Бюллетень Си-Би№12 декабрь 1996 г.
Бюллетень Си-Би
№12 декабрь 1996 г.
Общественная организация
“Ассоциация-27”
119034, Москва, ул. Пречистенка, 38. Тел./Факс. (7 095)
203-3981
Правление “Ассоциации-27” и редакция бюллетеня поздравляют читателей и членов Ассоциации с наступающими праздниками и желают всем счастья, чистого эфира и исполнения заветных желаний в Новом году!
Техника связи
Портативные радиостанции
Статистика весьма убедительно свидетельствует о том, что у покупателей средств радиосвязи наиболее популярны именно носимые радиостанции. Эта тенденция достаточно устойчиво прослеживается с момента легализации в нашей стране диапазона 27 МГц, сопровождавшейся появлением и поныне почитаемых компактных (по тем временам) радиостанций MAXON 27 LP и ALAN 38. Их отличает наличие единственного поддиапазона и единственного вида модуляции, массивный корпус, достаточная простота и отработанность конструкции, неплохая надежность, удачная конструкция антенны. По-видимому наиболее серьезный недостаток этой модели состоит в отсутствии режима частотной модуляции (FM).
Синтезатор частоты. использованный разработчиками, достаточно прост, легко поддается замене при выходе из строя (что случается достаточно редко). Внутренний объем радиостанции достаточно велик для того, чтобы российские умельцы вложили в него то, что не позволила сделать фантазия (или здравый смысл) разработчика - тракт частотной модуляции и схему переключения на российский стандарт частот. Пик популярности этих изделий давно прошел, но спрос на них среди потребителей недорогой и несложной в эксплуатации аппаратуры сохраняется и поныне. Склонности к самовозбуждению и чувствительности к наводкам ПЭВМ не обнаружено. Благодаря простоте синтезатора пораженные точки и “зависание” радиостанции в каких-либо режимах отсутствуют.
Автомобильная модификация данной модели - радиостанции MAXON 27 KC и ALAN 38 KC - отличаются, с точки зрения пользователя, дополнительными внешней гарнитурой и зарядным устройством (внутрь которого вкладывается радиостанция при питании и зарядке от бортсети автомобиля). Этим достигался дополнительный (в момент разработки модели) комфорт при эксплуатации в салоне автомобиля. Другие серьезные преимущества перед моделью-прототипом отсутствуют.
Другой представитель техники этого поколения - радиостанции фирмы UNIDEN America Corp. (французское отделение фирмы известно в России под маркой PRESIDENT): UNIDEN 320 (РRESIDENT JERRY). Эти радиостанции отличали в свое время привлекательный дизайн и изящество. Однако отсутствие серьезных функциональных преимуществ перед ALAN 38 в сочетании с относительно более высокой стоимостью не позволили им завоевать заметный сегмент российского рынка.
В качестве представителей радиостанций этого поколения, обеспечивающих режим частотной модуляции (FM), следует указать ALAN 98, ALAN 80. Габариты, вес, диапазон частот и основные функции радиостанций этого класса приблизительно одинаковы.
Последующее развитие элементной базы привело к появлению носимых радиостанций, управляемых уже не примитивным 40-канальным синтезатором частоты, а специализированным процессором, синтезирующим частоты за пределами традиционного на тот момент для России поддиапазона С (26,960 - 27,400). Представителями этого семейства явились выпущенные в 1995 году ALAN 95, HYGEN 55, DRAGON PRO 200 N и DRAGON SY 101 (с процессором первого поколения). Станции отличались от предшественников совершенно иным дизайном, компактностью, малым весом и экономичностью. Однако на этом этапе эволюции впервые серьезно проявили себя чувствительность процессора к внешним наводкам (например, от люминесцентных ламп или от ПЭВМ). Указанные модели явились этапом перехода к совершенно иной схемотехнике, элементной базе и функциональным возможностям.
Представители современного этапа эволюции портативных (носимых) радиостанций заслуживают более серьезного внимания. Среди них модели: DRAGON SY-101 (Seung Yong, Korea), ALAN 95 PLUS (CTE International, Italy), AH-27 (MAYCOM Inc., Korea). Небольшой сегмент рынка занят менее популярными моделями. В их числе радиостанции MEGAJET 5501, реализующей функции УКВ радиоприемника в сочетании с функциональными возможностями радиостанций HYGEN 55. По традиции продолжаются поставки более ранних моделей: DRAGON PRO 200 N, ALAN 38 (MAXON 27 LP). В 1997 году запланировано появление новых изделий CTE Int., Seung Yong и MAYCOM Inc., обладающих УКВ приемником, режимом SSB модуляции, режимом субтонального вызова.
Современные портативные радиостанции комплектуются достаточно широкой гаммой аксессуаров, обеспечивающих дополнительную комфортность в эксплуатации. В том числе следует указать интегральные аккумуляторы, автомобильные адаптеры, настольные зарядные устройства, сменные удлиненные антенны, внешние гарнитуры, сменные аккумуляторные отсеки. Типовым антенным разъемом большинства радиостанций является модель BNC (по российской спецификации - модель СР-50). Достигнута унификация разъема (и электрических параметров) внешней гарнитуры, чем обеспечивается взаимная совместимость изделий различных изготовителей, в том числе различных VOX-гарнитур, ларингофонов и гарнитур скрытого ношения, предназначенных для профессиональных УКВ радиостанций (MA 60 PLUS, X07, T05, YAESU MH-19).
Следует также указать, что современные портативки обладают довольно приличной механической прочностью (естественно для бытового применения, но не для операций спецназа, где необходима аппаратура, прошедшая испытания стандарта военной приемки MIL 810 - таких, как Motorola GP 300).
Как правило, все они содержат центральный процессор, обеспечивающий следующие функции:
Все без исключения современные портативные радиостанции обладают рациональной схемотехникой, достаточно хорошей экранировкой (снижающей влияние наводок от окружающих источников электромагнитного излучения), хорошей избирательностью. Последнее обеспечивается наличием в высокочастотном (на первой промежуточной частоте) тракте узкополосного кварцевого фильтра, эффективно подавляющего сигналы за пределами канала, на который настроена радиостанция. Этим достигается нечувствительность приемного тракта к радиообменам, ведущимся корреспондентами в соседних каналах.
В связи с последним стоит упомянуть об устойчивой тенденции использования портативных радиостанций в режиме автомобильных или базовых. Подобная возможность легко реализуется благодаря специальным адаптерам, обеспечивающим подключение к радиостанции внешнего источника питания и внешней антенны. Однако схемотехника, селективность и чувствительность портативных радиостанций ориентированы, в первую очередь, на использование штатных спиральных антенн, эффективность которых, по определению, исключительно низка. При подключении эффективных автомобильных или базовых антенн уровень шума в принимаемом сигнале заметно возрастает, что может требовать регулировки (уменьшения) чувствительности. Это, в свою очередь, меняет возможности радиостанции при использовании ее по прямому назначению. Поэтому, как свидетельствует практика, не следует без особой необходимости увлекаться использованием радиостанций в каких-либо нештатных режимах.
По-видимому, основными вопросами, интересующих потенциальных (и реальных) владельцев портативных радиостанций, являются дальность радиосвязи и длительность эксплуатации без подзарядки аккумуляторов. Подробный ответ на последний вопрос читатель найдет в Бюллетене Си-Би №5, 6 за 1996 г., но можно принять, что ориентировочно комплект из 9 аккумуляторов емкостью 0.7 Ач (размер АА, 1.2 В) способен обеспечить работу радиостанции на передачу в течение 1 часа (при комнатной температуре).
Дальность радиосвязи с использованием носимых радиостанций пожалуй один из наиболее деликатных вопросов.
Упрощенная математическая оценка предельной дальности D (км) может быть с неплохой точностью представлена зависимостью:
D=K( H1 H2 n(PR)1/2/U)1/2
где H1, H2 - высоты подъема приемной и передающей антенн над поверхностью Земли (м); n - к.п.д. антенн; P - мощность, подводимая к антенне передатчика (Вт); R - входное сопротивление приемника (Ом); U - чувствительность приемника (мкВ); К - постоянная, учитывающая условия распространение радиоволны (в том числе, поляризацию, направленность, условия отражения от поверхности Земли), может быть принята равной 1,22.
Пусть читателя не смущает, что в этой формуле предполагается, что Земля плоская. При тех дальностях, которые обеспечивает пара носимых радиостанций на равнинном рельефе, это предположение, в любом случае, недалеко от истины. Хотя в благоприятных условиях - над водной поверхностью в отсутствие бытовых и промышленных помех (где-нибудь на Байкале или на Ладоге) дальность возрастает многократно.
Как свидетельствует приведенная зависимость, мощность передатчика достаточно слабо влияет на дальность радиосвязи.
Чувствительность влияет на предельную дальность радиостанции значительно сильнее, однако чувствительность большинства современных радиостанций приблизительно одинакова и составляет около 0,5 мкВ.
Приведенная выше зависимость соответствует предельной дальности радиосвязи, ограниченной чувствительностью радиоприемного тракта и собственными шумами приемника. В условиях города с интенсивными бытовыми и промышленными помехами реальная дальность радиосвязи существенно меньше предельной и определяется конкретным уровнем шумов вблизи радиостанции, работающей в режиме приема. Поэтому изменение чувствительности принимающей радиостанции (даже если это выполнено квалифицированными специалистами) приведет к одновременному возрастанию сигнала и шума практически не изменив их соотношения, а, следовательно, и дальности.
Роль высоты подъема каждой из антенн, участвующих в радиообмене, в приведенной формуле вполне очевидна и весома. Поэтому, если участники радиообмена имеют возможность изменить свое местоположение над поверхностью Земли, то этой возможностью следует воспользоваться (за счет естественного рельефа или зданий). К сожалению, на практике возможность таких маневров довольно ограничена, если радиосвязь необходима в совершенно конкретном месте.
Вот почему наиболее эффективное увеличение дальности достигается увеличением к.п.д. антенной системы.
Антенны носимых радиостанций, в большинстве случаев, представляют собой закрытую полимерной оболочкой спираль на гибком диэлектрическом стержне или сочетание фрагмента такой спирали с прямолинейным проводником, находящимся внутри гибкого диэлектрического стержня. Их длина совершенно несоизмерима с идеальной четвертьволновой антенной длиной около 2,7 м (кому нужна самая компактная портативка при таких размерах внешней антенны?). При типичных длинах штатных антенн портативны станций от 20 до 30 см их к.п.д., как можно показать, в лучшем случае составляет около 2-3%. Кроме того, штатные антенны нередко нуждаются в дополнительной настройке. Ширина их рабочего диапазона частот близка к 2,5% от частоты несущей (27 МГц), то есть составляет около 700 кГц. Вот почему владельцы современных широкодиапазонных радиостанций, планирующие радиообмен на краях рабочего диапазона, должны запастись набором сменных антенн, настроенных на различные участки спектра (такие антенны реально существуют и предлагаются).
Существенное влияние на эффективность антенн оказывает взаимное расположение радиостанций и тела оператора (а также окружающих предметов). Фактически, оператор, в руках которого находится радиостанция, является одним из противовесов антенны. Электрические характеристики такого противовеса, помимо электрической проводимости и электрических потерь в человеческом теле, зависят от площади контакта руки оператора и корпуса радиостанции (лучше держать двумя руками), расстояние от корпуса до головы (целесообразно сократить до минимума, не касаясь самой антенны), ориентации оператора в пространстве. Стоит заметить, что оператор с радиостанцией в руках, расположенной перед головой, образует направленную антенну, максимум чувствительности которой направлен от антенны в сторону спины оператора. Находясь на пределе слышимости, попытайтесь изменить свою ориентацию (и “хватку” - в буквальном смысле этого слова) - выигрыш в дальности может достигнуть 20% и более.
Дополнительное увеличение эффективности антенны может быть обеспечен металлизацией внутренней поверхности корпуса радиостанции, чем улучшается электрический контакт между корпусом и руками оператора. Однако, такая операция может быть доверена только специалистам, хорошо представляющим схемотехнику данной конкретной модели.
Другим популярным приемом для решения этой задачи является подключение к корпусу радиостанции дополнительного внешнего противовеса. Роль такого противовеса способен выполнить кусок медной проволоки, длиной около 1,5 м, подключенный к корпусу антенного разъема.
Провод может быть выполнен в форме петли, одетой на шею оператора (человеческое тело при этом играет роль противовеса). Однако, более элегантное решение этой проблемы обеспечивается дополнительной внешней гарнитурой, подключенной к радиостанции через стандартный разъем на верхней стороне корпуса (EXT.MIC). Наряду с увеличением предельной дальности радиообмена внешняя гарнитура, к тому же, создает дополнительный комфорт, поскольку содержит заключенные в одном малогабаритном корпусе динамик, микрофон и тангенту (в ряде моделей - еще и наушник). Необходимость манипулировать более весомым и объемным корпусом самой радиостанции при этом отпадает, радиостанция может быть размещена на ремне или в верхнем боковом кармане.
Существенное увеличение дальности радиосвязи может быть также обеспечено применением специальных удлиненных антенн - гибких и телескопических. Такие выпускаются изготовителями радиостанций в различных вариантах, в том числе, с различными антенными разъемами (BNC, TNC) и различной настройкой.
Итак, следите за зарядкой аккумуляторов, контролируйте выходную мощность, пользуйтесь настроенными эффективными антеннами и внешними противовесами, занимайте доминирующую позицию на рельефе.
Перечисленные рекомендации не избавляют владельцев аппаратуры от соблюдения других, наиболее элементарных требований, которые все же стоит перечислить:
Итак, постарайтесь не нарушить перечисленные заповеди, и аппаратура не обманет Ваших ожиданий, обеспечив даже на улицах городов дальность надежной оперативной радиосвязи 1-1,5 км.
Б.Б.Соколов (“Торбинс”)
