Укв радиосвязи что это
Ультракороткие волны
Ультракороткие волны (УКВ) в современной практике — это радиоволны из диапазонов метровых (МВ), дециметровых (ДМВ) и частично сантиметровых (СМВ) волн. Однако согласно советскому ГОСТ 1986 года этот термин также распространяется на все высокочастотные волны вплоть до децимиллиметровых (совр. «терагерцовый» диапазон). [1] Таким образом в науке и электронной технике диапазон частот УКВ находится в пределах от 30 МГц (длина волны 10 м) до 3-х Гигагерц (длина волны 0,1 м). Термин УКВ рекомендуется применять для случаев, когда границы используемого диапазона не совпадают с границами стандартных диапазонов. [1]
УКВ-диапазон используется для радиовещания с частотной модуляцией, в том числе стереофонического, телевидения, радиолокации, связи с космическими объектами (так как они проходят сквозь ионосферу Земли), а также для любительской и профессиональной радиосвязи.
Радиоволны УКВ-диапазона распространяются практически в пределах прямой видимости, а также, не отражаясь от ионосферы, уходят в космическое пространство. То есть ионосфера для радиоволн УКВ диапазона прозрачна. Однако, поскольку в пределах прямой видимости может быть естественный спутник Земли Луна, то волны УКВ диапазона могут отразиться от неё и вернуться на Землю, где могут быть принятыми на другом конце земного шара. [источник не указан 103 дня]
Примечания
См. также
Полезное
Смотреть что такое «Ультракороткие волны» в других словарях:
УЛЬТРАКОРОТКИЕ ВОЛНЫ — были впервые применены в терапии Шлипгаке (Schliephake). Переменные токи, применяемые в диатермии, характеризуются частотой от 800 000 до 1 млн. колебаний в секунду при длине волны в 300 400 м. В наст, время в терапию введены токи с частотой в 10 … Большая медицинская энциклопедия
УЛЬТРАКОРОТКИЕ ВОЛНЫ — (УКВ) традиционное название диапазона радиоволн, объединяющего метровые, дециметровые, сантиметровые и миллиметровые волны (или диапазоны очень высоких частот ОВЧ, ультравысоких частот УВЧ, сверхвысоких частот СВЧ, крайне высоких частот КВЧ).… … Физическая энциклопедия
УЛЬТРАКОРОТКИЕ ВОЛНЫ — (УКВ) радиоволны с длиной волны от 1 см до 10 м. Применяется для радиосвязи практически в пределах прямой видимости … Большой Энциклопедический словарь
УЛЬТРАКОРОТКИЕ ВОЛНЫ — (сокращенно УКВ) электромагнитные колебания с длиной волны от 10 м и меньше (частота от 30 килогерц и выше). В силу высоких частот УКВ сильно поглощаются при распространении вдоль земной поверхности и плохо огибают рельеф земли поэтому дальность… … Морской словарь
УЛЬТРАКОРОТКИЕ ВОЛНЫ — (УКВ) радиоволны с длиной волны от 1 см до 10 м. Используются для радиосвязи практически в пределах «прямой видимости» … Большая политехническая энциклопедия
ультракороткие волны — УКВ Радиоволны диапазонов дециметровых, сантиметровых, миллиметровых и децимиллиметровых волн. Примечание Указанный терминыдопустимык применению для тех служб радиосвязи, которым распределены определенные полосы радиочастот, границы которых не… … Справочник технического переводчика
ультракороткие волны — ultratrumposios bangos statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. ultrashort waves vok. Ultrakurzwellen, f rus. ультракороткие волны, f pranc. ondes ultracourtes, f … Automatikos terminų žodynas
ультракороткие волны — ultratrumposios bangos statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. ultrashort waves vok. ultrakurze Wellen, f; Ultrakurzwellen, f rus. ультракороткие волны, f pranc. ondes ultra courtes, f … Fizikos terminų žodynas
Ультракороткие волны — 23. Ультракороткие волны УКВ Радиоволны диапазонов дециметровых, сантиметровых, миллиметровых и децимиллиметровых волн. Примечание к терминам пп. 19 23. Указанные термины допустимы к применению для тех служб радиосвязи, которым распределены… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Ультракороткие волны — диапазон радиоволн (См. Радиоволны), охватывающий Метровые волны и Дециметровые волны … Большая советская энциклопедия
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.
Что слышно в радиоэфире? Принимаем и декодируем наиболее интересные сигналы. Часть 2, УКВ
В первой части были описаны некоторые сигналы, которые можно принять на длинных и коротких волнах. Не менее интересным является диапазон УКВ, на котором тоже можно найти кое-что интересное.
Как и в первой части, будут рассмотрены те сигналы, которые можно самостоятельно декодировать с помощью компьютера. Кому интересно, как это работает, продолжение под катом.
В первой части мы использовали голландский онлайн приемник для приема длинных и коротких волн. К сожалению, на УКВ аналогичных сервисов нет — диапазон частот слишком велик. Поэтому желающим повторить описанные ниже эксперименты придется обзавестись собственным приемником, из самых дешевых можно отметить RTL SDR V3, который можно приобрести за 30$. Такой приемник покрывает диапазон до 1.7ГГц, все нижеописанные сигналы приняты именно на него.
Итак, приступим. Как и в первой части, сигналы будем рассматривать по возрастанию частоты.
FM-радио
Само FM-радио вряд ли кого-то удивит, нас же в нем будет интересовать RDS. Наличие RDS (Radio Data System) обеспечивает передачу цифровых данных “внутри” FM-сигнала. Спектр сигнала FM-станции после демодуляции выглядит так:
На частоте 19КГц расположен пилот-тон, а на его утроенной частоте 57КГц передается сигнал RDS. На осциллограмме, если вывести оба сигнала вместе, это выглядит примерно так:
C помощью фазовой модуляции здесь закодирован низкочастотный сигнал с частотой 1187.5Гц (кстати, частота 1187.5Гц тоже выбрана не случайно — это частота 19КГц пилот-тона, деленная на 16). Далее, после побитового декодирования, расшифровываются пакеты данных, типов которых довольно много — помимо текста, могут передаваться например, альтернативные частоты вещания радиостанции, и при въезде в другую область приемник может автоматически настроиться на новую частоту.
Принять RDS-данные местных станций можно с помощью программы RDS Spy. Ее можно подключить через HDSDR, если выбрать модуляцию FM, ширину сигнала 120КГц и битрейт 192КГц, как показано на рисунке.
Затем достаточно перенаправить сигнал с помощью Virtual Audio Cable с HDSDR на RDS Spy (в настройках VAC тоже нужно указать битрейт 192КГц). Если все было сделано правильно, мы увидим всю информацию о RDS, гораздо больше, чем покажет обычный бытовой радиоприемник:
Кроме FM, кстати можно декодировать и DAB+, про это была отдельная статья. В России он пока не работает, но в других странах может быть актуально.
Авиадиапазон
Так исторически сложилось, что в авиации используется амплитудная модуляция (АМ) и частотный диапазон 118-137МГц. Переговоры пилотов и диспетчеров никак не зашифрованы, и принять их может любой желающий. Лет 20 назад для этого “перетягивали” обычные дешевые китайские радиоприемники — достаточно было раздвинуть катушки гетеродина, и диапазон смещался, если повезет то в сторону более высоких частот. Интересующиеся “цифровой археологией” могут почитать обсуждение на форуме radioscanner за 2004 год. Позже китайские производители пошли навстречу пользователям, и просто добавили диапазон Air в приемники (в комментариях к первой части рекомендовали Tecsun PL-660 или PL-680). Но разумеется, использование более специализированных устройств (например, приемников AOR, Icom) более предпочтительно — они имеют шумодав (звук выключается когда нет сигнала и нет постоянного шипения) и более высокую скорость перебора частот.
Каждый крупный аэропорт использует довольно много частот, вот для примера, частоты аэропорта Пулково, взятые с сайта radioscanner:
Кстати, послушать трансляции переговоров из разных российских городов (Москва, С-Пб, Челябинск и некоторые другие) можно онлайн на http://live.radioscanner.net.
Для нас в авиадиапазоне интересен цифровой протокол ACARS (Aircraft Communications Addressing and Reporting System). Его сигналы передаются на частотах 131.525 и 131.725МГц (европейский стандарт, частоты разных регионов могут отличаться). Это цифровые посылки с битрейтом 2400 или 1200bps, с помощью такой системы пилоты могут обмениваться сообщениями с диспетчером. Для декодирования в MultiPSK нужно настроиться на сигнал в режиме АМ (нужен SDR-приемник, т.к. ширина полосы сигнала более 5КГц) и перенаправить звук с помощью Virtual Audio Card.
Результат показан на скриншоте.
Формат сигналов ACARS является довольно простым, и его можно посмотреть в программе SA Free. Для этого достаточно открыть фрагмент записи, и мы увидим что в “внутри” АМ записи на самом деле содержится частотная модуляция.
Далее, применив к записи частотный детектор, мы легко получаем битовый поток. В реале, вряд ли придется это делать, т.к. готовые программы для декодирования ACARS давно написаны.
Метеоспутники NOAA
Послушав переговоры авиаторов, можно забраться еще выше — в космос. В котором для нас интересны метеоспутники NOAA 15, NOAA 18 и NOAA 19, передающие изображения поверхности Земли на частотах 137.620, 137.9125 и 137.100МГц. Декодировать сигнал можно с помощью программы WXtoImg.
Принимаемая картинка может выглядеть примерно так (фото с сайта radioscanner):
К сожалению (законы физики не обманешь, да и Земля-таки круглая хотя не все в это верят), принять сигнал спутника можно только тогда, когда он пролетает над нами, и не всегда эти пролеты имеют удобное время и угол над горизонтом. Раньше чтобы узнать дату и время ближайшего полета требовалось ставить программу Orbitron (программа-долгожитель, существующая аж с 2001 года), сейчас это проще сделать онлайн по ссылкам https://www.n2yo.com/passes/?s=25338, https://www.n2yo.com/passes/?s=28654 и https://www.n2yo.com/passes/?s=33591 соответственно.
Сигнал спутников довольно-таки громкий, и слышен практически на любую антенну и на любой приемник. Но чтобы принять картинку в хорошем качестве, все же желательна специальная антенна и хороший обзор горизонта. Желающие могут посмотреть англоязычный туториал в youtube или почитать подробное описание. Лично у меня так и не хватило терпения довести дело до конца, но другим возможно, повезет больше.
Пейджинговые сообщения FLEX/POCSAG
Работает ли еще пейджинговая связь для корпоративных клиентов в России, мне неизвестно, в Европе же она вполне функционирует, ею пользуются пожарные, полиция и разные службы.
Принять сигналы FLEX и POCSAG можно с помощью HDSDR и Virtual Audio Cable, для декодирования используется программа PDW. Написана она была аж в 2004 году, и интерфейс имеет соответствующий, но как ни странно, до сих пор вполне работает.
Также существует декодер multimon-ng, работающий под Linux, его исходники доступны на github. Про протокол передачи POCSAG также была отдельная статья, желающие могут ознакомиться с ней более подробно.
Брелки/беспроводные выключатели
Еще выше по частоте, на 433МГц, находится целое множество различных устройств — беспроводные выключатели и розетки, дверные звонки, датчики давления шин автомобилей и пр.
Это зачастую дешевые китайские девайсы с простейшей модуляцией. Там нет никакого шифрования, и используется простой бинарный код (OOK — on-off keying). Декодированию таких сигналов было рассмотрено в отдельной статье. Мы же можем воспользоваться готовым декодером rtl_433, скачать который можно отсюда.
Запустив программу, можно увидеть различные устройства, и (при наличии рядом автостоянки) узнать например давление в шинах соседского автомобиля. Практического смысла в этом немного, но с чисто математической точки зрения, вполне интересно — протоколы этих сигналов просты для декодирования.
Да кстати, покупающим такие беспроводные выключатели следует иметь в виду, что они никак не защищены, и теоретически ваш хакер-сосед при наличии HackRF или аналогичного устройства может злостно выключить вам свет в туалете в самый неподходящий момент или сделать что-то аналогичное. Лично я не заморачиваюсь, но если вопрос безопасности актуален, можно использовать более серьезные и дорогие устройства с полноценными ключами и аутентификацией (Z-Wave, Philips Hue и пр).
TETRA
TETRA (Terrestrial Trunked Radio) — это профессиональная система корпоративной радиосвязи с достаточно большими возможностями (групповые вызовы, шифрование, объединение нескольких сетей и пр). И ее сигналы, если они не зашифрованы, также можно принимать с помощью компьютера и SDR-приемника.
Декодер TETRA для Linux существовал довольно давно, но его настройка была далеко нетривиальной, и примерно год назад российский программист создал плагин для приема TETRA для SDR#. Теперь эта задача решается почти буквально в два клика, программа позволяет выводить информацию о системе, прослушивать голосовые сообщения, собирать статистику и пр.
Плагин реализует не все возможности стандарта, но основные функции более-менее работают.
Согласно Википедии, Тетра может использоваться в скорой помощи, полиции, на ж/д транспорте и пр. Насчет ее распространения в России мне неизвестно (вроде сеть Тетра использовалась на ЧМ2018, но это неточно), желающие могут проверить самостоятельно — сигналы Тетра легко узнаваемы, и имеют ширину 25КГц, как видно на скриншоте.
Разумеется, если в сети включено шифрование (такая возможность в Тетре есть), плагин работать не будет — вместо речи будет лишь «булькание».
Поднимемся еще выше по частоте, на частоте 1.09ГГц передаются сигналы транспондеров воздушных судов, что позволяет таким сайтам как FlightRadar24 показывать пролетающие самолеты. Этот протокол уже разбирался ранее, так что повторяться здесь я не буду (статья и так получилось большой), желающие могут прочитать первую и вторую части.
Заключение
Как можно видеть, даже с приемником за 30$ можно найти в эфире много чего интересного. Уверен, перечислено здесь далеко не все, и что-то я наверно пропустил или не знаю. Желающие могут попробовать самостоятельно — это хороший способ разобраться с принципом работы той или иной системы получше.
Любительскую радиосвязь я не рассматривал, хотя на УКВ она тоже есть, но статья все же про связь служебную.
Ультракороткие волны (УКВ) в радио
Волны длиной 10 м являются границей, за которой начинается область УКВ.
УКВ подразделяются на:
УКВ — своеобразные и далеко еще не полностью изученные электромагнитные волны. Однако то, что мы уже знаем о них, позволяет говорить о больших возможностях, которые открывают УКВ для дальнейшего прогресса радиосвязи и радиовещания. А современное телевидение вообще немыслимо без ультракоротких волн.
Этот диапазон манит своими просторами. Радиовещательный диапазон от 200 до 2 000 м охватывает полосу частот всего 1 350 кгц (1 500— 150=1 350 кгц), а один лишь метровый диапазон УКВ, т. е. волны от 1 до 10 м включительно, занимает полосу частот 270 000 кгц.
Ведь по мере укорочения волн частотные пределы становятся все более широкими. А чем шире частотные пределы, тем больше станций можно разместить без опасности создания взаимных помех.
Если условиться, что для каждой радиостанции нужен канал 10 кгц (а на деле он даже меньше), то в метровом диапазоне УКВ можно разместить 27 000 передатчиков, а в диапазоне от 2 000 до 200 м — всего лишь 135. «Теснота в эфире» давно уже стала помехой в развитии радиосвязи и радиовещания.
Частотный простор в области УКВ позволяет не только увеличить число радиостанции, но и совершенно по-новому вести радиовещание.
Поэтому, например, радиотелефонирование по методу частотной модуляции, требующее широкой полосы частот, и передача телевидения, требующая, как мы узнаем в дальнейшем, линии связи, пропускающей очень широкую полосу частот, возможны только на волнах короче 10 м.
В диапазоне УКВ стройно развиваются такие свойства и возможности, которые на других диапазонах осуществляются только частично. Например, здесь имеется полная возможность излучать радиоволны в нужном направлении.
Этим прежде всего можно колоссально экономить мощность и работать на таких линиях столь малыми мощностями, которые показались бы на других диапазонах смехотворными. Но главное, что эти свойства УКВ как бы специально предназначены для радионавигационных целей.
Неслучайно и то, что на первых искусственных спутниках Земли как советских, так и американских установлены передатчики, работающие на УКВ. Вызвано это тем, что волны УКВ не отражаются от ионизированных слоев атмосферы
Земли и свободно проходят в мировом пространстве. Это подтверждается приемом радиосигналов советских спутников Земли и первых космических ракет. И первая в истории человечества рекордная двусторонняя радиосвязь Космос — Земля, осуществлявшаяся Ю. А. Гагариным с корабля-спутника «Восток», велась на коротких и ультракоротких волнах.
Большое значение имеет УКВ диапазон и для радиосвязи на небольшие расстояния. В диспетчерской связи сельского хозяйства, службе скорой помощи, маневровой связи на железнодорожном транспорте, связи в пределах аэродромов и морских портов, в пожарной охране и на крупных стройках широко используются ультракороткие волны.
Но в первую очередь ультракороткие волны вносят новые, лучшие качественные показатели в радиовещание.
Техника радиовещания еще далека от совершенства: радиоприем часто сопровождается сильными шумами, треском и другими помехами. Эти помехи в значительной степени устраняются при переходе на УКВ.
Диапазон УКВ оказывается чистым от атмосферных помех. Конечно, нельзя утверждать, что на УКВ совсем нет помех. Они прежде всего появляются в самом приемнике.
Возникновение их объясняется ничтожными электрическими токами, самопроизвольно протекающими во входных цепях приемника. Кроме того, источником помех на УКВ оказались автомобильные двигатели, лишенные защитных электрических фильтров, некоторые системы электрических звонков.
Однако все-таки число помех, их уровень значительно меньше на УКВ, чем на других диапазонах, и эти помехи можно тоже ослабить. Это достигается применением частотной модуляции (ЧМ).
Частотная модуляция
«Бесшумное радио», «радио без помех»—так называли первые передачи по методу частотной модуляции, которые производились в Ленинграде в 1940 г.
В чем же заключается метод частотной модуляции, почему он гарантирует от помех? Атмосферные и промышленные помехи являются электрическими сигналами с хаотически изменяющейся амплитудой, т. е., к величайшему сожалению, амплитудно-модулированными сигналами.
Метод же частотной модуляции предусматривает строгое постоянство амплитуды.
Применяются специальные устройства, которые «следят» за тем, чтобы в процессе работы амплитуда высокочастотных колебаний как на выходе передатчика, так и на входе приемника не изменялась.
Рис. 1. Графическое пояснение частотной модуляции.
Рис. 2. Электрические приборы и установки создают определенный уровень шумов.
Если к приемнику частотно-модулированных колебаний поступают сигналы, модулированные по амплитуде, то такой приемник должен ответить на них (и действительно отвечает) полным молчанием. Поэтому то атмосферные и промышленные помехи не воспроизводятся таким приемником.
Но как же передавать сообщения, могут нас спросить. К приемнику поступают сигналы совершенно одинаковой силы, одинаковой амплитуды. Что же приведет в действие громкоговоритель?
Безусловно, если излучаемый сигнал постоянен по частоте (неизменная длина волны) и амплитуде, то никаких сообщений он с собой не принесет. А если в такт со звуковыми колебаниями (тока микрофона) менять частоту излучаемых колебаний, тогда как?
Удастся ли таким способом осуществить передачу?
Оказывается, вполне удастся. Именно это и составляет принцип частотной модуляции: колебания звуковой частоты модулируют не амплитуду, а частоту. В процессе такой передачи длина волны станции все время меняется, но мощность излучаемой волны остается неизменной.
Приемник частотно-модулированных сигналов имеет особое устройство, реагирующее лишь на изменение частоты принимаемых колебаний. Называется он частотным детектором. Это устройство превращает изменения частоты в соответствующие изменения величины электрического тока.
Ток на выходе частотного детектора тем больше, чем в больших пределах изменяется частота принимаемого сигнала, чем глубже частотная модуляция. Сколько раз з секунду изменяется частота сигнала, столько же раз за это время изменяется ток на выходе детектора.
Иначе говоря, после детектора получаются электрические колебания такой же формы, которые посылались из студии на радиопередающую станцию. К громкоговорителю (как и в обычном радиоприемнике) подводится ток звуковой частоты.
Диффузор приводится в колебательное состояние, и мы слышим звуки.
Рис. 3. Радиоретрансляторы.
Но в каких пределах изменять длину волны передатчика, на сколько метров (или на сколько герц, если говорить о частоте)?
Теория, в особенности практика, показывает. чвто для осуществления высококачественного вещания изменения несущей частоты передатчика должны быть сравнительно большими: 50—75 кгц в каждую сторону от номинала несущей частоты.
По существующим нормам при амплитудной модуляции для радиовещательных станций отводится канал шириной 9 кгц. Для осуществления передачи частотно-модулированными колебаниями ширина канала увеличивается в 16—17 раз.
Во всем радиовещательном диапазоне (от 200 до 2000 м) не хватило бы места и для десятка таких радиостанций, но в диапазоне метровых волн места для них сколько угодно. Поэтому то ЧМ и применяется в УКВ диапазоне.
Во всех радиовещательных передатчиках в диапазонах длиннее УКВ применяется амплитудная модуляция, так как она более «экономно» загружает диапазон волн, чем модуляция частотная.
Но ЧМ не только снижает уровень помех, но и увеличивает дальность высококачественной передачи.
Частотная модуляция широко применяется, кроме радиовещания, и для военной радиосвязи. Подавляя многочисленные помехи от систем зажигания автомашин, танков и самолетов, она тем самым увеличивает надежность радиоприема. Ультракоротковолновые передатчики становятся в этом случае еще более компактными, так как от них требуется незначительная мощность.
В пределах видимости
Ультракороткие волны преимущественно распространяются лишь в пределах прямой видимости наподобие лучей света и ограничены расстоянием от 70 до 120 км. Поэтому-то антенны УКВ передатчиков стараются поднять как можно выше? да и повыше стараются ставить свои антенны владельцы телевизоров, живущие за пределами городов, где расположены телецентры.
Дальность действия УКВ передатчиков мала в сравнении с обычными радиовещательными станциями. Это плохо. Но это и хорошо: на одних и тех же волнах может работать значительно большее количество радиостанций.
Одна волна может быть у Москвы и Киева, у Горького и Харькова, не говоря уже о более отдаленных друг от друга городах, и мешать друг другу они не будут. УКВ радиостанции с небольшим радиусом действия могут быть значительно менее мощными, чем радиостанции длинноволновые или средневолновые.
Дальность действия УКВ передатчика может быть расширена, если увеличить его мощность и высоту антенны. Обычно зона обслуживания такого передатчика мощностью 5—10 кВт ограничена 100 км.
Рис. 4. Ретрансляционные пункты в УКВ.
При благоприятном профиле местности и достаточно высокой антенне приемника дальность может быть увеличена до 200—300 км. Но при наших пространствах этого, конечно, недостаточно.
Поэтому возникла необходимость в создании ретрансляционных пунктов, расположенных на расстоянии 100—150 км друг от друга. Областные и районные центры, принимая, например, программу столичного передатчика, будут транслировать через местный передатчик принятую передачу для областного города или своего района.
Ретрансляционные пункты построены уже в ряде мест для приема телевидения. Они принимают программы ближайшей центральной станции и транслируют их в радиусе до 6— 15 км. Если, например, для приема телевидения за 200 км от Киева (в Гомеле) нужны были дополнительные усилители и сложные антенны, то с постройкой ретрансляционной станции можно принимать киевские передачи на обычные телевизоры с простыми антеннами.
Радиорелейные линии. Однако создание ретрансляционных станций не решает полностью проблемы передачи на значительные расстояния. Эта проблема решается с помощью радиорелейных линий связи. Здесь играет роль еще одна особенность ультракоротких волн — направленность излучения. На дециметровых и сантиметровых волнах получается остронаправленный прием с легкими, компактными антеннами или посредством одного вибратора с металлическим зеркалом.
Вообще по мере укорочения волн излучающие устройства все более и более напоминают оптические рефлекторы.
Преимущество направленной передачи можно иллюстрировать таким примером. На дециметровых волнах радиостанция мощностью 2 вт при несложной передающей антенне с остронаправленным излучением может создать в приемной антенне сигнал такой же силы, что и станция мощностью 2 кВт с круговым излучением.
Простое разрешение проблемы направленности на УКВ послужило одной из причин применения этих волн для радиолокации, нуждающейся в приборах резко направленного действия.
Но вернемся к радиорелейным линиям связи. Значение радиорелейной связи уже неоднократно подчеркивалось в решениях партии и правительства.
Что же представляет собой радиорелейная линия связи? Это цепочка приемно-передающих радиостанций, работающих на дециметровых волнах. В данной цепи две оконечные радиостанции непосредственно обслуживают корреспондентов, а промежуточные предназначаются для приема сигналов от предыдущей станции и автоматической передачи (ретрансляции) их на следующую станцию подобно эстафете.
Промежуточные ретрансляционные станции управляются посредством сигналов, посылаемых с одного или другого конца линии. Так как антенны соседних станций должны находиться в пределах видимости, радиостанции устанавливаются через каждые 50— 60 км и имеют мачты высотой 50—70 м.
Каждая оконечная установка имеет радиопередатчик и радиоприемник, необходимые для одновременной передачи и приема сигналов.
Передача и прием производятся на разных волнах, и передатчик поэтому не мешает работе приемника. Каждая промежуточная установка имеет два передатчика и два приемника, служащих для ретрансляции сигналов в прямом и обратном направлениях.
Большинство станций линии — автоматические. Обслуживающий персонал имеется примерно на каждой десятой станции цепочки.
По одной такой радиорелейной линии можно одновременно вести телеграфные и фото телеграфные передачи, несколько сотен телефонных переговоров, передачу радиовещательных и телевизионных программ. Радиорелейные линии позволят в дальнейшем соединить телефонные сети крупных городов в единую телефонную сеть.
Одной из первых была построена радиорелейная линия связи Москва — Рязань, обслуживающая нужды транспорта. Параболическая антенна Московской станции установлена на 25-м этаже высотного здания у Красных ворот, а на станциях Пески, Бронницы и Рязань поднялись металлические мачты высотой 50—70 м. Большое строительство радиорелейных линий развернулось теперь по всей стране.
Занимая промежуточное положение между радиосвязью и связью по проводам, радиорелейные линии связи значительно экономичнее проводной связи. Они не требуют большого количества металла, идущего на провода, и обеспечивают значительно большую скорость постройки линии при меньшей затрате сил и средств, чем у проводной кабельной линии.
Следует отметить, что все последние достижения радиоэлектроники связаны с применением ультракоротких волн: телевидение, радиолокация, радиоуправление космическими ракетами, радиоастрономия. Но в последнее время кое-что новое открылось и в самих ультракоротких волнах.
Выяснилось, что УКВ могут распространяться не только в пределах прямой видимости.
Радиолюбители, занимающиеся телевидением, зарегистрировали много случаев сверхдальнего приема телевизионных передач. Сейчас уже можно назвать ряд экспериментаторов, принимающих на территории СССР передачи иностранных телевизионных центров.
Достаточно указать на москвича С. К. Сотникова, принимающего эпизодически телевизионные передачи из Праги, Берлина, Рима, Брюсселя, Лондона, Берна и других городов Европы. Передачи Московского и Ленинградского телецентров нередко смотрят в Западной Европе. Прием этот пока нерегулярен. Это объясняется состоянием ионосферы.
Пока еще не все изучено и ясно в этом вопросе, но налицо новые явления в области распространения УКВ.
Укависты. В семье советских коротковолновиков наиболее многочисленным и молодежным в своей массе становится отряд ультракоротковолновиков или, как их сокращенно называют, «укавистов». Это объясняется тем, что работа на ультракоротких волнах вполне доступна для начинающих радиолюбителей.
Рис. 5. На любительской радиостанции супругов Карела я Майны Фехтел (Львов).
Для любительской связи на УКВ необязательно знание телеграфной азбуки (связи ведутся микрофоном). Разрешение на собственный передатчик можно получить, начиная с 16 лет, а быть оператором школьной УКВ радиостанции можно с 14 лет.
Для работы на УКВ любителям выделены три диапазона:
Из этих диапазонов наиболее любопытен десятиметровый. На нем можно вести дальние и местные связи. Любительские УКВ передатчики и приемники обладают небольшим весом, малыми размерами, портативностью. На УКВ можно применять совсем миниатюрные радиостанции.
Представьте себе небольшую коробочку весом 100 г — такая радиостанция может обеспечить связь в пределах километра.
Возможности, открываемые для любительской работы на УКВ, многообразны и увлекательны. Здесь и интересная конструкторская работа и заманчивые перспективы дальних связей, а наряду с этим возможности использования своей радиостанции как своеобразного телефона для связи с соседями на одной и той же улице и с друзьями на другом конце города.
Конечно, самое интересное — это участие з соревнованиях, возможности получения спортивных разрядов вплоть до мастера спорта. Большой популярностью пользуются теперь соревнования «Полевой день».
Этот день укависты проводят в поле, на горах и в лесах, совмещая отдых на лоне природы с любимым спортом. Устанавливая свои маломощные станции в горах и в местностях, где почти нет помех, радиоспортсмены добиваются в этот день интересных результатов, особенно по дальним связям.
Рис. 6. Известный Охотник за лисами, Экс-чемпион СССР Игорь Шалимов.
В последние годы у нас в СССР и в европейских странах получили широкое распространение соревнования «Охота на лис». Это соревнование, в которых «лисами» являются передатчики (КВ и УКВ), а «охотниками»— пеленгирующие их радиоспортсмены, оснащенные приемниками со специальными антеннами направленного действия.
«Лисы» (их обычно бывает три) располагаются в лесу на расстоянии 3 — 4 км друг от друга, а в 3 км от первой лисы устанавливается линия старта. Лисы поочередно дают в течение- минуты сигналы «Я лиса первая (вторая или третья)» с интервалом тоже в 1 мин.
«Охотников» выпускают каждые 5 мин, и выигрывает тот, кто обнаружит последовательно всех лис, начиная с первой, и в наиболее короткий срок.
В этих соревнованиях большое значение имеют умелая «оснастка» охотника, компактность и удобство аппаратуры для быстрого передвижения, физическая выносливость радиоспортсмена и, конечно, хорошая аппаратура и умелое с ней обращение.
С каждым годом ширится у нас сеть радиокружков в школах и УКВ радиостанций при них.
Московские «укависты» хорошо знают позывной радиостанции УАЗКЦЦ. Это позывной любительской УКВ станции радиокружка школы № 59 имени Н. В. Гоголя — пионера УКВ спорта в школах столицы.
Замечательная работа УКВ радиокружка, руководимого С. М. Алексеевым, подробно описана в книгах С, М. Алексеева «Радио в школе» и «Школьная УКВ радиостанция».
Работа кружка УКВ в школе № 59 идет по следующим направлениям:
Хотелось бы, чтобы такие кружки УКВ, как в школе № 59 имени Н. В. Гоголя (Москва, Старо-Конюшенный пер., 18) были организованы во многих школах. Чтобы к многотысячному коллективу радиолюбителей нашей страны прибавился новый большой отряд энтузиастов УКВ работы, в эфире зазвучали новые сотни позывных коллективных школьных УКВ радиостанций и тысячи укавистов стали двигать вперед технику ультракоротких волн.
Источник: Бурлянд В.А., Жеребцов И.П. Хрестоматия радиолюбителя. 1963 г.