О дальности радиосвязи на диапазонах LPD, PMR и Си-Би

Range

Возможно наиболее интересное открытие в теории и на практике — «Величина мощности, излучаемая портативной радиостанцией очень мало влияет на радиус действия». В общем виде, радиостанция в четыре раза более мощная чем, какая то другая может не обеспечить вам большего радиуса действия.

В рекламе LPD радиостанций говорится «радиус действия до 5км+». А на практике получается только 0.4 — 0.8км уверенной связи. Это конечно немного расстраивает но жить вполне можно.

Потом мне в руки попалась реклама PMR раций — «до 12км+». Вот это да! Радиостанции PMR диапазона имеют в пятьдесят раз мощность большую нежели у LPD, это наверное новая технология и кажется очень многообещающая.

Попытайтесь угадать какой был настоящий радиус действия? Угадали. Такой же. Но производители продолжают рекламировать эти практически невозможные цифры, заявляя, что на практике радиус действия зависит от внешних условий. Так какой же был результат? Читайте в следующем разделе.

Миф и реальность

Эффективное расстояние связи между двумя радиостанциями может значительно отличаться и зависит от многих факторов. Большинство факторов, которые влияют на расстояние невозможно контролировать, но несколько факторов бывает можно оптимизировать. Вот список основных фактовор от которых зависит эффективное расстояние.

Топография

Вы увеличите расстояние, если поднимитесь выше. Иногда, даже просто поднятие радиостанции выше уровня головы может значительно увеличить расстояние связи. В некотором роде радиоволны подобны свету от электрической лампочки (на самом деле свет, это радиоволны более высокой частоты). Поэтому первое правило — если вы видите человека с которым пытаетесь связаться, то не имеет значения какой тип радиостанций вы используете, вы друг друга услышите гарантировано.

Идеальная ситуация это когда вы и ваш собеседник находитесь в лодках посреди моря без каких либо препятствий между вами. В зоне прямой видимости. В этом случае вы достигнете максимально возможной дальности связи и возможно такой тип радиосвязи имеют в виду изготовители радиостанций, когда рекламируют свою продукцию.

Препятствия

Если есть предметы между двумя радиостанциями, то в зависимости от природы препятствия возможность передавать радио сигналы между вами может быть уменьшена или утеряна вовсе. Радиоволны не очень хорошо проходят через металлические поверхности и другие твердые поверхности например стены. Они ими поглощаются.

Иногда можно самому переместиться на несколько сантиметров чтобы перейти с мертвой зоны в зону где вы получите чистый сигнал. Вы можете заметить это при использовании вашего автомобильного радиоприемника когда он принимает средний или слабый сигнал. Простое перемещение на несколько метров может значительно улучшить качество сигнала.

Радиоволны очень плохо проходят через землю или воду, это значит что если вы и ваш друг находитесь с противоположных сторон горы или один из вас в туннеле то, скорее всего вы не сможете переговариваться. Заметьте что в некоторых туннелях у вас будет сотовая связь или вы даже принимать радиопередачи, но это происходит только потому, что некоторые туннели имеют встроенные репитеры, которые принимают сигнал снаружи и затем передают в туннеле.

Наибольшее препятствие это вы!

Люди поглощают радиоволны. Принцип здесь тот же самый, который используют микроволновки, но в то время когда печь облучает 1000 ваттами энергии на 0.5 — 1кг пищи, вы поглощаете несколько процентов одного или двух ватт и при этом вы весите 70-80кг.

Да, это значит, что вы медленно поджариваетесь. Но на один килограмм вашего веса приходится очень мало ватт энергии, намного меньше, чем в микроволновой печи. Поэтому много людей верят, что радиоизлучение относительно безвредное. Однако большинство исследователей уверяют, что даже маломощные радиостанции и мобильные телефоны при использовании на протяжении длительного периода времени и при тесном контакте с вашим телом могут быть причиной рака и других проблем. Это значит есть две причины избегать поглощения радиоволн.

Первая причина это ваше здоровье.

Вторая причина очевидна, чем больше энергии радиоволн вы поглотите, тем меньше может быть передано в эфире и тем меньше будет радиус действия вашей радиостанции.

Две простые вещи могут минимизировать ту мощность, которую вы поглотите. Первое, не держите рацию близко. К примеру, не держите радиостанцию прицепленной к вашему поясу — наоборот, держите ее подальше от себя. Можете использовать для этого внешний микрофон. Эти две вещи могут оказывать очень больше влияние на радиус действия радиостанции. В худшем случае вы поглотите 80% излучаемой антенной энергии, в лучшем возможно 10%-20%.

Еще одно препятствие — ваш автомобиль

Если вы используете радиостанцию внутри автомобиля, то металлический корпус препятствует распространению радиоволн. Для достижения максимальной дальности при использовании в автомобиле держите антенну ближе к окну или используйте внешнюю.

Вокруг света

Теоретически подобно лучу света радиоволны распространяются по прямой линии. Но на практике длинные и средние радиоволны действительно могут огибать земную поверхность. Вот почему сигналы АМ радиостанций распространяются намного дальше за линию горизонта. Радиосигналы Си-Би радиостанций, это короткие волны, практически не огибают земную поверхность, другие, более высокие радиочастоты распространяются только по прямой линии.

Есть другое интересное исключение в теории «луча света». Короткие радиоволны отражаются от ионосферы и отскакивают обратно на землю. Размер «скачка» может изменяться в зависимости от времени дня и солнечной активности. Я уже писал об этом вот здесь.

Частоты Си-Би диапазона обычно проходят сквозь атмосферу, хотя время от времени они отскакивают назад. Результаты этого странного явления можно наблюдать иногда, когда радиостанция находящаяся теоретически в поле действия (например, на отдалении 30км) не слышит вас, а в это время радиостанция за 1000км прекрасно вас слышит. Это особенность Си-Би диапазона обычно больше вредит чем приносит пользу, потому что все происходит спонтанно. Ваш канал может неожиданно становиться перегруженным, вы слышите людей находящихся за тысячи километров и в это время не можете связаться с другом в соседнем квартале.

Интерференция

Если другие люди передают на той же частоте что и вы, или иногда на соседней частоте, использовать выбранную частоту становиться невозможно вообще. Чужой сигнал будет блокировать ваш сигнал. Если два и более корреспондентов передают на одной частоте с АМ модуляцией, эти два сигнала смешиваются, и вы услышите только шум. Когда несколько корреспондентов передают на одной и той же частоте с FM модуляцией, сильный сигнал обычно полностью перекрывает слабый.

Нет разницы кто начал передавать первым. Законы радиофизики говорят, что использовать одну частоту одновременно не получиться. К примеру, в мобильном телефоне, когда вы можете слушать и говорить одновременно, используются две разные частоты. Частота приема и частота передачи. И человек, разговаривающий рядом с вами по мобильному телефону также использует две разные частоты. В добавок к этой обычной интерференции, слабая интерференция от других радиостанция которые вещают издалека может влиять на качество вашего сигнала.

Если вы слышите что шумы на вашем канале становятся сильнее просто переключитесь на другой канал, который меньше занят.

Шум

Не исключено, что ваша радиостанция имеет систему автоматического подавление шума. Шумоподавитель отсекает фоновый шум, который вы бы слышали, если бы не было никаких передач на выбранной частоте. Если вы настроите ваш радиоприемник на свободную частоту, вы услышите статический фоновый шум. Шумоподавитель позволяет вашей радиостанции не воспроизводить очень слабые сигналы или сам шум отключая громкоговоритель.

Хорошо если шумоподавитель корректно угадывает что есть шум, а что есть полезный, но очень слабый радиосигнал. С ручным управлением шумоподавителя вы можете точно настроить порог шумоподавления, в то время с автоматической регулировкой вы можете пропустить что-либо важное или наоборот устать от постоянных ложных срабатываний.

Чувствительность приемника

Не все радиоприемники одинаково чувствительны к слабым радиосигналам. Чем чувствительнее приемник, тем лучше он принимает слабые сигналы и представляет их вам как что-то, что вы можете ясно услышать и понять. Выбрать радиостанцию с очень чувствительным приемником намного важнее чем выбрать с большей выходной мощностью. Вы будете иметь больший срок службы батарей и больший радиус приема.

Чувствительность приемника измеряется в микровольтах (мкВ). Также важным есть соотношение сигнал/шум которое измеряется в децибелах (dB). Чем меньше величина тем лучше. Заметьте что некоторые радиостанции не показывают такой параметр как чувствительность приемника.

Для Си-Би радиостанций приемник не должен иметь чувствительность ниже 1.5 мкВ и соотношение сигнал/шум 10 dB. Хороший приемник должен иметь чувствительность менее 1 мкВ и очень хороший менее 0.7 мкВ

Для радиостанций LPD и PMR вы должны выбирать рацию с чувствительностью не ниже чем 0.5 мкВ и сигнал/шум 12 dB. Хороший приемник должен иметь чувствительность менее 0.3 мкВ и идеальный приемник должен иметь чувствительность ~0.2 мкВ.

Выходная мощность

Как она влияет на радиус передачи. Ответ на этот вопрос удивляет много людей. Для Си-Би радиостанций чем больше мощность тем больше радиус действия. Но для LPD и PMR радиостанций увеличение мощности дает очень слабый результат или не дает результата вообще.

Во-первых, максимальный радиус действия этих радиостанций это зона прямой видимости. Чтобы докричаться на этом расстоянии большая мощность не нужна. Большая мощность никогда не даст радиостанции передать дальше чем в пределах «прямой видимости». И если 0.5-1 Вт мощности вполне достаточно чтобы передать сообщение на максимальное расстояние в пределах «прямой видимости», большая выходная мощность просто не нужна.

Во вторых дальность передачи и приема зависит от антенны, которую вы используете, радиус действия будет пропорционален чему-то между квадратным корнем и кубическим корнем мощности. Другими словами если вы удвоите выходную мощность в лучшем случае радиус действия увеличится только на 40%, в худшем меньше чем на 25%. Увеличьте мощность в десять раз и расстояние даже не удвоится.

Третья причина в том, что много факторов мешают достичь радиостанциям максимального радиуса действия. Если сигнал поглощен зданием или холмом или вами, то повышение мощности не даст результата, сигнал попросту поглотиться теми же зданием, холмом или вами.

В наших экспериментах мы пришли к выводу, что дизайн и качество каждой конкретной модели намного важнее, чем мощность. Вы можете получить гораздо лучшие результаты с высококачественной радиостанцией и антенной с низкой выходной мощностью, чем с более мощной, но низкокачественной. И ваши аккумуляторы будут служить дольше!

Мы провели эксперимент используя две идентичных модели с настраиваемой мощностью PMR и сравнили радиус действия работая с мощностью 0.5Вт и 2Вт. Надо сказать, не было практически никакой разницы в радиусе действия, хотя возможно большая выходная мощность иногда давала увеличение дальности на 100-200м. Интересно, что эти радиостанции были хуже, чем другая пара радиостанций с мощностью 0.5Вт. Это подтверждает что чувствительность, качество приемника и сама конструкция намного важнее, чем мощность.

Батареи и напряжение

Мощность, которую рация теоретически может передать это функция. Она пропорциональна квадрату напряжения батареи. Напряжение это очень важно. Если вы делаете выбор между щелочными батареями (напряжение каждой 1.5В) и NiCd или NiMH аккумуляторами (напряжение каждой 1.2В) вы будете иметь прирост мощности 56% на щелочных батареях.

Конечно, больше мощности не всегда означает больший радиус действия, но это не причина, чтобы делать вашу рацию менее мощной, чем она есть на самом деле. Держите свои батарейки и аккумуляторы свежими и полностью заряженными.

Антенна

Все LPD и PMR радиостанции используют только встроенные маленькие антенны. Но другие типы радиостанций могут использовать внешние антенны. Некоторые модели PMR радиостанций могут использовать внешние антенны и почти все Си-Би радиостанции комплектуются сменными антеннами.

Вы получите лучшие результаты связи и больший радиус действия с внешней антенной. Пожалуй, это самая важная деталь, которую вы можете улучшить для увеличения радиуса действия. Это правильно сконструированная и правильно настроенная антенна. Также важно разместить ее в максимально эффективно.

Конечно, если вы используете рацию как портативку, то вы не можете сильно улучшить вашу антенну. Хотя иногда вы можете заменить вашу короткую антенну на более длинную и это даст вам больший радиус действия.

Лучшие результаты достигаются с внешней антенной, если вы используете радиостанцию в машине или дома. Вы можете разместить антенну снаружи машины (помните, что корпус машины мешает прохождению радиоволн) или снаружи дома (радиоволны также плохо проходят сквозь стены). Антенна также должна быть размещена как можно выше, чтобы быть точным выше всех препятствий и еще лучше на линии прямой видимости с другой радиостанцией.

Есть еще три очевидных причины, чтобы использовать внешнюю антенну. Прежде всего, антенна должна иметь противовесы, если их нет, значит, ваша антенна будет работать не неэффективно.

Во вторых внешняя антенна должна иметь определенную длину, чтобы хорошо работать на частоте вашей радиостанции. Каждая частота имеет свою длину волны и антенна должна иметь точные пропорции для получения максимальной эффективности (на практике антенна с длиной в ¼ длины волны или 1/2 длины волны дает наилучшие результаты).

В третьих внешняя антенна может быть сконструирована, чтобы концентрировать радиосигнал в определенном направлении. Направленная антенна.

Если вы планируете использовать радиостанции в машине, вы должны использовать внешнюю антенну. Внешняя антенна для PMR радиостанции это очень короткая штука, она может быть не более чем 15см в длину и может быть на магнитном основании которое просто прилипает к крыше вашего автомобиля.

Внешняя антенна для СВ радиостанций намного больше и имеет длину больше 1 метра.

Внешнюю антенну нужно настроить при помощи КСВ-метра, чтобы быть уверенным что ваша антенна система сбалансирована и не навредит вашему передатчику. Большинство антенн могут настраиваться (обычно изменяется ее длина) разница между хорошо настроенной и плохо настроенной антенной может быть огромной, вы можете проиграть в мощности до 50%.

Заключение

Много мощности — хорошо, но это не главное. Наиболее большой радиус действия обеспечивается чувствительностью приемника и тем как сильно шумоподавитель отсекает слабые сигналы и шум. Выбирайте если возможно рацию с ручной настройкой шумоподавления или двумя типами шумоподавителей.

Еще одна важная вещь — это ваша антенна. Если возможно иметь приобретите внешнюю антенну, это увеличит дальность радиосвязи. Если у вас встроенная антенна старайтесь держать ее как можно дальше от себя (по возможности используйте гарнитуру), и если вы в автомобиле или в здании держитесь ближе к окну так чтобы видеть направление в котором находится ваш собеседник.

Аккумуляторы это очень удобная вещь, но ваша рация сконструирована для использования с щелочными батареями и вы увеличите мощность если будете использовать щелочные батареи.

Всем удачи, 55, 73!

Первоисточник находиться здесь: http://www.qrz.ru/articles/article378.html

Нашли что-то полезное? Поделитесь с друзьями!
  • Добавить ВКонтакте заметку об этой странице
  • Мой Мир
  • Facebook
  • Twitter
  • LiveJournal
  • В закладки Google
  • Блог Li.ру
  • Blogger
  • RSS
  • LinkedIn
  • Одноклассники
Не закрывайте просто эту статью - поделитесь ссылкой в социальных сетях со своими читателями и друзьями. Многие из них за это вам скажут спасибо.
Хотите первым получать свежие статьи и обзоры?
Подпишитесь на обновления журнала по e-mail:

Оставить комментарий