27 мгц длина волны

Особенности использования диапазонов CB, VHF, UHF, LPD, PMR, dPMR для радиосвязи

Развитие беспроводных средств связи в последние десятилетия привело к значительному изменению доступных обычным пользователям частот. В радиостанциях, которые используются для гражданской связи, широко применяется деление частот на поддиапазоны, не входящее в стандарты МСЭ (Международный союз электросвязи). Наиболее часто применяются поддиапазоны CB, LPD, PMR, dPMR, а также VHF, UHF. По стандартам МСЭ VHF и UHF относятся к метровым и дециметровым диапазонам радиоволн. Небольшая часть их радиочастотного ресурса используется как одноименные выделенные поддиапазоны, а также имеет другие названия на участках, предназначенных для гражданских лиц.

Распространение радиоволн в среде и передача данных

Радиоволна – это взаимосвязанные колебания электрического и магнитного полей, которые способны распространяться в пространстве со скоростью света. Они обладают такими свойствами как отражение, затухание, преломление. Радиодиапазон составляют волны с длинами от 0,1 мм до 100 км. Волны короче 0,1 мм относят к оптическим, длиннее 100 км используют исключительно в научных целях.

Радиоволна и ее особенности

Радиоволна создается при изменении электрического либо магнитного поля. Для ее создания используются специальные электромагнитные генераторы. Каждая волна изначально обладает запасом энергии, которую переносит через пространство. Она может терять энергию – такой процесс называется затуханием.

Электромагнитные волны характеризуются следующими параметрами:

  • длиной;
  • мощностью;
  • частотой.

В зависимости от скорости изменения направления электрического (либо магнитного) поля можно определить частоту волны, которая измеряется в Герцах (Гц). Чтобы определить длину волны, необходимо знать расстояние между точками, где поле находится в одной фазе. Частота и длина волны – взаимно обратные величины. Знание длины волны очень важно для правильного выбора размера передающей антенны.

Важным свойством электромагнитных волн является то, что они не встречая сопротивления проходят через воздух и могут свободно распространяться в пространстве. Однако, если волна встречает на пути металлические объекты, а также любой другой проводящий электричество материал, то она теряет часть своей энергии, ее мощность падает, а в проводнике генерирует переменный ток. Также часть энергии волны отражается от проводника – данный принцип лег в основу радиолокации.

Дальность связи зависит от мощности передатчика генерирующего электромагнитную волну. Именно это устройство передает волне запас энергии, которую та будет расходовать при распространении. Запас будет уменьшаться при контакте с поверхностью планеты, а также при взаимодействии с различными объектами. Однако, дальность распространения будет зависеть не только от запаса энергии, но и от других свойств – в первую очередь, от длины волны.

Порядок лицензирования частот при использовании радиопередающих устройств

Физическим и юридическим лицам при соблюдении установленных ограничений по мощности, частотам и используемой модуляции не требуется оформлять разрешения на покупку и эксплуатацию радиостанций при использовании диапазонов CB, LPD, PMR и dPMR. Для поддиапазонов VHF и UHF покупать радиостанции физическими и юридическими лицами можно без разрешения, но их использование требует регистрации радиостанции в органе надзора и получения разрешения на использование (аренду) полосы частот в территориальном радиочастотном центре. Ограниченные любительские участки, входящие в поддиапазоны VHF (144-146 МГц) и UHF (430-440 МГц) разрешается использовать частным лицам при наличии радиолюбительской лицензии с сигналами и мощностью, соответствующей классу зарегистрированной радиостанции.

Достоинства и недостатки

Рассматриваемые диапазоны имеют свои достоинства и недостатки, связанные с особенностями распространения радиоволн, помеховой обстановкой и необходимостью оформления разрешений. Для дальней радиосвязи за городом лучше использовать станции CB диапазона. Они более подвержены воздействию радиопомех, но за городом их значительно меньше. Большая длина волны этих станций позволяет осуществлять надежную связь на пересеченной местности с изгибами рельефа до 5 метров, а также в лесу. В городе и на ближних расстояниях лучше использовать LPD, PMR и dPMR станции, диапазоны которых меньше загружены помехами. При этом нужно учитывать малую дальность связи, обусловленную большим затуханием сигнала в этих диапазонах, а также неспособностью этих волн огибать препятствия.

В связи с использованием в поддиапазонах PMR, dPMR цифровых сигналов, они менее подвержены воздействию помех и обеспечивают более качественный сигнал по сравнению с АМ и ЧМ передатчиками. Благодаря увеличенной, по сравнению с LPD диапазоном мощностью, PMR обеспечивает более дальнюю связь (1-1,5 км) при ограниченном количестве каналов (в LPD — 69). Радиостанции VHF и UHF универсальны, имеют небольшие размеры, но их использование сопряжено с оформлением множества документов и оплатой различных разрешений.

Алгоритмы кодирования и декодирования, методики защиты информации

При передаче сообщений посредством радиоволн, необходимо преобразование обычной звуковой информации. Изначальный сигнал подвергается нескольким последовательным трансформациям, в том числе кодируется. Затем передается. А на принимающем устройстве осуществляется его декодирование и преобразование в аналоговую форму.

Кодирование сигнала при радиопередаче используется для нескольких целей. Одна из них – повышение помехоустойчивости. Это необходимо, так как на радиосигнал во время его перемещения воздействуют различные физические явления. Они могут изменять данные, вносить в них ошибки. Поэтому к каждому сообщению добавляют определенное количество битов, между значениями которых имеется заданная алгебраическая взаимосвязь. Анализ этих данных с помощью встроенного декодера дает возможность системе обнаружить и исправить ошибки, возникшие при передаче радиосигнала.

У силовых ведомств, частных служб охраны и безопасности, а также других организаций возникает необходимость защитить данные от несанкционированного доступа. Применяется два основных метода: дискретизация с шифрованием, а также аналоговое скремблирование.

Дискретизация с шифрованием объединяет наиболее прогрессивные методы закрытия речи связанные с переводом сигнала в цифровой вид. Используются различные криптографические алгоритмы. Чаще всего применяются вокодеры с линейным предсказанием речи (ЛПР). Кусочно линейная аппроксимация процесса является основой используемого алгоритма. Каждый кодируемый фрагмент представляет собой линейную функцию от фрагментов предыдущих. Речевая информация задается тремя параметрами: периодом основного тона, амплитудой, решением «тон/шум».

В целом же существует два основных подхода к шифрованию речи, передаваемой в цифровом виде:

  • с использованием специального шифратора и дешифратора на передающем и принимающем устройстве, либо за счет программно-аппаратного комплекса;
  • функции шифрования реализуются с помощью устройства модуляции-демодуляции – модема.

В средствах аналогово связи защита данных достигается за счет использования аналоговых скремблеров. Они трансформируют первоначальный звуковой сигнал в неразборчивую смесь звуков, что не позволяет злоумышленникам понять смысл передаваемых данных. Применяются следующие виды преобразования:

  • Частотная инверсия;
  • Разбиение полосы частот на поддиапазоны и их перестановка по частоте или инверсия;
  • Разбиение речи на сегменты и их перестановка по времени.

Одним из критериев оценки эффективности работы скремблера является остаточная разборчивость – это параметр характеризует возможность дешифрации данных техническими средствами и оценивается в процентах восстановленной информации. При простых и недорогих методах защиты может составлять от 10 до 50%. Другой критерий – качество сигнала восстановленного в принимающем устройстве. Достаточным качеством является сигнал, который позволяет без труда выделить голос и понять смысл сообщения.

Технологические отличия оборудования, использующегося для работы

Из-за различий в частотах, использующихся в гражданских радиостанциях, значительно отличаются размеры их антенных устройств. Для CB диапазона, где длина волны равна 11 метрам, необходимо применять стандартную четвертьволновую антенну длиной 2,7 метра. В диапазоне LPD длина волны составляет 0,69 метра, поэтому полноразмерная антенна будет иметь длину 17 см. На практике эти антенны имеют меньшие размеры благодаря использованию различных технических ухищрений, но разница в размерах остается той же. Различия в мощности используемых передатчиков обуславливает разницу в используемых источниках питания.

Для передатчика LPD мощностью 10 милливатт не нужны громоздкие батареи, поэтому такие рации имеют намного меньшие размеры. Радиостанции CB диапазона имеют высокую мощность (10 ватт), поэтому они требуют использования мощных и громоздких АКБ. Кроме того, они имеют большие выносные антенны, поэтому они чаще всего выпускаются в возимых или стационарных вариантах.

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Максим Коновалов
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий