Укв или кв что лучше

Частотные диапазоны радиосвязи и радиовещания

Автор: Поскольку история наша началась с обсуждения вопросов радиоприёма, не плохо было бы не торопясь прогуляться по частотным диапазонам и понять, что же и на каких волнах излучается в эфир.

Начнём с радиовещательных диапазонов. Радиовещание осуществляется на диапазонах длинных (ДВ), средних (СВ), коротких (КВ) и ультракоротких (УКВ) волн.

Для любительской радиосвязи используются диапазоны коротких и ультракоротких волн.

Частоты, на которых наиболее часто можно услышать пиратское радио.

Некоторые служебные диапазоны коротких и ультракоротких волн.

А каковы условия распространения радиоволн в зависимости от сезона и времени суток?

Диапазон ДВ характеризуется наличием большого уровня индустриальных и космических помех. Максимальная дальность связи на этом диапазоне может доходить до 1000 километров (зависит от мощности радиопередатчика).

Диапазон СВ также характеризуется большим уровнем помех. Ночью радиоволны, благодаря «тропосферному» прохождению могут распространяться на очень большие (до 4 тысяч километров) расстояния. Диапазон характеризуется также наличием «замирания» сигнала (уровень поля неравномерный, что приводит к изменению уровня громкости радиопередачи).

Диапазон 1.8 Мгц наиболее трудный для дальних связей. Дальняя связь (свыше 1500-2000 км) возможна только при особом стечении обстоятельств и в течении ограниченного времени преимущественно на рассвете-закате. А связи до 1500 км возможны с наступлением темноты. При расвете диапазон замирает.

Диапазон 3,5 Мгц является ночным диапазоном. В дневное время связь на нем возможна только с ближайшими корреспондентами. С наступлением темноты начинают появляться станции, удаленные на большие расстояния. Через час — два после восхода Солнца диапазон пустеет.

Диапазон 7 Мгц обычно «живет» круглые сутки. Днем на нем можно услышать станции близлежащих районов (летом — на расстоянии 500—600, зимой — 1000—1500 км).

Диапазон 14 Мгц — диапазон, в котором работает основная масса радиолюбителей. Прохождение на нем (за исключением зимних ночей) имеется практически круглые сутки. Особенно хорошее прохождение наблюдается в апреле—мае.

Диапазон 21 Мгц тоже, широко используется коротковолновиками. Прохождение на нём в основном наблюдается в дневные часы. Оно менее устойчиво, чем на 14 Мгц, и может резко меняться.

Диапазон 28 Мгц самый «капризный». День-два отличного прохождения внезапно могут смениться неделей полного его отсутствия. Сигналы радиостанций здесь бывают слышны только в светлое время суток, за исключением отдельных редких случаев аномального распространения радиоволн.

Более полную информацию по поводу КВ радиолюбительских диапазонов можно прочитать на страничке http://www.qso.ru/band.html?1

Распространение сигналов в УКВ диапазонах с точки зрения банальной эрудиции, настолько затейливо для понимания, что перечислять механизмы поведения радиоволн на неоднородностях тропосферы, отражения от приполярных областей ионосферы, метеорных следов, от Луны и вообще всего на свете, у меня не хватит ни терпения, ни соответствующих знаний. Поэтому ограничусь простым описанием из книжки.

Диапазон УКВ позволяет осуществлять радиовещание с очень хорошим качеством, благодаря использованию частотной модуляции. К недостатку УКВ диапазона можно отнести высокое затухание радиоволны. Максимально возможное расстояние до радиостанции не может превышать 100 километров.
Короткая волна не может обогнуть препятствие выше, чем ее длина, поэтому она вынуждена пронизывать это препятствие насквозь. При этом, уровень излучения значительно понижается, что сказывается в месте приема значительным ослаблением громкости радиопередачи. Для того, чтобы максимально увеличить радиус приема, передающие и приемные антенны стараются разместить как можно выше над уровнем земли.

Источник

Теория радиоволн: ликбез

Думаю все крутили ручку радиоприемника, переключая между «УКВ», «ДВ», «СВ» и слышали шипение из динамиков.
Но кроме расшифровки сокращений, не все понимают, что скрывается за этими буквами.
Давайте ближе познакомимся с теорией радиоволн.

Радиоволна

Длина волны(λ) — это 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(м) равна отношению скорости света(км/ч) к частоте (кГц)

«УКВ», «ДВ», «СВ»

Сверхдлинные волны — 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 радио буй 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) 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 счет пере отражений от ионосферы и поверхности земли, такое распространение называют скачковым. Передатчиков большой мощности для этого не требуется.

Ультракороткие Волны(УКВ) v = 30 МГц — 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 радио трансляций. 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 приемную антенну высотой 10 м, дальность связи при условии прямой видимости составит около 100 км.

Высокие частоты (ВЧ-сантиметровый диапазон) v = 300 МГц — 3 ГГц (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.

Крайне высокие частоты (КВЧ-миллиметровый диапазон) v = 3 ГГц — 30 ГГц (λ = 0,1—0,01 м).
Отражаются практически всеми препятствиями, свободно проникают через ионосферу. За счет своих свойств используются в космической связи.

AM — FM

Зачастую, приемные устройства имеют положения переключателей am-fm, что же это такое:

AM — амплитудная модуляция

Это изменение амплитуды несущей частоты под действием кодирующего колебания, к примеру голоса из микрофона.
АМ — первый вид модуляции придуманный человеком. Из недостатков, как и любой аналоговый вид модуляции, имеет низкую помехоустойчивость.

FM — частотная модуляция

Это изменение несущей частоты под воздействие кодирующего колебания.
Хотя, это тоже аналоговый вид модуляции, но он имеет более высокую помехоустойчивость чем АМ и поэтому широко применяется в звуковом сопровождении ТВ трансляций и УКВ вещании.

На самом деле у описанных видом модуляции есть подвиды, но их описание не входит в материал данной статьи.

Еще термины

Интерференция — в результате отражений волн от различных препятствий, волны складываются. В случае сложения в одинаковых фазах, амплитуда начальной волны может увеличиться, при сложении в противоположных фазах, амплитуда может уменьшиться вплоть до нуля.
Это явление более всего проявляется при приеме УКВ ЧМ и ТВ сигнала.

Поэтому, к примеру внутри помещения качество приема на комнатную антенну ТВ сильно «плавает».

Дифракция — явление, возникающее при встрече радиоволны с препятствиями, в результате чего, волна может менять амплитуду, фазу и направление.
Данное явление объясняет связь на КВ и СВ через ионосферу, когда волна отражается от различных неоднородностей и заряженных частиц и тем самым, меняет направление распространения.
Этим же явлением объясняется способность радиоволн распространяться без прямой видимости, огибая земную поверхность. Для этого длина волны должна быть соразмерна препятствию.

Источник

Классификация радиоволн. Особенности распространения радиоволн КВ и УКВ диапазона. Дисциплина связи и ее требования.

Радиоволны длиной от 1000 до 10000м называют длинными (ДВ), частота 300—30 кГц, а радиоволны длиной свыше 10000 м — сверхдлинными (СДВ) частота менее 30 кГц. Длинные и особенно сверхдлинные волны мало поглощаются при прохождении в толще суши или моря. Так, волны длиной 20—30 км могут проникать в глубину моря на несколько десятков метров и, следовательно, могут использоваться для связи с погруженными подводными лодками, а также для подземной радиосвязи. Распространяются длинные и сверхдлинные волны земной волной на расстояние порядка 3000 км.

К средним волнам (СВ) относятся радиоволны длиной от 100 до 1000м, частоты 3—0,3 МГц. Средние волны используются главным образом для вещания. Они испытывают значительное поглощение в полупроводящей поверхности Земли, дальность распространения земной волны ограничена расстоянием 500—700 км.

К коротким волнам (КВ) относятся радиоволны длиной от 100 до 10 м, частоты 3—30 МГц. С повышением частоты сильно возрастает поглощение волн в полупроводящей поверхности Земли. Поэтому при обычных мощностях передатчика земные волны коротковолнового диапазона распространяются на расстояния, не превышающие нескольких десятков километров.

Ультракороткими (УКВ) называются радиоволны короче 10 м, частота выше 30 МГц. Радиоволны УКВ диапазона по свойствам в большей степени напоминают световые лучи. Они практически не отражаются от ионосферы, очень незначительно огибают земную поверхность и распространяются в пределах прямой видимости. Поэтому дальность действия ультракоротких волн невелика. Дальность связи будет зависеть от высоты подъема антенн.

Дата добавления: 2018-08-06 ; просмотров: 4923 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник

Короткие волны умирают, но не сдаются

Считается, что в вопросе обеспечения надежной связи короткие волны давно сдали позиции в пользу более продвинутых современных технологий и остались лишь уделом олдскульных радиолюбителей-хоббийщиков. Однако коротковолновая связь все еще жива и даже эволюционирует и развивается. В некоторых случаях она способна успешно и бесплатно заменить или дублировать дорогой спутниковый телефон там, где никаких других способов быть услышанными просто не существует!

Мощность — малая, связь — дальняя…

Особенность радиоволн коротковолнового диапазона (простирающегося, условно, от 1 до 30 мегагерц) состоит в их «умении» многократно переотражаться от ионосферы Земли и, таким образом, резко увеличивать дальность действия. При ничтожной мощности передатчика в единицы и десятки ватт короткие волны легко распространяются на сотни и тысячи километров, в том числе «пробивают за горизонт».

К примеру, знаменитая советская радиостанция «Север», которой в Великую Отечественную пользовались все наши разведчики и партизанские отряды для связи с центром, использовала для передачи участок коротковолнового диапазона от 3,62 до 6,25 мегагерц, обладала мощностью всего в 2(!) ватта, но обеспечивала дальность связи от 400 километров и выше! Для понимания: 1 ватт — это максимальная мощность передатчика современного мобильного телефона, задача которого – связаться с базовой станцией на расстоянии максимум в несколько километров.

Во всем мире военные и гражданские пользователи (фермеры, геологи, полярники, егеря и т.п.) десятилетиями активно использовали коротковолновую радиосвязь. Но некоторое время назад от нее начали повсеместно отказываться. Военные — в пользу УКВ-связи на коротких расстояниях и спутниковых систем — на длинных. А гражданские пользователи все чаще выбирают вместо КВ-станций сотовую или спутниковую мобильную связь в условиях цивилизации и вне ее.

Причиной массовой «миграции» связи в более высокочастотные диапазоны стала, в первую очередь, одна неприятная особенность коротких волн. Им нужны крупногабаритные антенны. Тут все просто и в полном соответствии с законами физики: чем больше длина волны, тем длиннее нужна антенна. К примеру, на частоте 7 мегагерц длина волны составляет 40 метров. Эффективная антенна не должна быть короче хотя бы четверти длины волны, и в данном случае — это 10 метров.

Десятиметровая антенна должна быть натянута в виде провода на приличной высоте или поднята в виде вертикальной мачты аналогичной длины. Понятно, что развертывание таких антенн не слишком удобно, в особенности для подвижной радиосвязи.

Однако для связи между отдаленными стационарными объектами коротковолновая связь по-прежнему удобна и применяется. И сегодня, в 2020-м году, сотни стареньких советских радиостанций, типа «Карат», «Ангара» и разных армейских моделей с простейшими антеннами из проволоки, как и полвека назад, обеспечивают, например, уходящим на длительный сезон в тайгу охотникам Сибири связь с семьей и домом. Дорогие японские модели коротковолновых раций берут с собой туристы и путешественники, отправляющиеся в глухие уголки. Последние, правда, обычно используют КВ-радио лишь в качестве резерва к спутниковому телефону.

Так что КВ-связь жива. И даже слегка эволюционирует! Собственно, про интересное эволюционное направление сращивания КВ-радио с интернетом и хотелось бы рассказать. Начнем, правда, с предыстории.

Кому вредят… светодиодные лампы?

Последние пару десятков лет горожанину связаться на коротких волнах с кем-либо стало практически невозможно. Законы физики в отношении распространения радиоволн, разумеется, не изменились. Просто эфир на коротких волнах в городах жутко загажен высоким уровнем постоянных помех. Уровень помех столь высок, что в нем напрочь тонут сигналы радиостанций на КВ-частотах. Вы можете успешно вызывать из города удаленную КВ-радиостанцию, и она вас услышит, но вы в помехах не услышите ее ответ.

Эта проблема относительно молода. Раньше такого не было. Что же произошло? Дело в том, что когда-то практически все бытовые электроприборы питались от традиционных трансформаторных источников тока. Трансформатор, «делающий» из 220 вольт в электророзетке нужное пониженное напряжение (5 вольт, 12 вольт, 24 вольта и т.п.), был вещью надежной, беспроблемной, но… дорогой. Железо, медь, сборка. А производителям нужно было снижать стоимость модулей питания в стремительно растущем и дешевеющем парке телевизоров, DVD-плееров, бесчисленных зарядок для телефонов и прочих портативных гаджетов.

И трансформаторным источникам питания пришли на смену бестрансформаторные — так называемые «импульсные», которые оказались радикально дешевле. Особо это повлияло на распространение светодиодных ламп. В каждой из них находится импульсный преобразователь для питания диодов.

В итоге практически все импульсные блоки питания для любых устройств — от телефона до шуруповерта — «фонят» в диапазоне коротких волн! Музыкальный центр, телевизор, зарядка для ноутбука, люстра — все они являются, по сути, радиопередатчиками, передающими шумовой сигнал в широком участке коротковолнового диапазона. А бытовая электросеть 220 вольт выполняет роль эффективной антенны, распространяя помеху в эфире! Таких «передатчиков» не менее десятка в любой квартире, столько же их в соседней, сотни и тысячи — по каждому многоэтажному дому.

Интернет — как средство… против радиопомех

Впрочем, развитие технологий не только породило проблему, но и подкинуло идею для ее решения. А именно – использовать для беспомехового приема коротких волн радиоприемники, установленные удалено вне городов и управляемые через Интернет. Таких приемников разбросано по всему миру немало. Называются они WebSDR. Устанавливают их и открывают бесплатный доступ для всех желающих – энтузиасты на некоммерческой основе.

Как это устроено? Некий энтузиаст-радиолюбитель устанавливает у себя дома (обычно вдали от городских помех, хотя и не всегда) коротковолновую антенну (как правило, не суррогатную, примитивную, а полноразмерную и эффективную) и подключает к ней КВ-радиоприемник, специально предназначенный для работы в тандеме с компьютером со специальным программным обеспечением. Это программно-управляемый радиоприемник, тот самый SDR — Software-Defined Radio.

Компьютер, разумеется, постоянно подключен к Интернету и настроен на определенный веб-адрес. Зайдя по нему, пользователь из любого места может управлять частотой этого радиоприемника и слышать то, что он принимает в реальном времени. Список доступных веб-приемников, их месторасположение, рабочие поддиапазоны и веб-адреса находятся на сайте websdr.com. И вы прямо сейчас можете просто зайти в панель управления любым приемником из этого списка через браузер компьютера или смартфона, настроить его на желаемую частоту в коротковолновом диапазоне и начать слушать эфир.

А как быть, если кто-то уже зашел на сайт приемника и пользуется им? Не проблема — к одному приемнику могут одновременно подключаться десятки пользователей, и настраиваться на нужные им частоты совершенно независимо друг от друга!

Как спутниковый телефон, только без абонентской платы

Как подобная технология может помочь в установлении радиосвязи на коротких волнах и быть использована на практике? Очень просто! Предположим, группа туристов отправляется на Кольский полуостров, где нет мобильной связи и Интернета. С собой у них маломощная и компактная коротковолновая радиостанция мощностью 5–10 ватт и простейшая антенна в виде тонкой проволочки длиной метров десять, закинутой на дерево или на «мачту» из телескопической удочки. Необходимо поддерживать постоянную и стабильную голосовую связь, предположим, с Москвой, где находится группа информационной поддержки, друзья или семья, и «узел связи» — любительская коротковолновая радиостанция мощностью 100 ватт (типовая мощность для стационарного любительского радиооборудования) с антенной на крыше дома или балконе.

Расстояние между абонентами по прямой — около 1300 километров. Используется наиболее подходящая для связи на такой дистанции частота — около 3,7 мГц. Такая дистанция «пробивается» короткими волнами легко, но из-за высокого уровня помех в мегаполисе приемник радиостанции в городе уверенно принимает только очень сильные сигналы. А сигналы с Кольского полуострова от передатчика мощностью 5–10 ватт — слишком слабы в таких условиях…

И вот тут-то помогает сеть веб-приемников! Смотрим по карте и находим приемник, расположенный в Швеции, километрах в пятистах от лагеря путешественников. В итоге корреспондент на Кольском полуострове работает в эфире традиционным способом — слушает посредством приемника своей радиостанции и передает через ее передатчик. А корреспондент в Москве передает обычным образом, а вот принимает своего эфирного визави с помощью компьютера, смартфона или планшета, на котором открыт сайт нужного веб-приемника и настроена частота, на которой заранее договорено поддерживать связь.

Единственный нюанс – небольшая задержка голосового сигнала, приходящего через Интернет. Но это мелочь на фоне достаточно уверенного и стабильного голосового общения — и вдобавок без абонентской платы!

Источник