Вы когда-нибудь задумывались о том, как работает радио? Я примерно представляю как работает сотовая связь, как работает интернет, но идея радио меня всегда завораживала. Передать информацию без сложной аппаратуры, без телефонных вышек, без провайдеров, на огромные расстояния, всем вокруг, это как криптовалюта в мире информации и связи. Если вас так же заинтересовала тема радио, но вы испугались сложных терминов и не стали углубляться, то заглядывайте внутрь. Поговорим о радиолюбительстве простым языком.
На написание статьи меня вдохновило собственное желание разобраться в теме радио и радиолюбительства после просмотра видео про детекторный радиоприемник. Меня смутило полное отсутствие информации для совсем новичков. Любые статьи или обзоры по теме радиолюбительства пестрят сложными терминами и отпугивают всех, кто не в теме. В этой статье я расскажу о том, как погрузиться в тему радио и даже стать радиолюбителем без понимая радиотехники и не погружаясь в сложный мир радиосхем и сложных терминов. В конце рассмотрим варианты углубления в хобби, если понравится.
Если вы уже успели прочитать несколько источников по теме радио и получить обрывки информации, слышали что-то про диполь или видели странные слова про длину волн - забудьте. Так будет проще. Начнем разбираться с нуля и будем потихоньку наращивать сложность. Я верю, что хобби должно приносить радость и удовольствие. А для удовольствия не обязательно перегружать мозг терминами незнакомой области. Сначала определимся, что под радиолюбительством мы будем понимать именно любительскую радиосвязь. Теперь разберемся с тем, зачем нам это нужно. Начнем с простого, с мотивации.
Что интересного в радиолюбительстве?
В основном, это исследовательская деятельность. Гулять по радиоэфиру в поисках радиостанций, пытаться разобрать в шумах чьи-то позывные, слушать разговоры дальнобойщиков и местных радиолюбителей. И как любая исследовательская деятельность радиолюбительство приносит удовольствие от открытий и получения новой информации. Разбираться в теме радио интересно само по себе, но именно практические радионаблюдения приносит тот самый ламповый опыт и будоражащий трепет, когда из радиоприемника доносится голос на другом языке, и ты понимаешь, что поймал станцию из другой страны, на расстоянии десятков и сотен километров от твоего дома.
Теперь притормозим и переварим новые термины.
Радиоэфир - набор частот и каналов, на которых происходит радиовещание. Переключаясь между разными каналами FM-приемника вы гуляете по радиоэфиру.
Позывные - радиолюбители сдают экзамен и получают лицензии и позывные, после чего могут выходить в радиоэфир на определенных частотах. Есть частоты, на которых можно разговаривать без лицензии и позывных. Слушать можно любые частоты безо всяких лицензий.
Радионаблюдения - наблюдение за работой радиостанций. Можно искать редкие станции в радиоэфире или пытаться поймать как можно более дальнюю станцию. Можно просто слушать переговоры радиолюбителей и разных служб. Однако здравый смысл и практика подсказывают, что наблюдения за работой оперативных служб МВД, ФСБ и иных ведомств «силового блока», а тем более, распространение каким либо образом сведений, полученных в результате таких “радионаблюдений”, часто приводит к крупным неприятностям.
И это все? Просто сидеть и слушать?
Не только, есть еще созидательная составляющая. Можно не только слушать радио, можно радио создавать. Начиная от радиовещания, заканчивая сборкой радиоприемников и антенн. Эксперименты с разными видами антенн и сборка их своими руками приносят ни с чем не сравнимое удовольствие и ощущение “я сделал!”. А уж сколько времени можно провести за паяльником. Но это уже требует определенных знаний и навыков, и совсем не обязательно для наслаждения. Сконцентрируемся на радионаблюдениях.
Окей, мне нравится, я хочу что-то попробовать
Начать стоит с простого - послушать обычное радио. Как давно вы это делали сами? Радио в такси не в счет. Для этого нам понадобится радиоприемник и у нас есть несколько вариантов.
Смартфон с разъемом для наушников вполне подойдет, если вы еще не пересели на новые модели без такого разъема, то можно открыть стандартное приложение FM-радио, подключить проводные наушники и послушать. Наушники в таком случае выступают в качестве антенны, беспроводные наушники не подойдут.
Возможно вы обладатель автомобиля. Тогда с большой долей вероятности радио есть у вас в машине. Или может у вас есть музыкальный центр с разъемом для радио антенны.
Если же автомобиля и музыкального центра у вас нет и смартфон без разъема для наушников, то можно найти самый простой и дешевый радиоприемник в любом торговом центре, обычно они есть в любом магазине цифровой техники в отделе с акустикой. Самые дешевые bluetooth колонки часто имеют радиоприемник внутри. Но лучше будет взять полноценный приемник с антенной. Цена удовольствия от 500 до 1000 рублей за самые простые варианты на лето 2022 года. Также, можно присмотреть приемник в каком-нибудь онлайн магазине или из Китая, там и за 300 можно найти. Самое главное это то, что нам нужно что-то, что может принимать FM радио, этого пока будет достаточно. Если не жалко накинуть пару сотен рублей то можно сразу взять приемник с FM и AM или даже SW/КВ диапазонами, но пока не задумывайтесь о том, что это такое. Пока нам АМ и КВ режимы не нужны, но если сам принцип понравится, то будет обидно тратиться на другой приемник чтобы принимать и эти диапазоны.
Приемник есть, что дальше?
Начинаем радионаблюдать. Сколько станций ловит приемник? Что это за станции? Как хорошо их слышно? А что если выйти на улицу? А что если попробовать в парке? Есть ли разница в приеме ночью и днем? Развлекаться можно довольно долго, но рано или поздно у вас возникнет один из двух вопросов.
Вопрос 1: и это все?
Разочарование, скучно, лень. В голове крутится “Радио можно слушать и онлайн”. Да и качество будет получше. Зачем для этого покупать приемник? Бесполезная вещь. Зря только деньги потратили. Кому это вообще интересно? Ну, судя по всему, не вам. Возможно это хобби не для вас. Но зато вы попробовали и выяснили о себе что-то новое.
Вопрос 2: есть одна станция, которую плохо слышно, как бы мне сделать так, чтобы ее было слышно лучше ?
Бинго! Вас зацепило и драйв пошел. Дальше начинается самое интересное. Как улучшить прием? Как поймать больше станций? А что еще можно услышать в радиоэфире? А где те самые радиолюбители с позывными? И что-то не слышно дальнобойщиков с ФСБ. И что это за АМ\КВ\SW на приемнике? Тест на мотивацию пройден, и теперь мы переходим к интересной части.
Теоретический минимум
Прежде, чем погружаться дальше, нам придется освоить несколько теоретических моментов, чтобы правильно принимать решения в будущем. Во-первых, как распространяются радиоволны и какие частоты бывают. Во-вторых, что влияет на прием и какие антенны нужны для разных частот. Я ограничусь общим описанием, чтобы было с чего начать свой путь. Если зацепит, то вперед штурмовать видеохостинги и поглощать информацию по теме волн и антенн.
Радиоволны это электромагнитное излучение. Оно распространяется во все стороны со скоростью света. От длины волны зависит частота радио. Видимый нами свет это тоже электромагнитное излучение, но частота намного выше. Видимый свет имеет частоту около 400-700 ТГц или терагерц, это очень много. Радиоволны имеют частоты от нескольких тысяч герц до нескольких гигагерц. Привычное нам FM-радио работает в диапазоне 87,5—108 МГц.
Длина волн
Вот и мы и подобрались к одной из сложных тем. Длина радиоволн. Когда мы говорим о радио, то чаще всего говорим о частотах. Какая-нибудь станция “сто один и два эф эм” (101.2 FM) на самом деле является частотой 101.2 МГц и имеет FM модуляцию. Но в мире радиолюбителей используемый диапазон частот намного больше и требуется специальное обозначение разных участков этого диапазона. Сначала поговорим об ультракоротких волнах. Самые короткие волны находятся на самых больших частотах.
УКВ или ультракороткие волны
Ваш Wi-Fi роутер работает в диапазоне 2—5 ГГц. Самые короткие радиоволны используемые для любительской радиосвязи находятся в районе от 30 до 400 МГц. Все эти волны называются ультракороткие волны, или УКВ. Длина волны от 6 сантиметров в случае с Wi-Fi роутером работающим на частоте 5 ГГц до 10 метров на частоте 30 МГц. Именно с ними мы будем работать дальше. Есть еще короткие волны, средние волны и длинные волны, но они мы поговорим позже. Чаще всего мы будем сталкиваться с 2 метровыми волнами на частотах около 144 МГц и 70 см волнами на частотах около 430 МГц. Привычный FM-диапазон в районе 100 МГц это 3 метровые волны.
Для чего нужно знать длину волны?
Для настройки антенны. Не будем погружаться в сложную теорию волн, вместо этого запомним, что для хорошего приема длина антенна должна быть равна четверти длины волны. Сложные антенны могут быть и в половину длины волны и даже 5\8, но нам пока это не нужно. Если длина антенны будет составлять несколько целых длин волн, то это может значительно улучшить прием. Теперь вспоминаем, что обычный FM диапазон имеет длину волны 3 метра, и понимаем, что оптимальная длина антенны 75 сантиметров. Теперь смотрим на свой приемник… Кажется мы получили ответ на вопрос “как улучшить сигнал”. И теперь понятно, почему стоило взять приемник именно с антенной, а не bluetooth колонку с функцией приемника. А для тех, кто хочет погрузится глубже, рекомендую поискать в интернете статью "Теория радиоволн: антенны".
Положение антенны
Если вы еще не обратили внимание на антенну своего приемника, самое время это сделать. Она выдвигается вверх. На всех рациях антенна тоже смотрит вверх. А помните антенны телевизоров? Обычно они V образные и раздвигались в стороны. Или антенны на крышах домов, они вообще похоже на расческу, но с горизонтально расположенным гребнем. А еще есть круглые, ромбиками так далее. Почему так? Из-за поляризации сигнала. Электромагнитная волна летит в пространстве и колеблется в разных направлениях. Если мы хотим улучшить качество передачи сигнала, надо сделать так, чтобы волна колебалась только в одном направлении, это и будет поляризацией. Исторически сложилось так, что для телевизионных радиосигналов используют горизонтальную поляризацию, т.е., волны колеблются влево-вправо. Поэтому телевизионный антенны лучше располагать горизонтально, чтобы охватить как можно большую часть колеблющейся волны. А вот обычное радио имеет вертикальную поляризацию, поэтому антенны для радиоприемников нужно располагать вертикально. Если расположить ее горизонтально, то качество приема сигнала может ухудшится, но не скажу, что это всегда заметно. Иногда прием улучшается под самыми неожиданными углами поворота антенны. Некоторые говорят, что это уже неважно и радиовещательные станции давно перешли на круговую направленность, но вертикальное положение антенны действительно улучшает прием в большинстве случаев. Если хочется лучше понять принцип работы волн, рекомендую посмотреть старые лекции про волны, например видео лекции AT&T Archives: Similiarities of Wave Behavior, его можно найти на просторах интернета.
Переходим к практике
Допустим у вас приемник с телескопической антенной. Как улучшить прием нашего простого радиоприемника? Нужно сделать антенну длиннее. Самый простой и бюджетный способ это провод. Обычный провод, можно взять коаксиальный кабель от телевизора и соединить его оплетку с центральной жилой или медную проволоку из старого трансформатора. Голый провод или провод в изоляции, не важно. Можно просто купить несколько метров одножильного или многожильного медного провода в магазине электрики, провода с сечением около 0.5 или 1 мм сгодятся, с проводом толще сложнее работать, но можно и толще. Обычно такие провода стоят около 20 рублей за метр, лучше покупать в обычном магазине электроники, там спокойно отмеряют пару метров, в онлайн магазинах покупать пару метров бывает довольно невыгодно. Можно начать с 75 сантиметров и посмотреть станет ли прием FM радио лучше. Подключается провод легко, нужно просто намотать его на антенну приемника и прицепить куда-нибудь, штора вполне подойдет или дверь. Далее можно экспериментировать с длинной провода и пробовать принимать сигнал в разных местах. Крыша дома, дача, парк, улица, выехать в поля. У меня с 3х метровым проводом прикрепленным к шторе удалась поймать FM станцию за 75 км от моего города, хотя раньше на этой частоте были только шумы.
Второй этап проверки мотивации
После нескольких экспериментов с проводом и приемом сигнала в разных местах вам уже может это надоесть. FM станций не так уж много, за неделю активных экспериментов можно поймать все, что в принципе можно поймать на дешевый приемник и кусок провода. Что дальше? Если это занятие не принесло вам какого-либо удовольствия, хорошо, значит это хобби не для вас и можно искать что-то другое.
А вот если у вас начали возникать вопросы, и вам интересно узнать на них ответы, то можно продолжать. Почему иногда ловится 2 станции сразу на одной волне? Что делать с шумами, когда провод длиннее уже не помогает? Что если одна и та же станция постоянно появляется на соседних частотах и мешает слушать другие станции? И что за АМ режим на приемнике, там всегда одни шумы? Если любопытство вас подпитывало все это время и теперь хочется большего, то можно перейти к следующему шагу.
Теоретическое отступление
Что такое АМ? Это вид модуляции сигнала, аналогично FM, с которым мы уже знакомы. АМ означает амплитудная модуляция, низкочастотная звуковая волна кодируется в электромагнитной волне путем увеличения и уменьшения амплитуды высокочастотного радиосигнала. Почти все вещательные и любительские радиостанции вне классического диапазона FM радио применяют именно амплитудную модуляцию. Тут важно понять, что АМ и FM это не про диапазоны частот, а именно про способ передачи информации путем изменения амплитуды или частоты, применять любую модуляцию можно на любой частоте. В некоторых приемниках есть только FM. На некоторых приемниках есть FM и AM радио. Исторически сложилось так, что вещательные радиостанции в диапазоне 87,5—108 МГц используют частотную модуляцию или FM. А станции на коротких и средних волнах чаще используют амплитудную модуляцию или AM.
В чем особенность АМ?
На ультракоротких волнах качество сигнала с применением FM намного превосходит качество сигнала с AM, FM так же позволяет передавать стерео звук и дополнительную текстовую информацию. В магнитолах часто можно видеть рекламный текст во время прослушивания местных станций. Но FM требует очень хороший сигнал, чтобы реализовать свои преимущества в качестве звука и устойчивости к шумам. А на больших расстояниях сигнал сильно затухает, поэтому FM используется в вещательном диапазоне, когда расстояния не такие большие, чтобы сигнал сильно затух. АМ хоть и подвержена шумам сильнее, но не так важна сила сигнала, даже со слабым сигналом принять АМ станции можно на значительном расстоянии, и даже среди сильного шума можно что-то услышать. В эпоху качества картинки и звука мало кто хочет слушать радио с помехами, некоторые страны переходят на полностью цифровое вещание, в РФ станций вещающих в средних и коротких волнах с амплитудной модуляцией почти не осталось и чаще всего они вещают только в определенные часы. Так кому вообще нужно радио с амплитудной модуляцией? Тем, кто живет далеко от городов и не имеет хорошего интернета, туристам, охотникам и прочим гражданам, находящимся на значительном расстояния от цивилизации. А еще радиолюбителям. Во многих странах Европы и Азии АМ вещание все еще живет и очень активно. В Китае есть вещательный передатчик на 500 кВт, который прекрасно слышно в западной части РФ по ночам. Так зачем это нам с вами? Именно низкие частоты на средних и коротких волнах с амплитудной модуляцией позволяют принимать сигнал за сотни и тысячи километров от источника, чем мы и планируем заниматься.
Как вести радионаблюдение на средних и коротких волнах
Начнем с того, что не во всех радиоприемниках предусмотрен режим АМ. Причем это не зависит от цены, есть дорогие приемники только с FM, а есть дешевые и с АМ и с короткими волнами. Дальше не будем использовать термин АМ, а будем говорить только о длине волн, короткие волны или КВ и средние волны или СВ. Нам понадобится приемник поддерживающий СВ/MW и КВ/SW диапазон. SW обозначает short wave, MW означает medium wave. Например Ritmix RPR-151 или какой-нибудь noname, главное чтобы был указан КВ/SW диапазон, а не просто FM/АМ. Лучше всего ловить вечером на улице или хотя бы на балконе, подальше от любых домашних электроприборов. Всякие зарядные устройства и современная техника имеет сильное излучение на этих частотах и такие приборы могут давать много шума в СВ и КВ диапазонах. Почему вечером? Солнце является очень активным источником всех видов электромагнитного излучения и добавляет сильный шум на коротких и средних волнах. Поэтому ночью средние и короткие волны распространяются дальше и лучше.
Шума много, готовим провод подлиннее?
К сожалению, нет. С КВ и СВ диапазоном телескопическая антенна уже не работает и цеплять на нее длинный провод бесполезно. Почему так? Длина волны на этих диапазонах может составлять десятки метров, а в приемнике не видно никаких антенн такого размера, однако радио в этом диапазоне он принимает. Все из-за того, что в подобных приемниках внутри есть другая антенна, магнитная или ферритовая. По сути это тот самый “длинный провод” намотанный на сердечник из магнитного материала. Занимает мало места, но ловит не так хорошо, как внешняя антенна. Поэтому прием КВ и СВ обычно хуже. Из-за того, что прием идет на внутреннюю антенну, принципиально улучшить прием на простом приемнике достаточно сложно. Нужно или искать приемник подороже, который поддерживает подключение внешней антенны для КВ и СВ диапазонов, или раскручивать приемник и брать в руки паяльник. Если вывести на корпус BNC разъем и припаять его к месту подключения ферритовой антенны, то можно попробовать подключить антенну длинный провод или как ее называют “луч”, которую мы уже обсуждали. Для КВ диапазона ее длина должна быть как можно больше, если в FM мы могли взять 3-х метровый провод и он уже покрывал всю длину волны FМ, то тут длинны волн уже многометровые и длина провода должна быть около 10 метров или больше.
Что делать дальше?
Уже на этом этапе вы начинающий радиолюбитель, можете собой гордится. Если вам такой формат нравится, вы можете присмотреть приемник получше и начать изучать DX-ing на вещательных диапазонах, ловить редкие радиостанции или пробовать поймать вещательные радиостанции с других континентов. Сигналы FM-вещания и телевидения, особенно находящиеся на более низких частотах, подвержены спорадическим прохождениям и иногда могут быть приняты за сотни и даже тысячи километров. Например, американские FM радиостанции иногда принимаются в Западной Европе. Попробуйте вести дневник и записывать где и какие радиостанции вы смогли поймать, на какой приемник и какую антенну, какие были погодные условия и условия приема. Навык ведения дневника радионаблюдений будет полезен, если вы решите развиваться в этом хобби дальше.
С вещанием разобрались, а где радиолюбители?
Чтобы поймать радиолюбителей нам понадобится нечто большее, чем просто приемник. Нам нужна или рация на диапазон 144\430 МГц или приемник поддерживающий SSB или Single-side band. Такой способ модуляции похож на АМ, но имеет некоторые отличия. Радиолюбители на коротких волнах применяют именно его. На 144\430 МГц чаще применяют FM. В следующий раз мы поговорим о рациях, о приемниках с SSB и о приеме радио с помощью компьютера.