Långvågssändare. Stort uppslagsverk om olja och gas
SÄNDNINGSRADIOVÅGBAND
Låt oss först överväga några begrepp om vågor som används inom radioteknik.
Ni har säkert alla observerat hur en sten som kastas i vattnet skapar vågcirklar på vattenytan. Om du tar ett tvärsnitt av en sådan våg så ser du att vågen är det sinus- dämpad svängning av en viss frekvens. Det är precis så en radiovåg ser ut. Längden på en radiovåg beror på frekvensen av dess förekomst i sändaren. Det finns ett samband mellan våglängd och frekvens, vilket kan representeras av formeln L = 300000/F, där L är våglängden, F är frekvensen, 300000 är en konstant koefficient - utbredningshastigheten för en radiovåg i luften (kilometer per sekund). Från denna formel kan vi härleda ytterligare ett F = 300000/L. Som du kan se är frekvens och våglängd relaterade storheter. Ju högre frekvens, desto kortare våglängd och vice versa. Enligt internationell överenskommelse har alla sändningsvågband strikt definierade frekvensområden. Låt oss ta en närmare titt på de band som är avsedda för radiosändning.
LW-band (Long Wave) - radiovågor med en frekvens från 150 till 408 kilohertz (våglängd 2000-700 meter). Detta intervall används för närvarande mycket lite (mest i Ryssland) och sändningar utförs inte på dessa frekvenser i vissa regioner. DV-serien kännetecknas av närvaron av en hög nivå av industriell och kosmisk störning. Den maximala kommunikationsräckvidden på denna räckvidd kan nå upp till 1000 kilometer (beroende på radiosändarens effekt).
Område SW (medelvåg) - radiovågor med en frekvens på 525 till 1600 kilohertz (våglängd 540 - 200 meter). Detta område kännetecknas också av höga störningsnivåer. På natten kan radiovågor, tack vare den så kallade "troposfäriska" passagen, spridas över mycket stora (upp till 4 tusen kilometer) avstånd. Räckvidden kännetecknas också av närvaron av signal "fading" (fältnivån är ojämn, vilket leder till en förändring av volymnivån för radioöverföringen). Om det finns en CB-radiostation i ditt område kan sändningarna tas emot i hög kvalitet.
HF-band (kortvåg) - sträcker sig från 160 till 10 meter (frekvenser från 1,8 till 30 megahertz). Denna räckvidd tillåter radiokommunikation över stora avstånd, på grund av reflektion från atmosfärens lager. Teoretiskt sett är en sådan "radiobro" runt jordklotet möjlig. HF-området är uppdelat i flera delområden (sektioner).
I Ryssland finns en sådan HF-sändningsstandard : Område "25 Meter" - frekvensområde från 11,5 till 12,5 megahertz, Range "31 Meter" - frekvenser från 9 till 9,9 megahertz, Range "41 Meter" - frekvenser från 7 till 7,4 megahertz, Range "49 Meter" - frekvenser från 5,85 till 6,3 megahertz. Korta vågor ändrar inte sin passage lika mycket under dagen. De så kallade "nattbanden" är banden 41 och 49 meter. På dessa räckvidder på natten förbättras överföringen av radiovågor (ett stort antal radiostationer "uppträder"). 25 och 31 meter banden är "dagtid" band. På dessa band är passagen bättre på dagen än på natten.
DV-, MW- och HF-banden är AM-band (på dessa band utförs sändning med amplitudmodulering av signalen).
Amplitudmodulering tillåter användning av den enklaste typen av radiomottagare (detektor) för mottagning, men kräver höga energikostnader. Kärnan i sådan modulering är att ändra strålningsnivån från radiosändaren.
I figuren är diagram "a" svängningar av ljudfrekvens, "b" är svängningar av hög frekvens som moduleras av AM. Grafen "b" visas villkorligt - i själva verket är formen på den emitterade signalen symmetrisk (det vill säga den har ett värde med ett minustecken, som den modulerande signalen), men det negativa värdet används inte, vilket minskar den totala effektiviteten av systemet. Efter detektering omvandlas den högfrekventa signalen till en modulerande, som efter förstärkning skickas till en sändare (högtalare eller telefon), som omvandlar elektriska vibrationer till ljud...
VHF-band (Ultra Short Wave) tillåter radiosändning med mycket bra kvalitet, tack vare användningen av den så kallade FM (Frequency Modulation). Det inhemska VHF FM-området sträcker sig från 64 till 73 megahertz (du kan själv beräkna våglängden med formlerna ovan). Gradvis håller VHF-bandet på att "dö ut" - antalet radiostationer på det minskar. Detta är resultatet av den ryska ledningens "politik". Statliga radiostationer går över till att sända i FM-området. Sändningar i ett högre frekvensområde minskar kostnaderna (med radiosändare med lägre effekt), men minskar också området för tillförlitlig mottagning... Denna VGTRK-policy är inte tydlig för mig personligen... FM-området sträcker sig från 88 till 108 megahertz . På VHF- och FM-banden är det möjligt att ta emot sändningar i stereofoniska sändningar med hög kvalitet. Nackdelarna med VHF-radiosändningar inkluderar den höga dämpningen av radiovågor. Det maximala möjliga avståndet till radiostationen får inte överstiga 100 kilometer (i praktiken överstiger detta avstånd sällan 30-40 kilometer). Eftersom jordens form närmar sig en sfär, är VHF-mottagning endast möjlig inom "siktlinjen." En radiovåg med en längd på 500 meter cirklar fritt i huset, vilket inte kan sägas om radiovågen för VHF-sändningar (4 meter). En kort våg kan inte gå runt ett hinder som är längre än dess längd, så den tvingas tränga igenom detta hinder. Samtidigt sänks strålningsnivån avsevärt, vilket påverkar mottagningsplatsen genom en betydande minskning av radiosändningens volym. För att maximera mottagningsradien försöker vi placera sändnings- och mottagningsantennerna så högt som möjligt över marknivå (tänk tv-mottagningsantenner).
Om du är intresserad av detta ämne beskrivs allt detta (och mycket mer) i detalj i boken av V.G. Borisov "Ung radioamatör" Boken kan laddas ner från denna länk (9 megabyte).
I en av de gamla Radiotidningarna fanns en artikel som beskrev principerna för radiosändning. Även om artikeln skrevs för mer än ett halvt sekel sedan rekommenderar jag ändå att du läser den. Många radiostationer använder fortfarande utrustning baserad på vakuumrör. Det är nästan omöjligt att tillverka en radiosändare med en effekt på cirka 500 kilowatt med hjälp av transistorer. Att använda radiorör i denna enhet är fortfarande mest tillrådligt... .
I samband med VGTRK:s politik har sändningar på DV- och SV-vågor av statliga radiostationer (Radio Ryssland och Radio Mayak) upphört sedan 2014! Detta olyckliga faktum tillåter oss inte nu att bygga de enklaste detektor- och transistorradiomottagarna... Mycket tråkigt...
Internets utbredda utveckling gör det möjligt att ta emot många radiostationer online. Som ett exempel är vissa städer installerade på denna sida.
Användningen av pulserande källor för att driva radioutrustning bidrar till uppkomsten av mycket stor mängd radiostörningar. Under sovjettiden fanns det till och med en sådan term som "elektromagnetisk kompatibilitet för radioutrustning." Under radiokommunikationsinspektionen fanns en lämplig tillsynsmyndighet. En radioenhet som inte klarade det elektromagnetiska kompatibilitetstestet rekommenderades inte för produktion. För närvarande kan du i Celestial Empire köpa nästan vilken radioenhet som helst med strömförsörjning till ett billigt pris. Pulskällor har ett antal fördelar jämfört med transformatorkällor (vikt, kostnad, storlek), men har också negativa egenskaper. Faktum är att sådana källor i princip innehåller generatorer av rektangulära (vanligtvis) pulser vid frekvenser från tiotals till hundratusentals kilohertz (plus en massa övertoner vid högre frekvenser!). Användningen av så kallade "energisparande" lampor (lysrör och LED) istället för glödlampor leder också till en hög nivå av radiostörningar. Ibland känns sådan störning även vid radiofrekvenser inom TV-området (från 60 megahertz och uppåt!) och kan till och med leda till fullständig oförmåga att ta emot! I AM-banden har mottagning i städer blivit nästan omöjlig! Långt ifrån bosättningar Denna teknik blir en "tråd" för kommunikation med civilisationen, så det är mycket lämpligt att ha en enhet med Am-band under vandringar.
I Moskva och andra större städer Det finns många kommersiella Medium Wave-radiostationer.
På FM-bandet, efter en resa till St. Petersburg nyligen, fick jag reda på frekvenserna för några radiostationer i ett antal städer (längs tågsträckan):
I synnerhet i St Petersburg Frekvensnätet är som följer: 87,5 MHz - Vägradio; 88 MHz - Retro FM; 88,4 MHz - Autoradio; 88,9 MHz - Humor FM; 89,3 MHz - Vesti FM; 90,1 MHz - Jazz dygnet runt; 90,6 MHz - Radio för två; 91,1 MHz - Hex FM; 91,5 MHz - Eko av Moskva; 92,9 MHz _ rysk nyhetstjänst; 95,9 MHz - Neva FM; 97,0 MHz - Radio Dacha; 100,5 MHz - Europa +; 100,9 MHz Peter FM; 101,4 MHz - Eldo Radio; 102 MHz - Radio Rocks; 102,4 MHz - Nature FM; 102,8 MHz - Radiomax; 103,4 MHz - DU FM; 103,7 MHz - Barnradio; 104,4 MHz - Radio Chanson; 104,8 MHz - Radio Baltika; 105,3 MHz - Kärleksradio; 105,9 MHz - Cote d'Azur; 106,3 MHz - Radioinspelning; 107,4 MHz - Business FM; 107,8 MHz - rysk radio.
Volkhov stad, Leningrad-regionen : 88,2 MHz - Radio Vanya; 102,2 MHz - vägradio; 104,6 MHz - Radio Volkhov; 105,7 MHz - Volkhov FM; 107,2 MHz - Europa +.
Staden Tikhvin, Leningrad-regionen .: 102,6 MHz - Vägradio; 103,7 MHz - Europa +; 106,4 MHz - Radio för två; 106,9 MHz - rysk radio.
Staden Cherepovets, Vologda-regionen. : 101,2 MHz Autoradio; 101,6 MHz - Europa +; 102,1 MHz - rysk radio; 103,0 MHz - Retro FM; 103,9 MHz - Retro FM; 104,6 MHz radiosändning;.
Vologda stad: 98,8 MHz - Vår radio; 99,2 MHz - Komsomolskaya Pravda; 101,0 MHz - vägradio; 102,7 MHz - RosRadio i Vologda-regionen; 103,2 MHz - DU FM; 104,4 MHz -Sändning; 104,9 MHz - rysk radio; 106,1 MHz - Autoradio; 106,9 MHz Hit FM.
Staden Kirov (regional!) : 90,8 MHz - radio Vera; 102.0 - radio Europe plus; 103.4 - Autoradio; 104.2 - radio Vanya; 107,1 MHz - Radio Dacha.
Vi kallar långa (eller kilometer) vågor för intervallet från 30 kHz (våglängd 10 km) till 300 kHz (våglängd 1 km). Radioamatörer i Ryssland har tilldelats frekvenser på 135,7 kHz - 137,8 kHz (räckvidd 2200m) för experiment. 137 kHz-området tilldelades relativt nyligen, 1998, och i allmänhet befolkas det ganska långsamt av radioamatörer, men även en kort bekantskap med långa vågor är tillräckligt för att "bli sjuk" av dem under lång tid.
Radiosändning på långa vågor ah dök upp för länge sedan och var länge det viktigaste sättet att leverera "innehåll" till befolkningen. Förresten, i Samara fanns "objekt nummer 15" - ett radiosändningscenter för Fjärran Östern och Norden. Enorma antenner (fyra 150-meterssändare för medelvågsområdet och fyra 250-meterssändare för långvågsområdet) hälsade för inte så länge sedan stadsgäster i området Novosemeikino.
Radiovågor i DV-området böjer sig väl runt jordens yta och är väl lämpade för långdistanskommunikation, men... Den låga frekvensen av elektromagnetisk strålning kräver lämplig dimensionering av de elektroniska komponenterna och - viktigast av allt - antennen. Det är inte svårt att beräkna storleken på en kvartsvågssändare för en våg på 2200 m (ca 500 m) och storleken på en halvvågsdipol (1000 m). En bra "GP"-antenn kan byggas från TV-tornet Ostankino, men om det inte finns något sådant torn, vad ska man göra?
Det är klart att vi inte kan bygga en fullstor dipol. Radioamatörer började fundera på hur de skulle kompensera för den låga effektiviteten hos de antenner som var tillgängliga under våra förhållanden. Vad beror signal-brusförhållandet på? Från signalremsan. Vad beror signalbandbredden på? Från moduleringshastigheten (manipulation). Vi har CW (AT-telegraph) - så låt oss sända långsammare! Så här såg QRSS ut - långsam telegraf. Hur långsamt? Det finns till exempel ett QRSS-90-läge (inte det långsammaste förresten), sändningstiden för en prick är 90 sekunder, ett streck är 270 sekunder. Bokstaven "a" (punkt-mellanslag-streck) sänds i detta läge i 450 sekunder, dvs. nästan 8 minuter. Detta ger oss en vinst i signal-brus-förhållandet jämfört med konventionella telegrafihastigheter på mer än 20 dB.
Experiment med att ta emot DV vid RC4HAA genomfördes nästan helår, och det är bestämt! Låt oss montera ihop sändaren! Byggnadens höjd och närvaron av utmärkt "radiojordning" blev de sista argumenten till förmån för experimentet. Men först måste antennen konstrueras.
En lång stråle hängde upp från byggnadens tak - 80 m I själva verket, naturligtvis, inte så lång: modellering i mmana-programmet visade att för en våglängd på 2200 m kunde den bara avge en mycket liten del av sändaren. energi.
Det här är antennen vi har.
"Långvågsantenn" RC4HAA
Den behöver förlängas. Hur? Naturligtvis induktans. Beräkningar föreslog att förlängningsspolens induktans skulle vara runt 2,5 mH. Det bestämdes att göra en variometer. 2,5 mH - induktansen är inte liten. Huvudspolen var upplindad på en plasthink.
Spolen på hinken är mindre - inuti den huvudsakliga, på stången. Nu är variometern klar.
En exciter från radiostationen Angara användes som sändare. Det är klart att det inte hade ett långvågsband, men det hade ett HF-band. Sedan är det bara 13,670 MHz, dividera med 100 - och här har vi en 136,700 kHz exciter. Det sista steget är en push-pull-förstärkare baserad på KT-922.
Slutligen samlar vi hela vår långvågiga "setup" och försöker ställa in antennen till resonans.
En neonlampa - den gamla goda amatörradioindikatorn - gläder oss med sin glöd. Det finns strålning! Så vad fick vi? Några parametrar som mäts och beräknas för vårt system:
- Strömförbrukningen i överföringsläge är 3 A.
- Matningsspänning ut. transistorer - 24 V.
- Strömförbrukningen är 72 Watt, PA-effektiviteten är 70% - vi får lite mer än 50 Watt ström tillförs antennen. Hur är det med antennen? Den uppskattade ERP (effektivt utstrålad effekt) för vår storlek skulle bara vara 0,03 watt. Endast 30 mW. Det är här det roliga börjar – var kan vår signal tas emot?
Vi sätter på telegraffyrläget och ber våra Samara-kollegor att övervaka signalen. Rapporterna från UA4HOZ, RW4HX, RA4HT, UA4HIP är uppmuntrande, signalen är tillförlitligt hörbar i Samara och regionen.
Andrey RN3AGC (Moskva, avstånd 867 km) är redo att kontrollera mottagningen av vår fyr, men vanlig telegrafmanipulation är inte tillräckligt, vi måste minska manipulationshastigheten. För att göra detta använder vi Opera-programmet (Op32-läge). I detta läge sänds 6 tecken av vår anropssignal RC4HAA i 32 minuter! Den plågsamma väntan - och här är den! Det finns en mottagning i Moskva! En rapport kommer från Andrey, signalnivån är 33 dB, det finns avkodning. Vi lanserar fyren igen, vänta på rapporten - det finns en!
Vi bestämmer oss för att öka manipulationshastigheten och slå på Op8-läget (anropssignalen sänds i 8 minuter). Det finns en rapport - 30 dB!
Vi var nöjda med resultatet, det finns utrymme för förbättringar. Och snart ska vi göra det.
Radiovågor med en längd på 1000 till 10 000 m kallas långa (frekvens 300÷30 kHz), och radiovågor med en längd över 10 000 m kallas ultralånga (frekvens mindre än 30 kHz).
Långa och särskilt ultralånga vågor absorberas lite när de passerar genom land eller hav. Sålunda kan vågor med en längd på 20÷30 km penetrera flera tiotals meter ner i havets djup (se tabell 2.2) och kan därför användas för kommunikation med nedsänkta ubåtar, såväl som för underjordisk radiokommunikation (se tabell 2.2). §2.9).
I dessa intervall av radiovågor för alla typer av jordens yta råder ledningsströmmar avsevärt över förskjutningsströmmar (se § 2.1), på grund av vilka endast en liten absorption av energi sker under utbredningen av en ytvåg. Långa vågor diffrakterar väl runt jordens sfäriska yta (se § 2.11).
Båda dessa faktorer bestämmer möjligheten till utbredning av långa och ultralånga vågor av markvågor över ett avstånd av cirka 3000 km. I det här fallet, för ett avstånd på 500÷600 km, kan den elektriska fältstyrkan bestämmas med Shuleikin - Van der Pol-formeln (2.53), och för stora avstånd utförs beräkningen enligt diffraktionslagarna (se § 2.11).
Med start från ett avstånd av 300÷400 km, förutom markvågen, finns det en våg som reflekteras från jonosfären. Med ökande avstånd ökar den elektriska fältstyrkan för vågen som reflekteras från jonosfären, och på avstånd på 700÷1000 km blir fältstyrkorna för marken och jonosfäriska vågor ungefär lika stora. Superpositionen av dessa två vågor ger ett interferensfältmönster (Fig. 5.1).
Ris. 5.1. Typen av förändringen i den elektriska fältstyrkan för långa vågor med avstånd (λ = 1800 m, P = 1 kW)
På ett avstånd av över 2000÷3000 km visas inte markvågor och jonosfäriska vågor separat. Utbredning sker liknande utbredning i en vågledare, vars väggar är jordens yta och jonosfärens nedre gräns.
Den dielektriska konstanten för jonosfären i dessa vågområden bestäms av uttrycket (4,35) och reflektionsvillkoret skrivs som
där ω är lika med eller mindre än ν.
I detta fall beror reflektionshöjden på förändringslagen med höjden på både N e och ν. Beräkningar och experiment visar att under dagen kan reflektionen av dessa vågor ske vid den nedre gränsen av lager E, och på natten - vid den nedre gränsen för lager D. Den elektriska ledningsförmågan i denna region av jonosfären för långa vågor är ganska betydande (men tusentals gånger mindre än den torra jordytans elektriska ledningsförmåga) , och ledningsströmmarna visar sig vara av samma storleksordning som förskjutningsströmmarna. Följaktligen har den nedre delen av jonosfären för långa vågor egenskaperna hos en halvledare.
Vid långa, särskilt ultralånga vågor, ändras elektrontätheten i skikten D och E kraftigt över våglängden. Därför sker reflektion här som vid luft-halvledargränssnittet, utan att radiovågen tränger in i den joniserade gasens tjocklek. Detta beror på den svaga absorptionen av långa och ultralånga vågor i jonosfären.
Avståndet från jordens yta till jonosfärens nedre gräns är 60÷100 km. Detta avstånd är av samma storleksordning som våglängden (lång och ultralång), så att vågorna utbreder sig mellan två tätt belägna halvledande koncentriska sfärer, varav den ena är jorden och den andra jonosfären. Utbredningsförhållandena i detta fall är ungefär desamma som i en dielektrisk vågledare (fig. 5.2).
Som i vilken vågledare som helst kan man notera optimala vågor - vågor som utbreder sig med minsta dämpning, och kritiska vågor - vågor med en maximal våglängd som fortfarande kan fortplanta sig. För en vågledare som bildas av jorden och jonosfären är vågor med en längd på 25–35 km optimala, och en våg med en längd på cirka 100 km är kritisk.
I en sfärisk jonosfärisk vågledare överstiger radiovågornas fashastighet ljusets hastighet i det fria utrymmet. Vid frekvenser över 10 kHz är skillnaden mellan fashastigheten och ljusets hastighet liten, ungefär (υ f / s - 1) = (1÷5)·10 -3. Fashastigheten ändras dock med avståndet den beror på elektrontätheten och antalet kollisioner av elektroner med molekyler i det område av jonosfären där radiovågor reflekteras. Detta leder till instabilitet i vågfasen, främst på morgon- och kvällstimmarna, när höjden på reflektionen av långa vågor ändras, vilket måste beaktas vid drift av långvågiga radionavigeringssystem.
Metoder för att beräkna fältstyrkan för långa vågor på stora avstånd från sändaren är baserade på beaktande av fältmönstret för den jonosfäriska vågledaren. I själva verket finns all elektromagnetisk energi som sänds ut av antennen mellan de två sfärerna och utbreder sig mellan dem i alla riktningar, eftersom rundstrålande antenner vanligtvis används i det långa våglängdsområdet (se fig. 5.2). Med avstånd från antennen ökar den sfäriska vågledarens ringformade tvärsnitt tills den inre radien av ringen i vilken vågen utbreder sig når radien klot. Med en ytterligare ökning av avståndet minskar ringens yta igen och vågenergin koncentreras. Typen av förändringen i den elektriska fältstyrkan för långa vågor med avstånd på stort avstånd från sändaren visas i fig. 5.3 heldragen linje. Den prickade kurvan visar arten av förändringen i elektrisk fältstyrka i en sfärisk vågledare med idealiskt ledande väggar.
Den elektriska fältstyrkan för långa och ultralånga vågor beräknas vanligtvis med empiriska formler, oftast med Austin-formeln. Med hjälp av Austin-formeln kan du beräkna den elektriska fältstyrkan för långa vågor i dagtid för avstånd upp till 16000÷18000 km över hav och land, och i det senare fallet med start från avstånd på 2000÷3000 km.
Austins formel är följande:
där vinkeln θ indikeras i fig. 5.2.
Närvaron i nämnaren av denna formel av kvantiteten
reflekterar beroendet av den elektriska fältstyrkan på avståndet, visat i fig. 5,3 prickig kurva. Som framgår av fig. 5.3, på avstånd från sändaren motsvarande antipodeala (diametralt motsatta) punkter på jordklotet, observeras en signifikant ökning av fältstyrkan. Detta fenomen kallas antipodeffekten.
Den största fördelen med långa vågor är den större stabiliteten hos den elektriska fältstyrkan: signalstyrkan på kommunikationslinjen ändras lite under dagen och under hela året och är inte föremål för slumpmässiga förändringar. En elektrisk fältstyrka som är tillräcklig för mottagning kan uppnås på ett avstånd av mer än 20 000 km, men detta kräver kraftfulla sändare och skrymmande antenner.
Nackdelen med långa vågor är oförmågan att sända det breda frekvensband som krävs för att sända talat språk eller musik. För närvarande används långa och ultralånga radiovågor främst för telegrafkommunikation på långa avstånd, och även för navigering.
Förutsättningarna för utbredning av ultralånga radiovågor studeras genom att observera åskväder. En blixturladdning är en strömpuls som innehåller svängningar av olika frekvenser - från hundratals hertz till tiotals megahertz. Huvuddelen av blixtladdningspulsenergin faller i det oscillationsintervall som motsvarar ultralånga vågor. Svängningar från ursprungspunkten sprider sig i alla riktningar, och vågorna olika längder När de förökar sig upplever de olika absorption och kommer i olika faser. Som ett resultat förvrängs en puls som kommer på ett avsevärt avstånd från utloppsplatsen. Egenskaperna hos den sfäriska jordjonosfärens vågledare studeras genom pulsdistorsion.
I det långa våglängdsområdet observeras ett slags interferens - "visslande atmosfärisk". Den uppfattas med örat som en signal, vars frekvens ändras över tiden i (0,5÷1 s från cirka 400 till 8000 Hz). Källan till den "visslande atmosfären" är en blixtladdning som exciterar ultralånga vågor. Som framgår av § 4.12, när en våg utbreder sig i en joniserad gas i riktning mot de konstanta magnetfältslinjerna vid f
Ris. 5.4. Schema för distribution av "visslande atmosfär": 1 - blixtnedslag; 2 - kraftlinjer för jordens magnetfält; 3 - väg för en kort "visslande atmosfärisk"; 4 - vägen till en lång "visslande atmosfärisk"
Signalen som reflekteras från jordens yta färdas tillbaka och kan tas emot på platsen för blixturladdningen. Fördröjningstiden för sådana signaler är 2–3 s, vilket innebär att de färdas en sträcka på många tusen kilometer och rör sig bort från jorden på ett avstånd av 10 000–15 000 km. Detta fenomen uppmärksammades av forskare eftersom observation av "visslande atmosfär" gör det möjligt att få information om tillståndet för jordens magnetfält och mediets densitet på ett stort avstånd från dess yta.
Inte så coolt ämne, men ändå ett tillägg
Jag sa en gång vad det är, men se vilka andra vågor det finns.
Den lilla kuststaden Puerto Chicama i nordvästra Peru är hem för några av världens längsta havsvågor, perfekt för surfing. Vågen här sträcker sig 2,2 kilometer från en isolerad klipphäll till en lång pir på den karga kusten. Lokala invånare bekräftar att hela denna sträcka kan täckas på en enda våg.
Längden på hela kusten från udden till den allra västra änden är 4 kilometer, men ingen har någonsin kunnat erövra vågen på ett sådant avstånd.
Foto 2. 
En oändlig serie av surferperfekta vågor är en vanlig syn i Chicama. "Om du går vilse, eller behöver vila, vänta bara på nästa våg som är precis bakom dig! Det är en dröm”, säger den australiensiske surfaren Ben Herrgott.
Foto 3. 
Chickamas surfpotential upptäcktes först 1965 av hawaiianska surfaren Chuck Shipman. Enligt legenden såg han dessa vågor från fönstret på ett flygplan och blev förvånad över deras perfekta längd. Han frågade piloten om platsen och när han återvände till Hawaii hittade han den på en karta och skrev till sina vänner i Peru om fyndet.
De bestämde sig för att utforska nordvästra kusten tillsammans, men det första sökförsöket misslyckades - de kunde inte hitta en okända landsväg till Chicama. En tid senare upptäcktes kusten av en annan grupp surfare och sedan dess har Chicama blivit en populär sportdestination.
Foto 4. 
Vågorna vid Chicama är uppdelade i många sektioner, varav den allra första heter Malpaso och sträcker sig över 150 meter. Den följs av Keys-vågen, som fortsätter i ytterligare 600 meter och når djupa vatten. Först efter den kommer Point-vågen, som anses vara den bästa för surfing.
Vanligtvis är dessa vågor inte sammankopplade, men när deras höjd överstiger två meter (detta händer extremt sällan) kan du täcka hela avståndet till piren i ett andetag. En sådan resa kan ta upp till 5 minuter, vilket i surftermer är en evighet. Detta är definitivt en av de vackraste surfplatserna i världen.
Foto 5. 
I år blev den ikoniska Chicama-kusten världens första skyddade surfpark. Den peruanska regeringen har förbjudit alla byggnation i en zon på 1 kilometer från kusten, för att inte störa vindflöden och kustens struktur. Myndigheterna planerar att skydda flera liknande platser, och så småningom hoppas landet skapa 130 skyddade surfzoner, som kommer att locka massor av turister.
Foto 6. 
Foto 7. 
På begäran av Union of Radio Amateurs of Russia (SRR), State Commission on Radio Frequency (SCRF) vid State Communications Committee of Russia, genom sitt beslut nr 2851-OR daterat den 29 juni 1998 "Om användning av radiofrekvensbandet 135,7-137,8 kHz av amatörradiotjänsten,” tillät radioamatörer att på sekundär basis använda specificerat radiofrekvensband i det långa vågområdet (LW). Tillåten typ av radiokommunikation: CW - amplitudtelegrafi (emissionsklass A1A) med en bandbredd på 100 Hz. Uteffekten för radiosändare är 100 W.
I decennier har amatörradio varit nästan synonymt med kortvåg, och radioamatörer som är intresserade av radiokommunikation med kortvåg. I senaste åren Banden på 2 meter och 70 centimeter började förknippas med amatörradio. Men långa vågor? Nej, även med tidiga dagar utveckling av radio, när kommersiella (tjänst)användare av etern ännu inte hade börjat förskjuta amatörer till högre frekvenser, var amatörradio inte förknippat med långvågor. Redan 1921, när den första transatlantiska amatörkommunikationen ägde rum, klassificerades frekvensen 1350 kHz som kortvågor. På den tiden ansågs radiovågor kortare än 200 meter olämpliga för professionell radiokommunikation och gavs till radioamatörer för experiment.
Fram till nu har trenden med amatörradio längs det elektromagnetiska spektrumet varit i motsatt riktning från där radion började. På senare tid har europeiska länder öppnat upp det lilla 136 kHz amatörbandet för drift, och nationer i södra Stilla havet har välkomnat 1750 m-bandet i flera år, som för närvarande är ett licensbefriat experimentellt lågeffektband i USA. Så, frekvensområdet 135,7-137,8, med en bredd på endast 2,1 kHz, ligger i ett litet gap mellan långvågsradiostationer och har sedan första halvåret 1998 redan godkänts för användning i följande europeiska länder : Storbritannien, Belgien, Italien, Sverige, Finland, Luxemburg, Schweiz, Tyskland, Norge, Irland, Frankrike, Nederländerna. Fragmentär information kom också från Slovenien och Litauen. I USA, Australien, Nya Zeeland och Papua Nya Guinea har långvågsradioamatörer använt 1750-metersområdet i frekvensområdet 160-190 kHz sedan tidigt 90-tal.
Även Ryssland anslöt sig för länge sedan till de ovan nämnda progressiva länderna och tillät radioamatörer att driva det nya DV-bandet. Brittiska radioamatörer har redan praktisk erfarenhet av att arbeta på långa vågor - på 73 kHz-bandet ("73" - bra kombination!). Tidningen 73/LF, publicerad i Storbritannien, betyder inte alls det välbekanta uttrycket för amatörradiokoden (“ Bästa lyckönskningar"), men antyder amatörradioband 71,6-74,4 kHz. På grund av tilldelningen av ett nytt 136 kHz-område upphörde dock användningen av 73 kHz den 30 juni 2000.
Metoder för att arbeta med luft i Fjärran Östern
Även om ett antal länder tillåter användning av SSB utöver CW, använder nästan alla långvågssändningar smalbandiga CW och ibland BPSK (Binary Phase Shift Keying). Metoden att arbeta i luften på korta avstånd skiljer sig praktiskt taget inte från att arbeta på KB, förutom att överföringshastigheten inte överstiger 8-12 WPM (ord per minut). På längre sträckor (flera hundra kilometer) sänks överföringshastigheten till 5-6 WPM och CCW (Conventional CW) används. För kommunikation över långa avstånd används en extremt långsam QRSS-överföringshastighet, längden på "punkten" är 3 sekunder och speciell datorprogram, så att du kan bearbeta ljudsignaler under brusnivån, till exempel med programmet Spectrogram.
Med en "prick"-längd på 20 sekunder eller mer, minskar telegrafsignalen till flera hertz. Mottagning av sådana signaler utförs med hjälp av modern DSP-teknik. En liknande teknik gjorde det möjligt att fastställa 26.03.98. rekordet för räckvidden för tvåvägsradiokommunikation mellan den irländska radiostationen EI0CF och den finska radioamatören OH1TN är 1888 km. För att exakt beräkna avstånden mellan korrespondenter använder långvågsoperatörer IARU QTH-lokaliseringssystemet som antagits på VHF.
För att förbättra radiomottagningsförhållandena övas miniradioexpeditioner med arbete i fältförhållanden bort från stadens buller genom att använda fraktionerade (/P) anropssignaler. Resultaten av sådana expeditioner, på grund av användningen av mindre effektiva antenner och lågeffektsändare, upprätthålls separat från arbete från fasta QTH:er. Eftersom den effektiva utstrålade effekten från amatörradiostationer ligger inom 1 W ERP eller mindre är det mycket svårt att utföra tvåvägsradiokommunikation med låg signalenergi. Därför är det brukligt att komma överens om framtida radiokommunikation, till exempel på lördagar på 3720 kHz kl 09.00 och söndagar på 1973 kHz kl 19.00 GMT. Envägssamtal och korsbands-QSO:er (typiskt QSX 3570 kHz) är också vanliga.
För experiment med utrustning och antenner, såväl som för att studera sändningen av radiovågor, kan många radiostationer sända i beacon-läge. I USA fungerar flera dussin amatörfyrar på permanent basis i intervallen 160-190 kHz (LowFER) och 1600-1700 kHz (MedFER). Amatörradiooperatören John R. Wright från Durant, OK driver fyren (anropssignal "R") i allmänhet på den exotiska frekvensen 983 Hz!
Att förstå denna nya riktning inom amatörradio och acceptera öronklyveri ovanligt ord"långvåg", låt oss dyka in i radiovärlden under 500 kHz... Funktioner för utbredningen av långvågiga radiovågor. Radiovågor med en längd från 1000 till 10 000 m kallas långa (frekvenser 300-30 kHz), och radiovågor över 10 000 m kallas ultralånga (frekvenser mindre än 30 kHz). Medelvågor inkluderar radiovågor med en längd på 100 till 1000 m (frekvenser 3-0,3 MHz). Långa och särskilt ultralånga vågor absorberas lite när de passerar genom land eller hav och kan användas för kommunikation med nedsänkta ubåtar, såväl som för underjordisk radiokommunikation. Till exempel används unika envägssystem för radiokommunikation (varning) i den amerikanska och ryska flottan vid ultralåga frekvenser på 70-80 och till och med 40-50 Hz (ja, hertz, inte kilohertz)! I dessa radiovågsområden för alla typer av jordens yta sker endast en liten absorption av energi under utbredningen av en ytvåg.
Långa vågor diffrakterar väl runt jordens sfäriska yta. Båda dessa faktorer bestämmer möjligheten till utbredning av långa och ultralånga vågor av markvågor över ett avstånd av cirka 3000 km. Med start från ett avstånd av 300-400 km, förutom markvågen, finns det en våg som reflekteras från jonosfären och vidare utbredning sker liknande utbredning i en vågledare, vars väggar är jordens yta och den nedre gränsen av jonosfären. Den största fördelen med långa vågor är den större stabiliteten hos den elektriska fältstyrkan: signalstyrkan på kommunikationslinjen ändras lite under dagen och under hela året och är inte föremål för slumpmässiga förändringar. En elektrisk fältstyrka som är tillräcklig för mottagning kan uppnås på ett avstånd av mer än 20 000 km, men detta kräver kraftfulla sändare och skrymmande antenner. För närvarande används den övre delen av långvågor och medelvågor huvudsakligen för radiosändningar.
Kraften hos radiosändare sträcker sig från hundratals kilowatt till flera megawatt, vilket möjliggör tillförlitlig radiomottagning över stora avstånd. I frekvensområdet 190-530 kHz fungerar radionavigering och radarsystem för marin och flyg (radiofyrar, bäringar) och maritima mobiltjänster (telegrafradiokommunikation). Navigationssystemet LORAN-C använder frekvenser på 90-110 kHz. Långa och ultralånga vågor används vid driften av olika radionavigeringssystem. Till exempel är det amerikanska globala navigationssystemet DGPS (Differential GPS) ett konventionellt GPS (Global Positioning System) satellitsystem som använder ytterligare felkorrigeringssignaler, vilket kan öka noggrannheten vid bestämning av koordinater och förbättra tillförlitligheten av navigationsinformation med en storleksordning (100 m och bättre för GPS, 10 m och bättre för DGPS). Positionerarens GPS-bestämda position beräknas och jämförs med verkliga geodetiska koordinater. Korrigerande information med ett antal korrigeringar för varje satellit sänds till mottagaren genom ett kustnät av marina långvågsradiofyrar. Förutsättningarna för utbredning av radiovågor studeras vanligtvis genom radioljud av jonosfären och studiet av sändning längs befintliga radiovägar. I LW- och VLF-områdena kan forskning utföras genom att observera åskväder. Radioutrustning och antenner för amatörradiokommunikation i Fjärran Östern.
Den effektiva utstrålade effekten (E.R.P.) för amatörradiostationer är begränsad till en gräns på 1 W. En watt kommer inte att verka som mycket, till skillnad från fullstora eller till och med kvartsvågsantenner över 500 meter långa. Detta betyder att de flesta riktiga amatörantenner är mindre än 1 % effektiva. Därför är det nödvändigt att ha 100 W eller mer vid sändarutgången för att få det eftertraktade ERP:et. Som regel använder långvågsoperatörer hemmagjord utrustning och antenner. Mest fullständig recension amatörutrustning på LF publicerad i boken RSGB (andra upplagan, 1998) "The LF Experimenter's Source Book" redigerad av Peter Dodd, G3LDO.
Låt oss endast ange huvudriktningarna.
Mottagare: Det finns flera sätt att ta emot signaler på 136 kHz-bandet. För det första kan du använda moderna transceivrar, eftersom nästan alla importerade enheter accepterar 100 kHz och högre. Men tyvärr har en betydande del av dem otillräcklig känslighet i detta intervall. En enkel lågfrekvent förförstärkare vid ingången kommer att lösa detta problem. För det andra kan du använda omvandlare med uppkonvertering. De vanligaste designerna är de med signalöverföring till de mest känsliga amatörbanden på 24 och 28 MHz. För det tredje uppnås goda resultat på avvecklad militär utrustning och gamla professionella rörmottagare. Det är mycket önskvärt att ha smalbandiga (500 Hz och smalare) CW-filter. Författaren använder SIGNAL ONEs exklusiva MilSpec 1030CI transceiver med ett Collins 24-bands notchfilter och panoramaindikator.
Sändare: Att skaffa en DV-sändare är lite mer svår uppgift till en början, men samtidigt kan det vara enklare och billigare än att till exempel få likvärdig effekt på HF. Det enklaste sättet att avge 136 kHz-signaler är att använda en gammal signalgenerator för detta ändamål. Urvalet av laboratoriegeneratorer för LF är ganska stort. Här är det värt att uppmärksamma möjligheten till manipulation (modulering) av den emitterade signalen och, viktigast av allt, till installationens noggrannhet och, viktigast av allt, frekvensstabilitet. Den senare omständigheten tvingar långvågsoperatörer att använda sändare som använder kvartsstabilisering av specifika frekvenser, och när man bygger en sändare med mjuk frekvensinställning, använd en GPA (till exempel 160 m räckvidd) med frekvensdelning nedåt. Dessa åtgärder låter dig ställa in frekvenser med en noggrannhet på +/- enheter av hertz. En av dessa konstruktioner har utvecklats av G3YXM, men i allmänhet är detta ett stort område för experimentella aktiviteter radiodesigners. Från det välkända utbudet (radiostationer R-...) av militära och marina sändare och radiostationer kan det naturligtvis finnas något som lämpar sig för radiokommunikation i Fjärran Östern. I princip, även med en effekt på 5 W kan du redan försöka etablera radiokommunikation, men utan en effektförstärkare kommer räckvidden för sådan kommunikation att vara mycket begränsad.
Transceivers: På ett universellt sätt Transceivern ansvarar för sändning och mottagning. Det amerikanska företaget Dave Curry organiserade industriproduktion långvågiga CW/SSB-sändtagare EXP-1750, som, till ett pris som är 4-5 gånger lägre än den enklaste HF-sändtagaren, har mycket höga egenskaper: mottagarens känslighet 0,1 µV med ett signal-brusförhållande på 20 dB, sändarutgång effekt 0,5-20 W. Den rena CW-versionen av CW495-transceivern kostar i allmänhet runt 100 USD och kommer med en sändareffekt på upp till 10 W per beställd kvartsfrekvens och/eller med en extra VFO-enhet. Transceivern har mycket hög frekvensstabilitet - den absoluta avvikelsen för 1 timmes drift är inom 1 Hz. Användningen av inställbara förväljare och smalbandiga telegraffilter möjliggör konventionell radiokommunikation med enkla antenner på avstånd över 70 km. Ett annat sätt att universellt lösa transceiverproblemet är att använda transvertrar till befintliga KB transceivrar. Således tillåter SAM II-transvertern från samma företag mottagning i ett brett spektrum av långa vågor: från 6 till 530 kHz ligger överföringssektionen i intervallet 150-200 kHz, men efter modifiering kan den modifieras till den önskade . Andra kända transverterkonstruktioner använder typiskt sektioner amatörband(till exempel 3,5; 10; 14 MHz, etc.).
Effektförstärkare: DV-förstärkaren är mycket mer enkel uppgift, än på KB och ännu mer på VHF. De allra flesta halvledarenheter och radiorör uppfyller kraven för användning vid frekvenser på 136 kHz. Även ett antal konventionella lågfrekventa förstärkare är lämpliga för drift vid långa vågor. Så t.ex. engelskt företag VK Electronics producerar ljudförstärkare med effekt från 100 W till 1 kW, i vilka, med en nominell bandbredd på upp till 100 kHz, nästan 50 % av uteffekten kan avges vid frekvenser i LF-området. En 300-watts förstärkarmodul låter dig bara få 100-150 W sändareffekt vid 136 kHz. Jag tror att det i vår ryska ljudförstärkningsteknik kommer att finnas analoger till importerade (som TU-100 och mer kraftfulla), ordet är upp till radioamatörer.
Antenner: Alla radioamatörer har länge vetat att den bästa förstärkaren är en bra antenn. Det finns ingen anledning att drömma om bra antenner i Fjärran Östern - med en våglängd på 2,2 km skulle dimensionerna på en konventionell halvvågsdipol med en förstärkning på 0 dB vara cirka 1100 m. Därför skulle riktiga trådamatörradioantenner med en längd på drygt 15 meter har en ”förstärkning” i storleksordningen minus 40 dB. Antennsystem används i professionell kommunikation på LW och VSD stora storlekar, såsom dryckesantenner. Men det är inte bara horisontella antenner som är överraskande – mycket stora vertikala antenner är kända. Till exempel använder det amerikanska TASAMO-projektet, baserat på Boeing E-6A-flygplan, en ca 8 km lång antennkabel. För att hålla en sådan antenn i vertikalt läge gör flygplanet cirklar med en radie på cirka 5,5 km så att antennens ände är ovanför en fast punkt på jordytan. En sådan antenn är koordinerad med en sändare på 175 kilowatt i frekvensområdet 10-30 kHz och ger radiokommunikation med ubåtar under vattnet. Kanske är detta den högsta GP i radions historia. För radioamatörer är "regeln" också sann tumme” eller, på ryska, ”ju längre, desto mer hörbar” - ju längre tråden och ju högre den höjs, desto bättre. Den mest populära antennen bland långvågsoperatörer är den T-formade Marconi-antennen eller dess undertyp "Inverted - L Marconi".
Antennduken består av två delar: en horisontell - av flera ca 20 meter långa ledare och en vertikal, i en vinkel på ca 45 grader, med lite längre längd. För att öka antennens elektriska längd används en förlängningsspole med en induktans på ca 3 mH. Antennen drivs av en annan spole med högre induktans (4 mH), som i regel är placerad direkt bredvid sändaren och är en ganska imponerande struktur (300 mm i diameter, mer än 600 mm i längd). För exakt inställning är en variabel kondensator kopplad parallellt med spolen.
Ännu bättre matchning erhålls när man använder ett system av variometrar, som ofta används i industriella antennmatchningsanordningar (ACD). Specificerad metod låter dig matcha antennmatarenheten med lågimpedansutgången (ca 4-8 ohm) hos en typisk lågfrekvent effektförstärkare. Den mest lättillgängliga vägen ut för kortvågsoperatörer är att använda en befintlig dipol, säg 160 meters räckvidd, som en T-formad antenn. Genom ett automatiserat styrsystem kan en sådan antenn, med bra jordning, ge 200-300 mW ERP med en uteffekt på 100 W. Sändningsantenner kommer också att fungera bra för mottagning, men kan inte rotera, vilket är viktigt för att få ett bättre signal-brusförhållande, särskilt med svaga signaler. Bra resultat För radiomottagning tillhandahålls tvinnade flervarvsramar (vanligtvis med en diameter på 300-1000 mm), gjorda av en flerkärnig kabel flera tiotals meter lång och en parallellkopplad kondensator. I princip kan vilken HF-trådsantenn som helst med ett matchande system användas för mottagning. Även en primitiv ferritantenn från en vanlig DV-radio kan ge intressanta resultat. I alla fall beror effektiviteten hos långvågsantennsystem på god jordning. Kanske är jordningssystemet för en radiostation ännu mer kritiskt än själva antennen... Information om några stora professionella antennsystem på LW och VHF är av intresse, men överraskande i antal. Så om vi föreställer oss jordningssystemet runt radiostationen och antennerna i form av en lång tråd, kommer jordningsmotståndet för 10 km att vara cirka 10 Ohm, för 100 km -1 Ohm och för 1000 km - 0,1 Ohm, respektive. Av vilket det följer att jordresistansen är direkt beroende av längden på ledarna som används i systemet. Det är tydligt att radioamatörer i regel har mycket begränsat utrymme för att placera både antenner och ordentlig jordning. Därför gäller samma regel här som för själva antennerna: ju längre de radiella motvikterna och ju djupare insatserna är nedgrävda i marken, desto större yta av systemet och ledarnas tvärsnitt, desto högre är effektiviteten hos hela antennsystemet.
Samordning av internationell amatörradiotrafik på LF
Egentligen kom termen "långvågsradio" till oss från USA, där rörelsen blev populär och förenade entusiaster i LWCAs långvågsradioamatörklubb, information om vilken finns på klubbens WEB-sida på INTERNET. Klubben ger även ut sin egen månadstidning, The Lowdown. Utbudet av LWCA-aktiviteter är mycket brett: från observationer av alla "långa" frekvenser (under 500 kHz) till vetenskapliga prognoser om radiovågornas passage. Naturligtvis talar vi inte om tävlingar i Fjärran Östern ännu, men de konkurrensinslag som är inneboende i andra områden inom amatörradiokommunikation finns redan. Detta är rekord för utbudet av tvåvägsradiokommunikation i Fjärran Östern, de första internationella QSO:erna mellan olika europeiska länder, etc. Sådan verksamhet kräver naturligtvis internationell samordning. Den mest kompletta informationen om amatörstationer på LF från olika europeiska länder finns samlad på Europe LF WWW-webbplatsen. Du kan bekanta dig med de officiella kommunikationsräckvidden och unika typer av QSO i RSGB LF GROUPs material. Det snabbaste sättet att få de senaste nyheterna är att prenumerera på LF-reflektorn. Som en del av RSGB IOTA/HF-konferensen den 9-10 oktober 1998 hölls det första internationella LF Forum, där långvågiga spelare från Europa och USA kunde utbyta nyheter, användbara tips och anta flera internationella rekommendationer. Därför rekommenderas det att sända sändningssignaler under utrustningsinstallationen, ge TEST-tester och säkerställa drift i radiofyrläge vid frekvenser under 136,0 kHz. Förresten, det är användbart att inkludera i den senares signal telefonnummerägaren av radiofyren för att snabbt kunna svara på mottagningen av dess signaler. För smalbandstyper av strålning definieras ett "fönster" på 6,6 Hz bredd med en central frekvens på 136454,85 Hz. Denna ojämna frekvens valdes på grund av den resulterande harmoniska interferensen från LORAN-C-systemet och närliggande långvågssändare. Den lämpligaste tiden för att upprätta långväga förbindelser rekommenderas från 8 till 10 på lördagar och söndagar. För att göra det möjligt för radioamatörer att delta i söndagskvällen " runda bord", kan trafik överföras från 1973 kHz till en frekvens under 1890 kHz. .
Slutsats
Jag hoppas att de föreslagna materialen har lyft mysteriets slöja i en värld av långa vågor och kommer att fungera som ett incitament för radioamatörer att bemästra det nya DV-sortimentet. Jag tror att inom en mycket nära framtid kommer nya metoder för kameramanskap och moderna radiodesigner att dyka upp, och anropssignalerna från ryska "långvågsoperatörer" och radioamatörer från andra OSS-länder kommer med säkerhet att ljuda i ljudet från etern.