К одной из моих статей пришёл такой комментарий:
Александр Ушаков
В лесу, так же и в других местах лучше работают радиостанции в диапазоне средних волн, например на частоте 1,7 МГц, старые станции "Карат-М" и им подобные, при мощности 1 Вт возможна связь более 100 км. Единственная проблема это помехозащищённость, но применение однополосной модуляции по сравнению с чисто АМ модуляцией улучшает и этот параметр. И это неоспоримым факт.
Во-первых, частоты, указанные автором комментария, это не "диапазон средних волн", а коротковолновый диапазон (КВ).
Во-вторых, в статье обсуждалась работа в лесу портативных радиостанций с компактными антеннами (под компактными антеннами подразумеваются штатные антенны портативных радиостанций длиной от 14 см до 30-50 см - более длинные антенны в условиях плотного леса в переносном варианте использования применять проблематично).
А в диапазоне КВ антенны длиной десятки метров. Нет портативных раций с компактными антеннами на частоте 1,7 МГц, т.к. из-за колоссальной степени укорочения рации с такими компактными антеннами (14-30 см) на этих частотах неработоспособны.
Технически тот же Карат-М, упомянутый автором комментария в качестве примера, мог работать с укороченной антенной (разборный штырь с длиной в собранном состоянии почти 2 метра), но дальность будет меньше, чем с "правильной" антенной длиной - на этих частотах - несколько десятков метров, да и ходить по плотному лесу с 2-метровой антенной не реально, использовать можно только в лагере как базовую антенну.
В целом применение портативных радиостанций КВ диапазона с компактными (удобными для переносной работы в лесу с физическими размерами до 30-50 см) антеннами - не приведёт к стабильной и дальней радиосвязи из-за резкого падения эффективности сильно укороченных антенн
Дальность связи в лесу определяется тремя факторами:
1) чем ниже частота, тем лучше (меньше поглощение энергии радиоволны из-за диэлектрического нагрева (межмолекулярного трения полярных молекул воды, содержащихся в ветках-стволах-коре и зелени деревьев) плюс лучше огибание препятствий - неровностей рельефа и плотных групп деревьев.
Уровень поглощения энергии радиоволны в плотном лесе на много десятков дБ выше в высокочастотной части спектра, чем в низкочастотной (деревья для высокочастотных радиоволн выполняют роль пиццы в микроволновке - поглощают энергию и переводят её в тепло, тот же механизм разогрева, что и в микроволной печи. Эффективность такого теплового разогрева тем выше, чем выше частота, на низких частотах (27 МГц, например) потери незначительны.
В силу законов дифракции максимальный размер препятствия, которая радиоволна способна обогнуть, определяется длиной волны. В диапазоне UHF длина волны 0,7 м, в диапазоне VHF - 2 м, в диапазоне cb - 11 м, в диапазоне КВ есть разные участки, если рассматривать работу упомянутого комментатором Карата-М(1,7-1,8 МГц) - то 160 метров.
2) коэффициент усиления укороченных компактных антенн: тут чем выше частота - тем меньше коэффициент укорочения и эффективнее компактные антенны.
Если рассматривать полноразмерные антенны - но в диапазоне КВ это десятки метров - то в соответствии с той же формулой Фрииса, например, лучше работать будут низкочастотные радиостанции.
Если рассматривать эффективность компактных антенн - то следует учитывать, что есть и другие факторы помимо степени укорочения, влияющие на работу антенны (например, ширина полосы эффективности, резонансное усиление по частоте, диаграмма направленности излучения...).
Антенны одного диапазона частот с примерно одинаковыми габаритами в зависимости от своего конструктивного исполнения могут существенно отличаться по эффективности и обеспечиваемой дальности радиосвязи.
Показателен тест работу на передачу портативных радиостанций диапазона 27 МГц, проведённый известным радиоблогером Алексеем Игониным (он относится к числу "ненавистников" портативных радиостанций диапазона 27 МГц как класса - видимо, в своё время имел печальный опыт работы с откровенно слабыми по параметрам приёмо-передающего тракта и штатных антенн импортными образцами радиостанций в этом диапазоне частот) поэтому его тесты никак нельзя упрекнуть в излишней лояльности к продукции КБ Беркут:
В этом тесте проверялась работа на передачу считающейся лучшей (и кстати - по стоимости в 2 с лишним раза превышающей стоимость флагманских моделей раций КБ Беркут) среди импортных портативных радиостанций диапазона 27 МГц Stabo xh9006e (более известной в России под названием President Randy II) и отечественной портативной Си-Би (27 МГц) рации Штурман-90 (сейчас КБ Беркут вместо неё выпускает более продвинутую модель Штурман-180, в которой эффективность штатной 33-см антенны несколько больше, чем у принимавшей участие в тесте 30-см антенны Штурмана-90, а участвовавшая в тесте ультракомпактная 14-см антенна в Штурмане-180 такая же, как была в Штурмане-90).
При работе на передачу радиостанция Stabo xh9006e со штатной 20 см антенной обеспечила на принимающей базовой радиостанции 0 "кубиков" уровня сигнала. А радиостанция Штурман-90 - с гораздо более высоким качеством модуляции - при работе с 14-см антенной - 1 "кубик", а при работе с 30-см антенной флекс с противовесом - 5 "кубиков" уровня сигнала (в комплект поставки радиостанции Штурман входит 2 антенны). Что характерно - даже с 14-см антенной от Штурмана рация Stabo работала в этом тесте гораздо лучше, чем со свей родной 20-см антенной (доказательство того, что не единым коэффициентом укорочения определяется эффективность компактной антенны).
При этом формально уровень выходной мощности передатчика (измеренный на приборе на эквивалент нагрузки) у этих радиостанций был примерно одинаковый (на деле реальная излучаемая мощность рации Штурман выше, т.к. у раций производства КБ Беркут КПД передатчика остаётся одинаково высоким при работе с любой антенной, а у импортных раций резко падает при работе со компактными антеннами, приведу пример измерения параметров раций Штурман-180 и Alan 42 DS - у Stabo передатчик схемотехнически построен аналогично Алану):
Отдельно хотелось бы остановиться на зависимости дальности передачи от расстояния радиостанции с компактной антенной от головы или тела оператора, см. соответствующий тест:
3) уровень природных и техногенных электромагнитных помех (экспоненциально растёт с понижением частоты) - тут преимущество у высокочастотных раций, для адекватной работы низкочастотных требуются схемотехнические ухищрения, повышающие уровень избирательности и ширины динамического диапазона приёмника.
Влияние помех на дальность и качество радиосвязи (а, соответственно, важность высокого уровня помехозащищённости, определяемого уровнем избирательности, шириной динамического диапазона приёмника и параметрами антенны - широкополосные антенны собирают больше помех, перегружающих приёмник) - сложно переоценить.
Приведу пример теста работы раций разных диапазонов частот и с разными типами модуляции в условиях леса при наличии электромагнитных помех:
Если рассматривать - что было сделано в статье, к которой пришёл комментарий - предназначенные для переносного использования с компактными (14-50 см) антеннами портативные рации (в КВ с такими антеннами рации работать не будут) - то оптимальны для связи в условиях плотного леса с перепадами высот рации диапазона 27 МГц с адекватными параметрами приёмника (помехозащищённость, возможность работы со слабым сигналом) и хорошими антеннами (с высоким резонансным усилением).
В условиях города или открытого пространства в силу меньшей степени укорочения штатных компактных антенн и меньшего уровня техногенных электромагнитных помех на высоких частотах целесообразнее использовать высокочастотные - VHF/UHF - радиостанции. Но в условиях плотного леса с перепадами высот наиболее дальнюю и стабильную радиосвязь обеспечат низкочастотные (27 МГц) радиостанции - при условии адекватных параметров приёмо-передающего тракта и использованных антенн.
Приведу в пример несколько тестов работы раций разных диапазонов частот в лесу, в которых радиостанции диапазона 27 МГц производства КБ Беркут работали лучше зарубежных радиостанций диапазонов 27 МГц, 145 МГц, 433 МГц:
Если Вы интересуетесь радиосвязью - ставьте лайки и подписывайтесь на канал Конструкторского Бюро Беркут в Дзене.
Спасибо!
