Сегодня мне прислали ссылку на проведённый блогером Алексеем Игониным тест работы раций диапазона 27 МГц и 136-174 МГц в лесу:
Хотелось бы разобрать допущенные автором (Алексеем Игониным) ошибки и определённые натяжки в ходе проведения этого теста и обсуждения его результатов.
Во-первых, для работы с рацией Штурман-90 Алексей Игонин выбрал предназначенную для удобства работы на ближних дистанциях ультракомпактную 14-см антенну (тогда как в комплект поставки рации Штурман-90 входит вполне удобная в работе гибкая 30-см антенна, предназначенная для работы на дальних дистанциях - с ней дальность связи существенно выше).
Во-вторых, у Алексея Игонина наблюдается привычка удерживать рацию при передаче в 5 см от головы. Такое расстояние вполне допустимо при работе с рациями диапазона 136-174 МГц и тем более 400-520 МГц, но в диапазоне 27 МГц для адекватной эффективности антенно-излучающей системы (соответственно, дальности радиосвязи) необходимо удерживать портативную рацию со штатной компактной антенной на расстоянии не менее 20 см (лучше - 30-40 см) от головы оператора. Связано это с разной протяжённостью ближней зоны излучения на разных частотах.
Дело в том, что радиоизлучение "рождается" не в самой антенне - антенна формирует вокруг себя так называемую "ближнюю зону излучения" (длина волны, делённая на удвоенное число Пи), каждая точка которой (чем ближе точка к антенне - тем сильнее) участвует в формировании радиоволны. Особенно для интенсивности сформированной радиоволны важны 25% пространства ближней зоны вокруг антенны. Если голова (или тело) оператора находятся внутри этой самой важной части ближней зоны излучения - резко падает эффективность антенно-излучающей системы и значительно уменьшается дальность связи.
В диапазоне 136-174 МГц такая "критически важная" часть ближней зоны составляет всего 1-2 см (но - конечно - лучше держать рацию подальше, хотя бы на расстоянии 5-10 см - дальность будет несколько выше).
А в диапазоне 27 МГц критически важная часть ближней зоны, в которой не допустимо без резкого снижения дальности связи тела (головы) оператора составляет 40 см. Если передавать, удерживая рацию диапазона 27 МГц на расстоянии 40 см от головы - дальность связи будет гораздо больше, чем при расстоянии (как в данном тесте от Игонина) в 5 см от головы.
Современные модели радиостанций диапазона 27 МГц производства КБ Беркут хорошо передают даже шёпот на расстоянии в 40 см от головы оператора, можно спокойно говорить, удерживая рацию на вытянутой руке.
Это сделано специально для увеличения дальности радиосвязи (в руководстве по эксплуатации рации Штурман-90 об этом указано - но, видимо, Алексей Игонин - как и большинство других людей - не читают руководство по эксплуатации...)
Большинство производителей импортных радиостанций диапазона 27 МГц об этом как-то не задумываются - и поэтому, например, с Аланом 42 просто невозможно адекватно работать при расстоянии больше 5 см (низкая чувствительность микрофона не даёт) - что является одной из причин низкой дальности связи данной рации в переносном варианте.
В-третьих, чаще всего радиостанции в лесу используют в тёплое время года - когда в лесу и в подлеске обилие листвы. Плотная листва сильно поглощает радиоволны - и степень этого поглощения резко увеличивается с ростом частоты (в основном это связано со спектром поглощения входящей в состав листвы и хвои воды).
Так, измерения американских учёных показывают, что на расстоянии, на котором плотная листва поглощает энергию радиоволны на частоте 30 МГц на 48 дБ - на частоте 100 МГц уровень ослабления уже 86 дБ.
Если привести аналогию с акустикой, чтобы легче было понять разницу в уровнях поглощения - 48 дБ соответствует негромкой речи, а 86 дБ - грохоту проносящегося поезда.
Тест Игонина проведён в условиях "голого" леса - листвы ещё нет.
Главное преимущество при работе в лесу раций диапазона 27 МГц проявляется даже не в отмеченной вскользь Игониным возможности огибать более протяжённые препятствия (что, конечно, отнюдь не лишнее), - а в том, что уровень поглощения энергии радиоволны диапазона 27 МГц плотной листвой и хвоей гораздо слабее, чем на частотах 136-174 МГц (для гражданской радиосвязи, кстати, не разрешённых, в отличии от 27 МГц - но сейчас речь не о том), и - тем более - на частотах 400-520 МГц.
В зимнее и весеннее время - когда листвы нет - преимущество раций диапазона 27 МГц на рациями диапазона 136-174 МГц при работе в лесу не очевидно. В условиях ровного рельефа - без резких многометровых перепадов высот - рации диапазона 136-174 МГц могут вполне работать дальше раций диапазона 27 МГц.
Рации диапазона 400-520 МГц (в который входят выделенные для гражданской связи частоты 433 и 446 МГц - и в таких условиях обычно существенно проигрывают адекватно сделанным (и правильно используемым) рациям диапазона 27 МГц.
В четвёртых, теста Алексея Игонина стартует с "аксиомы" о низкой эффективности компактных антенн в диапазоне 27 МГц (а далее проводится сам тест в подтверждение этой заранее заявленной аксиомы. Не последовательно проверяется дальность связи - с постепенным увеличением дальности, с работой из точек с разным рельефом (понижением высоты). А сразу проверяется точка на удалении 5 км (на которой с компактной 14-см рации диапазона 27 МГц работать и не должны - и не работают. А вот с входящей в комплект поставки 30-см антенной Штурманы работают в лесу с "зелёнкой" обычно на 5-8 км - и при этом редкая моторола 2-метрового диапазона (136-174 МГц) в плотном лесу с листвой работает дальше 4 км (тогда как при ровном рельефе и без плотной листвы дальность вполне может достигать и 6-7 км).
С антеннами суперфлекс new (50 см) - довольно много отзывов о работе в лесу с листвой раций диапазона 27 МГц Штурман на 10-15 км (что-то я никогда не слышал о подобной работе в лесу - с листвой - раций диапазона 136-174 МГц даже с удлинёнными - на уровне тех же 50 см, что и у суперфлекса - антеннами).
А теперь по поводу зависимости КПД укороченных антенн от частоты. Разумеется она есть, и очень сильная. Но следует учитывать ещё и резонансное усиление. В рациях диапазона 136-174 МГц резонансное усиление штатной компактной антенны обязано быть низким - т.к. антенна должна работать в очень широкой полосе частот - почти 40 МГц.
Полоса эффективности штатных антенн Штурмана-90 - всего 0,5 МГц, антенна ГОРАЗДО более узкополосная, с высоким резонансным усилением. Что - хотя и не полностью - в существенной степени снижает разницу в КПД.
Этот факт уважаемый (это не фигура речи - я считаю его одним из наиболее адекватных и профессионально подготовленных) Алексей Игонин не рассматривает в принципе - а применение остро-резонансных узкополосных антенн и призвано компенсировать более низкий КПД из-за более высокой степени укорочения при работе в низкочастотных диапазонах.
В заключение приведу несколько тестов дальности радиосвязи в условиях плотного леса (с листвой и хвоей и с перепадами высот) раций диапазона 27 МГц (в т.ч. производства КБ Беркут - Штурманов, Беркутов) и импортных раций диапазонов 136-174 МГц/400-520 МГц (в т.ч. 10-Вт-ных моделей, обеспечивающих в лесу более высокую дальность связи, чем использованные в тесте Игонина 5-Вт-ные моторолы.
Сразу оговорюсь, чтобы в меня не бросали кирпичи фанаты моторол - у моторол хорошие приёмники на базе честного супергетеродина с двойным ПЧ - что даёт им преимущество при работе в городе в присутствии промышленных помех, там они будут работать дальше, чем в 2 раза более мощные рации с приёмниками прямого преобразования на базе RDA чипов с DSP. Но в условиях леса разница по приёму будет незначительна, а в 2 раза более высокая мощность передатчика даёт рациям типа Vostok ST-101DW существенное преимущество в дальности перед моторолами).
Выводы
Разумеется, эффективность укороченных антенн в диапазоне 27 МГц сильно проигрывает эффективности полноразмерных антенн.
Если с полноразмерными (четверть длины волны 2,7 м или ещё более эффективными - 5/8 длины волны) антеннами в диапазоне 27 МГц связь на несколько десятков км - это норма, то дальность связи с укороченными антеннами - в зависимости от их эффективности и условий радиосвязи (уровня природных и техногенных помех, характера почвы и насыщенности её влагой, типа растительности и рельефа местности - и даже того, как именно держать рацию - на расстоянии 5 см или 25 см, двумя пальчиками или плотно обхватив ладонью в нижней части корпуса - рука оператора за счёт емкостной связи играет роль противовеса в любых - а далеко не только в высокочастотных диапазонах - и в диапазоне 27 МГц при настройке компактных антенн это обязательно учитывается)- единицы км.
Но никто - в т.ч. и я в данной статье - и не утверждал, что, к примеру, с ультракомпактной - с очень высокой степенью укорочения - антенной 14 см в диапазоне 27 МГц , предназначенной для удобства работы при связи на близких расстояниях 2-3 км (которую использовал в тесте Алексей Игонин, даже более короткую, чем 16-17 см антенны (с гораздо меньшей степенью укорочения относительно полноразмерных) использованных в тесте моторол диапазона 145 МГц) возможна стабильная дальняя радиосвязь.
С такой 14-см антенной связь в лесу на 5,5 км в диапазоне 27 МГц маловероятна.
Особенно удивляет такое использование раций, как сделано Игониным и его ассистенткой в тесте :
- удерживали рации диапазона 27 МГц на расстоянии менее 5 см от головы. В отличии от раций диапазонов 136-174/500-520 МГц, где 5 см вполне достаточно - для эффективности антенно-излучающей системы при работе с рациями диапазона 27 МГц (см. объяснение выше по тексту статьи) рацию надо удерживать на расстоянии не менее 20 см от головы оператора, иначе дальность передачи падает. Ранее - после одного из его (Алексея Игонина) прошлых роликов - я ему писал (и знаю, что он прочитал это сообщение) и объяснял причины, что для высокой дальности связи рацию Штурман-90 следует удерживать при передаче на расстоянии 20-40 см от головы, а не 5 см).
- удивляет, что Алексей Игонин не применил с рацией Штурман-90 штатную (идущую в комплекте поставки) гораздо более эффективную 30-см антенну, предназначенную - в отличии от 14-см - для дальней связи. С ней связаться на 5,5 км при правильном использовании радиостанций было бы вполне возможно (при отсутствии рядом с точкой приёма или передачи каких-либо источников помех - например, военных локаторов, в лесу - в зависимости от разных условий и факторов - рации Штурман-90 в режиме FM - частотной модуляции - работают с 30-см антеннами обычно в диапазоне от 4 до 10 км. Чаще всего на 6-7 км. В данном случае в роли второй рации диапазона 27 МГц выступал не Штурман-90, а "штабо" (он же prezident randy II), несколько уступающий Штурману по параметрам приёмника (хуже избирательность и ширина динамического диапазона при вполне адекватной чувствительности и адекватной по параметрам применённой 27 см антенне - хотя бы не предназначенном для ближней связи 14-см коротыше у Штурмана), что так же могло несколько ухудшить результаты теста
- так же удивляет выбранное Игониным для доказательства своей теории (краткое её содержание - 27 МГц с компактными антеннами всегда в лесу хуже, чем 145 МГц) место связи (сосновый бор с полным отсутствием подлеска - понятно, что одиночные стволы деревьев радиоволна 2 м (145 МГц) обогнёт без проблем, если бы он пытался связаться из низины - или между точками связи были бы холмики, а не показанные в обзоре "низины" - тогда у диапазона 27 МГц были бы хоть какие-то преимущества по огибанию препятствий) и время выбора теста (ранняя весна - нет листвы, которая поглощает энергию высокочастотного радиоизлучения гораздо интенсивнее, чем низкочастотного).
- немного удивляет, что при связи с рацией моторола Алексей Игонин удерживает её в вертикальном положении (как и требуется для адекватной работы с любой радиостанцией любого диапазона частот - если кто не в курсе - антенны портативных раций излучают радиоволны вертикальной поляризации - если антенна при приёме или передаче будет расположена не вертикально -это в некоторой степени уменьшает дальность связи), а рацию Штурман-90 при приёме порой наклоняет чуть ли не горизонтально. Я не думаю, что это было сделано специально, но всё же при работе с любыми рациями (это совет для любых пользователей любых портативных радиостанций - кстати, указанный в руководстве по эксплуатации рации Штурман-90) старайтесь удерживать рацию в вертикальном положении.
Алексей Игонин фактически намеренно исключил в своём тесте все факторы, дающие рациям диапазона 27 МГц некоторые преимущества и всего-лишь доказал (с чем никто и не спорил) что чрезвычайно сильно укороченная антенна длиной 14 см в диапазоне 27 МГц менее эффективна, чем 17-см антенна с гораздо меньшим коэффициентом укорочения в диапазоне 145 МГц.
Рации диапазона 27 МГц (с адекватными параметрами) могут обеспечить более стабильную и дальнюю связь, чем рации диапазона 145 МГц при работе с антеннами примерно одинаковой физической длины (как показано в приведённых мною в конце статьи тестах) только в условиях, когда у диапазона 27 МГц есть преимущества - например, большие перепады высот - с которыми не может справиться без критических потерь радиоволна длиной 2 м, но справляется радиоволна длиной 10 м, а главное - плотный лес с густым подлеском и массой зелени, т.к. поглощение энергии радиоволны листвой гораздо интенсивнее на высоких частотах. чем на низких.
И ещё раз уточню - я не утверждаю, что рации диапазона 136-174 МГц работают в лесу плохо. Вот диапазон 400-520 МГц в условиях плотного леса (особенно с густой листвой) и перепадов высот работает откровенно плохо.
А портативные рации диапазона 136-174 МГц в лесу работают вполне адекватно, и чтобы рации диапазона 27 МГц (даже с самыми адекватными параметрами) смогли их превзойти - требуются определённые условия (существенные неровности рельефа и не просто лес - а плотный лес с густым подлеском и обильной листвой). Иначе разницу в эффективности компактных антенн и более высокий уровень электромагнитных помех в низкочастотной части спектра не преодолеть.
И не стоит ожидать высокой дальности связи при работе в диапазоне 27 МГц с ультра компактными 14-см антеннами - если нужна высокая дальность, следует применять более длинные - хотя бы 30-см - антенны (идущие, кстати, со Штурманом-90 в комплекте поставки).
Но при этом так же следует учитывать, что для гражданской связи (без каких-либо регистраций и платы за частоту) физических лиц рации в диапазоне 27 МГц разрешены (почти по всему миру и в России), а вот для законного использования раций 145 МГц надо стать радиолюбителем, сдав экзамен на категорию и получив позывной в Радиочастотном центре и зарегистрировав рацию в Роскомнадзоре.
Посетите сайт Конструкторского Бюро Беркут, если интересуетесь рациями.
P.S. Приведу подборку тестов работы радиостанций (разных диапазонов частот, с разными антеннами, в разных условиях):
Спасибо!
