Текст книги "Энциклопедия радиолюбителя"

Автор книги: Виктор Пестриков

сообщить о нарушении

Текущая страница: 23 (всего у книги 30 страниц)

27.2. Выбор аппаратуры для гражданской связи

Портативные радиостанции Си-Би диапазона являются удобными и недорогими средствами оперативной связи. Оказывается проще купить готовую радиостанцию, чем делать ее самому. При покупке, основные денежные траты идут на покупку аппарата, а плата за переговоры значительно меньше в сравнении с тарифами других видов мобильной связи, например, сотовой. Ведение переговоров по радиостанции отличается от разговора по обычному телефону.

Связь – симплексная, то есть разговаривают поочередно, один слушает, другой говорит, и наоборот.

В настоящее время отечественный рынок заполнен большим количеством разных типов автомобильных и портативных радиостанций, которые различны по цене и качеству. На рынке, в основном, преобладают радиостанции зарубежного производства, но несмотря на это, все же имеется небольшой процент отечественного производства. Типовые характеристики радиостанций Си-Би диапазона приведены в табл. 27.3.

Радиостанции отличаются наличием сервисных удобств, что напрямую оказывает влияние на их цену. Рассмотрим некоторые из них:

• Вкл (ON или Power) – включение радиостанции;

• громкость (Volume) – обычный регулятор громкости;

• USB/LSB – переключатель вида модуляции;

• усиление ВЧ (RF Gain) – регулятор, используемый, в основном, при приеме слабослышимых радиостанций;

• каналы (Channels) – переключение каналов, обычно осуществляется скачками через 10 кГц;

• порог (Squelch) – регулятор порога подавления шумов. Используется в основном при работе с AM и ЧМ модуляцией;

• Nouse Limiter/Noise Blanker – подавитель импульсных шумов и помех;

• S-метр, см. словарь;

• RF– метр, см. словарь;

• РА – возможность использования радиостанции как микрофонный усилитель для внешнего громкоговорителя, установленного на крыше автомобиля;

• КСВ-метр, см. словарь;

• внешний громкоговоритель (Extermal Speaker) – разъем для подключения внешнего громкоговорителя;

• индикатор канала или частоты – светодиодный или жидкокристаллический индикатор номера канала, в дорогих моделях устанавливается счетчик частоты;

• запоминатель частот (Memory);

• сканирование каналов с остановкой на канале с сигналом (Scan);

• прослушивание двух каналов попеременно DW);

• ревербератор (Echo), см словарь.

Для автомобилей предназначены дорогие модели: ALAN 48 PLUS, ALAN 78 PLUS, ALAN 100 PLUS и ALAN 9001. Среди носимых радиостанций отметим аппараты фирмы Kenwood, в частности, радиостанцию Kenwood UBZ-LH68, предназначенную для диапазона 433,075…434,750 МГц.

Радиостанция Kenwood UBZ-LH68 имеет 68 основных каналов связи, а каждый канал – еще 38 тонов дополнительной настройки, гарантирующих тайну переговоров. Отличается от предшествующих моделей наличием более удобного и простого в обращении меню настройки, а также имеет тональный вызов и функцию поддержки связи, позволяющую следить за местоположением настроенных на один канал станций. Если корреспондент выходит из зоны слышимости, на дисплее появляется специальный значок. Главное достоинство этой радиостанции – оперативность связи.

27.3. Антенны Си-Би радиостанций

В радиостанциях гражданского диапазона, также как и любительского, используются те же типы антенн, но имеющие другие геометрические размеры и некоторые конструктивные особенности. Рассмотрим наиболее распространенные конструкции антенн Си-Би.

27.3.1. Антенна «Двойной квадрат» для Си-Би диапазона

Антенна «Двойной квадрат» для Си-Би диапазона может быть изготовлена самостоятельно (рис. 27.1). Антенна может быть установлена в городе на крыше дома, даче и в других местах, ее технические характеристики следующие: Коэффициент усиления – 8…9 дБ, полоса частот – 26,6…27,9 МГц, поляризация – вертикальная, отношение усиления в направлениях вперед-назад – более 20 дБ.

Рис. 27.1. Антенна «Двойной квадрат» для Си-Би диапазона

Для ее изготовления необходим медный или бронзовый канатик диаметром 3 мм, а для ее каркаса – стальные трубки диаметром 30 мм с толщиной стенки 3 мм. Одна из конструкций каркаса антенны представляет собой траверсу из металлической трубы длиной 2,22 м, на концах которой закреплены перекрестия, представляющие в пространстве своеобразные диагонали квадрата со стороной 2,8 м для вибратора и 2,83 м для рефлектора (рис. 27.2).

Рис. 27.2. Элементы конструкции антенны «Двойной квадрат» Си-Би диапазона

На концах перекрестий туго насажены пластмассовые трубки длиной примерно 10 см, на концах которых имеется два отверстия, расположенных по диаметру трубки. Через эти отверстия впоследствии продевается канатик. После изготовления каркаса антенны отрезаются 2 заготовки канатика определенной длины. Длина канатика вибратора (включая шлейф) составляет 11,2 м, а длина канатика рефлектора (включая шлейф) составляет 11,3 м (рис. 27.3).

Рис. 27.3. Схема электрических соединений антенны «Двойной квадрат» Си-Би диапазона

Настройка вибратора и рефлектора антенны производится шлейфами, изменением их длины. Поэтому, в месте нахождения шлейфа устанавливают пластину из диэлектрика с роликами из изоляционного материала (рис. 27.4).

Рис. 27.4. Конструкция настроечного шлейфа антенны «Двойной квадрат» Си-Би диапазона

Канатики наматывают по концам соответствующих перекрестий антенны и закрепляют в местах расположения шлейфов. Настроечные шлейфы имеют длину: у вибратора – 10 см, а у рефлектора – 50 см. Для питания антенны используется кабель 50 Ом или 75 Ом. Характеристики наиболее распространенных кабелей приведены в табл. 27.4.

_{Обозначения: М – медная проволока; МЛ – медная луженая проволока; СтМ – сталемедная проволока; МС – медная серебряная проволока; ПЭ – полиэтилен сплошной; ППЭ – пенополиэтилен; Q – коэффициент укорочения длины волны.}

Собрав антенну, крепят ее на мачте высотой не менее 5…6 м, а затем производят подсоединение кабеля. Кабель подпаивают к вибратору и закрепляют. При настройке, подключают к антенне приемник со стрелочным S-метром и приняв на антенну сигнал от любого генератора, изменением длин шлейфов путем установки перемычек, добиваются максимума отклонения стрелки прибора.

При необходимости иметь антенну с горизонтальной поляризацией, производят запитку квадрата с нижней или верхней вершины квадрата антенны.

27.3.2. Антенна GP длиной 5/8

В гражданском диапазоне наибольшее распространение имеют антенны в виде вертикального металлического штыря. Антенны имеют круговую диаграмму направленности в горизонтальной плоскости и вертикальную поляризацию. Они хорошо работают в любом направлении и поэтому наиболее удобны для связи с подвижными объектами. Эти антенны называют GP по первым буквам английских слов Ground Plane. Увеличение дальности связи с антенной этого типа достигается прижатием главного лепестка диаграммы направленности к горизонту. Для этого основание антенны должно находиться на высоте λ/2 (5,5 м) или λ (11 м) от земли или крыши. Для связи с самолетами высота мачты должна быть λ/4 (2,75 м), и лепесток диаграммы направлен вертикально вверх. Для дальних связей более эффективна антенна GP длиной (5/8)λ. Конструкция этой антенны представлена на рис. 27.5.

Рис. 27.5. Антенна GP длиной (5/8)λ для Си-Би диапазона

Эта антенна используется с противовесами длиной 0,1λ…0,2λ, расположенных в горизонтальной плоскости. Настройка антенны в резонанс производится в середине диапазона принимаемых частот изменением длины штыря или изменением индуктивности катушки. Согласование кабеля с антенной достигается подключением его к соответствующему витку катушки индуктивности. Усиление антенны составляет 5…6 дБ, максимум диаграммы направленности расположен под углом 15° к горизонту. При использовании кабеля с сопротивлением 50 Ом согласующая катушка антенны наматывается проводом диаметром 1,5 мм на каркасе диаметром 18 мм с шагом 2,5 мм. Катушка имеет длину 55 мм и содержит 22 витка, с отводом от 9 витка, считая от заземленного конца. Наилучшим материалом для изготовления антенны являются медные или дюралюминиевые трубки, использование которых позволяет уменьшить омические потери в элементах антенны.

При установке антенны GP (5/8)λ следует придерживаться следующих рекомендаций:

• устанавливать антенну как можно выше;

• основание антенны желательно располагать выше 3 м от проводящей плоскости крыши;

• не допускается наличие вблизи антенны металлических предметов и конструкций типа телеантенн или проводов.

В магазинах, торгующих связной аппаратурой, имеется большой ассортимент антенн GP для Си-Би. При покупке таких антенн следует отдавать предпочтение вариантам GP, имеющих конструкцию штырей со стяжными хомутами, как обладающих наиболее надежной конструкцией соединения элементов.

Шаг 28
Создание частной радиовещательной станции

28.1. Основные сведения

В настоящее время в радиоэфире России можно услышать передачи негосударственных радиовещательных станций. Это, в основном, коммерческие частные радиостанции. В принципе, каждый желающий при наличии определенной суммы денег может создать свою радиовещательную станцию. Вначале делается экономическое обоснование проекта, в котором главное место должно быть уделено получению прибыли от организации данного дела. На частных радиостанциях основной источник прибыли идет от рекламы. Поэтому, если не наберется достаточного количества рекламодателей, то браться за такое дело рискованно. Можно потерпеть финансовое фиаско. Если все экономические вопросы по этой части решены, то тогда организация звукового вешания сводится к решению двух организационно-технических задач. Первая – связана с формированием программ вешания, а вторая – доведением этих программ до слушателя. Решение первой задачи связано, в основном, с привлечением опытных редакторов и ведущих программ. Программы готовят к передаче в специальной студии. Для доведения сформированных программ до слушателей используют передающие радиостанции. Перед тем как решать вторую задачу, необходимо определиться с размером зоны радиовещания. Зона радиовещания зависит от таких важнейших факторов, как мощность радиостанции и диапазон используемых радиоволн. Радиус зоны обслуживания может быть от нескольких десятков до сотен километров.

На отечественном рынке радиоэлектроники для решения технических вопросов радиовещания имеется весь набор соответствующей аппаратуры. Создание частной радиостанции включает в себя такие этапы:

• получение разрешения на радиовещание;

• выбор диапазона волн для радиопередач;

• покупка радиопередающего оборудования;

• аренда места установки передающей антенны на местной радиотелевизионной башне или построение собственной радиомачты.

Рассмотрим далее такие основные вопросы, как выбор диапазона вещания и передающей аппаратуры.

28.2. Диапазоны радиовещания

Радиовещание сегодня ведется на частотах от 148 кГц до 108 МГц. Радиовещательные станции не занимают весь это диапазон, а работают внутри отдельных участков, которые называют вещательными диапазонами (табл. 28.1).

При выборе диапазона вещания важным являются особенности распространения радиоволн. Распространение радиоволн в пространстве зависит от многих факторов. Дальность радиовещания на длинных волнах зависит от мощности передатчика, конструкции антенны и поглощающих параметров земной поверхности. В этом диапазоне сферичность Земли до расстояний 1000…2000 км практически не влияет на распространение радиоволн.

Имея мощную радиостанцию, можно обеспечить устойчивый прием от нее на расстоянии до 25000…30000 км. Преимуществами радиоволн этого диапазона является устойчивость напряженности поля, почти независящая от времени суток и года, а также относительно небольшое их поглощение при прохождении через земляные и водные преграды. Вешание на длинноволновом диапазоне ведется по первой категории качества, то есть передается полоса воспроизводимых частот 50…10000 кГц.

Радиовещательные станции размещены в этом диапазоне с шагом примерно 9 кГц, чтобы не мешать друг другу. В диапазоне ДВ передатчики модулируют узким диапазоном частот, в основном до 7 кГц. Музыкальные передачи в этом диапазоне отличаются невысоким качеством. Это как раз и определяет качество сигнала первой категории.

Антенны длинноволновых передатчиков достаточно громоздки. Нахождение возле них людей не рекомендуется, ввиду негативного влияния сильного электромагнитного излучения. Антенны передатчиков ДВ вещания по нормам располагают на расстоянии 10…15 км от ближайшего населенного пункта. Коммерческое вещание на ДВ не рентабельно и себя не окупает, так как требуются большие затраты на строительство передающих станций и поддержание в рабочем состоянии антенного хозяйства. В мире радиовещание на ДВ финансируется из какой-либо статьи бюджета страны.

Диапазон средних волн в нашей стране, и не только, является очень популярным, хотя и здесь качество музыкальных передач невысокое. Максимальная модулирующая частота передатчиков не превышает 10 кГц. В дневное время в этом диапазоне слышны только местные радиостанции. С наступлением темноты прохождение СВ возрастает. Происходит ослабление слышимости радиостанций, удаленных на расстоянии 100…200 км и увеличивается слышимость передач радиостанций, расположенных на расстоянии 600…1500 км. Летом условия приема в этом диапазоне хуже, чем зимой. В городе прием дальних радиостанций СВ ненадежен из-за индустриальных помех в месте приема. Более благоприятные условия приема в этом диапазоне за городом и в сельской местности. В СВ диапазоне работают большое число радиостанций, расположенных на разных континентах нашей планеты. Мощность их передатчиков колеблется от 10 до 100 Вт и более. В последнее время диапазон СВ на шкалах радиоприемников делят на два отдельных поддиапазона: 525…1300 кГц и 1300…1607 кГц. Это уменьшает перекрытие по частоте в пределах поддиапазона и облегчает настройку вечером, когда в эфире появляется много радиостанций.

Создание коммерческой радиостанции в этом диапазоне возможно, но только в случае правильного экономического планирования. Расчеты экономистов показывают, что рентабельность может быть обеспечена, только если зона вещания охватывает большой промышленный регион, в котором проживает более одного миллиона жителей. Мощность передатчика в этом случае может составлять 5…15 кВт, а антенное хозяйство должно, желательно, располагаться за городом или в черте города, но на большой высоте. Основные затраты при этом связаны с содержанием работоспособности всего передающего центра.

В диапазоне коротких волн выделяют ночные и дневные диапазоны, исходя из того, что короткие волны определенной длины имеют тенденцию по-разному распространяться в различное время суток и года. Короткие волны от 75 до 41 метров являются типичными «ночными» диапазонами. Дальность распространения радиоволн 75…41 м в зависимости от времени суток и времен года приведена в табл. 28.2.

Эти волны используются, в основном, для иновещания на районы, которые максимально удалены от передатчика. В дневное время качественное радиовещание на этих волнах невозможно из-за высокого уровня индустриальных помех. Коммерческое радиовещание на волнах 75…41 метра проблематично.

Относительно свободны от индустриальных помех волны 31, 25 и 19 метров. С повышением частоты волн происходит их лучшее распространение. Волны позволяют организовать круглосуточное качественное иновещание. В этом случае днем производится вещание на более высокочастотных поддиапазонах, а ночью вещание переносится на более низкочастотные.

Практически отсутствуют промышленные и атмосферные помехи на типично дневных поддиапазонах волн 16, 13, 11 метров. Днем в месте приема можно услышать дальние радиостанции, вещающие из «освещенной» поверхности планеты. В диапазонах этих волн большую роль играет мощность передатчика, которая позволяет выделиться из множества вещающих в это время радиостанций.

Использование с коммерческой точки зрения коротких волн оправдано, если создается сеть КВ радиопередатчиков, которые периодически вещают в зависимости от времени суток. Затраты на антенное хозяйство и передатчики, по мнению экономистов, достаточно приемлемы с коммерческой точки зрения. Обслуживание КВ радиоцентров требует небольших денежных затрат, основные затраты идут на регулярный выпуск информационных материалов (газет, журналов и т. д.), в которых сообщается о содержании программ радиовещания, времени их выхода и в каком поддиапазоне волн должен осуществляться прием.

Сегодня особое место в радиоэфире занимает радиовещание в УКВ диапазоне. Вещание в этом диапазоне носит, в основном, местный характер, что связано с малой длиной волны, которая плохо огибает препятствия и распространяется по прямой. Использование частотной модуляции, при относительно низком уровне промышленных и атмосферных помех, позволяет получить высококачественный радиоприем музыкальных программ. В этом диапазоне налажено стереофоническое вещание, что еще больше привлекает к нему внимание любителей высококачественного приема. Качество вещания в УКВ относится к высшей категории. Полоса воспроизводимых частот составляет от 40 Гц до 15 кГц. Для радиовещания используются небольшие антенны, которым можно придать любую направленность. Для создания частной радиостанции в УКВ диапазоне требуются небольшие денежные затраты, которые быстро окупаются.

Для отечественного УКВ диапазона является характерным то, что передающие антенны имеют горизонтальную поляризацию излучения, что необходимо учитывать при создании коммерческих радиостанций.

За границей УКВ вещанию отведены другие частоты, нежели у нас. Поступающая к нам импортная радиоаппаратура имеет свой УКВ диапазон, который у нас называют FM-диапазоном. В этом диапазоне, как правило, используют вертикальную поляризацию излучения, что надо обязательно знать при покупке аппаратуры. Качество вещания в FM-диапазоне более высокое, чем в отечественном УКВ-диапазоне.

Это связано, в первую очередь, с использованием более качественной аппаратуры. Частное вещание в FM-диапазоне является достаточно рентабельным. Радиоприемники с этим диапазоном имеются во всех западных автомобилях, эксплуатирующихся в России. Владельцы, имеющие эти автомобили, в большинстве случаев состоятельные люди, значит реклама будет находить благодатную почву и приносить прибыль. А это является главным для частных радиостанций.

28.3. Выбор радиоаппаратуры для частной радиостанции

Радиопередатчики и антенны можно естественно и не покупать, а взять в аренду у городских связистов, но как показывает жизнь, лучше ни от кого не зависеть и иметь свой комплект передающей аппаратуры. Благо есть выбор как зарубежной, так и отечественной передающей аппаратуры. Как уже было отмечено, при выборе мощности передатчика, необходимо знать зону охвата вешания, чем она больше, тем большей мощности требуется передатчик. В качестве примера приведем мощности и места установки передающих антенн некоторых московских радиостанций УКВ– и FM-диапазонов (табл. 28.3).

Для больших областных центров России с населением около 1 млн. человек для УКВ и FM вещания достаточно мощности передатчика 1…2 кВт. Располагать антенну передатчика необходимо на высшей точке, господствующей над местностью. Для приволжских городов, которые вытянуты вдоль Волги лучше взять УКВ-передатчик мощностью 2…4 кВт со специальной двунаправленной передающей антенной. Такую антенну можно собрать и из двух однонаправленных антенн, имеющих высокий коэффициент усиления. Размер зоны УКВ и FM-вещания напрямую зависит от высоты установки передающей антенны. Радиус зоны приема совпадает с дальностью прямой видимости L и может быть определен по простой формуле:

L = 12746·Н + Н² (км),

где Н – высота установки антенны над поверхностью земли в км. Из формулы видно, чем выше будет установлена антенна, тем дальше будет слышна радиостанция. Оценку зоны потенциального вещания определяют по географической карте местности. На карте вокруг места установки передатчика проводят окружность, радиус которой определяют из вышеприведенной формулы. Попавшие во внутрь окружности населенные пункты и являются потенциальными слушателями передач радиостанции. Реально со снижением качества приема радиостанцию будет слышно в окружности с радиусом больше расчетного на 10…15 %. По дальности вещания в Москве лидирует радиостанция «Радио Рокс», которая использует высокоэффективные передающие антенны при мощности передатчика всего 1 кВт. В табл. 28.4 приведены характеристики высокоэффективных передающих антенн итальянской фирмы «Аldеnа», официальным дилером которой в России является московская фирма «Ситель сервис».

Для фидера, соединяющего передатчик с передающей антенной, следует использовать высокочастотный коаксиальный кабель с малыми потерями. Необходимая длина кабеля определяется исходя из места расположения передатчика и высоты установки антенны. Кабели обычно поставляются фирмами с уже смонтированным^ разъемами на концах.

Передатчики на отечественный ранок поставляют отечественная фирма «НПП Артвис» и итальянская «СТЕ», официальным дилером которой в России является московская фирма «Алан-связь». Отрадно видеть в этом списке российскую фирму, помня о том, что Россия является родиной радиосвязи. Комплекты передающей аппаратуры фирмы «НПП Артвис» для различных диапазонов частот пользуются заслуженной популярностью, благодаря своему качеству, надежности и удобству эксплуатации (табл. 28.5).

В табл. 28.6 приведены модели антенных систем этой же фирмы. Сервис фирмы достаточно высок, она оперативно, в течение суток производит ремонт и замену неисправного оборудования.

В заключении хотелось бы отметить, что подробную информацию об аппаратуре для частных радиостанций можно получить, если посетить в Интернете сайты, адреса которых приведены в «Шаге 29» этой книги.