VHF и UHF. В этих частотах, в зависимости от страны и законодательства присутствуют регламентированные гражданские безлицензионные, гражданские лицензионные и негражданские диапазоны.

Вот по этой ссылке http://www.radioscanner.ru/bands/foreign можно детально изучить распределение частот различных стран, мы же, кратко подытожив, выделим актуальные для нас:

Безлицензионные диапазоны

LPD (Low Power Device – маломощные устройства):  433,0750—434,7570 МГц

PMR (Personal Mobile Radio – персональные рации):  446,00625—446,09375 МГц

Это абсолютно свободные диапазоны, крайне часто захламлённые, так как в них работают все, начиная от строек и заканчивая детьми на пикнике с туристическими пищалками. В интернете несложно найти табличные данные с каналами вещания на этих диапазонах.

Также присутствуют другие гражданские диапозоны.

Лицензионные диапазоны

Любительский 70-см:  430—440 МГц

Любительский 2-м:  144—146 МГц

Тут уже требуется иметь позывной, однако по факту в этих пределах имеется несколько излюбленных частот на которых сидят радиолюбители, работающие по регламенту, остальные же вполне свободны и как правило никто с них не гонит, можно спокойно общаться.

CB (Citizen’s Band – гражданский диапазон):  26,975—27,855 МГц

В зависимости от того, в какой стране Вы живете использование этого диапазона либо минимально урегулировано правилами проведения локальных связей, либо не урегулировано вовсе. По своей сути средства радиосвязи этого диапазона представляют собой носимые, возимые или стационарные радиостанции. В этом диапазоне плотно сидят дальнобойщики, таксисты, так он крайне удобен для установки на передвижном средстве.

Так же есть гражданские стандарты GMRS (General Mobile Radio Service – основная подвижная радиослужба): 462,5625—462,7250 МГц, и FRS (Family Radio Service – семейная радиосвязь): 462,5625—467,7125 МГц, но на территории Европы они запрещены.

Негражданские диапазоны

Эти диапазоны также регламентированы и расписаны по частотным сеткам. Речные, авиа, МЧС, МВД и т.д. Вещать там законодательно запрещено. Так же, воспользовавшись интернетом, вы сможете легко найти, в зависимости от города, на каких частотах и кого конкретно вам ни в коем случае нельзя слушать. При отсутствии таких данных, всегда можно достаточно легко просканировать местность, единственно, процесс это затратный по времени.

Из всего выше сказанного мы должны сделать вывод, что в идеале, наши частотные рабочие сетки должны меняться, в зависимости от условий и мест вещания. В зависимости от этого мы так же должны подбирать антенны, но об этом чуть позже.

Субтоны, субкоды, скремблеры

Так как идеальных условий связи никогда не бывает, особенно в больших городах, где помимо вас, на одних и тех же частотах может общаться большое количество групп корреспондентов. И для того чтобы они друг другу не мешали при помощи вышеупомянутых субтонов\субкодов можно создавать свои группы, которые будут слышать только сигналы радиостанций в неё входящих, а радиостанции, работающие на той же частоте, но не входящие в эту группу шумоподавитель станции проигнорирует.

Это особенно актуально при работе на каналах диапазона PMR которых всего восемь, а корреспондентов в пределах зоны приема станции вашей группы может быть несколько десятков.

Система CTCSS. Continuous Tone-Coded Squelch System — это система шумоподавления, кодированная непрерывным сигналом низкой частоты, которая подмешивается к речевому сигналу, для этого используются частоты ниже его диапазона от 67 до 257 Гц. Т.е. вы их даже не услышите в динамике своей станции.

Система DCS. Digital Coded Squelch — цифровой кодированный шумоподавитель. Так же может именоваться CDCSS (Continuous Digital Coded Squelch System — система постоянного цифрового кодирования шумоподавителя). Motorola обозначает как DPL (Digital Private Line – цифровая приватная линия), Kenwood как DQT (Digital Quiet Talk – цифровой тихий разговор). Является цифровой системой селективного вызова. DCS представляет собой код, состоящий из 23 битов, постоянно посылаемых со скоростью 134.3 бита в секунду. Данная система как правило является атрибутом более современных станций, является более надежной, обеспечивая лучше качество связи.

Тем не менее нужно понимать, что эти системы являются лишь системой идентификации сигнала «свой/чужой», предназначенной для разделения пользователей, работающих на одной частоте, на группы. Пользователи из одной группы будут слышать только друг друга благодаря одинаковому идентификационному коду. На передающей стороне к сигналу с микрофона подмешивается (микшируется) спец-сигнал CTCSS или DCS, примерно 20% от сигнала с микрофона, потом всё это передаётся в эфир радиостанцией. На приёмной стороне усилитель звука включается только если в принимаемом сигнале, кроме голоса, обнаружен заданный CTCSS или DCS. Включив CTCSS или DCS, вы просто не услышите сигналы, которые не содержат в себе CTCSS или DCS, но они продолжат оставаться в эфире. Радиостанция, на которой не включен CTCSS или DCS, слышит всех. Радиостанция, на которой включен CTCSS или DCS, слышит только тех, кто передаёт тот же CTCSS или DCS соответственно.

Скремблер (Scrambler). Вот это уже полноценный шифратор речи, или как он называется по другому – маскиратор. В рациях скремблер – это прибор, в виде встраиваемой платы, который кодирует передаваемую речь определенным образом при отправке сигнала, и воспроизводит при получении сигнала преобразуя обратно в узнаваемую речь. Надо понимать, что для работы в группе нужны у всех членов группы одинаковые рации для адекватной шифровки-дешифровки.

См. дополнительно “Частоты CB, FRS, PMR, KDR, GMRS, LPD, субканалы CTCSS, CDCSS, тоны DTMF”.

Радиостанции

Большинство мастистых брендов, типа YaesuVertex, Motorolla, Icom и т.п. имеют ограниченные диапазоны и, в целом, интерес для нас представляют только как средства личного общения. Так же стоит отметать разнообразные Аргут, Азарт, Мигком, Беркут и прочие отечественные поделки. Часто это — тот же «Китай», только с наценкой на бренд и зарезанный функционал, частенько ещё и с поганой сборкой (впрочем, некоторые из них вполне себе используемы чисто в гражданских целях). Соответственно, остаётся ориентироваться на продукты китайских умельцев. Благо, их на отечественных рынках сейчас представлено с избытком: Baofeng (нынче Pofung), Quansheng, Zastone, TYT (клепают китайский Kenwood), Joker, Puxing, Wouxun и другие. У большинства ребят из конкурентных контор шаг в сетках 25КГц, поэтому при выборе радейки также стоит смотреть на возможный шаг частот. В принципе, даже бюджетные варианты сейчас предоставляют шаг от 2,5 КГц, чего на наши скромные нужды за глаза.

Радиостанции бывают двух- и однодиапозонные. В зависимости от модели могут работать параллельно два канала, на один канал можно выставлять репитер, либо, для экономии заряда, двухдиапазонка легко превращается в одно-.

Как правило, большинство радиостанций интересующего нас диапазона (VHF+UHF) имеют максимальную выходную мощность в 5 ватт. Китайцы для сертифицированния, как правило, используют передатчики со сменными режимами мощности. Опять же, в зависимости от производителя «честность» этих ватт будет разной. Помимо, на рынке присутствуют альтернативные изделия, которые отличаются усиленными передатчиками при прочем сходном. Насчёт этих 8 ваттных изделий ломано много копий, но замеры КСВ-метром (прибор для измерения коэффициента стоячей волны) показывают их относительную «честность», поэтому для личного пользования я приобретал 8-ми ваттные варианты (цена была выше на ~25% от 5-ти ватток).

Основной же вопрос, которым вы должны озадачиться перед приобретением того или иного средства связи — это его назначение и, как следствие — ценник. От ценника будет зависеть качество связи, адекватность работы шумодава, время работы, удобство интерфейса и прочее. Для людей, которые заинтересованы получить качество связи чуть лучше, советую почитать про различия RDA и станций с супергетеродином. Вкратце — вторые дороже, но качество связи лучше, в городской среде точно не происходит забитие полезного сигнала (впрочем, стоит отметить, есть и небюджетные станции на качественных РДА). Бюджетные станции на RDA не жалко потерять, сломать, выкинуть. Они будут обеспечивать определенное качество связи, но в некоторых ситуациях это качество может быть крайне плохим из-за помех или шумодав может сыграть с вами злую шутку, вовсе обрезав радиопередачу товарища. Этот момент принципиален, в некоторых ситуациях он может стать критическим.

Пробежавшись по модельным рядам, можно выделить самые бюджетные Baofeng UV-5R (есть версии 5 и 8 вт, Бао считается самым низким и дешевым китайским сегментом, впрочем, качество весьма приемлемо), Kenwood TK-UVF8 (почти аналог Бао, но сборка чуть лучше и лучше эксплуатационные отзывы), Quansheng TG-UV2, Zastone ZT-2R (реплика Yaesu VX-2R, приём: 0,540-999,000 МГц, но присутствуют приличные программные косяки), Wouxun KG–UVD1P\UV6D (гетеродиновые приёмники, в целом, Вокс — это уже топовая китайская сборка и качество не хуже европейских брендов). Но, опять же интересных моделей во всех линейках больше. Есть так же защитные варианты, радейки с любыми наворотами и дизайнами, в зависимости от потребностей и бюджета. Если вам приглянулась тот или иной девайс, всегда можно зайти на Radioscanner.ru, там куча отзывов и обзоров на наиболее популярные модельки.

Аксессуары

По моему мнению, первое, что стоит делать после покупки трансивера – это приобретать к нему альтернативные антенны. Как правило, стандартные резинки никуда не годны. Тут тоже можно выбирать из мастистых и не очень производителей. Антенны, опять же, есть под узкие диапазоны (если вы понимаете, какие у вас будут рабочие частоты) и более универсальные. Длинные — эластичные, телескопические, с промежуточным коаксиальным кабелем, выносные и стационарные — под любую задачу можно найти решение. В целом, если бюджет ограничен, отличным решением будет ветка девайсов Nagoya. Правда, радиолюбители пишут, что по сравнению с качественными брендовыми антеннами эти антенны — просто длинные куски кабеля. Честно говоря, лично я, пока дальше них просто не пошел, так как под мои задачи и этих поделок хватает. Стоит отметить смешной факт, что даже эти антенны есть оригинальные, поддельные и подделки на подделки. Перед покупкой советую ознакомиться с материалами по тому, как их отличать. Главное при покупке знать стандарт для конкретно вашей радиостанции.

Под многие модели трансиверов сейчас делают такой дополнительный аксессуар как батарейный отсек/кейс. То есть, это просто форма аккумулятора, но с пазами под формат АА или ААА. Что позволяет не ограничиваться временем работы до разрядки штатной АКБ.

Тангенты и другие гарнитуры так же крайне упрощают жизнь, но тут надо понимать, что, опять же, качество связи и фурнитуры напрямую зависит от ценника. Впрочем, тангента от того же нижне-китайского Бао вполне себе отрабатывает свою стоимость и закрывает мои нужды. А вот качество гарнитур оперативных\ларингофонов\заушин и просто наушников отличается прилично, как по хлипкости, так и по качеству снятия\воспроизведения звука и экономить на них я не советую.

Подытожив

Данная статья не претендует на серьёзное ознакомление с вопросом, тема радиосвязи должна прорабатываться отдельно и куда глубже, нежели описано в этом кратком материале. Моё скромное мнение: большинству пользователей вряд ли понадобится уровень владения радиостанцией выше понимания какие кнопки нужно нажать для выхода в эфир\сканирования\установки канала. Тем не менее, настоятельно рекомендую иметь в коллективе человека, который владеет хотя бы школьным курсом физики, а ещё лучше понимает нюансы радиопередач, пеленгации и может организовать минимальные построения, например, с использованием репитера для выполнения различных задач на местности.

Май 2017