Автор Тема: Новички и те, кто делает первые шаги на УКВ (144 и 430 МГц)  (Прочитано 13129 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн RAØZHM

  • 144.325/435.325 Репа
  • Ветеран
  • *****
  • Пол: Мужской
  • Связь - либо она есть, либо её нет.
    • Форум Камчатских радиолюбителей
  • QTH: QO92
Возвращаясь к напечатаному. Для новичков, которые делают первые шаги в радиосвязи...

Два вечных вопроса, которые задает народ, в ходе приобретения радиостанции:

1. Дальность связи. (Дальность должна быть, до Луны).
2. Мощность радиостанции. (Нужна, самая мощная в мире радиостанция).



РАСЧЕТ ДАЛЬНОСТИ СВЯЗИ на УКВ

Цитировать (выделенное)
Существует множество способов связи на расстоянии.

Простейший: нужно вдохнуть побольше воздуха и громко крикнуть. Какая при этом получится дальность связи? Чем громче крикнешь - тем дальше будет слышно! Как ни смешно, именно в этом заключается основной принцип радиосвязи. Однако, при кажущейся простоте ответа, остается еще много нюансов, влияющих на дальность связи. Во-первых, это острота слуха второго абонента. Во-вторых, это помеховая обстановка (попробуйте, например, во время футбольного матча, когда забили гол, докричаться хотя бы до соседа). В-третьих, это окружающие предметы, которые могут либо препятствовать, либо благоприятствовать связи. Бесполезно кричать из закрытого пространства, но очень хорошие результаты получаются, если кричать в один конец трубы (communication tube), а слушать с другого конца. В-четвертых, неплохо бы кричать направленно, сложив ладони у рта, да и слушать при этом, приложив ладонь к уху. Вот только если не знаешь точно, где находится абонент, приходится вертеться волчком, регулярно повторяя "Ау".

С радиосвязью дела обстоят еще хуже. Применяется она там, где докричаться уже невозможно, а на таких расстояниях уже начинают проявлять себя искривление земной поверхности, солнечная активность, атмосферные явления, рельеф местности, а в городах еще и железобетонные здания и промышленные помехи.

Связь - явление временное, как говорят военные связисты. Хорошо, когда она есть. Рассмотрим, как действовать, когда ее нет! Обсудим все возможные варианты, хотя некоторые из них до слез банальны.

Первое: изменить местоположение. Если нет связи (или не устраивает качество связи) в данном конкретном месте, то она может появиться в дюжине шагов слева. По возможности располагайтесь на возвышенных местах, не рекомендуется выбирать место связи перед плотной стеной леса, перед скалой, внутри железобетонных зданий, металлических помещений и средств передвижения (вагон поезда), а также вблизи источников электромагнитного излучения (ЛЭП, компьютеры и др.)

Второе: подождать. Если местоположение изменить нельзя (например, вы в гордом одиночестве сидите на льдине, медленно дрейфующей к Северному полюсу), то связь может появиться через полчаса. За это время может измениться состояние слоев атмосферы или северное сияние пробьет прямой радиоканал с Останкино.

Третье: если ожидание чуда затянулось, поднимите выше антенну. Возможно, таким образом удастся избежать отрицательного влияния рельефа местности или городского ландшафта

Идеальный случай поднятия антенны - на искусственный или естественный спутник Земли. Именно благодаря этому способу вы смотрите прямую трансляцию " Кубка Дэвиса", лежа на диване. Если у вас нет знакомого в "НАСА", то придется ограничиться подъемом антенны над крышей дома. В этом случае с учетом явлений дифракции и тропосферной рефракции зона радиовидимости простирается в соответствии со следующей формулой: D=4,11((Н)1/2 +(h)1/2 ), где D - максимальная дальность прямой видимости(км), Н и h - соответственно высота подъема приемной и передающей антенн(м). Эта формула не учитывает довольно часто возникающие в СВ-диапазоне "дальние прохождения", возникающие из-за переотражений радиоволн от земли и верхних слоев атмосферы. В таких случаях наблюдается очень большая дальность связи (сотни и тысячи километров), но это далеко не всегда радостный факт. В пики солнечной активности местная связь на СВ становится проблемой вследствие очень мощных дальних прохождений. Из этого положения обычно выходят, ограничивая чувствительность приемников и повышая мощность передатчиков.

Четвертое: если поблизости нет высотных зданий, на которых можно смонтировать антенну, на запуск спутника не хватает трех рублей, или все это не помогло, то увеличьте мощность передатчика (чем громче крикнешь...). Для этого существуют устройства, которые так и называются: усилители мощности. По теории увеличение дальности кратно корню четвёртой степени от увеличения мощности передатчика, то есть, увеличив мощность в 16 раз, увеличим дальность в два раза. Но это теоретический расчет верен при отсутствии сильных электромагнитных помех. При работе в индустриальном городе увеличение мощности сильнее влияет на изменение дальности, но заблуждаться по поводу "самой мощной рации" не стоит: радиостанции с одинаковой мощностью могут отличаться по дальности в десятки раз (мощность далеко не самый важный параметр - гораздо важнее эффективность антенны, чувствительность и избирательность приёмника!)

Пятое (и очень грамотное решение!): увеличить чувствительность приемника. Увеличение чувствительности в два раза дает и увеличение дальности в два раза (теоретически). Поэтому не забывайте при выборе радиостанции узнавать не только мощность передатчика, но и чувствительность приемника. Сообщим по секрету, что радиостанции "Беркут" производства фирмы "КБ ПИЛОТ" "слышат" намного больше, чем престижные "President George".

Шестое: уменьшите помеху на приеме. Источник помехи может оказаться рядом с вами - пробой высокого напряжения в системе зажигания автомобиля, искрящий электродвигатель кофемолки и т.д. Обращайте внимание на вид модуляции приобретаемой радиостанции (в большинстве случаев наиболее помехозащищенными оказываются радиостанции с частотной модуляцией), на наличие основного шумоподавителя (Squelch) и дополнительных встроенных шумоподавителей импульсных и прочих помех.

Седьмое: используйте более эффективные антенны. В общем случае эта рекомендация звучит так: используйте антенны с наибольшим усилением или с более подходящей для ваших нужд диаграммой направленности. Это наиболее результативный способ увеличения дальности.
http://berkut-cb.chat.ru/ant.htm



Новичкам о дальности связи. Мифы и факты по-простому.

Очень часто - да что часто, почти всегда первым вопросом новичка про радиостанции будет вопрос о дальности связи. Простой и понятный вопрос, на который, впрочем, невозможно дать такой уж простой ответ. Попробуем в максимально упрощенной форме разобраться, что влияет на дальность связи, а заодно развенчать некоторые мифы, не углубляясь в физику слишком глубоко. Впрочем, совсем без физики не получится и, не поняв основы в самой упрощенной форме, невозможно понять, что влияет на успех радиосвязи. Продвинутых прошу не обижаться на вульгаризацию изложения.

Итак, что происходит при радиосвязи. Генератор (передатчик) генерирует электромагнитную энергию, передает ее по фидеру к антенне (кроме портативок - у них антенна прикручена непосредственно к генератору), а та излучает сгенерированную электромагнитную энергию в пространство. Приемная антенна адсорбирует электромагнитную энергию из пространства и передает ее по фидеру на приемник.

Важные выводы:
Важна не столько мощность генератора сама по себе, сколько количество излученной в сторону приемника электромагнитной энергии. А эта энергия равна мощности генератора, минус потери в фидере и плюс-минус КНД (Коэффициент направленного действия или "усиление" антенны. Если мощность большая, но фидер с приличными потерями и антенна направлена не туда, то толку будет мало или, наоборот, маломощный генератор при фидере с малыми затуханиями и сравнительно эффективной антенной даст достаточно электромагнитной энергии для уверенного приема. К приемнику это относится в равной мере, разве что вместо мощности генератора подставим чувствительность приемника - эффективная антенна и малые потери в фидере смогут дать достаточно энергии даже туповатому приемнику, а сверхмегачувствительный приемник ничего не услышит, кроме шумов, будучи подключенным к случайной антенне негодным фидером.

Как влияет мощность передатчика на уровень сигнала приемника? Поскольку (в идеальных условиях) напряженность электромагнитного поля обратно пропорциональна квадрату расстояния, то влияние мощности меньше, чем кажется. Если удалить приемник на в два раза большее расстояние от принимаемого передатчика, сигнал упадет в четыре раза. Если удалить приемник на в три раза большее расстояние - то в девять раз. В реальной жизни нет никакой разницы с точки зрения силы принимаемого сигнала между, например, передатчиками мощностью 5W и 4W. Никакой. Чтобы увеличить дальность вдвое, нужно увеличить мощность вчетверо, а не на одну четвертую. А вот разница в потреблении тока от аккумулятора и разница в нагреве очень существенна. По этому является признаком исключительной безграмотности любая попытка увеличить мощность на десяток-два процентов, поскольку она никак не скажется на дальности связи, но подвергнет сильному риску аппаратуру, а в портативном режиме еще и досрочно высадит аккумулятор. Тем не менее, на этот прием часто покупаются клиенты мастерских по обслуживанию таксистов и других незнакомых со связью пользователей, где новичку предложат подстроить передатчик на большую, чем предусмотрено производителем, мощность. Выгода такой мастерской очевидна - в случае обрыва антенны или слишком долгой передачи, клиент вернется к ним на замену дорогостоящей детали.

Важные выводы:
Линейное увеличение дальности связи в пределах прямого распространения радиоволн достигается ценой квадратичного увеличения мощности генератора. Незначительное увеличение мощности - самообман и необдуманный риск, т. к. реальной прибавки не будет, а радиостанцию можно легко испортить.

Так как же все-таки нарастить радиус действия, если небольшое прибавление мощности не дает желанного эффекта, а значительная прибавка невозможна технически или ограничена законом? Очень просто - уменьшением потерь в фидере и применением более эффективных антенн. Об антеннах можно говорить практически бесконечно, по этому, для краткости, рассмотрим только диаграмму направленности и КНД ("усиление". Диаграмма направленности - характеристика антенны, показывающая, куда она излучает максимум, а куда минимум сигнала. Естественно, важно излучить максимум в сторону приемника (почти всегда это означает в сторону горизонта - не в небо, если только это не спутниковая или авиационная антенна, не в землю, а строго горизонтально). Иногда бывает важнее настроить антенну минимумом в сторону сильной помехи. Антенна - элемент пассивный, по этому термин "усиление" к ней неприменим прямо. Говоря об усилении, имеют в виду насколько много электромагнитной энергии распределено в сторону приемника за счет сокращения излучения в ненужные стороны. А приводя параметры "усиления", часто вводят в заблуждение покупателя, приводя сравнение не со стандартным диполем или стандартным изотропным излучателем, а непонятно чем, в результате чего получают чудесные цифры - не нужно обращать на них внимание.

Важные выводы:
Лучший усилитель - антенна. Она направляет электромагнитную энергию в сторону корреспондента на передаче и так же как бы фокусированно принимает ее от передатчика корреспондента, обеспечивая выигрыш за счет перераспределения имеющейся энергии и на передаче, и на приеме, а не за счет тупого роста мощности генератора на передаче и бессилия что-либо сделать из-за слабого сигнала на приеме. Хорошая антенна "стреляет" в сторону корреспондента - лучше малое "усиление" в нужную сторону, чем сколь угодно большое, если оно не направляется на корреспондента.

Теорию изучили, переходим к практике. Вернее еще немного теории. Радиоволны распространяются прямолинейно. Однако, они могут огибать некоторые препятствия. Чем выше частота (или чем короче волна), тем выраженнее прямолинейность распространения, большее подобие геометрической оптике. Короткие волны могут немного заходить за горизонт, а УКВ - нет. Да, конечно, иногда возникают условия, при которых дальность возрастает очень существенно, но мы их сейчас не рассматриваем умышлено - важно понять дальность уверенной связи прямой волной. По этому, если один из корреспондентов находится в глубоком овраге, туннеле или даже в плотной городской застройке, то дальность радиосвязи может упасть почти до нуля, с какой бы мощностью он ни работал и какая бы эффективная антенна у него не использовалась. По этому, говоря о радиусе действия той или иной радиостанции, рассматривают близкие к идеальным условия - ровная местность без особых перепадов высот и заметных препятствий. И тут главным препятствием оказывается горизонт, естественная кривизна земли. Чтобы преодолеть естественную кривизну земли, а заодно и локальные препятствия, нужно поднимать антенны как можно выше.

Что же имеем на практике? Есть эмпирические формулы расчета дальности связи, учитывающие кривизну земли и высоту подвеса антенны. Например, суммируем высоту антенн обоих корреспондентов (в метрах), извлекаем квадратный корень и умножаем на коэффициент (ориентировочно 4,124), чтобы получить дальность прямой видимости в километрах. При высоте антенн, скажем, 10 метров над землей каждая, это даст оценочно 18~19км. Всего лишь. Некоторая рефракция, тем большая, чем ниже частота, может увеличить дальность прямой связи, иногда довольно существенно, а реальные препятствия - столь же существенно сократить. Чем ниже частота, тем легче (точнее - тем большие) огибаются препятствия. Длинные волны (радиовещательного диапазона, например) успешно огибают горизонт и уходят намного дальше прямой видимости. Короткие волны хуже огибают препятствия, но все же на практике также уходят за горизонт. Ультракороткие волны намного ближе к оптике и практически бессильны даже перед небольшими препятствиями и почти не проникают за горизонт.

Важные выводы:
Дальность прямой связи ограничена не столько мощностью передатчика, сколько препятствиями - неровностями рельефа, плотной застройкой и, наконец, естественной кривизной земли, преодолеть которые ни мощностью, ни эффективностью антенны невозможно, но возможно поднимать антенны выше, над препятствиями. Чем выше частота, тем строже выполняется это правило. Два автомобиля с СиБи радиостанциями смогут работать на большем расстоянии, чем те же автомобили с УКВ радиостанциями. В нормальный условиях связи прямой волной автомобили скорее всего не услышат друг друга далее ~20км даже на СиБи, а на УКВ - и того меньше. Портативные корреспонденты даже в идеальных условиях едва ли могут рассчитывать на связь более чем в 6~8км с земли, как бы не наращивали они мощность своих портативок.

Итак, еще раз повторим основные тезисы:
 - небольшое, на десятки процентов, увеличение мощности практически не сказывается на увеличении дальности связи
 - выгоднее использовать хорошие антенны и снижать потери в фидере, чем наращивать мощность
 - хорошая антенна направляет максимум сигнала на корреспондента и не обязательно имеет максимальный КНД, т. к. большой КНД сам по себе не означает автоматически максимум излучения в сторону корреспондента
 - дальность связи чаще ограничена не мощностью передатчика или чувствительностью приемника, а рельефом местности или кривизной земли, по этому практическое увеличение дальности возможно только за счет подъема антенны над препятствиями
 - чем выше частота, тем сильнее влияние препятствий на дальность связи, поскольку с ростом частоты снижается огибание препятствий радиоволнами, по этому для увеличения дальности целесообразно стремиться к более низким частотам

На что же могут рассчитывать пользователи радиостанций? Вот диапазон от реального до близкого к теоретическому максимуму исходя из из собственного опыта, очень и очень приблизительный, но достаточный для первого приближения. Разные источники дают немного отличающиеся цифры, более или менее оптимистичные. В любом случае, чем ниже частота при сохранении полноценной антенны и чем ближе условия к идеальным (отсутствие препятствий), тем ближе будет результат к максимальному. По этой причине сибишные портативки (со слишком укороченными антеннами) часто проигрывыают УКВ-портативкам, зато автомобили с почти полноценными антеннами или стационарные радиостанции с простыми полноразмерными антеннами нередко выигрывают у УКВ по практической дальности. В городе даже минимальные цифры из приведенных диапазонов окажутся слишком оптимистичными, разве что базовая антенна на крыше высотного здания очень сильно расширит радиус действия.

 - портативка-портативка - 0.2~5км
 - портативка-автомобиль - 0.5~8км
 - автомобиль-автомобиль - 3~35км
 - портативка-стационар - 3~30км
 - автомобиль-стационар - 10~110км
 указанны предельные значения в зависимости от условий

А как же дальние связи? Ведь всем известно, что на коротких волнах возможна радиосвязь с любой точкой земли, да и на УКВ возможны связи на большие расстояния. Тут вмешиваются другие факторы - отражения коротких радиоволн от ионизированных слоев, рефракция и рассеивание ультракоротких волн на неоднородностях тропосферы и тому подобные эффекты. Но их не следует учитывать при расчете дальности радиосвязи прямой волной, расчете местной связи.
Оригинал статьи - forum.autoua.net
UT7UX

Оффлайн kamdevil

  • Новичок
  • *
День добрый... Я так понимаю Вы общаетесь на 145,500 ??
Если да то примите по временному позывному 906... Алексей (10 км)

Оффлайн RAØZHM

  • 144.325/435.325 Репа
  • Ветеран
  • *****
  • Пол: Мужской
  • Связь - либо она есть, либо её нет.
    • Форум Камчатских радиолюбителей
  • QTH: QO92
Цитировать (выделенное)
День добрый... Я так понимаю Вы общаетесь на 145,500 ??
Года 4, наверное там не был...
Момент в том, что там нужно работать, только с позывным!!! Если просто так, то народ может не понять....
Есть и другие частоты, на которых работает народ...
« Последнее редактирование: 02 Ноябрь 2015, 15:44:13 от RAØZHM »

Оффлайн kamdevil

  • Новичок
  • *
К примеру на каких??? Я так понял из темы что можно на временном поработать.... Или нет?

Оффлайн RAØZHM

  • 144.325/435.325 Репа
  • Ветеран
  • *****
  • Пол: Мужской
  • Связь - либо она есть, либо её нет.
    • Форум Камчатских радиолюбителей
  • QTH: QO92
Цитировать (выделенное)
К примеру на каких??? Я так понял из темы что можно на временном поработать.... Или нет?
Так в том то и дело, какой временный позывной?

Нет, только официально присвоенная, начальная 4-я категория....
А так, можете подойти на 434.600, там народ общается...