модуляция nfm что это
NFM и SSB: где и почему?
-утилитарную приземную связь (профессиональную и гражданскую; сюда же можно отнести «местную» радиолюбительскую);
Несколько особняком от рассмотренных типов связи отстоят:
-прямая радиосвязь с быстро движущимися космическими объектами;
-утилитарная и условно-«экспедиционная» радиосвязь с радиусом в несколько сот километров без «мертвой» зоны;
Утилитарная приземная голосовая связь предполагает прежде всего ее стабильность, высокую разборчивость и в большинстве случаев требует весьма ограниченной дальности от сотен метров в городской застройке и максимум в 10. 15 км на открытой местности.
Но это явно не всё.
Заметим, что разные по условным номерам субтоны, имеющие конкретные частоты в интервале ниже 300 Гц (и не пропускаемые УНЧ приемника), физически отстоят друг от друга всего на несколько герц. А теперь представьте, что произойдет, если вы с активированной функцией определения субтона, на SSB принимаете сигнал, этим субтоном оснащенным, но со сдвигом подавленной несущей вызывающего вас передатчика всего на десяток герц? Правильно: вы ничего не услышите, потому что к частоте субтона прибавится и частота сдвига, превратив его в совершенно другой субтон, который ваш приемник определит как «чужой» и не включится.
А вот при частотной модуляции такого не произойдет, так как даже достаточно большое, исчисляемое сотнями герц, отличие несущих приемника и передатчика повлияет лишь на уровень нелинейных искажений демодулированного сигнала. По той причине, что текущая амплитуда усиленного микрофонного сигнала в частотном модуляторе на стороне передачи приводит к пропорциональной этой амплитуде девиации (изменению текущей частоты относительно несущей), и именно с частотой модулирующего сигнала как параметра скорости девиации. Очевидно, что при несовпадении несущих на приеме и передаче никакого влияния на указанную скорость девиации не произойдет, и в итоге мы получим на выходе приемника спектр голосовых и субтональных сигналов в абсолютной точности с исходным, который был на стороне передачи.
Впрочем, идем дальше.
Совсем другой расклад – при организации стабильной прямой голосовой радиосвязи с быстро движущимися космическими объектами (например, с экипажами МКС и космических кораблей), которая чисто физически возможна исключительно на УКВ, так как даже на «верхних» КВ, при повышении МПЧ, что случается иногда и на частотах выше 30 МГц, да при радиоканале под малым углом к горизонту, радиолуч просто не «проткнет» ионосферу, а целиком от нее отразится.
-чувствительности приемника, в том числе выражаемой и в стремлении к максимальному сужению его полосы и соответствующей таковой модуляции SSB ;
-применении максимально узконаправленной антенны с сопутствующими ей высоким усилением и значительными габаритами.
Используя достаточно мощные передатчики (десятки ватт), повышенную чувствительность SSB (в конце статьи будет расчет от выгоды ее применения на стороне приема) и направленные антенны с усилением децибел 10. 12 и более, за счет дополнительной загоризонтной рефракции названную выше дистанцию можно увеличить еще процентов на 10. 15.
Кстати, указанная дальность связи в 300. 400 км безо всяких метеорадарных исследований, чисто из соотношения длины «скачка», его относительно плавной кривой и геометрии Земли, указывает на то, что высота «перегиба» рефрагирующего сигнала никак не может быть выше 2 км над поверхностью.
Для тех, кто не знает: есть серьезный, прогнозирующий «тропо» ресурс http://www.dxinfocentre.com/tropo_eeu.html
Некоторые общие замечания:
На УКВ подобная «конкуренция» сохраняется, но с той разницей, что здесь совокупные шумы радиотракта определяются не «тихим» тут эфиром, а шумовой характеристикой первого усилительного элемента приемного тракта. Потому-то именно на УКВ так важно использовать во входном каскаде приемника малошумящий компонент.
С учетом заданного соотношения сигнал/шум 12 дБ при не напрягающих слух искажениях (это и есть SINAD ), и коэффициента шума приемного тракта 1 дБ получим уровень входного сигнала:
Так что по чувствительности нам малость приврали, но не намного: менее, чем на 2 дБ.
Как говорится, почувствуйте разницу.
Термины, которые должны знать все пользователи радиосвязи
Сегодня в России купить рацию не проблема: рынок изобилует самыми разными предложениями по цене от 1000 рублей до бесконечности. Все мы знаем, ну или догадываемся, что модели отличаются друг от друга мощностью, радиусом действия, каким-то оригинальным функционалом, но на коробках часто прописываются какие-то сложные термины, непонятные рядовым пользователям.
Конечно, чтобы стать профессионалом радиосвязи, необходимо иметь базовые знания по физике, увидеть в работе разные модели и, желательно, поработать в этой области некоторое время. Но для того, чтобы перестать быть профаном и более уверенно себя чувствовать, покупая и выбирая себе радиостанцию, достаточно понимать, что означают некоторые термины. Специалисты компании «Путевой» расшифровали для вас основные термины, которые встречаются при описании раций.
Симплекс
Передача данных только по одному частотному каналу, тогда сигнал может передаваться только в одну сторону. Данный вид связи часто используется для соединения нескольких радиостанций (без ретрансляции).
Дуплекс
Вид радиосвязи, который осуществляется сразу по двум разнесенным каналам, в результате вы сможете и говорить, и слышать одновременно, как в обычном телефоне.
Полуплекс
Вид связи, когда для приема и передачи данных используются две разные частоты. В результате вы можете либо слышать собеседника, либо говорить.
Шумоподавитель (SOL)
Устройство, устанавливающее порог входного сигнала, ниже уровня которого динамик радиостанции будет отключен. Т.е. звуки тише определенного уровня будут восприниматься как шумы и не будут транслироваться. Чрезмерное повышение порога восприимчивости может привести к уменьшению дальности связи. Для прослушивания слабых сигналов или сигналов на уровне шумов шумоподавитель принудительно включают предназначенной для этого кнопкой или регулятором. Шумоподавитель может регулироваться вручную и автоматически. Из последних наиболее популярным стал ASQ, модели с ним традиционно более дорогие и качественные.
CTCSS
Система шумоподавления с тональным пилот-тоном. Устройство, реагирующее не только на превышение порога срабатывания полезным сигналом, но и на наличие в сигнале специальной тоновой посылки, так называемого CTCSS тона.
D C S
Цифровой кодовый шумоподавитель. Работает также как и CTCSS, но требует наличия в сигнале специальной цифровой последовательности (кода). DCS метод более помехоустойчив и имеет большее количество кодовых комбинаций, чем CTCSS.
DTMF система
Многочастотная система с двухтональным набором (как в телефоне). Применяется для осуществления избирательных вызовов по типу CTCSS или DCS, управления доступом и выхода в телефонную сеть в транковых сетях.
ARTS (иногда ATS)
Автоматическая система запроса и ответа в пределах зоны связи. При активизации системы ARTS радиостанция начинает периодически передавать кодированный DSC или CTCSS сигнал и ждет ответа от радиостанции корреспондента. Если ответа нет, оператору подается предупредительный звуковой сигнал о выходе за пределы зоны связи.
VOX (активация голосом)
Включение передатчика голосом. Эта функция дает возможность рации воспринимать и передавать сигнал без нажатия на специальную кнопку. По сути, она включается от шума определенной громкости. Функция весьма полезна, когда руки заняты.
APO
Автоматическое отключение питания. Энергосберегающая функция, которая помогает продлить срок службы батарей, автоматически выключая радиостанцию, если за определенное время не было ни одного вызова и ни одного нажатия.
AM модуляция (amplitude modulation)
Изменение амплитуды (модуляции) высокочастотных колебаний (несущей) передатчика с частотой звуковых колебаний информативного сигнала (речь, музыка и т.д.). Так как изменение амплитуды несущей происходит симметрично относительно нулевого значения, то в излучаемом сигнале с АМ модуляцией присутствуют как бы два полезных сигнала на так называемых нижней и верхней боковых полосах. В приемнике с АМ детектором детектируется (выделяется) только одна из них.
SSB (USB/LSB) модуляция
FM модуляция (Frequency Modulation)
То же, что и частотная модуляция (ЧМ). При этом виде модуляции частота несущей передатчика меняется в соответствии и информативным сигналом. По сравнению с АМ и SSB FM (ЧМ) сигнал в значительно меньшей степени подвержен помехам. Связано это с тем, что помехи, как правило, меняют именно амплитуду сигнала, а FM (ЧМ) детектор не чувствителен к амплитудным изменениям и не детектирует их.
WFM модуляция (wide FM)
Вид частотной модуляции, используемой для радиовещания и звукового сопровождения телевидения. Сигнал занимает широкую полосу (до 100 КГц) и требует большой мощности передатчика.
HF (High Frequency)
Диапазон частот от 3 до 30 МГц. Основные виды модуляции в этом диапазоне АМ и SSB.
VHF (Very High Frequency)
Диапазон частоты от 30 до 300 МГц. В описаниях радиостанций может обозначать участок от 136 до 174 МГц.
UHF (Ultra High Frequency)
Диапазон частот от 300 МГц до 3 ГГц. Применительно к радиостанциям означает использование частот от 400 до 512 МГц.
CB (Си-Би)
Участок диапазона в пределах 25,165 до 30,105 МГц. Используются АМ, FM, SSB виды модуляции. Используется для автомобильной связи.
LPD
PMR
PMR диапазон – участок диапазона радиочастот в пределах 446,00625-446,09375 МГц. Профессиональная связь (промышленное строительство, охрана и т.д.) Также возможно использование и для активного отдыха и экстремального спорта.
Сигнал окончания передачи (Roger)
При работе в симплексном режиме операторы, заканчивая передачу сообщения, произносят фразу: «перехожу на прием» или «прием», тем самым, давая понять корреспонденту, что они сейчас переключат радиостанцию на прием. Во многих современных радиостанциях существует функция автоматической подачи короткого звукового сигнала об окончании процесса передачи и выключении передатчика, так называемый Roger сигнал. Он может быть как однотоновым, так и комбинацией из двух-трех тонов.
Сканирование частот
Последовательный перебор частот. Шаг сканирования (минимальное изменение частоты) и скорость перебора этих частот определяется конструкцией аппарата. При наличии сигнала на какой-либо частоте сканирование приостанавливается, чтобы владелец рации оценил полезность услышанного. Далее сканирование может быть остановлено вручную или продолжено.
Канал
Сканирование каналов
Последовательный или программируемый перебор значений частот в ячейках памяти синтезатора. В многодиапазонных связных устройствах программированный перебор каналов позволяет перейти от ячейки с частотой диапазона, например UHF, сразу к ячейке с частотой VHF или любого другого, используемого в этой конструкции.
Модуляция nfm что это
УТЕЧКА ИНФОРМАЦИИ В РАДИОЧАСТОТНОМ ДИАПАЗОНЕ
МЕТОДЫ СЪЁМА ИНФОРМАЦИИ
Следующие три канала утечки информации, перечисленные ранее а, именно:
г) с помощью высокочастотного навязывания в радиодиапазоне;
д) с помощью внесенных радиозакладных средств;
е) с помощью использования побочных электромагнитных излучений от оргтехники
выделим в одно направление, т.к. методы защиты от них одинаковы.
Канал съёма информации с помощью метода высокочастотного навязывания в радиодиапазоне. Данный метод основан на облучении мощным ВЧ-сигналом нелинейных элементов, которые являются частью интерьера контролируемого помещения или специально внесённые, подготовленные пассивные устройства. В первом случае для радиоразведки нет необходимости проникать в офис, но эффективность съёма информации мала. Оператор облучает контролируемое помещение мощным направленным радиосигналом и, изменяя ориентацию передающей антенны и частоту излучения, добивается устойчивого приёма.
Во втором случае в офис вносится пассивная закладка, работающая на определённой частоте, в комплекте с ней поставляется облучающий генератор и специальный приёмник. Так как характеристики такой закладки известны, то работа с ней намного облегчается. Пассивные закладки не имеют своего питания, малогабаритны, практически не имеют демаскирующих признаков, могут быть выполнены в виде авторучки, календарика, визитки, предметов обстановки.
Физика явления следующая. Звуковые волны воздействуют на нелинейный элемент, который в результате меняет свои физические параметры (ёмкость, индуктивность ит.д.). В свою очередь, если нелинейный элемент зондировать достаточно мощным радиосигналом, то происходит переизлучение радиосигнала. Воздействие звуковых волн и зондирующего радиосигнала на нелинейность приводит к тому, что переизлучается модулированный звуком радиосигнал, который принимается приёмником.
Наглядно данный эффект можно ощутить с помощью прибора нелинейного радиолокатора, используя его в режиме 20К. При попадании в зону его действия нелинейного элемента с большой поверхностью (например ЖКИ дисплей настольных часов) вы можете услышать окружающий вас звуковой фон.
Данный вид съёма информации интересен, но очень дорогостоящий и требует использования большой мощности излучения.
Следующий метод – «внесённые радиозакладки». Сейчас в обращении радиозакладок разного типа великое множество. По типу применяемого в них звукового датчика их можно распределить на группы: телефонные радиозакладки, радиостетоскопы, радиомикрофоны. В любом случае в их состав входит радипередатчик, работающий на определённой частоте, с определённой мощностью и модуляцией, с определённым алгоритмом включения.
По рабочей частоте и типу модуляции закладки можно распределить следующим образом:
Закладки, использующие частоты УКВ и FM бытовых приёмников. Как правило, такие закладки радиолюбительского исполнения, чаще всего с WFM (широкополосной) модуляцией, используемой в бытовых приёмниках, в примитивном исполнении. Сигнал от такой закладки легко обнаружить с помощью простого приёмника. Несмотря на примитивность и лёгкое обнаружение, такие закладки и приёмное устройство к ним очень дёшевы, а свои функции выполняют успешно. Многие пользователи поисковых комплексов в ходе спецпроверки не уделяют должного внимания диапазону радиовещательных станций и пропускают такие устройства. Часто такие закладки устанавливают как отвлекающие от более серьёзных устройств. Реже в качестве приёмников используются носимые радиостанции, поэтому существует небольшое количество радиолюбительских закладок, рассчитанных на диапазон 110-160мГц с модуляцией NFM (узкополосная).
Дешевизна и доступность радиозакладок, работающих в диапазоне радиовещательных станций, ведёт к их широкому применению.
Для работы в многоэтажных зданиях, где актуально работать с отражённым сигналом, часто применяются закладки, работающие в гигагерцовом диапазоне частот.
Мощность применяемых вносимых закладок колеблется от 2мВт до 50мВт. Более мощные закладки требуют крупногабаритных элементов питания, кроме того, мощный радиосигнал является демаскирующим фактором. Как правило, более мощные радиозакладки используются в носимом варианте, т.е. маскируются в одежде оператора и применяются в случае необходимости отследить эпизод конкретной беседы.
Иногда для работы с закладкой на большом расстоянии, совместно с маломощной закладкой, установленной в контролируемом помещении, применяется мощный ретранслятор, установленный в безопасном для обнаружения месте.
Стоимость профессиональных закладок, как правило, не меньше 200$, а иногда значительно выше этой суммы. Стоимость профессионального приёмника от 500$.
Другой новый вид радиозакладных устройств основан на применении GSM технологий. С повсеместным развёртыванием и удешевлением тарифов сотовой связи возникла возможность использовать мобильный телефон в качестве радиозакладки. Устройство закладки и её реализация очень простое и неоднократно описывалось в радиолюбительских ресурсах Интернет. К разъёму гарнитуры сотового телефона пристыковывается выносной микрофон, устанавливается режим автоподнятия трубы, вынимаются все лишние детали (дисплей, клавиатура, динамики, бузеры и т. д.), резервируется питание сетью 220В, и всё это скрытно устанавливается в контролируемое помещение. В результате мы имеем устройство, которое можем активировать в любой момент с любого телефона, в любой точке земли, и прослушать аудиоинформацию из контролируемого помещения, при этом демаскирующих устройство факторов минимум, так как радиосигнал телефона надёжно «прикрывается» работой большого количества мобильных телефонов данного стандарта. Стоимость недорогого телефона меньше 100$, специальный приёмник не нужен, удобство пользования очевидно, всё это делает применение таких устройств весьма привлекательным для ведения радиоразведки.
По типу питания радиозакладки можно разбить на два основных класса: с автономным питанием (закладки имеют ограниченный ресурс продолжительности работы) и с сетевым питанием (неограниченный ресурс времени работы). Иногда можно встретить маломощные закладки с аккумуляторным источником питания и подзарядкой от солнечных батарей, продолжительность работы таких устройств практически неограничена.
По типу включения радиозакладки можно распределить следующим образом: постоянно действующие закладки, закладки с системой акустопуск, закладки с дистанционным включением. Понятно, что постоянно действующие закладки имеют самый маленький ресурс работы без замены питания, система акустопуск позволяет заметно увеличить время работы, дистанционное управление позволяет использовать закладку до нескольких месяцев.
Внешний вид закладок приёмников, их краткие характеристики приведены в иллюстрации.
В заключение раздела, несколько слов о перехвате информации с помощью регистрации побочных электромагнитных излучений. Лет восемь назад широко обсуждался опыт по перехвату изображения с дисплея персонального компьютера с помощью доработанного чёрнобелого телевизора «Шилялис» на расстоянии в несколько сотен метров. Конечно, с тех пор защита от излучений мониторов повысилась, но и аппаратура перехвата побочных электромагнитных излучений тоже не стояла на месте. Поэтому этот наглядный пример должен и сейчас заставить задуматься о перехватах информации таким способом. Побочные электромагнитные излучения возникают при работе любой оргтехники вследствие образования высокочастотных гармоник при обработке сигнала. Эти гармоники в радиочастотном диапазоне регистрируются с помощью приёмников и таким образом происходит доступ к обрабатываемой орг. техникой, информации.
Радиомикрофон с кварцевой стаби 
лизацией частоты
«Брусок»
Назначение: контроль акустической информации с передачей по радиоканалу.
Радиомикрофон выполнен в виде деревянного бруска прямоугольной формы со съемной верхней панелью, под которой имеется отсек для внутреннего питания от 2-х элементов типа 1,5 В АА. Включение радиомикрофона производится сразу после установки элементов питания в батарейный отсек. Для повышения эффективности работы радиомикрофона не рекомендуется располагать изделие вблизи возможных источников акустических помех.
Кварцевая стабилизация частоты позволяет исключить уход частоты при воздействии различных дестабилизирующих факторов.
Микрофон расположен на боковой поверхности бруска.
В подавляющем большинстве случаев речевой радиообмен в КВ, Си-Би и УКВ диапазонах предполагает использование амплитудной (АМ), частотной (FM) и однополосной (SSB) модуляции. Несколько особняком стоит телеграф (CW). Последний вид модуляции по мнению многих считается отмирающим, невзирая на его огромную дальнобойность при прочих равных условиях, из-за необходимости соответствующей квалификации оператора. К сожалению освоить «ключ» действительно непросто, да и скорость работы телеграфом в любом случае заметно ниже скорости радиообмена «голосовыми» видами модуляции. Но не обратить на него внимание было бы ошибкой. Итак, рассмотрим виды модуляции поподробнее, по мере возрастания их эффективности.
1. Амплитудная модуляция (АМ) по сути изменяет выходную мощность передатчика, согласно изменению звука. Наименее эффективный вид модуляции, так как большая часть мощности передатчика тратится, по сути, на излучение несущей частоты, и лишь малая часть этой мощности несет полезную информацию. Аппаратура связи, работающая с этим видом модуляции, подвержена очень многим видам помех, как по приемной, так и по передающей стороне. Однако, в силу простоты техники для работы в этой модуляции, она получила десятилетия назад очень серьезное распространение. Сейчас в АМ работают в основном ДВ/СВ/КВ вещательные радиостанции, в ней ведется радиообмен между самолетами гражданской авиации и наземными службами на ближних подступах. По полувековой традиции в АМ работает международно принятый дорожный (дальнобойный) канал (15 АМ на частоте 27.135 МГц). Пожалуй, в сиби диапазоне амплитудная модуляция нужна только в этом канале, и больше нигде в нем не применяется. (В некоторых регионах дальнобойщики используют «свои» местные каналы, например, польские водители часто общаются в 28 канале в «нулях» (частота 27280 кГц), но тоже чаще всего в АМ.) В наше время использование амплитудной модуляции для передачи звука (голоса) скорее дань традиции. В любительских или служебных УКВ бэндах она не получила какого-то распространения, за исключением так называемого «авиационного диапазона» (118-136 МГц). В то же время аналоговое эфирное телевидение во всем мире для передачи «картинки» использует именно амплитудную модуляцию.
2. Частотная модуляция (FM) накладывает звуковую информацию на несущую частоту посредством некоего изменения ее значения, то есть излучаемая частота «плавает» в определенных пределах, согласно изменению звука. Размах этого изменения называется девиация. В сиби, вещательных УКВ и любительских/профессиональных УКВ диапазонах приняты разные значения девиации.
Таким образом, в полосе одного радиовещательного FM передатчика «помещается» без взаимных помех 16-20 каналов радиосвязи. В полосу же одного телевизионного вещательного передатчика (8 МГц) «влезает» до 800 каналов голосовой AM или FM радиосвязи.
Если не брать вещательную WFM в расчет (здесь «по правилам игры» можно пожертвовать огромной излучаемой мощностью и при этом весьма скромной при прочих равных условиях дальностью уверенного приема ради его высокого качества), частотная модуляция куда эффективнее, помехозащищеннее и «дальнобойнее» амплитудной. На практике при прочих равных условиях, к примеру на частотах сиби диапазона, дальность связи растет где-то в 1,5 раза при переходе из АМ в FM.
Не получив распространения в КВ служебных и радиолюбительских диапазонах, частотная модуляция стала практически единственным видом модуляции в сиби и любительских/служебных УКВ диапазонах в силу эффективности и удобства повседневного использования.
3. Однополосная модуляция (SSB) сложнее и в схемотехнической реализации и в повседневном использовании (в силу чего редко применяется на транспортных средствах), да и в объяснении сути такого способа наложения звуковой информации на радиочастоту пожалуй тоже. Тем не менее попробую.
Предположим, что Вы промодулировали по амплитуде радиосигнал частотой в 1 МГц звуковым сигналом в 1 КГц. Математически в этом случае выходная мощность передатчика поделится на три неравных по выходной мощности сигнала (несущая частота 1 МГц + частота несущей за вычетом частоты модулирующего сигнала или нижняя боковая полоса 999КГц + сумма частоты модулирующего сигнала и несущей частоты, или верхняя боковая полоса). Собственно говоря, информацию о звуковом сигнале будет нести лишь малая часть выходной мощности передатчика, а львиная доля ее будет уходить в разогрев воздуха. Так от половины (теоретический минимум) до 80-90 процентов (на практике) мощности передатчика уйдет на формирование несущей частоты, а верхняя и нижняя боковые полосы будут нести полезную информацию о голосе оператора. При этом как верхняя (USB), так и нижняя (LSB) боковые полосы будут содержать полную информацию о наложенном звуке.
Возникает резонный вопрос: зачем излучать несущую и одну из боковых полос, бесполезно растрачивая до 90% мощности передатчика?
Оказывается, делать это совершенно необязательно, и схемотехнически подавив все, кроме нужной нам боковой полосы, мы получаем однополосную модуляцию.
При прочих равных условиях этот вид модуляции из «голосовых» наиболее эффективен по дальнобойности, но неудобен в работе тем, что для полноценного приема речевого сообщения необходимо точно настраиваться на частоту передачи. В силу разных причин настройку приходится уточнять фактически в процессе ведения радиообмена, а неточность настройки в 100-200 Гц уже ощутимо сказывается на разборчивости речевого сообщения.
Полоса частот, занимаемая одним SSB передатчиком, соответствует полосе передаваемого голосового сигнала (около 3-3,5 кГц), что в 3-4 раза Уже, чем у АМ или NFM передатчика.
В силу описанных причин данный вид модуляции получил распространение в основном в служебных и любительских КВ бэндах. В сиби диапазоне, как и в УКВ любительских диапазонах, применяется крайне редко, а в служебных УКВ диапазонах применения вообще не нашел.
В радиолюбительских КВ бэндах на частотах ниже 10 МГц принято работать в LSB, а выше в USB. Служебные радиостанции в основном используют USB.
4. Телеграф (CW) в наше время в основном используется в радиолюбительских КВ (и намного реже в УКВ) диапазонах. В силу того, что детектирует эту модуляцию по большому счету человеческий мозг, а не «железо», при должной квалификации оператора на протяжении более чем века данный вид модуляции уверенно держит первенство по дальнобойности/эффективности при прочих равных условиях. Помехозащищенность телеграфа также выше всяких похвал, и опытный телеграфист в состоянии принимать сообщения фактически даже при отрицательном соотношении «полезный сигнал/шум», но к сожалению остается все меньше людей, умеющих грамотно работать на ключе.