Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

• Введение
• 1. Состав оборудования
• 2. Работа по функциональной схеме
• 3. Антенны
• 4. Фирмы производители. Тактико-технические характеристики


Введение

Короткие волны (также декаметровые волны) -- диапазон радиоволн с частотой от 3 МГц (длина волны 100 м) до 30 МГц (длина волны 10 м).

Короткие волны отражаются от ионосферы с малыми потерями. Поэтому, путём многократных отражений от ионосферы и поверхности Земли, они могут распространяться на большие расстояния. Короткие волны используются для радиовещания, а также для любительской и профессиональной радиосвязи. Качество приёма при этом зависит от различных процессов в ионосфере, связанных с уровнем солнечной активности, временем года и временем суток. Так днём лучше распространяются волны меньшей длины, а ночью -- большей. Для связи между наземными станциями и космическими аппаратами они непригодны, так как не проходят сквозь ионосферу.

На коротких волнах наблюдаются замирания -- изменение уровня принимаемого сигнала, они проявляются как кратковременное снижение амплитуды несущей частоты или вовсе пропадание последней. Замирания возникают из-за того, что радиоволны от передатчика идут к приёмнику разными путями, в разной фазе и, интерферируя на антенне приёмника, могут ослаблять друг друга.



1. Состав оборудования

Влияние слоев ионосферы на распространение радиоволн в КВ-диапазоне:

Слой F2 -- самый верхний из ионизированных слоёв ионосферы. Концентрация этого слоя повышается днем, летом она выше, чем зимой. Максимальное распространение для связи одним скачком до 4000 км. Чем выше концентрация слоя, тем более высокая частота может ещё отразиться от ионосферы. Максимальная частота, при которой происходит отражение, называется максимально передаваемой частотой -- МПЧ. С увеличением угла отражения МПЧ увеличивается.

Слой F1 -- существует только днем. Максимальное распространение для связи одним скачком до 3000 км. Ночью сливается со слоем F2.

Слой Е -- отражающий слой, наименее подвержен солнечной активности. Максимальное распространение для связи одним скачком до 2000 км. МПЧ зависит только от угла отражения.

Слой Еs -- слой Е спорадический. Возникает спорадически (изредка), чаще в экваториальных широтах. Характеристики как у слоя Е.

Слой D -- самый нижний из ионизированных слоёв ионосферы и единственный поглощающий слой для радиоволн КВ диапазона. Существует только днем. Ночью исчезает. При исчезновении слоя D ночью, становится возможен прием слабых и далеко расположенных радиостанций. Из-за уменьшения МПЧ отражаемой слоем F2 и увеличением помех из-за пропадания слоя D, ночью, профессиональная радиосвязь в КВ диапазоне затруднена.

«Аврора» -- отражения радиоволн от северного сияния. Таким видом связи впервые воспользовался Румянцев Г. А., легендарный советский радиолюбитель, радиоспортсмен и конструктор.

Прогноз МПЧ -- расчет МПЧ производится по месячным, пятидневным и ежедневным прогнозам. В России эти прогнозы выдаются Институтом земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н. В. Пушкова Российской Академии наук (ИЗМИРАН).

Вещательные диапазоны.

Радиовещание на КВ ведется на участках с длиной волны около:

1. 11 метров, 25.600 - 26.100 MHz (11,72 - 11,49 метра).

2. 13 метров, 21.450 - 21.850 MHz (13,99 - 13,73 метра).

3. 15 метров, 18.900 - 19.020 MHz (15,87 - 15,77 метра).

4. 16 метров, 17.480 - 17.900 MHz (17,16 - 16,76 метра).

5. 19 метров, 15.100 - 15.900 MHz (18,87 - 18,87 метра).

6. 21 метр, 13.500 - 13.870 MHz (22,22 - 21,63 метра).

7. 25 метров 11.600 - 12.100 MHz (25,86 - 24,79 метра).

8. 31 метра, 9.400 - 9.990 MHz (31,91 - 30,03 метра).

9. 41 метра, 7.200 - 7.600 MHz (41,67 - 39,47 метра).

10. 49 метров, 5.730 - 6.295 MHz (52,36 - 47,66 метра).

11. 60 метров, 4.750 - 5.060 MHz (63,16 - 59,29 метра).

12. 75 метров, 3.900 - 4.000 MHz (76,92 - 75 метров).

13. 90 метров, 3.200 - 3.400 MHz (93,75 - 88,24 метров).

14. 120 метров, 2.300 - 2.495 MHz (130,43 - 120,24 метра).

Поддиапазоны дневные -- 11, 13, 15, 16, 19, 21 метров, ночные -- 120, 90, 75, 60 метров

Любительские диапазоны.

Первые десятилетия существования радио считалось, что волны короче 250 м малопригодны для практических целей. Поэтому весь КВ диапазон был предоставлен в распоряжение любителей-энтузиастов для экспериментов. Первым законодательным актом, регламентировавшим любительскую радиосвязь, был «Закон о радио», принятый Конгрессом США в 1912 г. По мере совершенствования техники радиосвязи выяснилось, что при определенных условиях на КВ возможна связь на дальние расстояния даже при минимальной мощности передатчика. В настоящее время для любительской связи на КВ выделены строго определённые диапазоны частот, которые несколько отличаются для разных стран мира. Так, в Российской Федерации «Инструкция по регистрации и эксплуатации любительских радиостанций» устанавливает для любительской службы следующие диапазоны:

1. 1810--2000 кГц (160 м, условно считается коротковолновым)

2. 3500 -- 3650 кГц

3. 3650 -- 3800 кГц (на вторичной основе)

4. 7000 -- 7100 кГц

5. 7100 -- 7200 кГц (на вторичной основе)

6. 10 100 -- 10 150 кГц (на вторичной основе)

7. 14 000 -- 14 350 кГц

8. 18 068 -- 18 168 кГц (на вторичной основе)

9. 21 000 -- 21 450 кГц

10. 24 890 -- 24 990 кГц (на вторичной основе)

11. 28 000 -- 29 700 кГц

2. Работа по функциональной схеме

Система передачи информации, в которой сигналы электросвязи передаются посредством радиоволн в открытом пространстве, называется радиосистемой. Радиосистемы подразделяются на радиолинии и радиосети.

По способу организации радиолиний различают одностороннюю и двустороннюю радиосвязь. Радиосвязь, при которой одна из радиолиний осуществляет только передачу, а другая -- только прием, называется односторонней. Односторонняя радиосвязь, при которой радиопередачу одной (основной) радиостанции могут принимать одновременно несколько корреспондентов, называется циркулярной. Примерами односторонней циркулярной передачи сообщений являются системы оповещения, службы передачи сообщений из пресс-центров редакциям газет, журналов и т.д. Сети телевизионного и звукового вещания также представляют собой типичные образцы циркулярного способа организации радиосвязи. При этом радиопередающая станция, среда распространения радиосигналов (открытое пространство) и каждое радиоприемное устройство, находящееся в зоне действия станции, образуют одностороннюю радиолинию, а совокупность таких радиолиний -- сеть радиовещания.

Двусторонняя радиосвязь предполагает возможность передачи и приема информации каждой радиостанцией. Для этого нужны два комплекта оборудования односторонней связи, т.е. в каждом пункте надо иметь и передатчик и приемник. Двусторонняя связь может быть симплексной и дуплексной (рис. 1). При симплексной радиосвязи передача и прием на каждой радиостанции ведутся поочередно. Радиопередатчики в конечных пунктах линии связи в этом случае работают на одинаковой частоте, на ту же частоту настроены и приемники.

Рис.1. Функциональные схемы организации двусторонней радиосвязи: а-симплексная радиосвязь, б-дуплексная связь

При дуплексной радиосвязи радиопередача осуществляется одновременно с приемом. Для каждой дуплексной линии радиосвязи должны быть выделены две разные частоты. Это делается для того, чтобы приемник принимал сигналы только от передатчика с противоположного пункта и не принимал сигналы собственного радиопередатчика. Радиопередатчики и радиоприемники обоих корреспондентов дуплексной радиосвязи включены в течение всего времени работы линии радиосвязи.

Симплексная связь используется, как правило, при наличии относительно небольших информационных потоков. Для систем передачи с большой информационной нагрузкой характерна дуплексная связь.

Если необходимо иметь радиосвязь с большим числом корреспондентов, то организуется радиосеть (рис. 2). В этом случае одна радиостанция, называемая главной, может передавать сообщения как для одного, так и для нескольких подчиненных корреспондентов. Ее радист-оператор контролирует режим работы в радиосети и непосредственно устанавливает очередность на передачу подчиненных станций. Последние при соответствующем разрешении могут обмениваться информацией не только с главной радиостанцией, но и между собой. Этот вариант организации радиосети может быть построен на основе как сложного симплекса (см. рис. 2, а), так и сложного дуплекса (см. рис. 2, б). В первом случае возможно использование радиостанций (радиопередатчиков), работающих на одной (общей) радиоволне (частоте). Во втором» случае главная радиостанция ведет передачу на одной частоте, а принимает на нескольких (по числу подчиненных радиостанций).

Рис.2 Функциональные схемы организации радиосети: а-сложный симплекс, б-сложный дуплекс.

Любая радиолиния передачи информации (связная, звукового или телевизионного вещания) содержит на концах радиопередающие и радиоприемные устройства, снабженные антеннами. Передающая антенна излучает электрический сигнал передатчика в виде радиоволны. Приемная антенна улавливает радиоволну, и с ее выхода электрический сигнал поступает на вход приемника. Линии передачи электромагнитной энергии, соединяющие антенну с радиопередатчиком или с приемником, называются фидерами. Антенно-фидерные устройства -- очень важные элементы линии радиосвязи. На практике очень часто применяются антенны, обладающие направленным действием. При передаче направленная антенна излучает энергию радиоволн в определенном направлении. Чем больше направленность антенны, тем при меньшей мощности передатчика возможна радиосвязь. Приемные направленные антенны увеличивают отношение сигнал-помеха на входе приемного устройства, что также позволяет уменьшить необходимую мощность радиопередатчика.

Успешная работа радиолиний зависит не только от конструктивных особенностей и качества изготовления радиоаппаратуры. При сооружении и эксплуатации радиолиний необходимо учитывать особенности распространения радиоволн на пути от передающей до приемной антенны. Эти особенности различны в зависимости от диапазона частот. Деление радиоволн на диапазоны в соответствии с Регламентом радиосвязи приведено в табл. 1. Радиоволны на радиолиниях распространяются в естественных условиях, а эти условия разнообразны и непостоянны. Прежде всего, необходимо учитывать, что Земля круглая. На пути от передающей до приемной антенны радиоволны должны обогнуть выпуклость Земли.



Таблица 1. Классификация деления радиоволн на диапазоны

Сами по себе электромагнитные колебания информации не несут. Для передачи информации необходимо на электромагнитные колебания наложить отпечаток сообщения, т.е. использовать высокочастотные электромагнитные колебания лишь в роли переносчика сообщения, содержащего информацию. С этой целью нужно изменять один или несколько параметров несущего колебания (например, амплитуду, частоту, фазу и другие параметры) в соответствии с изменениями сообщения. Тогда получается высокочастотное колебание с меняющимися во времени параметрами по закону передаваемого сообщения. Рассмотренный процесс называется модуляцией.

Таким образом, всякое радиопередающее устройство должно состоять из генератора электрических колебаний, подключенного к передающей антенне, и модулятора, с помощью которого осуществляется модуляция.

В приемном пункте должно находиться устройство, преобразующее энергию электромагнитных волн в энергию электрических колебаний, т.е. приемная антенна. Антенна улавливает электромагнитные волны, излучаемые разными передатчиками, работающими на различных частотах. Чтобы принимать сигналы только одной станции, необходимо иметь избирательное устройство, способное выделить из колебаний различных частот только те колебания, которые передаются нужной радиостанцией. Для решения этой задачи используются электрические колебательные контуры, настраиваемые на частоту принимаемой радиостанции.

Выделенные с помощью колебательного контура высокочастотные колебания нужно подвергнуть обратному преобразованию, т.е. получить из них токи или напряжения, изменяющиеся в соответствии с законом модуляции электрических колебаний в радиопередатчике. Для решения этой задачи приемник должен иметь специальное устройство, которое называется детектором.

Наконец, выделенный сигнал нужно подать на некоторое оконечное устройство, которое запишет его или позволит человеку воспринимать его в виде звука или света (изображения).

3. Антенны

Организация эффективной коротковолновой радиосвязи на судах зачастую сопряжена с проблемой выбора антенны для работы с установленной на судне радиоустановкой КВ-диапазона (1,8-30 МГц).

Как правило, во многих регионах выделяемые указаниями по радиосвязи рабочие частоты находятся в нижней части КВ-диапазона, то есть от 2 до 6 МГц. Это еще больше затрудняет использование КВ-радиостанций на судне, т. к. вместо «наклонных лучей» приходится применять сильно «укороченные» штыревые антенны, обладающие на этих частотах малой эффективностью.

Термин «укороченная» в данном случае означает, что длина этой штыревой антенны значительно меньше четверти длины рабочей волны радиостанции. При рабочей частоте F = 4, 0 МГц длина волны составляет L = 75 м. Полноразмерная штыревая антенна для этой частоты должна иметь длину

h = L/4 = 18,75 м.

Понятно, что антенну такой длины на судне малых размеров разместить довольно сложно. В этом случае применяют штыревые антенны ограниченной стандартной длины (8 футов -- 2,4 м или 12 футов -- 3,6 м). Антенна длиной 2,4 м соответствует полноразмерной четвертьволновой антенне для частоты 30 МГц и составляет всего 0,128 от длины полноразмерной антенны на частоте F = 4,0 МГц.

Результатом такого сильного «укорочения» антенны является полное отсутствие ее настройки на рабочую частоту радиостанции, что приводит к резкому увеличению коэффициента стоячей волны в антенне. Это равносильно тому, что практически вся мощность радиостанции, отразившись от входа антенны, не излучается в эфир, а возвращается снова в радиостанцию. Обычно это приводит к выходу из строя выходных каскадов радиостанции. Хорошо, что большинство современных радиостанций имеют защиту от работы на ненастроенную антенну. Устройство защиты в этом случае просто снижает мощность радиостанции до минимума. Она сохраняет свою работоспособность, но при этом радиоволна практически не излучается, связь отсутствует. Выходом из этой ситуации является применение автоматического антенного тюнера -- дополнительного устройства, которое устанавливается между радиостанцией и антенной. С его помощью радиостанцию можно настроить на работу с антенной малой длины.

Применение антенного тюнера обеспечивает работоспособность радиостанции, но мощность, излучаемая антенной в эфир, все равно достаточно мала по сравнению с полной мощностью радиостанции. Соответственно, низок будет и коэффициент полезного действия (КПД) такой антенны. Например, КПД штыревой антенны длиной 2,4 м на частоте 4 МГц не превышает 4-5%, то есть 95% мощности радиостанции расходуется впустую.

Однако существует простой и надежный способ значительно повысить эффективность антенны -- это использование нагрузочных катушек. Так, применение нагрузочной катушки на штыревой антенне поднимает КПД до 32-35%. Такая катушка может быть изготовлена на заводе уже настроенной на верхнюю частоту используемого вами рабочего диапазона. Например, если рабочие частоты вашей радиостанции находятся в диапазоне 2-4 МГц, то выбирается катушка на 4 МГц. Антенна с такой катушкой настроена на частоту 4 МГц. Настройку на частоты от 2 до 4 МГц обеспечивает антенный тюнер. При этом надо помнить, что работа на частотах выше 4 МГц может быть и невозможна.

Штыревые судовые антенны длиной от 3,6 до 6 м известных фирм производителей (рис. 1), давно уже доступные российскому потребителю, изготавливаются именно с такими нагрузочными катушками. Антенны могут быть уже настроены производителем (заранее по заказу) на частоты 2,6; 4,6; 6,3; 8,3 и 10 МГц. Поэтому пользователю при заказе качественной антенной системы необходимо предварительно сообщать дистрибьютору производителя в России планируемую к использованию верхнюю частоту рабочего диапазона.

Более короткие антенны некоторых производителей (с длиной штыря порядка 2,4 м) также снабжаются катушками. Для этих антенн (рис. 2) имеются катушки типа «КИ». Катушки изготавливаются настроенными на 7 МГц. Их установка на антенну чрезвычайно проста. Необходимо развинтить секции антенны, удалить соединительную втулку. Вместо нее навернуть катушку по резьбе на нижнюю секцию антенны, а затем ввернуть верхнюю секцию антенны в верхнее резьбовое отверстие катушки. То есть катушка используется вместо втулки для соединения двух секций антенны.

Можно подумать, что применение катушек полностью решает проблему эффективности укороченных антенн. Однако это не так. Любое увеличение физической длины антенны всегда положительно сказывается на ее эффективности. Поэтому необходимо выбирать размеры антенны исходя из максимально возможной ее длины для конкретного судна.

Кроме штыревых антенн с катушками, применяются так называемые спиральные антенны (рис. 3). У этих антенн катушка как бы «распределена по всей длине». Они имеют длину 2,6 м, массу - 0,5 кг вместе с кронштейном и очень удобны для установки на малые катера. Антенны изготавливаются на диапазоны частот: 2,0-4,6; 2,0-6,3; 2,2-8,3; 2,5-10 и 2,5-14 МГц.

Подход к выбору этих антенн такой же, как и для антенн с катушками: предпочтение следует отдавать антенне с верхней частотой, соответствующей используемой вами верхней рабочей частоте. Настройка на все более низкие частоты производится автоматически антенным тюнером. В данной антенне выигрыш в увеличении КПД такой же, как и в антеннах с катушками.

Зачастую штыревые КВ-антенны пытаются установить на судне как можно выше. Если для антенн УКВ-диапазона это оправданно, т. к. увеличивает дальность связи, то для антенн КВ-диапазона это условие не является необходимым. И дело не только в том, что в соответствии с требованиями Российского Речного Регистра антенна не должна находиться выше верхней точки мачты, а еще и в том, что штыревая антенна КВ-диапазона лучше работает, когда установлена как можно ближе к земле или поверхности воды. Поэтому более подходящим для такой антенны будет место не на мачте и, возможно, даже не на крыше рубки, а где-то еще ниже на борту судна, лишь бы ее не заливала вода.

Нужно сказать, что вертикальная штыревая антенна очень хорошо обеспечивает связь на дальних и средних дистанциях (более 400 км). Для организации связи на ближних расстояниях (от 50 до 400 км) необходимо устанавливать штыревую антенну под углом к горизонту 70° и желательно использовать в качестве базовой антенну зенитного излучения.

В этом отношении заслуживают внимания штыревые антенны длиной 3 м (рис. 4) с отдельно наклоняемой верхней частью. Такую антенну не надо устанавливать полностью наклонно, т. к. наличие радиоволны с горизонтальной поляризацией обеспечивает горизонтальная верхняя часть антенны, которую при необходимости можно поднять и вертикально, что обеспечит улучшение связи на дальних расстояниях.

Как видно из всего сказанного выше, а также учитывая, что теория распространения радиоволн на сегодняшний день радикально не изменилась, необходимость решения конкретных задач заставляет конструкторов и производителей оборудования находить дополнительные пути повышения эффективности применяемых антенных систем, зачастую не увеличивая стоимости и сложности конструкции.



4. Фирмы производители. Тактико-технические характеристики

КВ трансивер речного диапазона Vertex VX-1700

· Диапазон рабочих частот: 0.5-30 МГц

· Выходная мощность: 125 Вт

· Количество каналов памяти: 200

· Вид модуляции: J2B (USB или LSB), J3E (USB или LSB), A1A, A3E и H3E

· Сканирование каналов

· Сканирование двух каналов

· Голосовая активация передачи VOX

· ЖКИ буквенно-цифровой дисплей

Vertex VX-1700 представляет собой простой, надежный и недорогой КВ трансивер для стационарного и мобильного применения.

Трансивер продолжает серию профессиональных судовых радиостанций VX для применения на речных судах, объектах речного транспорта, для организации КВ-радиосвязи в качестве береговой станции.

GX1600 (производство «Неоком» средства радиосвязи г. Москва)

Новейшая радиостанция с ультратонким корпусом.

Одобрена Морским Регистром Судоходства РФ

Большой дисплей

ЦИВ класса D

Отображение GPS данных на экране

Поддержка удалённого поста и интерком соединения при подключенном коммуникаторе CMP30

Максимальная мощность 25 Вт

Стандарт влагозащиты передней панели IPX7

Возможность врезания радиостанции

Выпускается в белом и чёрном цветах

Запрограммированные погодные каналы

Программное сканирование, приоритетное сканирование и двойное прослушивание

Шумозащищённый микрофон

NMEA вход и выход

Характеристики

Монтаж.

Никогда ещё установка не была такой лёгкой! Для монтажа станции требуется отверстие глубиной не более 7 см.

Дополнительный пост.

GX1600 поддерживает подключение коммуникаторов CMP25, CMP30 или VH-310, что позволит организовать дополнительный пост.

GPS.

Подключив GX1600 к GPS карт-плоттеру, вы увидите отображение GPS координат, SOG, COG, BRG. Так же станция поддерживает ввод 100 маршрутных точек

Технические характеристики

Диапазон частот:	Сертификат РМРС
Производитель:	Standard Horizon
Выходная мощность(Вт):	25 Вт / 1 Вт
Напряжение питания:	13,8 В пост.т. +/- 20%
Габариты:	150x85x90мм
Вес:	900 gr
Температура эксплуатации:	-20С +55С t
Гарантия:	24 месяца
Водонепронецаемость:	IPX7

IC-78

Радиостанция ICOM IC-78 Основные характеристики

· Рабочий диапазон частот, мощность:

· RX: 0,03-30 МГц

· TX: 1,6-30 МГц

· 2-100 Вт (SSB / CW / FM / RTTY)

· 2-40 Вт (AM)

· Количество каналов: 100

Стандартные функции трансивера

· S-метр

· VOX микрофонный компрессор

· Имеется возможность смещения ПЧ

· Встроенный электронный ключ

· CW-реверс

· Регулируемая высота TOHBCW

· Cканирование запрограммированных каналов

· Приемник трансивера имеет предусилитель, аттенюатор, шумоподавитель

· Функция RIT позволяет настроить частоту приема до значения частоты передающей станции

· Имя каждого из 100 каналов может иметь до 8 символов

· Возможна установка дополнительных фильтров

· Высокостабилизированный генератор (требуется установка CR-338) улучшает стабильность частоты до ± 0,5 ppm

· Используя протокол CI-V, возможно организовать управление трансивером с персонального компьютера и осуществлять передачу данных (требуется установка контроллера СТ-17)

· Вес радиостанции: 3,8 кг

· Размеры: 240 х 95 х 239 мм

радиоволна ионосфера антенна судно



Литература

1. Интернет-ресурс «Википедия»;

2. Правила радиосвязи на внутренних водных путях РФ от 01.03.1995г. М. - «РКонсультант», 1995г.

3. Указания по организации судовой радиосвязи в Обском бассейне от 01.03.2012г. Новосибирск, ФБУ «Обское ГБУ» 2012г.

4. Руководство по эксплуатации судовой КВ-радиоустановки VX-1700.

5. Правила Российского Речного Регистра. 2009г.

Размещено на Allbest.ru

...