Что относится к радиосвязи
Радиосвязь
Ра́дио (лат. radio — излучаю, испускаю лучи ← radius — луч) — разновидность беспроводной связи, при которой в качестве носителя сигнала используются радиоволны, свободно распространяемые в пространстве.
Содержание
Принцип работы
Передача происходит следующим образом: на передающей стороне формируется радиоволна (сигнал) с требуемой частотой и мощностью. Далее передаваемый сигнал модулирует более высокочастотное колебание (несущую). Полученный модулированный сигнал излучается антенной в пространство. На приёмной стороне радиоволны наводят модулированный сигнал в антенне, после чего он фильтруется и демодулируется. После демодуляции получается сигнал, с некоторыми (возможно допустимыми) различиями с сигналом, который мы передавали передатчиком.
Частотные диапазоны
Частотная сетка, используемая в радиосвязи, условно разбита на диапазоны:
В зависимости от диапазона радиоволны имеют свои особенности и законы распространения:
Распространение радиоволн
Радиоволны распространяются в пустоте и в атмосфере; земная твердь и вода для них непрозрачны. Однако, благодаря эффектам дифракции и отражения, возможна связь между точками земной поверхности, не имеющими прямой видимости (в частности, находящимися на большом расстоянии).
Распространение радиоволн от источника к приёмнику может происходить несколькими путями одновременно. Такое распространение называется многолучёвостью. Вследствие многолучёвости и изменений параметров среды, возникают замирания (англ. fading ) — изменение уровня принимаемого сигнала во времени. При многолучёвости изменение уровня сигнала происходит вследствие интерференции, то есть в точке приёма электромагнитное поле представляет собой сумму смещённых во времени радиоволн диапазона.
Особые эффекты
Виды радиосвязи
Радиосвязь можно разделить на:
Широковещательные передачи
Гражданская радиосвязь
На территории Российской Федерации для гражданской радиосвязи выделены 3 диапазона частот:
Радио используется в компьютерных сетях
История и изобретение радио
Радиосвязь
Содержание
Радиосвязь и устройства радиосвязи
Радиосвязь является наиболее распространенным способом передачи информации на расстояние. Телевидение, сотовая телефония, спутниковая связь – все это и многое другое работает на основе передачи сигналов посредством электромагнитных колебаний определенной частоты. Несомненно, она является предметом стратегического значения, и поэтому находится под контролем организаций разного ранга, и в конечном итоге – государственных. Надзором за соблюдением правил радиообмена в России занимается федеральная служба Россвязьнадзор.
Вторым, если не первым, по значимости звеном в цепи передачи сигнала является антенна. К сожалению, в настоящее время многие пользователи радиосвязи упускают важность ее правильной настройки, но именно антенна является фактическим излучателем сигнала, и от нее зависит не только излучаемая мощность, но и даже безопасность радиостанции. От геометрии антенны зависит, какая часть мощности «уйдет» в эфир, а какая вернется назад: волны имеют свойство отражаться. При неправильном подборе КСВ (коэффициент стоячей волны – характеристика антенны) часть мощности вернется в передатчик, чем может вывести его из строя. Кроме того, при неправильной настойке антенны гармоники сигнала распространятся на другие частоты, вызывая помехи.
Свойства сигнала
В зависимости от несущей частоты передатчика, излучаемый сигнал обладает разными характеристиками относительно дальности распространения, рассеивания, способности отражаться и огибать препятствия. Например, при работе в радиолюбительском диапазоне 3.5МГц без труда можно услышать корреспондента, находящегося за тысячи километров: сигнал многократно отражается от земной поверхности и от ионосферы, теряя незначительную часть мощности, в то время, как сигналы более высоких частот частоты, например, 466МГц той же силы будут приняты только в пределах прямой видимости от источника. Распространение сигнала зависит как от характеристик передающего устройства, так и от рельефа местности вещания. Для работы с объектами в космосе используются частоты диапазона УКВ (от 30МГц) и выше, поскольку именно для них ионосфера планеты является радиопрозрачной.
Метеорологические условия, а также факторы, связанные с изменением электромагнитного фона планеты, свойствами ионосферы в определенный момент времени, оказывают значительное влияние на распространение сигнала. Так, нередки случаи, когда радиолюбителям, находящимся на расстоянии в 1-1.5 тысячи километров, удавалось связаться друг с другом с помощью радиостанций 27Мгц без использования усилителей. В обычной практике такие радиостанции работают в пределах 50 км.
Диапазоны частот связи
Общение в радиолюбительских диапазонах – 1.8, 3.5, 7МГц и других – практикуется у нас в стране много лет. Первоначально (по крайней мере, в СССР), это была среда для общения профессионалов в радиотехнических специальностях, и не будет преувеличением сказать, что практически все из них, если и не знали досконально устройства трансиверов (приемо-передатчиков), то, по крайней мере, в них хорошо разбирались, и именно эта тема чаще других была предметом общения в эфире. Люди делились опытом по настройке оборудования и эксплуатации антенн и другими профессиональными навыками. Провести связь с каким-то захудалым городком на другом конце планеты, пообщаться в эфире с королем Иордании (известный, говорят, радиолюбитель был), принять позывные спутника – все это считалось честью для радиолюбителя, поскольку напрямую зависело от навыков и средств, вложенных в настройку оборудования. Подавляющее большинство трансиверов в то время изготавливалось своими руками.
В наше время рации можно без труда купить во многих магазинах. Тем не менее, несмотря на значительное послабление законов в области связи со времен СССР, и сейчас есть ограничения на использование радиостанций. Так, не имея специального разрешения (получаемого на основе категории радиолюбителя либо иных документов), частное лицо вправе общаться на диапазонах 27 МГц (стандарт CB), 433 МГц (стандарт LPD), 446 МГц (стандарт PMR). Кроме того, правилами ограничивается также максимальная мощность передатчика.
Список диапазоны любительской радиосвязи (ЛРС) можно почерпнуть здесь. Там общаются радиолюбители, имеющие стандартизированные позывные и категорию по ЛРС. Общение происходит по определенным правилам. Очень не рекомендуется там начинать передачу, если не знаете правил (труъшные радиолюбители шарахаются от таких, как от чорта рогатого). Дополнительную инфу можно узнать здесь и здесь. Кроме того, есть диапазоны, на которых работают транспортные (авиационные, морские и др) службы, частоты, на которых передают погоду, частоты спасательных служб (уточнять в конкретной структуре МЧС). На этих диапазонах тем более не стоит включаться на передачу: в стратегически значимых местах вас могут вычислить.
Портативные маломощные любительские радиостанции (рации)
Для частного общения в пределах 1-2 км наиболее пригодны портативные маломощные радиостанции. В основном, на российском рынке популярны западные образцы, работающие в диапазонах LPD, PMR, FRS и GMRS. Отечественные производители пока не спешат делать качественную, недорогую, массовую аппаратуру.
К сожалению, эти рации не работают в диапазонах спасательных служб.
Характеристики сигнала этих частот предполагают качественный радиообмен на небольших расстояниях при низкой способности сигнала огибать препятствия. Мощность передатчиков варьируется от 0.5 до 5Вт. Питание осуществляется от аккумуляторов либо серийных батарей. Вместо прямого выбора частоты вещания пользователям предлагается выбрать канал, короткий номер которого можно легко запомнить. Таблица соответствия каналов и частот без труда находятся в Интернете. Популярны радиостанции, имеющие 8(PMR), 22(FRS+GMRS) и 69(LPD) каналов.
В любых существующих рациях имеется функция шумоподавления, и принцип ее работы необходимо знать, чтобы связь была максимально эффективной.
Даже без наличия яркого сигнала реальный эфир содержит бесчисленное количество шумов и гармоник, вызванных атмосферными и техногенными источниками. Рация, включенная на постоянный прием, издает шипящий звук – это и есть настоящий эфир. Хотя сила этих сигналов незначительна, они делают прослушивание эфира некомфортным. Для подавления, а на самом деле – блокировки, таких сигналов была придумана система шумоподавления. Принцип ее очень прост: она не пропускает сигналы, уровень которых ниже, чем некий барьер (уровень шумоподавления).
Величина этого уровня так же, как уровня сигналов и шумов, задается в децибелах (дБ), хотя на простых рациях для него не указывается никакой маркировки. Когда в эфире появляется сильный сигнал – например, другой корреспондент начал передачу – шумоподавитель открывает прием, и пользователь слышит все вместе – и сильный сигнал, и слабые шумы, но, как только передача закончилась и в эфире остались только шумы, включается блокировка. В результате этого, между сеансами связи рация находится в полной тишине, хотя в реальном эфире шум присутствует.
Использование этой системы обуславливает два важных момента, которые следует помнить: 1. Если шумоподавитель (Ш/П) стоит на высоком уровне, есть вероятность, что пользователь не услышит дальнего корреспондента, если мощность его передатчика недостаточно велика для преодоления барьера Ш/П
2. Для приема очень слабого сигнала следует полностью отключить или уменьшить Ш/П
В обычном режиме Ш/П настраивается следующим способом: сначала его нужно полностью открыть (начнется прием шумов), затем медленно закрывать до положения, когда шумы только-только перестали проходить (а не до конца). В современных станциях шумоподавитель представлен отдельной ручкой рядом с ручкой громкости, либо кнопкой, которая умеет его выключать.
Портативные полу- и профессиональные радиостанции
Это более сложные радиостанции, имеющие много функций и настроек. Как правило, частота вещания в них устанавливается вручную; есть возможность менять тип модуляции, оперировать с набором частот (запоминать, сканировать), вести радиообмен на разнесенных (разных) частотах, оперировать DTMF-сигналами и многое другое. По всем параметрам, кроме веса, они лучше «мыльниц», но и стоят в разы дороже. В руках неопытного человека представляют скорее опасность.
В эфире
Нельзя не упомянуть о правилах поведения в эфире, которые сложились много лет назад, и до сих пор являются залогом доброжелательности и взаимопонимания участников связи.
Они возникли из профессиональной (не общегражданской) радиосвязи, были отточены временем, и следование им до сих пор является показателем культуры общения.
Ниже приведены некоторые рекомендации по работе в общегражданском эфире.
Включать радиостанцию в режим передачи следует, только убедившись, что никто другой не ведет вещание в данный момент на этой частоте. В противном случае не только вы не будете услышаны, но также создадите помехи другим корреспондентам.
Начинайте говорить только после нажатия кнопки передачи, иначе другие участники услышат обрывок слова. Выключайте передачу только после окончания сообщения. Несмотря на очевидность данного порядка действий, встречаются люди, которые забывают о таких мелочах. Можно, например, посоветовать им считать до двух после нажатия кнопки и перед выключением.
Микрофон следует держать на расстоянии 10-20 см от лица: при меньшей дистанции возможны искажения сигнала. В ветреную погоду завихрения воздуха создают дополнительный шум, поэтому стоит укрыть микрофон, прежде чем начать передачу.
«Юстас на приеме» или «Юстас слушает»
В дальнейшем, при общении можно не повторять эти обращения, если условия связи позволяют однозначно идентифицировать участников. Тем не менее, хорошим тоном считается периодически возвращаться к этим шаблонам, чтобы новоприбывшие участники могли быть в курсе, кто ведет диалог.
По завершении сообщения, участник может сообщить корреспонденту о том, что переходит на прием фразой «прием!» или «на приеме!». Некоторые рации в таких случаях выдают автоматический сигнал в эфир. Это особенно важно в условиях некачественной связи, когда трудно установить момент окончания сеанса.
Приветствия и прощания в эфире являются показателем вежливости корреспондента. За историю радиосвязи некоторые часто используемые смысловые конструкции обрели сокращенный вид. Так, например, «73» (семьдесят три) означает «всего хорошего», а «88» используется при прощании с представителем противоположного пола: шутливый поцелуй.
Подтверждение полученной информации
Иногда требуется явное подтверждение о получении информации. В таких случаях в конце сообщения добавляют: «как принято?» или «как понял?», на что собеседник должен ответить «принято!» или «понял!» в случае положительного результата. Если прием не удался, собеседник просит повторить сообщение: «не принял, повтори!».
Эфир с несколькими участниками
Кроме общих принципов, здесь важен процесс координирования выходов в эфир, в ином случае вы рискуете услышать неразборчивый свист – это одновременно несколько корреспондентов включили передачу.
Если после сообщения корреспондента ожидаются ответы сразу от нескольких участников («Друзья, кто пойдет за пивом?»), корреспондент должен явно передать очередь конкретному участнику: «микрофон – Алексу» либо «слово – Алексу». Тот участник, в свою очередь, по окончании сообщения, также должен передать слово («Лично я не планирую. Может, Васисуалий желает? Микрофон – Васисуалию»), и далее до тех пор, пока общение не перерастет в явный диалог двух участников.
В условиях некачественной связи корреспонденты не имеют возможности вести полноценный радиообмен: теряется часть информации. Для таких случаев очень важно иметь предварительную договоренность о радиообмене. Вместо, чтоб описывать подробности ситуации, необходимо передать ее основную суть ключевым сигналом, например словами «Все в порядке!» или «Авария!», или даже тональным кодом (DTMF), который услышать легче, чем разобрать слова. Договорившись таким образом, во время связи участники будут пытаться услышать наиболее ожидаемые слова-коды, а не длинные предложения. Как нетрудно заметить, аналогичные принципы действуют в альпинизме при общении голосом на маршруте.
Если договоренностей не было, в эфире следует оперировать наиболее простыми, распространенными, четкими, и, по возможности, ярко звучащими конструкциями. Не следует строить длинные фразы. Например, в опасных ситуациях, принципиально важно лишь понять, все ли в порядке у корреспондента. Если слышимость очень плохая, каждое сообщение можно повторить подряд несколько раз, и после каждого сообщения просить собеседника подтвердить получение: «Алекс, у вас все в порядке? Алекс, у вас все в порядке? Прием!»
В районе радиообмена могут находиться и другие владельцы раций. Случается, что они слышат каждого из корреспондентов лучше, чем те – друг друга. В этом случае можно обратиться за помощью в ретранслировании переговоров: «Настенька, вы могли бы поработать ретранслятором, дабы Васисуалий четко уяснил генеральную суть проблемы?» В случае положительного ответа далее общение происходит через Настеньку. Не стоит злоупотреблять им: вы не только отнимаете чужое время, но и способствуете разрядке чужих батарей.
Иногда односторонняя слышимость обусловлена слишком высоким уровнем шумоподавления одного из корреспондентов. В этом случае надо попросить других, более мощных по сигналу, участников сообщить участнику о проблеме: «Костя! Попроси этого… человека… открыть шумодав!».
Радиосвязь в горах
При наличии большого препятствия (напр., горы) между собеседниками, связь на вышеуказанных диапазонах невозможна.
Регламент радиосвязи в горах нацелен на обеспечение безопасности и взаимной координации групп, находящихся на маршрутах. Наиболее важной информацией является состояние участников и наличие риска для их жизни и здоровья – особенно, если речь идет о районах с повышенной опасностью.
Центром координации групп, работающих на маршрутах, является, как правило, пункт МЧС либо альп. база данного района. По предварительной договоренности, группы выходят на связь в определенное время на заданной радиочастоте, чтобы сообщить центральному пункту о состоянии участников и текущей обстановке. Если иного не требует ситуация, связь длится максимально короткое время. В общем случае, сеансы связи происходят в течение светового дня до вечера через каждые три часа. В практике спасательных служб, в случае пропуска группой двух подряд сеансов связи инициируются спасательные работы, если не было иной договоренности.
Задача групп, желающих поддерживать связь с другими участниками или центральным пунктом в течение прохождения маршрута – договориться о способах и расписании связи, при которых информация будет наиболее своевременной, распознаваемой, содержательной. Следует предусмотреть действия в разных, в том числе аварийных, ситуациях, чтобы информация была передана максимально оперативно, а реакция ответчика стала наиболее адекватной и предсказуемой. Регламент радиообмена должен учитывать эксплуатационные ограничения станций – по дальности, мощности, типу излучения, заряду батарей, а также возможные географические и климатические факторы, влияющие на качество прохождения сигнала.
Для обеспечения длительной эксплуатации радиостанции следует придерживаться инструкций, описанных в документации.
Рекомендации по использованию радиостанций
—skvoznik 18:45, 23 апреля 2010 (MSD)skvoznik
Основные виды и принципы работы радиосвязи
Радиосигналы происходят в результате направленного перемещения радиоволн. Подобно волнам на пруду, радиоволна представляет собой серию повторяющихся пиков и впадин. Радиоволна генерируется передатчиком, а затем обнаруживается приёмником.
Основные разновидности радиосвязи и их применение
Для передачи радиосигнала применяются антенны. Конструкция любой антенны предусматривает концентрацию радиоволн, которые содержатся в луче, с увеличением степени такой концентрации КПД антенного устройства увеличивается. Конструктивные особенности передатчика и антенны определяют разновидности радиосвязи.
Радиорелейная связь
Функции радиорелейной линии заключаются в приёме и ретрансляции сигналов, которые принимаются либо от другой радиостанции, либо от провода, оптоволоконного, микроволнового, коаксиального кабеля или другого канала интегрированной наземной линии. Радиорелейная связь – важная, хотя уже и постепенно устаревающая технология системы радиосвязи.
Расположение радиорелейных станций и диаграммы направленности антенн должны быть установлены так, чтобы обеспечивать минимальные помехи для наземных спутниковых станций. Аналоговые и цифровые схемы основной полосы частот радиорелейной связи аналогичны спутниковым системам, однако процесс обмена и передачи сигналов происходит в атмосфере. Радиорелейные линии могут быть частью соединения между земной станцией и центром коммутации сигнала.
Передача сигналов через спутник
Теперь рассмотрим, как работает радио на примере телекоммуникационного сообщения через спутники. Для передачи сигналов антеннам на Земле используются все те же радиоволны. Информация может включать:
Спутниковая передача сигналов происходит по пути их распространения в прямой видимости от наземной станции к спутнику связи (восходящая линия связи) и обратно к земной станции (нисходящая линия связи). Спутник обычно размещается на геостационарной орбите, на высоте около 18…20 тыс. км над Землей, так что он кажется неподвижным из любой точки, откуда виден. Оттуда спутник действует как ретранслятор в небе. Наземная станция включает в себя антенны, здания и электронику, необходимые для передачи, приёма и последующей обработки сигналов.
Используемый частотный спектр аналогичен тому, который применяется для наземного микроволнового радио. Антенна наземной станции обычно является остронаправленной, в то время как спутниковая антенна имеет увеличенную ширину луча, чтобы покрывать большую часть земной поверхности и иметь возможность одновременно связываться со многими удаленными друг от друга земными станциями.
Сотовая связь
Общим элементом всех технологий сотовой связи является использование определенных радиочастот, а также повторное использование частот. Это позволяет предоставлять услугу большому количеству абонентов при уменьшении количества каналов (ширины полосы). Можно создавать широкие сети связи за счет полной интеграции передовых возможностей мобильного телефона.
Как осуществляется радиосвязь
Радиосвязь работает путём передачи и приема электромагнитных волн. Для распространения и перехвата радиоволн используются передатчик и приёмник. Передатчик излучает электромагнитное поле наружу через антенну; затем приемник улавливает это поле и преобразует его в звуки/изображения.
Генерация и приём радиоволн
Радиоволна действует как носитель информационных сигналов; информация кодируется непосредственно на волне – в виде звуков (голос и музыка) и/или изображений (телевидение). Звуки и изображения преобразуются в электрические сигналы (микрофоном или видеокамерой), усиливаются и используются для формирования несущей волны. Усиленный сигнал подаётся на антенну, которая преобразует электрические сигналы в электромагнитные волны для излучения в космос.
Такие волны излучаются со скоростью света и передаются не только по линии прямой видимости, но и за счет отклонения от ионосферы. Приёмные антенны перехватывают часть этого излучения, возвращая ему форму электрические сигналы, после чего подают сигнал на приёмник.
Кодирование информации в радиоволне
Основной принцип прост. С одной стороны, передатчик «кодирует» сообщения, изменяя амплитуду или частоту волны, наподобие кода Морзе. С другой стороны, приёмник, настроенный на ту же длину волны, улавливает сигнал и декодирует его обратно в желаемую форму: звуки, изображения, данные и пр.
Телеграфирование
Электрический телеграф в ХХ веке был распространённой формой цифровой передачи сигналов в основной полосе частот с использованием металлических носителей (открытый провод). Но, по сегодняшним меркам, скорость передачи информации при телеграфировании является низкой.
Радиотелефонная связь
Является дальнейшим развитием телеграфирования, и реализуется путём передачи речи по витым парам проводов. Из-за возможностей технических средств полоса пропускания речевых сигналов ограничена частотой 4 кГц, эта полоса сохраняется и до настоящего времени.
Голосовые модемы дополняются и вытесняются в сети доступа технологией цифровой абонентской линии, которая повышает скорость обмена информацией при одновременном снижении стоимости услуг. Кроме того, цифровые абонентские линии имеют постоянное подключение к данным.
Модуляция и детектирование
Виды радиосвязи зависят от типа модуляции сигнала. В радиоустройствах с амплитудной модуляцией (АМ) сила амплитуда сигнала изменяется в пределах от минимума до максимума производимых частот. В радио с частотной модуляцией сигнала (FM) изменяется скорость прохождения сигнала. Когда вы настраиваетесь на радио, номер набора показывает частоту в МГц, на которой транслируется сигнал.
FM-модуляция распространена в коммерческих, а АМ-модуляция – в производственных применениях.
Обратным модуляции процессом является детектирование, при котором из общего высокочастотного сигнала выделяется та его часть, которая содержит информационную составляющую. Первые радиоприёмники были именно детекторными.
Что относится к радиосвязи
Радиосвязь – передача и прием информации с помощью радиоволн, распространяющихся в пространстве без проводов.
Источник – переменный ток частоты от 2 · 10 4 Гц до 10 9 Гц ( λ =0,3 м – 1,5 · 10 4 м)
Вида радиосвязи (отличаются типом кодирования передаваемого сигнала):
радиотелеграфная связь ( осуществляется путем передачи сочетания точек и тире, кодирующего букву алфавита в азбуке Морзе) ; радиотелефонная связь ( передача подобной информации только для приема конкретным абонентом. При радиотелефонной связи колебания давления воздуха в звуковой волне превращаются с помощью микрофона в электрические
колебания той же формы ); радиовещание ( передача в эфир речи, музыки, звуковых
Отличаются типом кодирования передаваемого сигнала.
Переменный электрический ток высокой частоты, созданный в передающей антенне, вызывает в окружающем пространстве быстро меняющееся электромагнитное поле, которое распространяется в виде электромагнитной волны. Достигая приемной антенны, электромагнитная волна вызывает в ней переменный ток той же частоты, на которой работает передатчик.
Важнейшим этапом в развитии радиосвязи было создание в 1913 г. генератора незатухающих электромагнитных колебаний. Кроме передачи телеграфных сигналов, состоящих из коротких и более продолжительных импульсов («точки» и «тире») электромагнитных волн, стала возможной надежная и высококачественная радиотелефонная связь — передача речи и музыки с помощью электромагнитных волн.
Частота звуковых колебаний мала, а электромагнитные волны низкой (звуковой) частоты имеют малую интенсивность.
З адающий генератор вырабатывает гармонические колебания высокой
частоты (несущая частота более 100 тыс.Гц).
Микрофон преобразует механические звуковые колебания в электрические
Модулятор изменяет по частоте или амплитуде высокочастотные колебания с
помощью электрических колебаний низкой частоты.
Усилители высокой и низкой частоты усиливают по мощность высокочастотные
и звуковые (низкочастотные) колебания.
Передающая антенна излуч ает м одулированные электромагнитные волны.