Тема: Радиостанции ‘Гранит’
Сообщение от flyroman
Здравствуйте, уважаемые форумчане!
Разрешите задать несколько вопросов. Все никак не могу разобраться в этих радейках.
Много вопросов.Постараюсь по пунктам.
Правильно ли я понимаю что Р-169-1 и Р-169П-1-01 — это Р-41,
а "Гранит" — это Р-43? — да.
Если это так, то чем же они отличаются кроме диапазона? — платы управления Р41 и Р43 идентичны,платы радиоканала разные.
Радиостанции Р169 отличаются от своих "прародителей" примерно также как Моторола GP отличается от CP
Но смотрю в интернете Гранит Р-41 , диапазоны — 33-48.5 МГц; 57-57.5 МГц, а у моих 39-48.5 МГц.
Почему такой диапазон?- потому что так пожелал заказчик,который изначально покупал станции у производителя.
2.1 Вообще прошиваются ли эти р/c?- да
2.2 Выше читал можно прошить прошивкой 33-41 МГц. это реально?, имею ввиду р/с прошьется? Будет ли работать на этих частотах, пусть хоть хуже, но будет?
2.3 Будет ли работать(пусть хуже), но без перепайки деталей?
При прошивке калибровочные значения уходят "на значения по умолчанию". Т.е. характеристики р\ст становятся непредсказуемыми.
работать будет но как? Никто не знает.
Плюс без перепайки деталей аппаратно диапазон зависит от возможности ГУНа.Практика показывает,что текущей схемы без доработки хватает для перестройки примерно от 36до 52 мгц.
Мне же нужно обеспечить дольность ну хотя бы 2 км. Да. замените штатную антенну(подозреваю,что у вас спиральная коротенькая "колбаса")
Отсюда вопрос, Можно ли увеличить мощность передачи?
Поставить ВЧ усилитель мощности или транзистор там какой нить?— нет смысла,ни экономически ни технически.Выходная мощность 5 ватт оптимальна для подобного вида изделий.Так же про ресурс(емкость) АКБ забывать не стоит
Если есть подкинте, схемы самой р/c. Схемы есть в начале данной темы.Ищите и обрящите)
Схемы кабелей для прошивки. Инструкции по прошивке. и т.п. , направьте в нужную сторону.
Изучите материал по теме программирования микроконтроллеров семейства MSP, вопросов будет меньше.И ещё,хоть и софт по данным радиостанциям не является закрытым или секретным,сами понимаете,что изделие не является моей личной собственностью,поэтому выкладывать прошивки в широком доступе или же отсылать неизвестным людям я не имею права,хотя бы по этическим соображениям. Пишите официальное письмо производителю.
Посоветуйте какую нибудь р/с из представленных на рынке, с диапазоном примерно от 33-37 до 50. ну или хотя бы до 42
А то я ищу в интернете и во всех местах по разному пишут диапазоны, не знаешь где верно.
Гранит Р41 с диапазоном 33-42.5мгц. просто при заказе данной радиостанции в том же ТД "Сантэл-Гранит" укажите нужный вам диапазон. Все просто.
Р-169П-2, радиостанция
Предназначена для обеспечения открытой и криптографически защищенной радиосвязи в радиосетях тактического звена управления: батальон — рота – взвод – отделение – солдат.
Радиостанция имеет ударопрочный и пылевлагозащищённый корпус, отвечающий требованиям ГОСТ РВ 20.39.304-98 по группе исполнения 1.10. Обеспечивает подключение прибора угломерно-дальномерного с отправкой целеуказания на АРМ.
Радиостанция имеет возможность встречной работы в режиме СКЗИ на фиксированной частоте с радиосредствами Р-168.
Режимы работы радиостанции:
– режим ТЛФ
– режим СКЗИ;
– режим псевдослучайной перестройки рабочей частоты (ППРЧ);
– режим ввода цифровой информации из ПЭВМ.
Р-169П-2 обеспечивает:
– симплекс на ФЧ;
– двухчастотный симплекс на ФЧ;
– сканирование по четырем заранее подготовленным частотам;
– ППРЧ со скоростью 100 скачков в секунду;
– дежурный прием;
– подавление шумов на ФЧ;
– ввод радиоданных (РД) от внешнего устройства программирования;
– ручной ввод РД с передней панели радиостанции;
– экстренное стирание РД;
– автоматизированный контроль исправности радиостанции;
– блокировку клавиатуры радиостанции;- передачу тонального вызова 1000 Гц в режимах ТЛФ, СКЗИ и ППРЧ.
Радиостанция работает в двух диапазонах частот:
– от 33 до 55 МГц;
– от 146 до 174 МГц.
Работа Радиостанции в режиме ППРЧ обеспечивается на всём диапазоне частот от 33 до 174 МГц.
Шаг сетки частот 25 кГц.
Частотный разнос между соседними каналами не менее 50 кГц.
Выходная мощность передатчика имеет две градации мощности: 1 Вт и 4 Вт.
Радиостанции осуществляется от батареи аккумуляторной 2ЛП-3,5.
Номинальное напряжение питания 7,4 В.
Диапазон питающего напряжения от 6,2 до 8,6 В.
Емкость аккумуляторной батареи (АКБ) – 3,5 А-ч.
АКБ обеспечивает работу Радиостанции в режиме ДП/ПРМ/ПРД в соотношении 8:1:1:
– при мощности несущей частоты 4,0 Вт не менее 10 ч;
– при мощности несущей частоты 1,0 Вт не менее 16 ч.
В качестве зарядного устройства используются источники вторичного электропитания (ИВЭП) одноканальный ИВЭП-38, шестиканальный переносной ИВЭП-П2/6, двенадцатиканальный переносной ИВЭП-П2/12, входящие в состав комплектов поставки и работающие от сети переменного тока номинальным напряжением 220 В и постоянного тока напряжением 12 В и 27 В.
Для работы Радиостанции используется штатная штыревая проволочная антенна на все диапазоны частот.
К Р-169П-2 обеспечивается подключение внешней микротелефонной гарнитуры (МТГ).
Для ввода в Радиостанцию радиоданных, содержащих управляющую информацию (УИ), используется комплект для программирования КП-РВ/П2, состоящий из:
– кабеля для программирования радиостанции;
– компакт-диска с ПО (установочный носитель с программным обеспечением).
Штатное расположение Радиостанции – в сумке СТ-3 на жилете тактическом 6Ш112.
По условиям эксплуатации Радиостанция соответствует группе 1.10 ГОСТ РВ 20.39.304 (исполнение О) со следующими отклонениями:
– рабочая пониженная температура минус 30 С;
– предельная пониженная температура минус 50 С;
– рабочая повышенная температура 50 С;
– предельная повышенная температура 60 С;
– повышенная влажность 98 % при 25 С.
И снова радиосвязь “броня-пехота”
Когда, ещё задолго до начала СВО, КЦПН перестал заниматься поддержкой аналоговых радиосетей и сосредоточился на развитии цифровой связи, мы оставили одно исключение – портативные аналоговые радиостанции для связи пехотинцев с бронетехникой. Историю этого больного вопроса я достаточно подробно описал большим текстом весной 2021-го года.
Увы, подавляющая часть бронетехники ВС РФ, в том числе и в особенности та, что сейчас снимается с хранения и отправляется в войска, оснащена радиостанциями Р-123 и Р-173, имеющими общую полосу рабочих частот примерно 30-50 МГц. Это если радиостанции и ТПУ на машинах вообще работают. Мне этим летом случалось видеть штабеля из сотен таких неисправных радиостанций, которые после ремонта отправятся не в музеи, а обратно – на броню. Нет у пехоты связи с бронёй – броня слепа. Танки без пехоты — деньги на ветер.
Главным “штатным” средством общения с бронетехникой долгое время оставались носимые станции Р-159 ранцевого формата, со всеми вытекающими из этого проблемами. Помимо веса станций, к ним традиционно не хватало рабочих аккумуляторов и зарядных устройств, о чём неоднократно писалось с 2015-го года.
Да, разумеется, со вступлением в войну ВС РФ в боевых порядках массово появились портативные радиостанции “Азарт”, которые могут общаться с бронетехникой, да вот беда – дефицит этих станций таков, что никто их под общение с танками на передовой открытым аналоговым каналом связи не отдаст – эти станции должны работать в закрытых каналах управления, в режиме ППРЧ. Совмещать одно с другим станция не умеет.
Решений у этой проблемы два. Первое – адаптация к установке на бронетехнику гражданских базовых радиостанций закрытой цифровой связи. В тексте по ссылке я описал, как ВСУ решили эту проблему и семь лет успешно, массово оснащали свою технику закрытой связью. В масштабах всей армии. В 2021-м году я публиковал скрины с видосов учений ВСУ по постановке противодесантных мин в полосе прибоя где-то под Одессой, кажется. И даже там, на плавучих транспортёрах ПТС-2, которые этим занимались где-то, тогда ещё, в глубоком тылу, стояли “Моторолы”.
В “Корпусах Народной Милиции” единственной частью, где на всю бронетехнику, своими силами, с помощью волонтёров, поставили “цифру” был “Призрак”. Отношение командования к этой инициативе? Пока батальон воевал, никого не интересовало, как он это делает в плане связи. Но летом 2021-го года, когда батальон впервые за очень долгое время вывели на полигон на несколько недель, корпусное начальство “Моторолы”. приказало снять! И поставить обратно Р-123 и Р-173. Хотя де факто “Моторолы” стали уже стандартом закрытой связи не только в самом “Призраке”, но и в 4-й бригаде, в полосе которой все эти годы воюет батальон. “НЕ ПОЛОЖЕНО”.
В итоге связисты сначала ставили обратно Р-123 и Р-173, чтобы показать начальству, мол, вот “ВСЁ КАК ПОЛОЖЕНО!”, а потом, когда батальон вернули на ЛБС, выкраивали свободное время для того, чтобы вернуть обратно “Моторолы”.
В общем, у нас установка “цифры” на технику вместо Р-123 и Р-173 как была, так пока и осталась уделом энтузиастов. И, видимо, останется, до тех пор, пока руководство ВС РФ не растеряет всю броню как ВСУ в 2014-2015 и не начнёт заботиться о том, чтобы жалкие остатки былой роскоши, вроде уже воюющих снятых с хранения Т-62, имели хоть какие-то шансы уцелеть на поле боя.
Когда начались достаточно массовые закупки “цифры” через КЦПН, уже во время СВО, тех самых “Лир”, которые мы раздаём в войска, первое, о чём я сразу задумался – сделать такую же как у укропов стандартную переходную платформу для этих станций. Делать это придётся “на волонтёрских началах”, потому что армии это всё совершенно не интересно, армии интересно ремонтировать антикварные Р-123 с радиолампами ГУ50 внутри. И, пока готового массового тиражируемого решения вопроса нет, — мы вынуждены тратить деньги на “решение” проблемы вторым способом. То есть покупать портативные радиостанции, умеющие работать открытым аналоговым каналом в диапазоне 30-50 МГц, комплектовать их и отправлять их в войска.
Вот, например, только что на средства подписчиков группы телеграм-каналов ОПСБ закупили партию б/у радиостанций “Гранит” Р-169П1-01.
Эти станции на рубеже веков специально делались под задачи работы в открытых аналоговых сетях связи армейского стандарта. Это была бы “карманная Р-159” (мощность-то такая же), да вот беда – по состоянию на данный момент в войсках, где эти Р-169П1-01 остались, а не списаны в чуланчик к оборотистым прапорщикам, чаще всего это просто бесполезный кирпич. Почему?
Во-первых, батареи. У них (внезапно!) есть сроки службы. Поэтому, чаще всего, батареи у этих станций убиты вусмерть, и остаётся только благодарить создателей за унификацию по батареям и зарядным с кенвудовскими KNB-15, которые можно пойти и купить по адекватным ценам.
Во-вторых, антенны. Антенна у этой портативки под обсуждаемый рабочий диапазон – длинный “хлыст”. И, практикой проверено, что совершенно невозможно заставить “настоящих военных профессионалов” не носить радиостанцию за антенну, размахивая ей как маятником, не хлестать со всей силы по жопе этой антенной нерадивых подчинённых и не отгонять этой антенной от себя мух, видимо, что-то знающих об их настоящем военном профессионализме. Поэтому в войсках антенный разъём очень быстро расшатывается и отламывается от платы по девизом «Да что этому разъёму будет-то? ОН ЖЕ ЖЕЛЕЗНЫЙ!»
Итог – радиостанция с формально присоединённой антенной в реальности работает без неё, и пока пользователь долго орёт в станцию, пытаясь до кого-то докричаться, он быстренько сжигает выходной каскад станции. Станция выходит из строя, но, при этом, разумеется, она продолжает включаться. “Циферки на экранчике зажигаются”.
Соответственно, все эти станции что на фотографии, вместе с антеннами, благополучно поедут в радиоремонтную мастерскую в Москве, где будут отдефектованы, будет проверена выходная мощность, при необходимости – проведут ремонт. Плюс к тому будет убрана, там, где она есть, блокировка программирования радиостанций “с рук”. Так-то возможность запретить шаловливым ручкам клацать по кнопоськам очень полезна. Оставил только ИК-порт как средство программирования – и всё, остальное — запаролил. Есть установленный набор частот, пусть переключаются. Но это хорошо при систематичной работе специалиста в одном месте с группой станций. А, когда рации раздаются в подразделения буквально поштучно, то приходится не только просить сервисников раскрыть “программирование с рук”, но и печатать инструкции по этому программированию. Вот, кстати, и инструкции, и поштучная раздача. Отчёты прислал Слава “Кот”, донецкий вояка.
Для Славы эти радиостанции даже не от КЦПН или ОПСБ, а “от Мурза”. Хотя я лично к ним имею очень опосредованное отношение. Я всего лишь выбираю оптимальное решение из числа доступных. Так в 2015-м году, изучив доступные решения, мы начали возвращать в боевой строй 169-е “Граниты” из закромов оборотистых прапорщиков ВС РФ. Я всего лишь сказал, что это надо делать, более-менее придумали, как это делать, а дальше…
Вот сейчас есть такой человек в Москве, Константин, который уже много лет помогает, всеми своими свободными силами и средствами, воюющему Донбассу. И не только тем, что ищет, относит в ремонт, доукомплектовывает и передаёт сюда эти станции, он сделал сам много полезных вещей, ещё множество вещей купил за эти годы на свои средства и передал сюда, в Республики.
Поэтому всегда, когда получающие у меня какие-то ништяки военные начинают благодарить меня лично, я отвечаю им “ЭТО – НЕ Я! ЭТО – НАРОД!”.
Завтра я могу выбыть из процесса, по самым разным причинам. Может, например, государство решить, что мы слишком хорошо делаем работу за тех, кто её должен был делать все эти годы. И не просто делаем, но ещё и обсуждаем открыто то, как мы её делаем, вызывая вопросы “А за что же платились зарплаты и премии всем тем изумительным людям, которые писали свои изумительные отчёты все эти годы?” И меня отправят отдохнуть в места не столь отдалённые. И нет, ничего в этот момент не закончится. На моё место просто придёт другой человек, который будет делать то же самое. Не во мне дело. Это народ.
И вот сейчас, закупив на средства ОПСБ эти станции, Константин начнёт доукомплектовывать их новыми аккумуляторами и зарядными устройствами на свои средства. Если ему не хватит – обязательно добавят. Параллельно с тестированием радиостанций в Москве будут проверять и антенны – есть сломанные или нет. Чтобы укомплектовать станции не только основными, но и, на всякий случай, запасными антеннами, задействуем, как и в случаях с предыдущими партиями, радиомастерскую ДонВОКУ. Кстати, часть станций отправится в войска именно к выпускникам Донецкого училища, которые воюют на технике, увы, всё ещё работающей в этом стандарте.
Надеюсь, этого множества букв хватило для того, чтобы объяснить, почему буквально в паре постов от “Закона Роммеля для открытых радиосетей”, где я рассказываю о том, что необходима цифровизация радиосвязи, идёт фотография с массовой закупкой нами аналоговых радиостанций. Потому что наше государство, в отличие от укропов, забило болт на переоснащение старой бронетехники новыми рациями, ничего за полгода не сделало для того, чтобы тема двинулась и продолжает отправлять на фронт танки с ламповыми рациями Р-123. Это очень плохо, потому что включение этих раций на передачу автоматом демаскирует факт выдвижения техники к линии фронта, но, пока мы не начнём массово производить переделочные наборы для установки в броню тех же “Лир” или другой “цифры”, мы вынуждены выкупать, ремонтировать и отправлять в войска Р-169П1-01. Потому что иначе техника будет не только демаскирована на стадии выхода в бой, но ещё и практически слепа в самом бою.
Радиостанция р 169 п 2 как включить
Hi
My name is Will
I’m come from Taiwan
I saw your p169 on your website.
And I want buy them!
Can you send the item to Taiwan?
And how to send money to you?
Радиостанция р 169 п 2 как включить
Предлагаю вашему вниманию вкусную копипасту с одного сайта в братском Узбекистане. Я наткнулся на него, когда уже почти написал эту часть и охотился за картинками. Но, прочитав этот материал, понял, что написать лучше я не смогу. Директор фирмы «Viol» Сергей Дёнин любезно разрешил использовать статьи как есть и безвозмездно, за что ему огромное спасибо!
Сайт — источник [url=http://www.viol.иz/]http://www.viol.иz/[/url]
[url=http://www.viol.иz/]http://www.viol.иz/[/url] , сходите, там еще много интересного, что я сюда не стал переносить
»
СХЕМА
Общая схема радиосвязи довольно проста: в радиопередатчике специальным генератором формируются электрические колебания высокой частоты, которые затем смешиваются с полезным сигналом (модулируются) и при поступлении в антенну, преобразуются в электромагнитные волны, распространяющиеся в пространстве. Достигнув антенны приемника, электромагнитные волны наводят в ней переменный ток, который усиливается, демодулируется и поступает на устройство воспроизведения.
За кажущейся простотой этой схемы скрыты десятилетия упорных исследований и экспериментов нескольких поколений ученых. И хотя основным принципам передачи и приема электромагнитных волн более 100 лет, до сих пор ученые бьются над повышением и понижением, увеличением и уменьшением, удешевлением и: Но реальность далека от идеала — увеличение в одном месте зачастую приводит к уменьшению в другом. И нет предела совершенству.
Передатчик
Принцип работы передатчика можно понять из простого опыта. Для его проведения понадобятся батарейка, пара отрезков провода, фабричный или самодельный компас. Примитивный компас сделать очень просто: потрите магнитом обычную стальную швейную иголку, проткните ею кусочек пенопласта или другого легкого изоляционного материала и поместите конструкцию в чашку или блюдце с водой. Стрелка импровизированного компаса обязательно должна повернуться на север. Теперь все готово к построению передатчика.
Если вы проложите провод возле стрелки компаса на расстоянии 3-5 см и затем перемкнете им полюса батарейки, то в момент подключения вы сможете заметить небольшое отклонение или движение стрелки. Это говорит о том, что вы получили магнитное поле из электрического тока (поля). Заметьте, что отклонение стрелки происходит только в момент замыкания и размыкания провода. Это говорит о том, что магнитное поле возникает только при изменении направления тока, в нашем случае в начале и прекращении. Более научно: движение электронов создает электрическое поле в проводнике, изменения которого создают вокруг проводника магнитное поле и это поле влияет на стрелку. Просто и понятно. Мы открыли явление электромагнитной индукции, которое независимо от нас еще в 1831 сделал Майкл Фарадей. Так что лавры первооткрывателя, к сожалению, принадлежат не нам. 
Опыт Фарадея.
Давайте усложним опыт. Возьмем два провода и разместим их параллельно на расстоянии примерно 3-5 см друг от друга. В цепь второго провода подключим чувствительный вольтметр (тестер или микроамперметр). Теперь при подключении первого провода к батарейке, прибор должен фиксировать возникновение тока во втором проводе. Ток конечно очень мал и вашему прибору может не хватить чувствительности, чтобы его зафиксировать. Но поверьте, он есть. Мы передали энергию на небольшое расстояние. Кстати это также сделал независимо от нас Генрих Герц в 1889.
Подведем итоги:
* Напряжение батарейки создает поток электронов в первом проводе;
* Движущиеся электроны создают магнитное поле вокруг провода;
* Магнитное поле влияет на второй провод и вызывает в нем движение электронов или электрическое поле;
* Электрическое поле во втором проводе появляется только тогда, когда изменяется магнитное поле, то есть в момент включения или выключения.
Мы пришли к важному выводу, что при изменении электрического поля изменяется магнитное поле, и его энергия может передаваться без проводов. Для того чтобы магнитное поле могло распространиться на большое расстояние, нашему передатчику не хватит мощности. Для дальней радиопередачи нужен мощный генератор переменного тока — устройство, которое бы самостоятельно ‘включало и выключало’ ток или изменяло его полярность. Причем частота колебаний генератора должна быть довольно высокой (например, для средних волн не менее 300 кГц). Чем выше частота генератора, тем меньше энергии будет затрачиваться на передачу и потребуются антенны меньших размеров. Но повышение частоты предъявляет более жесткие требования к элементам радиопередатчика. Нужны более высокочастотные (читай — дорогие) элементы и более стабильный генератор.
Сложность изготовления и настройки элементов и узлов передатчика (и приемника тоже) напрямую зависит от частоты. Больше частота — сложней изготовление и выше стоимость. В свою очередь, отклонение частоты влияет на согласованную работу передатчика и приемника. Например, отклонение частоты средневолнового (300 кГц) передатчика на 1% вызовет изменение частоты на +3 кГц, что в принципе допустимо. А отклонение на 1% передатчика, работающего на частоте 450 МГц, даст отклонение частоты на +4.5 МГц. А это по ширине больше длинноволнового, средневолнового и частично коротковолнового диапазонов вместе взятых!
В качестве генератора высокочастотных колебаний на заре радиотехники применялся искровые генераторы, в которых между контактами проскальзывала мощная искра, создающая магнитное поле. В качестве примера подобного устройства можно привести свечу в автомобильном двигателе, которая создает электромагнитное поле при работе, но, к сожалению, эти ‘радиоволны’ не доставляют радости ни владельцам автомобилей, ни владельцам радиоприемников, расположенных поблизости. Затем в передатчиках стали применять электрическую дугу — непрерывную ‘искру’. ‘Бытовым’ примером которой является электрический сварочный аппарат. Позднее появились так называемые машинные генераторы, в которых магнитное поле создавалось электродвигателем. Технология развивалась, и в наши дни полупроводниковые приборы вытеснили искру, генераторы, вакуумные лампы и многое из того, что считалось классическим для своего времени. Но, несмотря на достижения электроники, в современных передатчиках используются те же принципы, что и на заре радио.
Первые радиопередатчики работали в телеграфном режиме, т.е. сообщения передавались точками и тире кода Морзе. Для таких систем было не важно качество сигнала, а было важно его наличие. Довольно просто отличить точку от тире при любом качестве передачи. Все начало усложнятся с появлением голосовой связи. Понадобились новые открытия, и они не замедлили появиться.
Допустим, мы построили генератор высокочастотных колебаний. Что же дальше? Как заставить электромагнитные волны ‘нести’ полезную информацию, в частности наш голос? Еще в 1900 американский инженер Реджинальд Фессенден предложил использовать для этих целей модуляцию. Давайте рассмотрим этот процесс подробней.
Полезный звуковой сигнал, например голос, представляет собой акустические колебания или звуковые волны. Очевидно, что эти колебания должны быть преобразованы в электрический вид. Мы не будем подробно останавливаться на этом процессе, так как он должен быть всем хорошо известен из школьного курса физики. Для тех, кто забыл, напомним, что преобразование обычно осуществляется с помощью микрофона.
Допустим, мы имеем электрический сигнал звуковой частоты и имеем высокочастотную электромагнитную волну — несущую. То есть у нас есть информация и несущая для ее транспортировки. Как же ‘нагрузить’ электромагнитную волну звуком? Для этого и применяется модуляция.
Модуляция это процесс объединения информационного, в нашем случае звукового сигнала, с частотой генератора. Модуляция определенным образом изменяет форму ВЧ колебаний и бывает нескольких видов. В радиосвязи чаще всего используют амплитудную (АМ) и частотную модуляцию (ЧМ). 
Принцип модуляции.
Как видите все очень просто. Модулирующий сигнал изменяет либо амплитуду несущей, либо ее частоту. И в том, и в другом случае несущая нагружается полезным сигналом. Мы заставили электромагнитную волну нести наш голос и в результате получили радиопередатчик. 
Упрощенная структурная схема радиопередатчика.
Конечно на практике все намного сложней, ведь еще необходимо усилить сигнал, отфильтровать шумы и помехи, обеспечить возможность перестройки на разные частоты и т.д. А сколько различных сервисных функций в обычной портативной радиостанции или в сотовом телефоне! Это и вызовы конкретных абонентов, и контроль канала или частоты, и индикация режимов работы и т.д. и т.п. Но принцип работы от этого не меняется. Кстати, в современных радиопередатчиках основные режимы управления обычно возложены на одну единственную микросхему — микропроцессор, который заведует функционированием устройства и взаимодействием всех блоков.
Теперь мы можем послать наш голос в окружающее пространство. Что же дальше? Кто оценит наше ораторское искусство? Настала пора позаботиться о слушателях.
Приемник
Все мы пользуемся устройствами приема электромагнитных волн, но редко задумываемся о принципах их работы. В опыте, описанном выше, мы могли убедиться, что для приема радиосигналов достаточно обычного куска провода. Но провод позволяет только обнаружить сигнал. Чтобы его можно было выделить из множества других и услышать потребуется уже более сложное оборудование.
В первых приемниках созданных Поповым и Маркони для передачи информации использовался телеграф (точки и тире кода Морзе). В то время не особенно беспокоились над приемом сигналов конкретной радиостанции. Эфир был относительно чист. Кроме того, при приеме телеграфных сигналов можно было не задумываться о его качестве. Код Морзе можно было передавать хоть тоном, хоть треском, хоть скрипом. Главное — отличить точку от тире. Дальность связи в основном определялась мощностью передатчика и эффективностью (габаритами) антенн. В качестве регистратора сигналов в то время использовалось специальное устройство — когерер, представляющее собой стеклянную трубку, заполненную металлическими опилками. При прохождении электрического сигнала опилки спекались и становились проводником тока. 
Когерер. Для наглядности металлические пластины изображены раздвинутыми.
При включении когерера в цепь, состоящую из источника питания (батареи) и сигнального устройства (звонка или самописца) можно было фиксировать принятые точки и тире. При всей простоте способа, когерер не позволял принимать голос. Для этого требовались приборы, работающие на других принципах.
Радио развивалось. На смену когереру пришли более чувствительные устройства, такие как кристаллические детекторы, жидкостные бареттеры, магнитные детекторы и т.п. Большим достижением стало появление электронных ламп и полупроводниковых приборов.
Настройка на волну
Для работы в эфире множества радиопередатчиков без помех друг другу, каждому из них выделяется строго определенная частота. В свою очередь радиоприемник должен быть также настроен на эту частоту. Во всех радиоприемных устройствах для этого используется колебательный контур — специальное устройство, представляющее собой замкнутую цепь, состоящую из катушки индуктивности и конденсатора. Катушка (ее иногда называют просто индуктивностью) — свитый в спираль провод, а конденсатор — близко расположенные металлические пластины, которые позволяют накапливать заряд (электрическую энергию). 
Колебательный контур.
Если присоединить батарею к пластинкам (более научно — обкладкам) конденсатора, на нем появится электрический заряд. Нетрудно догадаться что пластина, соединенная с отрицательным полюсом батареи, зарядится отрицательно, а соединенная с положительным — положительно. На пластинах появится электрическое напряжение, которое будет возрастать до тех пор, пока конденсатор не зарядится до предела, соответствующего его электрической емкости. Чем больше емкость конденсатора, тем больший заряд ‘войдет’ в него при данном напряжении, тем больше электрической энергии сосредоточится в электрическом поле между пластинами.
Запасенная энергия останется в конденсаторе и после отключения батареи. Если заряженный конденсатор подсоединить к катушке индуктивности, то накопившийся заряд вызовет протекание электрического тока через катушку. А мы уже знаем, что вокруг любого проводника с электрическим током возникает магнитное поле. Электрическая энергия конденсатора превратится в катушке в магнитную энергию, которая создаст магнитное поле.
Энергия, запасенная магнитным полем, разумеется, не может исчезнуть бесследно, она должна куда-то деться (перейти в другой вид энергии). Как это ни парадоксально, но магнитная энергия вызовет возникновение в породившей его катушке электрическое поле. В катушке возникнет ток, напряжение которого начнет заряжать конденсатор.
Подведем итоги:
Внешнее воздействие.
* Внешнее напряжение заряжает конденсатор;
* После заряда конденсатора до максимума, напряжение отключается.
Автономная работа.
* Конденсатор разряжается через катушку;
* В катушке возникает электрическое поле;
* Электрическое поле создает вокруг катушки магнитное поле;
* После окончания разряда конденсатора магнитное поле достигает максимума (тока в цепи нет);
* Магнитное поле начинает ‘возвращаться’ в катушку;
* Влияние магнитного поля вызывает в катушке электрическое поле (возникает ток);
* На обкладках конденсатора появляется напряжение;
* Напряжение заряжает конденсатор;
* Заряд достигает максимума, магнитное поле минимума;
* Конденсатор начинает разряжаться через катушку;
* Через катушку течет ток, создавая электрическое поле: и т.д.
Следует отметить, что каждый цикл перехода энергии между электрическим и магнитным полем вызывает изменение направления тока в цепи и, следовательно, заряд на пластинах конденсатора меняется с положительного на отрицательный и наоборот. Полный цикл процессов происходящих в контуре называется колебанием, из-за чего контур и получил название колебательного.
Напрашивается идея создания ‘вечного двигателя’ на основе колебательного контура. К сожалению ‘ничто не вечно под луной’ и со временем колебания тока в контуре прекратятся подобно тому, как постепенно затухают колебания маятника. Ведь проводники из которых сделан контур обладают электрическим сопротивлением, из-за чего часть энергии затрачивается на его преодоление и превращается в тепло. Это основная причина энергетических потерь в контуре.
Колебания в электрическом контуре совершаются с очень большой частотой — тысячи и миллионы раз в секунду, т.е. тысячи и миллионы герц. Это частота определяется емкостью конденсатора и индуктивностью катушки. Чем больше число витков в катушке, тем меньше ее индуктивность (тем быстрее изменяется сила тока в контуре). Чем меньше емкость конденсатора, тем меньше времени нужно на его заряд и разряд. Меняя величину емкости или индуктивности, легко настроить контур на любую частоту.
Пора оглянуться
Теперь мы можем более конкретно объяснить, как же работает передатчик.
Электромагнитное поле возникает при электрических колебаниях в контуре, т.е. в замкнутой цепи, содержащей конденсатор и катушку индуктивности. При каждом изменении направления электрического тока в контуре вокруг него возникает изменяющееся магнитное поле, а оно (согласно теории Максвелла и из практики), обязательно рождает электрическое поле. Замкнутые силовые линии полей как бы отрываются от пластин конденсатора и отправляются путешествовать в пространство.
К чему все это?
Могут спросить нетерпеливые читатели. К чему столько сложностей, ведь мы говорим о радиосвязи? Дело в том, что на колебательном контуре базируется вся наука передачи и приема радиосигналов (и не только она).
При воздействии на контур внешней энергией, например, переменным электрическим током, в нем возникают так называемые вынужденные колебания. Если частота сигналов совпадет с частотой колебаний контура, возникнет явление резонанса — амплитуда колебаний достигает наибольшей величины. При этом не надо увеличивать амплитуду подводимого колебания, нужно только, чтобы частота этих колебаний равнялась частоте настройки контура. Именно это явление и позволяет настраивать приемник на определенную частоту и выделять нужную станцию среди множества других. Физическую сущность этого явления можно продемонстрировать на примере качелей. Для того чтобы они не остановились необходимо их подталкивать в такт с собственными колебаниями. Даже если каждый толчок очень слаб, он передаст качелям небольшую порцию энергии и постепенно их можно раскачать достаточно сильно. Так же можно ‘раскачать’ и электрический контур, если подавать в него энергию в такт его собственным колебаниям. Из электрических колебаний различных частот контур выделит только ту, которая вызовет явление резонанса. Из слабых ‘подталкиваний’ контур постепенно накопит значительную энергию. Конечно, контур не сможет собирать ‘толчки’ и увеличивать амплитуду колебаний беспредельно. Чем больше амплитуда напряжения на контуре, тем через него течет больший ток и, естественно, тем больше потери (больше энергии рассеивается в виде тепла). 
Колебательный контур ‘пропускает’ только резонансную частоту.
Чтобы настроить контур в резонанс необходимо менять его частоту. Как уже было сказано, это достигается изменением параметров индуктивности или емкости. Технологически менять емкость проще, чем индуктивность, поэтому в основном применяют именно изменение емкости. Классическим элементом, позволяющим изменять емкость, является конденсатор переменной емкости (КПЕ), которым и осуществляют настройку на частоту резонанса. 
Схематичное устройство КПЕ. 
Внешний вид двухсекционного КПЕ.
Раньше механический КПЕ был единственным устройством настройки, но в процессе развития радио появились более удобные и надежные элементы. Например, варикап — полупроводниковый элемент у которого емкость меняется изменением управляющего напряжения. Или так называемый электронный эквивалент конденсатора, который представляет собой не традиционное устройство с двумя пластинами, а интегральную схему, функционально выполняющую те же задачи.
Теперь мы знаем, как выделить из эфирного хаоса нужную частоту. Что же дальше? Ведь полученные таким образом сигналы являются высокочастотными, а наш голос — низкочастотный звуковой сигнал.
Забегая назад
Давайте сделаем небольшое отступление. Настала пора вспомнить об антеннах. Эти устройства и позволяют улавливать (и передавать) электромагнитные волны. Может быть у кого-то вызовет недоумение, почему речь о них заводится не в начале повествования. Это не ошибка. Мы преднамеренно подняли вопрос об антеннах после описания колебательного контура, так как антенна, по сути, тоже колебательный контур, но со слабо выраженными резонансными свойствами. Обычно антенну рассматривают как катушку индуктивности, а емкостью будет: она же, выступающая в роли одной из обкладок конденсатора, второй же обкладкой будет поверхность земли. Становится очевидным, что параметры антенны также влияют на способность приемника принимать определенную радиостанцию. Индуктивность и емкость антенны, определяется ее геометрическими размерами, конструкцией, материалом и т.п. Рассчитать антенну гораздо сложнее, чем обычный колебательный контур, состоящий из катушки и конденсатора. Со времен изобретения радио ученые бьются над созданием идеальной антенны, эффективность которой была бы максимальной, а размеры минимальны. Но, к сожалению, идеальность недостижима.
Антеннам посвящена масса всевозможных публикаций в различных источниках, кого это интересует, могут ‘порыться’ в Интернете. Не будем усложнять и без того непростой рассказ, а приведем лишь общие тезисы.
Антенна — колебательная система и для достижения максимальной эффективности ее необходимо настроить в резонанс с принимаемой (в приемнике) и передающей (в передатчике) частотой.
Антенна способна принимать сигналы всех радиочастот, но из-за своих колебательных свойств будет более эффективно работать в пределах определенного диапазона, на который она рассчитана.
В самом простом виде антенна это кусок провода. В радиостанциях и высококачественных приемниках антенна представляет собой довольно сложную конструкцию, от которой в большой степени зависит способность приемника принимать слабые сигналы.
А теперь переходим на прием
В общем случае процесс приема сигнала выглядит следующим образом:
* Электромагнитные волны наводят в антенне токи высокой частоты;
* Эти токи поступают на входной контур;
* Контур выделяет из множества частот только узкую полосу, на которую он настроен;
* Из высокочастотного сигнала необходимо выделить скрытый в нем полезный сигнал низкой частоты (звук, цифровые данные);
* Электрический сигнал низкой частоты надо преобразовать либо в звуковой сигнал, который можно прослушать, либо, если идет обмен цифровыми данными, в вид, воспринимаемый конечным потребителем.
Детекторный приемник
Процесс выделения звука или данных из высокочастотного сигнала называется демодуляцией (процесс обратный модуляции) или иначе — детектированием. Осуществляется демодуляция детектором. За долгую историю радио в качестве детектора использовались различные устройства. Вначале это были кристаллические, жидкостные или магнитные детекторы, затем появились вакуумные диоды (электронные лампы) и, наконец, в качестве детектора стали применяться полупроводниковые элементы.
Наглядно процесс детектирования высокочастотного сигнала можно рассмотреть на примере детекторного радиоприемника — прадедушки современных систем связи. 
Выпрямление электрического тока диодом. 
Схема детекторного приемника и форма сигналов в различных точках. 1 — ВЧ сигнал, выделенный колебательным контуром; 2 — сигнал после выпрямления детектором; 3 — НЧ сигнал, поступающий на наушники.
Из принятых антенной ВЧ сигналов выделяется тот, в резонанс с которым настроен колебательный контур. Форма сигнала в точке 1 представляет собой высокочастотный сигнал, модулированный по амплитуде. Задача детектора состоит в том, чтобы ‘вырезать’ положительную полуволну, которая также содержит полезную информацию в виде изменения амплитуды — так называемую огибающую (показана пунктирной линией). Но высокочастотный сигнал нельзя прослушать, для этого нужна звуковая частота. Для удаления ВЧ составляющей в схему после диода включен конденсатор, емкость которого выбрана таким образом, чтобы он пропускал только низкочастотную составляющую сигнала, а высокочастотную, как говорят на радиотехническом сленге, ‘замыкал на землю’. В результате мы имеем сигнал эквивалентный переданному радиопередатчиком.
Конечно, детекторные приемники не используются для серьезных задач и представляют скорей академический интерес. Но на их примере можно проследить процессы, протекающие в более сложных радиоприемных устройствах.
К недостаткам детекторных приемников следует отнести низкую чувствительность и избирательность (возможность принимать конкретную станцию без помех со стороны других станций с близкой частотой), слабый уровень воспроизводимого сигнала. Как видно из схемы, в детекторном радиоприемнике нет даже источника питания — он работает на энергии радиоволн. Уровень этой энергии настолько мал, что позволяет прослушивать на наушники сигналы только мощных близлежащих радиостанций. Детекторный приемник позволяет принимать только амплитудно-модулированные сигналы, которые в настоящее время используются в основном только в коротковолновом и средневолновом радиовещании. В локальном городском радиовещании и телевидении, в системах коммуникаций используют более совершенные виды модуляции: частотную, фазовую, импульсную и т.п.
Несмотря на недостатки, для многих наших пра- или прапрадедушек и бабушек детекторный приемник был единственным окном в информационный мир радио. С его помощью принимались радиосигналы в течение двух десятилетий с начала XX века. Дальнейшие изобретения более совершенных схем и элементов хотя и потеснили первый приемник, но не вытеснили полностью. Детекторные приемники совершенствовали и улучшали, украшали и дорабатывали. Для многих изготовление детекторных приемников было увлечением, а для кого-то становилось профессией. Вплоть до начала третьего тысячелетия для большинства мальчишек путь в электронику начинался с изготовления именно детекторного приемника, несмотря на его вековой возраст.
Супергетеродин
Революция произошла в 1913 году, когда гениальный американский изобретатель Эдвин Армстронг предложил схему супергетеродинного приемника. Схема оказалась настолько удачной, что до настоящего времени девять из десяти приемников работают на этом принципе. Смысл загадочного слова супергетеродин заключается в том, что выделенный входным контуром высокочастотный сигнал сначала преобразуется в другую частоту, постоянную для данного типа приемника, а затем на этой, так называемой промежуточной частоте, производится усиление основного сигнала и ослабление мешающих. Благодаря постоянству промежуточной частоты в супергетеродине удается сравнительно простыми средствами получить высокую чувствительность и избирательность приемника. 
Блок-схема классического супергетеродинного приемника.
В чем же прелести супергетеродина и почему он завоевал такую популярность?
Как видно из блок-схемы, настройка на радиостанцию осуществляется таким же колебательным контуром, как и в детекторном приемнике. Но дальше начинается самое интересное. Диковинное слово гетеродин — это маломощный перестраиваемый генератор (кстати, давший название принципу). ‘Но это же не передатчик — спросите вы, — зачем в приемнике генератор?’. И будете совершенно: не правы. Оказывается, генератор применяется во всех современных приемниках, но его функции отличаются от функций выполняемых в радиопередатчиках.
В приемнике генератор вырабатывает колебания, которые в дальнейшем складываются с радиочастотой. Причем, как видно из схемы, частота гетеродина синхронно изменяется вместе с настройкой входного контура (с помощью многосекционного КПЕ). Это нужно для того, чтобы частота сигнала, полученная после сложения, всегда оставалась постоянной. Это будет промежуточная частота (ПЧ). Она не зависит от выбранного диапазона настройки и от частоты принимаемой радиостанции. Постоянство ПЧ, получаемой на выходе смесителя, позволяет гораздо эффективней отфильтровать нежелательные сигналы соседних радиопередатчиков, эфирные помехи и т.п. Это связано с тем, что конструктивно легче создать качественный фильтр на постоянную частоту, нежели на меняющуюся. Промежуточная частота выбирается таким образом, чтобы ее значение не попадало в область частот передающих радиостанций (обычно 465 кГц в отечественной аппаратуре и 455 кГц — в импортной). Кроме того, относительно низкая ПЧ не так требовательна к качеству применяемых элементов (транзисторов, микросхем, фильтров, конденсаторов). Они могут быть низкочастотными и, следовательно, более дешевыми.
Кроме выделения сигнала входным колебательным контуром, сигнал проходит еще через один настраиваемый контур (после усилителя ВЧ, см. схему). Это позволяет еще в большей степени избавиться от нежелательных входных сигналов. В ламповую эпоху развития радио супергетеродинные приемники оснащались несколькими резонансными каскадами, каждый из которых подстраивался своей секцией КПЕ, управляемой общей ручкой. Появление качественных полупроводниковых приборов позволило упростить механическую часть схемы, а в дальнейшем и вовсе отказаться от механических КПЕ. В современных радиоприемных устройствах механические конденсаторы переменной емкости встречаются очень редко. 
‘Супер-супергетеродин’ или супергетеродин с двойным преобразованием частоты
В приемной части современных радиостанций в большинстве случаев применяется более сложный вид супергетеродинной схемы. Так называемый супергетеродин с двойным преобразованием частоты. От обычного супергетеродина он отличается наличием второго преобразователя и второй промежуточной частоты. Это позволяет обеспечить еще большую чувствительность, избирательность и помехозащищенность. Схема супергетеродина с двойным преобразованием похожа на схему обычного супергетеродина, но с добавлением еще одного гетеродина, смесителя, а также соответствующих каскадов усиления и фильтрации. Первая промежуточная частота обычно более высокая (10.7, 17, 21, 45: МГц), а вторая более низкая (455 кГц).
Блок-схема супергетеродинного приемника с двойным преобразованием частоты.
Большинство приемников современных радиостанций и другого радиосвязного оборудования собираются по схеме супергетеродина с двойным преобразованием. В некоторых случаях, в частности в высококлассных любительских приемниках и в специальной технике, применяются супергетеродинные схемы с тройным преобразованием. Их принцип работы очевиден из названия.»
Подводя итог этого экскурса в школьную физику, что мы имеем:
1. Общее понятие о принципах радиосвязи, т.е. как это работает.
2. Понятие о том, что антенна + мать сыра земля есть колебательный контур и от нее много что зависит. Становится ясным выражение «антенна лучшый усилитель»
3. Понимание, что есть «супергетеродин» и чем он лучше «прямого преобразования частоты», в характеристиках раций и приемников стало одним белым пятном меньше.
Продолжаем
«РАДИОВОЛНЫ И ЧАСТОТЫ
Что такое радиоволны
Радиоволны — это электромагнитные колебания, распространяющиеся в пространстве со скоростью света (300 000 км/сек). Кстати, свет это тоже электромагнитные волны, обладающие схожими с радиоволнами свойствами (отражение, преломление, затухание и т.п.).
Радиоволны переносят через пространство энергию, излучаемую генератором электромагнитных колебаний. А рождаются они при изменении электрического поля, например, когда через проводник проходит переменный электрический ток или когда через пространство проскакивают искры, т.е. ряд быстро следующих друг за другом импульсов тока.
Электромагнитное излучение характеризуется частотой, длиной волны и мощностью переносимой энергии. Частота электромагнитных волн показывает, сколько раз в секунду изменяется в излучателе направление электрического тока и, следовательно, сколько раз в секунду изменяется в каждой точке пространства величина электрического и магнитного полей. Измеряется частота в герцах (Гц) — единицах названных именем великого немецкого ученого Генриха Рудольфа Герца. 1 Гц — это одно колебание в секунду, 1 мегагерц (МГц) — миллион колебаний в секунду. Зная, что скорость движения электромагнитных волн равна скорости света, можно определить расстояние между точками пространства, где электрическое (или магнитное) поле находится в одинаковой фазе. Это расстояние называется длиной волны. Длина волны в метрах рассчитывается по формуле: 
где f — частота электромагнитного излучения в МГц.
Из формулы видно, что, например, частоте 1 МГц соответствует длина волны ок. 300 м. С увеличением частоты длина волны уменьшается, с уменьшением — догадайтесь сами. В дальнейшем мы убедимся, что длина волны напрямую влияет на длину антенны для радиосвязи.
Электромагнитные волны свободно проходят через воздух или космическое пространство (вакуум). Но если на пути волн встречается металлический провод, антенна или любое другое проводящее тело, то они отдают ему свою энергию, вызывая тем самым в этом проводнике переменный электрический ток. Но не вся энергия волны поглощается проводником, часть ее отражается от его поверхности и либо уходит обратно, либо рассеивается в пространстве. Кстати, на этом основано применение электромагнитных волн в радиолокации.
Еще одним полезным свойством электромагнитных волн является их способность огибать на своем пути некоторые препятствия. Но это возможно лишь в том случае, когда размеры объекта меньше, чем длина волны, или сравнимы с ней. Например, чтобы обнаружить самолет, длина радиоволны локатора должна быть меньше его геометрических размеров (менее 10 м). Если же тело больше, чем длина волны, оно может отразить ее. Но может и не отразить. Вспомните военную технологию снижения заметности ‘Stealth’, в рамках которой разработаны соответствующие геометрические формы, радиопоглощающие материалы и покрытия для уменьшения заметности объектов для локаторов.
Энергия, которую несут электромагнитные волны, зависит от мощности генератора (излучателя) и расстояния до него. По научному это звучит так: поток энергии, приходящийся на единицу площади, прямо пропорционален мощности излучения и обратно пропорционален квадрату расстояния до излучателя. Это значит, что дальность связи зависит от мощности передатчика, но в гораздо большей степени от расстояния до него.
Распределение спектра
Радиоволны, используемые в радиотехнике, занимают область, или более научно — спектр от 10 000 м (30 кГц) до 0.1 мм (3 000 ГГц). Это только часть обширного спектра электромагнитных волн. За радиоволнами (по убывающей длине) следуют тепловые или инфракрасные лучи. После них идет узкий участок волн видимого света, далее — спектр ультрафиолетовых, рентгеновских и гамма лучей — все это электромагнитные колебания одной природы, отличающиеся только длиной волны и, следовательно, частотой.
Хотя весь спектр разбит на области, границы между ними намечены условно. Области следуют непрерывно одна за другой, переходят одна в другую, а в некоторых случаях перекрываются.
Международными соглашениями весь спектр радиоволн, применяемых в радиосвязи, разбит на диапазоны: 
Но эти диапазоны весьма обширны и, в свою очередь, разбиты на участки, куда входят так называемые радиовещательные и телевизионные диапазоны, диапазоны для наземной и авиационной, космической и морской связи, для передачи данных и медицины, для радиолокации и радионавигации и т.д. Каждой радиослужбе выделен свой участок диапазона или фиксированные частоты. 
Не надо путать официальные наименования диапазонов частот с названиями участков, выделенных для различных служб. Стоит отметить, что основные мировые производители оборудования для подвижной наземной связи выпускают модели, рассчитанные на работу в пределах именно этих участков.
В дальнейшем мы будем говорить о свойствах радиоволн применительно к их использованию в наземной подвижной радиосвязи.
Как распространяются радиоволны
Радиоволны излучаются через антенну в пространство и распространяются в виде энергии электромагнитного поля. И хотя природа радиоволн одинакова, их способность к распространению сильно зависит от длины волны.
Земля для радиоволн представляет проводник электричества (хотя и не очень хороший). Проходя над поверхностью земли, радиоволны постепенно ослабевают. Это связано с тем, что электромагнитные волны возбуждают в поверхности земли электротоки, на что и тратится часть энергии. Т.е. энергия поглощается землей, причем тем больше, чем короче длина волна (выше частота).
Кроме того, энергия волны ослабевает еще и потому, что излучение распространяется во все стороны пространства и, следовательно, чем дальше от передатчика находится приемник, тем меньшее количество энергии приходится на единицу площади и тем меньше ее попадает в антенну.
Передачи длинноволновых вещательных станций можно принимать на расстоянии до нескольких тысяч километров, причем уровень сигнала уменьшается плавно, без скачков. Средневолновые станции слышны в пределах тысячи километров. Что же касается коротких волн, то их энергия резко убывает по мере удаления от передатчика. Этим объясняется тот факт, что на заре развития радио для связи в основном применялись волны от 1 до 30 км. Волны короче 100 метров вообще считались непригодными для дальней связи.
Однако дальнейшие исследования коротких и ультракоротких волн показали, что они быстро затухают, когда идут у поверхности Земли. При направлении излучения вверх, короткие волны возвращаются обратно.
Еще в 1902 английский математик Оливер Хевисайд (Oliver Heaviside) и американский инженер-электрик Артур Эдвин Кеннелли (Arthur Edwin Kennelly) практически одновременно предсказали, что над Землей существует ионизированный слой воздуха — естественное зеркало, отражающее электромагнитные волны. Этот слой был назван ионосферой.
Ионосфера Земли должна была позволить увеличить дальность распространения радиоволн на расстояния, превышающие прямую видимость. Экспериментально это предположение было доказано в 1923. Радиочастотные импульсы передавались вертикально вверх и принимались вернувшиеся сигналы. Измерения времени между посылкой и приемом импульсов позволили определить высоту и количество слоев отражения.
Распространение длинных и коротких волн.
Отразившись от ионосферы, короткие волны возвращаются к Земле, оставив под собой сотни километров ‘мертвой зоны’. Пропутешествовав к ионосфере и обратно, волна не ‘успокаивается’, а отражается от поверхности Земли и вновь устремляется к ионосфере, где опять отражается и т. д. Так, многократно отражаясь, радиоволна может несколько раз обогнуть земной шар.
Установлено, что высота отражения зависит в первую очередь от длины волны. Чем короче волна, тем на большей высоте происходит ее отражение и, следовательно, больше ‘мертвая зона’. Эта зависимость верна лишь для коротковолновой части спектра (примерно до 25-30 МГц). Для более коротких волн ионосфера прозрачна. Волны пронизывают ее насквозь и уходят в космическое пространство.
Из рисунка видно, что отражение зависит не только от частоты, но и от времени суток. Это связано с тем, что ионосфера ионизируется солнечным излучением и с наступлением темноты постепенно теряет свою отражательную способность. Степень ионизации также зависит от солнечной активности, которая меняется в течение года и из года в год по семилетнему циклу. 
Отражательные слои ионосферы и распространение коротких волн в зависимости от частоты и времени суток.
Радиоволны УКВ диапазона по свойствам в большей степени напоминают световые лучи. Они практически не отражаются от ионосферы, очень незначительно огибают земную поверхность и распространяются в пределах прямой видимости. Поэтому дальность действия ультракоротких волн невелика. Но в этом есть определенное преимущество для радиосвязи. Поскольку в диапазоне УКВ волны распространяются в пределах прямой видимости, то можно располагать радиостанции на расстоянии 150-200 км друг от друга без взаимного влияния. А это позволяет многократно использовать одну и ту же частоту соседним станциям. 
Распространение коротких и ультракоротких волн.
Свойства радиоволн диапазонов ДЦВ и 800 МГц еще более близки к световым лучам и потому обладают еще одним интересным и важным свойством. Вспомним, как устроен фонарик. Свет от лампочки, расположенной в фокусе рефлектора, собирается в узкий пучок лучей, который можно послать в любом направлении. Примерно то же самое можно проделать и с высокочастотными радиоволнами. Можно их собирать зеркалами-антеннами и посылать узкими пучками. Для низкочастотных волн такую антенну построить невозможно, так как слишком велики были бы ее размеры (диаметр зеркала должен быть намного больше, чем длина волны).
Возможность направленного излучения волн позволяет повысить эффективность системы связи. Связано это с тем, что узкий луч обеспечивает меньшее рассеивание энергии в побочных направлениях, что позволяет применять менее мощные передатчики для достижения заданной дальности связи. Направленное излучение создает меньше помех другим системам связи, находящимся не в створе луча.
При приеме радиоволн также могут использоваться достоинства направленного излучения. Например, многие знакомы с параболическими спутниковыми антеннами, фокусирующими излучение спутникового передатчика в точку, где установлен приемный датчик. Применение направленных приемных антенн в радиоастрономии позволило сделать множество фундаментальных научных открытий. Возможность фокусирования высокочастотных радиоволн обеспечила их широкое применение в радиолокации, радиорелейной связи, спутниковом вещании, беспроводной передаче данных и т.п. 
Параболическая направленная спутниковая антенна (фото с сайта ru.wikipedia.org).
Необходимо отметить, что с уменьшением длины волны возрастает затухание и поглощение энергии в атмосфере. В частности на распространение волн короче 1 см начинают влиять такие явления как туман, дождь, облака, которые могут стать серьезной помехой, ограничивающей дальность связи.
Мы выяснили, что радиоволны обладают различными свойствами распространения в зависимости от длины волны и каждый участок радиоспектра применяется там, где лучше всего используются его преимущества.»
«МЕТОДЫ, СПОСОБЫ, ВИДЫ
Перед тем, как приступить к обсуждению принципов организации систем связи, следует определиться с терминами, которые мы будем использовать при обозначении того или иного действия. К сожалению, в этой области не существует конкретных названий, однозначно характеризующих ‘методы’, ‘способы’ и ‘виды’. Поэтому мы оставляем за читателем право выбора предпочтительного слова.
ВНИМАНИЕ! Если не оговорено иное, то приведенные ниже соображения относятся к подвижной наземной связи, организуемой в диапазонах УКВ и ДЦВ (с некоторыми допущениями — ‘Low Band’).
Симплекс, дуплекс и нечто среднее
Симплекс
Для связи используется одна частота, как для приема, так и для передачи. Экономично, просто, понятно.
Дуплекс
Радиосвязь осуществляется одновременно на двух частотах. На одной прием, на другой передача. На этом принципе работают телефонные системы. Неэкономично, сложно и, в подвижной связи, непонятно зачем.
Полудуплекс (двухчастотный симплекс)
Радиосвязь осуществляется с использованием двух частот: приемной и передающей, но, по сравнению с дуплексом, не одновременно, а поочередно. Сигнал принимается на одной частоте, а передается на другой. В один момент времени абонент может находиться либо в режиме ‘прием’ либо ‘передача’. Неэкономично, но в большинстве случаев — необходимо.
Что когда и как
Обычно первичной задачей любой системы связи является обеспечение требуемой (очень большой) дальности связи. Но дальность, к сожалению, ограничена физикой. Как утверждают очевидцы, наша планета представляет собой шар, кривизна поверхности которого не позволяет осуществлять связь за пределы горизонта. А это значит, что между портативными радиостанциями, находящимися в руках у стоящих вертикально людей на открытой равнинной местности, связь возможна на расстоянии ок. 5 км. Если надо больше (99.9% случаев), то применяют ретранслятор, устройство, принимающее и усиливающее радиосигнал и снова передающее его в эфир.
Зачем же нужна подобная ‘перепередача’? Дело в том, что для увеличения дальности связи необходимо преодолеть шарообразность Земли, а это достигается подъемом приемника и/или передатчика. Если все абоненты ‘рождены ползать’, тогда единственным выходом станет применение отдельного устройства установленного на достаточной высоте, которое будет принимать и с высоты передавать сообщения, ‘раздвигая горизонты’. Наибольшую зону охвата будет иметь ретранслятор, установленный на: искусственном спутнике Земли в космосе. Если же опуститься на Землю, то для обеспечения заданного охвата наиболее простым вариантом будет установка ретранслятора на искусственном или естественном высотном сооружении (здание, мачта, холм).
Практически ни одна современная система связи не обходится без ретранслятора. Среди редких исключений можно упомянуть небольшие строительные площадки, магазины, стадионы и т.п. В остальных случаях требуется зона охвата, превышающая возможности прямой связи.
Теперь можно выяснить в каких случаях применяется симплекс и полудуплекс. 
Принцип дуплексной ретрансляции.
Из рисунка видно зачем и почему нужен двухчастотный симплекс или полудуплекс. Так как ретранслятор одновременно передает принятые сигналы (дуплекс), то он не может делать это на одной и той же частоте, так как передача будут тут же приниматься приемником ретранслятора и снова передаваться в эфир. Поэтому дуплексный ретранслятор работает на разных частотах, номиналы которых должны отличаться на определенную величину, зависящую от оборудования, структуры системы и др.
В свою очередь в абонентских радиостанциях используются те же частоты, но в ‘перевернутом’ виде: приемная частота ретранслятора соответствует передающей у радиостанций и наоборот. Так как у всех абонентских радиостанций одинаковы передающие и приемные частоты, то прямая связь между ними невозможна. Ретранслятор принимает и передает сигнал одновременно, а в абонентских радиостанциях режимы приема и передачи переключаются. В один момент времени или говорю или слушаю. Чем выше чувствительность и мощность ретранслятора и выше установлены антенны, тем большую зону можно охватить устойчивой радиосвязью.
Если не хватает частот, денег или того и другого (наиболее распространенный случай), то можно обойтись одной частотой. В таком случае абонентское оборудование остается тем же, только в нем программируются одинаковые приемные и передающие частоты. А вот в качестве ретранслятора можно использовать: обычную абонентскую радиостанцию. Но она не может принимать и передавать одновременно, что, во-первых, не требуется, а во-вторых, как мы уже рассмотрели, попросту невозможно. Для работы такого ретранслятора (его, кстати, обычно называют симплексным) требуется специальное устройство — контроллер симплексного ретранслятора. Устройство представляет собой так называемый цифровой магнитофон, который записывает принимаемое сообщение до тех пор, пока оно присутствует в эфире или пока не заполнится объем памяти, выделенной под запись. После пропадания сигнала контроллер переключает радиостанцию в режим передачи и записанное сообщение воспроизводится в эфире. В результате для ретрансляции достаточно одной частоты.
При всей простоте и относительной дешевизне метода у него есть серьезный недостаток: абонент должен тратить время на проговаривание сообщения и затем ждать, пока оно воспроизведется в эфире. Таким образом, на радиопереговоры при использовании симплексного ретранслятора потребуется в два раза больше времени, чем при использовании дуплексного. Если количество денег и радиочастот являются определяющими факторами и можно смириться с потерей оперативности, то применение симплексных ретрансляторов (как их еще называют ‘симплексеры’, ‘эхо-репитеры’, ‘кукушки’ или ‘попугаи’ — воистину безгранична человеческая фантазия и русский язык) может оказаться наиболее рациональным путем решения задачи повышения дальности связи.
Подведем итоги.
* Дуплекс применяют при непрерывной ретрансляции.
* Симплекс — в случаях прямой связи (без ретрансляторов) или в случае симплексной ретрансляции.
Несколько слов о полном дуплексе
При полном дуплексе, как и при полудуплексе, используются две частоты, но абонентские радиостанции в один момент времени находятся одновременно и в режиме приема, и передачи, т.е. аналогично телефону. Бесспорно, это повышает удобство переговоров, так как они ведутся в привычной для человека манере. Но использование дуплекса существенно усложняет и, следовательно, удорожает оборудование, т.к. абонентская станция должна содержать два независимых тракта — приемник и передатчик. В симплексных станциях основную часть электрической схемы обычно объединяют. Кроме того, в большинстве систем дуплексная связь невозможна между радиоабонентами, а осуществима только при соединениях с телефонной сетью и к тому же для дуплекса, к примеру, в системах МРТ 1327, выделяются 4 радиочастоты или два дуплексных канала! Это повышает нагрузку на систему и требует увеличения числа каналов, а это, в свою очередь, ведет к усложнению и, следовательно, удорожанию системы. Существуют варианты дуплекса в разных частотных диапазонах, например: прием в 138-174 МГц, а передача в 400-470 МГц. Но такой подход также сопряжен с рядом проблем: получение частот в разных диапазонах, усложнение и удорожание системы, повышенные требования к настройке.
Аналоговые транковые системы на основе протоколов MPT 1327 и LTR позволяют организовывать дуплекс в одном частотном диапазоне, но дуплексные радиостанции в этих системах обладают низкой мощностью, что подразумевает многозоновую конфигурацию, как в сотовых сетях.
На рынке представлены десятки производителей радиосвязного оборудования и среди всего множества предложений только единицы являются дуплексными образцами. Практически все дуплексные системы предназначены для работы в диапазоне 800 МГц. Связано это с тем, что на низких частотах невозможно создать дуплексный фильтр (устройство, позволяющее приемнику и передатчику одновременно использовать одну антенну) таких размеров, чтобы он уместился в корпусе портативной радиостанции.
Физически проще реализован дуплекс в цифровых системах связи (TETRA, DMR, GSM). Но в них понятие дуплекса несколько отличается от принятого в аналоговой связи. Дуплекс в цифровом виде это не одновременные прием и передача, а прием и передача, разделенные во времени. То есть в каждый момент времени радиостанция находится либо в режиме приема, либо передачи. Переключение происходит настолько часто, что абонент его просто не слышит (например, в TETRA 18 раз в секунду). Следовательно, отпадает необходимость во включении в конструкцию радиостанций относительно габаритного дуплексного фильтра.
Дуплексная радиосвязь не получила широкого распространения среди систем подвижной связи еще и потому, что в оперативных условиях нет необходимости вести пространные беседы о погоде или справляться о здоровье. Служебная связь призвана решать задачи производства, управления, безопасности. А в этих сферах обычно отдаются команды и распоряжения и принимаются отчеты о проделанной работе.
Але! Кто это?
Допустим, мы обеспечили требуемую зону покрытия и теперь можем приступить к реализации сервисных функций. Т.е. того, что собственно и характеризует систему связи. Обычно под уровнем сервиса понимают возможности связи с конкретными абонентами или с группами абонентов, стыковка с другими коммуникационными сетями, идентификация и контроль пользователей, передача текстовых сообщений и цифровых данных и т.п.
Пожалуй основной задачей (после обеспечения требуемой зоны охвата) является адресация вызова конкретному абоненту без возможности прослушивания другими. Если не принять определенных мер, то при работе в эфире любой радиостанции, остальные, настроенные на эту же частоту будут слышать сообщения. В некоторых случаях с этим можно мириться (охрана небольшого объекта, строительная площадка, стадион), а иногда это даже нужно (вызов свободного такси, ближайшей патрульной машины милиции и т.п.). Но в остальных случаях сообщения должны направляться конкретному абоненту или группе, а остальным переговоры слышать не нужно или нельзя.
Процесс направления вызова конкретному абоненту или группе абонентов обычно называют идентификацией. В радиосвязных сетях для идентификации абонентов и групп чаще всего используются специальные устройства кодировки/декодирования. Наибольшее распространение получили тональные (CTCSS), цифровые (DCS) и кодовые (DTMF) методы идентификации и их комбинации.
Тональное кодирование (CTCSS).
Принцип идентификации с помощью CTCSS заключается в том, что к полезному сигналу ‘примешивается’ тон определенной звуковой частоты, так называемый субтон (или пилот тон). Приемник радиостанции будет активизироваться (‘открываться’) только в том случае, если в принимаемом сигнале присутствует субтон, на который радиостанция настроена. 
Пример разбивки абонентов на группы с использованием тонального кодирования.
Как видно из рисунка, связь с использованием CTCSS возможна только между абонентами, у которых совпадают частотный канал и тональный субтон. Подобные системы требуют наличия в радиостанции блока, кодирующего и декодирующего CTCSS тоны. Этот блок может быть оформлен в виде отдельного модуля, встраиваемого в радиостанцию, либо являться частью схемы. Обычно CTCSS модуль может формировать 38-50 тонов в каждом частотном канале радиостанции. Использование CTCSS позволяет организовывать достаточно развитые системы радиосвязи с разбивкой на группы. В некоторых случаях, особенно в местах со сложной электромагнитной обстановкой, нелишне активизировать CTCSS даже в простых симплексных системах связи без идентификации. Это позволит частично защитить систему от помех и в некоторой степени от нелегальных абонентов. Например, ретранслятор системы не будет ‘открываться’ на сигналы, не содержащие требуемого CTCSS тона.
Частоты пилот-тонов лежат в диапазоне ниже 300 Гц (обычно 67-250 Гц) и при приеме не слышны в громкоговорителе радиостанции, так как вырезаются специальными фильтрами.
Следует учитывать, что использование пилот-тонов не позволяет расширить емкость системы (количество абонентов). Все равно в один момент времени, на одном частотном канале может проводиться только один сеанс связи (абонент-абонент, абонент-группа, группа-группа). Это связано с тем, что радиостанция не может одновременно принимать два сигнала, с одинаковой частотой, даже если у них разные тоны (увы, физические принципы радиосвязи фундаментальны). Поэтому емкость системы не зависит от метода и сложности идентификации, а ограничена количеством физических радиочастотных каналов. Одна частота или дуплексная пара частот в аналоговых сетях означает один сеанс связи в один момент времени.
Цифровое кодирование (DCS).
Для идентификации абонента или группы абонентов используется специальная цифровая посылка перед началом сообщения. При передаче (нажатии клавиши PTT), радиостанция автоматически формирует цифровую посылку на рабочей частоте, соответствующую абоненту (группе абонентов), которому адресовано сообщение. Приемник активизируется только в том случае, если он настроен на прием данного кода. Остальные приемники, работающие на той же частоте, будут неактивны. Организация идентификации практически аналогична использованию CTCSS со всеми достоинствами и недостатками последней.
Возможное количество цифровых комбинаций теоретически бесконечно, хотя стандартными являются 104 кода.
Двухтоновое кодирование (DTMF).
Для вызова определенного абонента или группы абонентов используется специальная тональная посылка перед началом сообщения, так называемая DTMF последовательность. Каждой клавише на клавиатуре соответствует звуковой тон определенной частоты. Кстати, подобный метод формирования вызовов используется в телефонии и откуда, кстати, попал в радиосвязные системы.
Когда вы нажимаете клавишу на клавиатуре радиостанции, формируется звуковой тон, который затем передается в эфир на частоте передачи. Приемник активизируется только в том случае, если он настроен на включение при приеме данного кода, остальные приемники, работающие на той же частоте, будут неактивны. Для организации связи с помощью DTMF радиостанция должна быть оснащена клавиатурой и модулем DTMF.
DTMF — наиболее распространенный метод организации вызовов. Обычно его используют совместно с CTCSS или DCS. Кроме вызова абонентов, тональное кодирование применяется для доступа к внешним устройствам, подключенным к системе связи. Например, к телефонным интерфейсам, устройствам дистанционного управления, контроллерам, датчикам, исполнительным устройствам и т.п.
Реализации
‘Прямая’ связь.
Самый простой метод построения системы связи. Характерны — ограниченный радиус действия, простота организации, минимум затрат.
Наиболее часто такие радиосети используют строители, службы охраны локальных объектов, группы телеоператоров, организаторы массовых мероприятий и т.п. В таких радиосетях не используются ретрансляторы, поэтому они имеют небольшую зону действия и, как правило, применяются на небольших площадках, в здании или группе близкорасположенных зданий, небольшом поселке. То есть там, где требования по дальности минимальны и ограничены радиусом действия радиостанций.
Для работы системы необходимо одна частота. В зависимости от типа применяемых станций возможны две разновидности сетей:
* радиосети без индивидуального вызова, работающие по принципу ‘один говорит — все слышат’
* радиосети с индивидуальным и групповым вызовом, в которых возможна работа на одной частоте нескольких групп пользователей с использованием CTCSS, DCS или DTMF.
Диспетчерские системы.
Слово ‘диспетчерские’ в начальном смысле слова, предполагает наличие человека (диспетчера) при организации переговоров. Абонент с мобильной, носимой, либо стационарной радиостанции осуществляет вызов диспетчерского пункта на определенной частоте, затем диспетчер передает сообщение другому абоненту на той же или на другой частоте. Задача диспетчера заключается в том, чтобы ‘ретранслировать’ сигнал и/или перераспределять вызовы по частотным каналам.
Например: одна группа абонентов работает на частоте 1 (первый канал), а другая группа на частоте 2 (второй канал). В данном случае, если возникает надобность в передаче сообщения между абонентами разных групп, связь невозможна. При использовании диспетчерской (многоканальной) радиостанции, прием информации от 1-й группы осуществляется на одном канале, затем диспетчер переключается на частотный канал 2-й группы и передает сообщение в эфир.
Пример распределения радиочастот в симплексных диспетчерских системах.
При такой системе связи можно использовать простые радиостанции с минимумом каналов и одну многоканальную для диспетчера.
Если диспетчер требуется только для увеличения дальности связи (без функции управления), то будет логичней использовать ретранслятор.
Системы с использованием диспетчерского пункта наиболее часто используются милицией, пожарной охраной, службой скорой помощи, где на диспетчера возложены еще и функции управления.
Системы связи с ретрансляторами.
Кроме своей основной функции увеличения дальности, ретрансляторы позволяют создавать сложные системы связи. Хотя сам по себе ретранслятор обычно только принимает и передает сигнал, но как раз это и открывает огромные возможности управления. Ведь на ретрансляторе сигналы всех абонентских радиостанций ‘собираются’ в одном месте. Это значит, что их можно анализировать после приема и изменять перед передачей. Это достигается с помощью специальных контроллеров, подключаемых к ретранслятору.
Контроллеры — довольно сложные электронные устройства, выполняющие большинство функций по идентификации абонентов, ограничению доступа к системе, объединению в рамках единой сети нескольких систем, стыковку с телефонной сетью и многое другое.
Обычно создание сети с конкретными задачами заключается в подборе необходимого контроллера. В настоящее время выпускаются контроллеры для решения большинства радиосвязных задач. Кстати, организация сетей с автоматическим выбором свободного канала (модное слово транк!) также сводится к подключению к ретрансляторам специальных транковых контроллеров.
Подключение к телефонной сети.
Как правило в развитых системах связи соединение абонентов с телефонной сетью реализуется в управляющем контроллере или с помощью диспетчерской консоли. В простых системах для этого можно применить отдельное устройство, так называемый телефонный интерфейс.
Принцип работы интерфейса заключается в том, что между телефонной линией и радиостанцией (как правило, стационарной) подключается устройство, преобразующее сигналы телефонной линии в понятный для радиостанции вид. А сигналы радиостанции в вид и форму необходимую для осуществления вызовов абонентов телефонной сети. Таким образом, владельцу абонентской радиостанции достаточно набрать код доступа к интерфейсу (DTMF набором), а затем нужный телефонный номер. Для того чтобы вызвать радиоабонента с телефонного аппарата, нужно набрать телефонный номер, к которому подключен интерфейс и затем донабрать номер требуемой радиостанции.
К достоинствам данного метода стыковки с телефонной линией, следует отнести относительную дешевизну реализации, простоту подключения, возможность использования практически в любых системах радиосвязи с любым радиооборудованием. К недостаткам — легкий доступ к системе. Любая радиостанция, оборудованная DTMF-клавиатурой, может выйти на телефонный интерфейс. Подслушать и расшифровать пароль доступа при определенных навыках и наличии соответствующего оборудования — довольно простое дело.
Наиболее распространенные модели телефонных интерфейсов позволяют при одном базовом устройстве вызывать донабором одной цифры (от 0 до 9) до десяти удаленных абонентов, а удаленный (мобильный) аппарат — до 10 базовых. Существуют и более сложные устройства, поддерживающие до 100 и более пользователей.
Системы с охватом больших территорий (многозоновые системы).
Применение ретрансляторов, установленных в одном месте, не всегда позволяет решить проблему охвата больших территорий. В таких случаях создают многозоновые системы связи, представляющие собой совокупность однозоновых систем, объединенных в общую сеть. В таких сетях с помощью специальных контроллеров координируется работа отдельных зон, отслеживаются перемещение абонентов между зонами (роуминг), обеспечиваются вызовы абонентов и групп абонентов в разных зонах, разрешаются частотные конфликты в зонах перекрытия и многое другое.
Среди многозоновых систем наибольшее распространение получили аналоговые транковые системы на основе протоколов MPT 1327 и цифровые системы TETRA. Они предоставляют абонентам высочайший уровень сервиса, но сложны в построении, дороги и рентабельны при большом количестве абонентов (от нескольких сотен до нескольких тысяч).
В случаях, когда число абонентов невелико (от десятков до сотен) и они территориально рассредоточены, а также нет надобности в высоком уровне сервиса (промышленные предприятия, горные разработки, газо- и нефтепроводы, железные дороги, объекты водоснабжения и т.п.) можно использовать нетранковые системы связи в многозоновом построении.
К достоинствам таких решений можно отнести возможность использования практически любых радиостанций, оснащенных CTCSS или DCS, что позволяет включать в сеть как уже имеющееся оборудование на данный частотный диапазон, так и легко расширять систему в дальнейшем. В многозоновых системах обычно решена проблема перемещения абонентов между зонами (роуминг), вызов радиостанций находящихся в разных зонах, разделение абонентов на группы, соединение с другими сетями связи, в том числе телефонной.
Например, контроллеры М47МR, производства американской компании Zetron, позволяют создавать вытянутые в линию многопользовательские системы связи с возможностью соединения с телефонной сетью. Контроллер подключается к ретранслятору и управляет его работой. Все контроллеры соединяются последовательно с использованием 4-х проводных выделенных линий или других аналоговых каналов связи (радиочастотные, проводные, радиорелейные). В каждой зоне через ретранслятор могут работать несколько групп пользователей. Радиостанции каждой группы программируются своим тоном CTCSS. Возможно соединение радиостанций с другими зонами, для чего на DTMF клавиатуре радиостанции набирается номер вызываемой зоны. С помощью DTMF также возможен индивидуальный вызов конкретной радиостанции.
И все же
Создание в рамках общей сети независимых групп абонентов, вызов конкретного абонента или группы абонентов (идентификация), защита от посторонних пользователей, управление абонентами из центральной диспетчерской, ретрансляция для расширения зоны охвата, передача в рамках сети цифровых данных — это далеко не полный перечень вопросов, с которыми приходится сталкиваться при построении систем связи. А если добавить сюда еще дефицит радиочастот, сложную электромагнитную обстановку, ограниченность средств — то можно будет представить, насколько сложно воплотить в реальность желание обладать качественной и надежной связью.
Трудно, а порой невозможно выдать какие-либо универсальные ‘рецепты’ по решению той или иной задачи. Обычно каждая задача уникальна, и, следовательно, решается уникальным способом.»
«О ДАЛЬНОСТИ
Нередко в рекламных объявлениях или описаниях к радиостанциям можно встретить упоминания о дальности действия той или иной модели. Но почему-то ни слова не говорится о том, в каких условиях проводились замеры. Случается, что выбор наивных покупателей опирается на приводимые значения и в результате неизбежно разочарование. Чтобы не случилось подобного казуса, давайте разберемся, какова может быть реальная дальность связи и от чего она зависит.
Основным фактором, влияющим на дальность связи, является длина волны (или, иначе, частота) на которой ведется передача. Наверняка многие видели, как волны на поверхности воды легко перекатываются через прибрежные камни, но не могут обогнуть большую скалу — за скалой образуется своеобразная ‘тень’, там волн практически нет. Для длинных радиоволн Земля — это небольшой камушек, и они сравнительно легко огибают земную поверхность. А вот для коротких и особенно ультракоротких радиоволн Земля слишком большое препятствие. Эти волны почти не огибают земной поверхности и практически не уходят за линию горизонта.
Но, несмотря на это, средние, а особенно короткие волны — это диапазоны дальнего действия. На коротких волнах огромные расстояния перекрывают отраженным радиолучом, используя зеркало, которое ‘навесила’ над Землей сама природа. Это зеркало — расположенные на высоте от 50 до 500 км слои ионизированных газов, так называемая ионосфера.
Ионизированный газ — проводник тока, и ионосфера, подобно металлическим листам, отражает радиоволны. Правда, свойства ионосферы не для всех длин волн одинаковы. Средние волны отражаются только ночью и дальние средневолновые станции днем не слышны. В разное время года и в разное время суток по-разному проходят короткие волны. А волны диапазона УКВ и более короткие практически не отражаются вообще. 
Понятие радиогоризонта.
Оценочный расчет дальности связи.
Расчет радиогоризонта позволяет оценить дальность связи при выбранной высоте установки антенны. Конечно, нельзя всецело полагаться на полученные результаты, так как при расчете не учитываются неровности рельефа, застройка, электромагнитные помех и т.п. Но, несмотря на это, полученные результаты позволят оценить возможную дальность связи и более трезво отнестись к рекламным заявлениям.
Теоретический радиус радиогоризонта (в км) вычисляется по формуле: 
где H — высота подвеса антенны в метрах.
Для тех, у кого калькулятор не вычисляет квадратный корень , ниже приведена диаграмма зависимости радиогоризонта от высоты установки антенны. 
Подразумевается, что антенна второй радиостанции или приемника расположена на уровне земли (без подъема антенны). Если же антенна второй радиостанции или приемника тоже подняты над землей, то необходимо учитывать высоты обеих антенн и полученные дальности сложить.»
ПОМЕХИ
Помехами в данном случае мы будем считать ряд факторов, влияющих на дальность связи и ее качество. Среди них особого упоминания заслуживают следующие: ‘радиотень’, затухание и рассеяние сигналов, интерференция.
‘Радиотень’
Возникает в случаях, когда на пути распространения сигнала существует или периодически появляется какая-либо естественная или искусственная преграда: здания, сооружения, возвышенности, деревья, линии электропередачи, мачты, заграждения и т.п. В такие места сигнал либо не доходит вообще, либо доходит сильно ослабленным. К сожалению, бороться с проблемой экранирования весьма сложно. Пожалуй, единственным методом решения проблемы будет создание сложных систем связи с большим количеством зон ретрансляции. Но даже в многозоновых системах связи не всегда удается обеспечить стопроцентное покрытие заданной территории. Примером тому могут служить ‘дыры’ в зоне покрытия систем сотовой телефонии в Ташкенте (первые этажи и подвалы зданий в некоторых районах с плотной застройкой, дома с металлическими кровлями в частном секторе, тоннели, подземные переходы).
Затухание
Это ослабление сигнала по мере удаления от передатчика. Напрямую зависит от частоты сигнала — чем выше частота, тем больше затухание. Затухание можно скомпенсировать повышением мощности передатчиков и чувствительности приемников, а также использованием антенн с большим коэффициентом усиления. В некоторых случаях целесообразно использовать направленные антенны.
Рассеяние
Это неизбежное следствие распространения энергии из одной точки. Вспомните, как работает обычный электрический фонарик. Если сфокусировать отражатель фонаря таким образом, чтобы он светил тонким лучом, то можно будет осветить предметы на довольно большом расстоянии. Если же расфокусировать луч, то рассеянного света будет недостаточно, чтобы рассмотреть объекты уже на расстоянии нескольких метров.
Принцип распространения радиоволн аналогичен распространению света. Чтобы получить большую зону охвата необходимо направлять излучение во все стороны. В то же время с увеличением расстояния от передатчика, энергия, попадающая на единицу площади, будет уменьшаться обратно пропорционально квадрату расстояния. Рассеяние нельзя уменьшить (физика!), но можно компенсировать. Например, применив направленные антенны, фокусирующие радиолуч в одном направлении, но с неизбежным сужением зоны покрытия. Другим путем компенсации будет повышение мощности передатчика.
Интерференция
Это сложение двух или более волн, при котором амплитуда результирующей волны зависит от разности фаз исходных волн в данной точке пространства. Если складываются волны с одинаковой фазой, то амплитуда результирующей волны будет увеличиваться, а если с противоположными фазами, то уменьшаться, вплоть до 0. В реальных условиях из-за отражения волн от различных преград в точке приема может приниматься множество волн со смещенными друг относительно друга фазами и, следовательно, результирующий сигнал может измениться случайным образом.
Интерференция относится к наиболее сложному виду помех, влияющих на дальность связи. Она возникает, когда в точку приема приходит как прямой, так и отраженный от какого-либо препятствия сигнал с уже смещенной фазой. А если на приемную антенну попадают еще и гармоники — сдвинутые по частоте сигналы основного передатчика, — плюс близкие по частоте сигналы и гармоники других передатчиков, как прямые, так и отраженные, плюс вообще весь электромагнитный ‘мусор’ порожденный современной цивилизацией: Очевидно, что интерференция практически не поддается анализу и прогнозированию. Борьба с невидимым врагом всегда сложнее открытой битвы.
Мы перечислили только основные факторы, которые необходимо учитывать при проектировании и эксплуатации систем связи. При всей их ‘ужасности’ радиосвязь была, есть и будет выполнять возложенные на нее задачи. «
Ненаправленные стационарные антенны
Примеры конструкции стационарных антенн и их диаграммы направленности
Обычно такие антенны используются при построении систем связи в городах, на крупных промышленных объектах и везде, где необходимо охватить радиосвязью как можно большие площади, а абонентские радиостанции разбросаны произвольно или перемещаются.
Для обеспечения наибольшей дальности связи применяют эффективные и дорогостоящие многоэлементные стационарные антенны с высоким коэффициентом усиления.
Направленные антенны
Направленные антенны (другое название ‘Яги’ или ‘Удо-Яги’, по именам изобретателей) используют в тех случаях, когда необходима максимальная дальность связи в определенном направлении и в случаях, когда необходимо уменьшить помехи другим системам связи, находящимся вблизи. Направленные антенны относятся к дорогостоящим устройствам, поэтому их используют там, где факторы дальности и качества связи являются приоритетными. 
Направленная стационарная антенна
Примеры конструкции стационарной направленной антенны и её диаграмма направленности
Имеются сотни типов стационарных антенн различных по усилению, направленности, конструкции, цене и т.п. Разобраться в подобном многообразии под силу только квалифицированному и опытному специалисту.
Установка и настройка стационарных антенн
Нелегкая задача выбора антенны обычно сводится к компромиссному решению, когда при хронической нехватке средств, требуется обеспечить гигантскую дальность связи. Следует помнить, что кроме выбора и приобретения антенны, не менее, а то и более важной задачей является ее правильная установка и настройка.
При кажущейся простоте процесса, установка антенны является достаточно сложной задачей, так как при этом приходится решать вопросы прочности конструкции антенного хозяйства и окружающих сооружений, долговременной стабильности параметров, уменьшения взаимного влияния между антеннами разных каналов и другими системами.
Ошибки в монтаже и настройке могут привести к нежелательным искажениям диаграммы направленности, стать причиной появления ‘мертвых’ зон и даже привести к повреждению радиосвязного оборудования.
Автомобильные антенны
Автомобильные антенны, пожалуй, обросли наибольшим количеством заблуждений. Со сверкающими хромом набалдашниками и основаниями, с пружинками и коленцами, со светодиодами на конце — воистину нет предела человеческой фантазии. Увы, при всей заманчивости преобразования автомобиля в космический корабль, эффективность подобных чудес техники зачастую не лучше, чем у обычного отрезка проволоки.
Эффективные и качественные антенны лишены элементов, не имеющих отношения к физике. Обычно это простые и строгие конструкции, выполнены из прочных материалов и обладающие реальными техническими характеристиками, подтвержденными замерами, а не рекламными заявлениями.
Мы не будем останавливаться на конструкциях непосредственно антенн, потому что в подавляющем большинстве случаев они представляют собой гибкий штырь из прочной стали в 1/4 или 5/8 длины волны и выбирается в основном подходящее крепление.
Типы крепления автомобильных антенн
Варианты крепления можно разделить на три основные группы:
* В отверстие. Основание антенны крепится через отверстие в металле кузова на крыше, капоте, крыле и т.п. Такое крепление еще называют ‘врубным’. Это самый надежный и качественный вид установки. После монтажа антенны ее параметры во время эксплуатации практически не меняются, так как она постоянно остается на месте настройки. К сожалению, сверление монтажного отверстия в крыше или в другом месте кузова автомобиля может стать не заживаемой раной на душе владельца ‘железного коня’.
* С помощью струбцины. Позволяет устанавливать антенны на багажник, водосток, бампер, ребро жесткости или другой выступающий элемент кузова. Подобное крепление относится к съемным и позволяет при необходимости снимать и снова закреплять антенну. Среди недостатков более низкая прочность крепления по сравнению с ‘врубным’ и, как следствие, возможность утери и хищения. Кроме того многократный демонтаж и монтаж антенны может привести к поломке резьбового крепления и к излому коаксиального кабеля. Обычно при съемном монтаже антенн коаксиальный кабель прокладывается через окна или двери автомобиля. Это повышает нагрузку на кабель и при многократном пережиме может привести к его пережиму или обрыву.
* На магнитном основании. Можно использовать только при наличии у автомобиля ровной горизонтальной металлической поверхности — крыша, капот, багажник и т.п. Наиболее легко монтируемое и легкосъемное крепление. Недостатки — низкая механическая прочность, нестабильность параметров при установке в разные места, еще меньшая защищенность от хищения и потери при движении, чем у струбцины. Опасность повреждения и пережима кабеля аналогичные предыдущему методу. 
Положение антенны на кузове автомобиля
Как и в случае стационарных антенн, от правильной установки и настройки автомобильной антенны зависит качество и дальность связи. Кроме того эффективность работы будет существенно зависеть от местоположения антенны на кузове.
Варианты установки антенн в разных местах кузова легкового автомобиля и получаемые при этом диаграммы направленности. Кружком отмечено основание антенны.
Из приведенных диаграмм видно, что наилучшие результаты обеспечивает установка антенны в центр крыши автомобиля. При любом другом расположении диаграмма направленности, а соответственно и качество связи ухудшается.
Допустимой можно считать установку антенны со смещением от центра вперед или назад. Если же установка на крыше автомобиля невозможна, то следует стремиться к тому, чтобы антенна стояла как можно выше, располагалась вертикально и желательно по оси симметрии автомобиля. Рядом с ней не должно быть выступающих металлических предметов, соединительный кабель должен быть рассчитанной длины.
Влияние электромагнитного излучения на человека
При пользовании радиостанцией не следует забывать о влиянии электромагнитного излучения на водителя и пассажиров. К примеру, мобильный телефон для работы в сетях GSM-900/1800 имеет выходную радиочастотную мощность в переделах 0.25/0.125 Вт (CDMA — 0.6 Вт). В свою очередь выходная мощность передатчика автомобильной радиостанции может достигать 20, а в некоторых случаях даже 50 Вт.
Последствия влияния излучения относительно маломощных мобильных телефонов на человека пока остается предметом дискуссий специалистов, но опасное влияние электромагнитного излучения высокой мощности доказано и никем не подвергается сомнению. Во многих странах действуют нормативы, устанавливающие предельно допустимые уровни (ПДУ) электромагнитного излучения в местах нахождения людей. Опасность излучения возрастает с увеличением частоты, что учитывается в санитарных нормах. Если, к примеру, для частотного диапазона до 30 МГц предельно допустимая величина излучения составляет 10 вольт на метр, то в диапазоне 30-300 МГц опасный предел снижается в три раза, до 3 В/м. На практике это означает что радиостанции гражданского диапазона (27 МГц) с выходной мощностью 5 Вт менее опасны, чем УКВ радиостанции, работающие в диапазоне 134-174 МГц, к тому же с разрешенной выходной мощностью до 20 Вт.
Получить точные данные о мощности излучения в той или иной точке автомобиля при установке антенны в разных точках кузова можно только с помощью специальных замеров, но в любом случае необходимо стремиться к тому, чтобы расстояние между антенной и человеком было как можно больше. Дополнительную защиту обеспечит наличие между пассажирами и антенной металлической преграды в виде крыши автомобиля. Поэтому перед установкой антенны на переднем или заднем капоте автомобиля или в других местах непосредственной близости от водителя или пассажиров подумайте о последствиях. Помните, металл не прозрачен для радиоволн и крыша автомобиля, если только вы не любитель прокатиться с ветерком на кабриолете, обеспечивает достаточное экранирование от мощного воздействия электромагнитных волн на вашу голову и остальные части тела.