Меню

Дальность связи рации от мощности

Дальность действия раций: факторы влияния, увеличиваем радиус действия

Любому пользователю раций – опытному или новичку, важны ее технические характеристики. Несомненно, для каждой отдельной задачи нужно подбирать гаджеты с определенным функционалом. Однако, такой параметр, как дальность связи рации важен везде и всем: на рыбалке, охоте, дальнобойщикам, таксистам или туристам.

От чего зависит данный параметр, как обеспечить максимально возможную дальность связи и в каких условиях это возможно осуществить, попытаемся найти ответы в этой статье.

Мощность – самый важный аспект.

Как бы ни просто и тривиально казалось, но «дальнобойность» вашей рации, прежде всего, зависит от ее мощности. Чем сильнее передатчик – тем на большее покрытие вы можете рассчитывать. Тут стоит понимать, что дальность связи у портативных и стационарных раций значительно различается в пользу вторых.

Кроме того, необходимо учитывать и другой параметр. К примеру, связь между какими типами раций. Ведь можно связываться портативной рацией со стационарной базой, либо с другой стационарной базой. В первом случае, можно обеспечить максимальную дальность связи рации в 15 км. Во втором, при связи между двумя стационарными базами, оборудованными антенными и усилителями, можно достичь дальнобойности рации в 100 км. А, например, автомобильные рации могут обеспечить дальность связи со стационарной рацией в 50 км. Дальнобойность рации на 20 км обеспечивается при связи между двумя автомобильными типами этих устройств.

Однако, не все так просто. Еще одним важным аксессуаром, оказывающим вместе с мощностью равное влияние на дальность связи, является антенна. Подробнее о ней – в конце статьи.

Мир вокруг нас разнообразен.

Оглянитесь – вашему взору предстают самые разные пейзажи. Город, с его высотками и плотным трафиком, сельская местность, с открытыми просторами и полями. Восхитительные вершины гор, и завораживающие повороты на междугородних трассах. Гладь речной воды и шум морского прибоя.

Несложно догадаться, что на дальность действия рации, помимо прочих причин, очень большое влияние оказывает местность. Именно из-за этого стоит внимательно относиться к диапазону покупаемой рации. К примеру, для леса, на дороге или шоссе отлично подходят радиостанции CB-диапазона. Для гор, туристов, велосипедистов — LPD или PMR диапазон.

Еще один нюанс – производители отмечают максимальную дальность работы своих раций в идеальных условиях. То есть, когда производились испытания, не было никаких помех в виде высоток, шумов от радио эфира, других раций и т.д. Соответственно, даже самая мощная радиостанция в неблагоприятных условиях может давать радиус действия намного ниже заявленного производителем.

Дополнительное оборудование.

Как говорилось выше, чем больше мощность – тем больше дальность действия рации. Есть негласное правило – 1 Вт равен, примерно, 1 километру. Хотя, это все очень условно и конечная цифра все равно будет зависеть от местности, мощности, антенны, усилителя и прочих условий.

Для того чтобы организовать дальность связи рации в 100 км, необходимо позаботиться о приобретении усилителей мощности и антенн. Помните, что связь между мощностью усилителя и дальностью связи не прямопропорциональная. Другими словами, можно увеличить мощность в 10 раз, а дальность связи едва ли увеличится в два.

Антенны можно использовать как для стационарных радиостанций, так и для автомобильных. Во втором случае нужно уделить особое внимание способу, а также месту крепления антенны. Кроме того, стоит учитывать, что длина антенны должна быть равна длине волны, что не всегда, кончено, осуществимо. К примеру, в CB-диапазоне, с его длиной волны в 11 метров, сложно представить столь большую антенну на крыше авто.

Внимание к мелочам важно.

Как не удивительно, но помимо окружающей среды на радиус действия рации могут оказывать влияние такие параметры, как:

  • Заряд аккумуляторной батареи – самая большая дальность обеспечивается при 100%-ном заряде батареи.
  • Для портативных раций – положение ее в пространстве – при помощи экспериментов было доказано, что большая дальность связи достигается при строго вертикальном положении гаджета, антенной от головы.
  • Источники помех в рабочем эфире – это могут быть другие рации, почва под ногами, военные базы и прочие объекты.

Источник



Какие параметры радиостанции влияют на дальность и надёжность радиосвязи

Основные факторы, влияющие на дальность связи и удобство работы:

А) Чувствительность приёмника. Численное значение чем меньше, тем лучше. У лучших моделей радиостанций — десятые доли микровольта (мкВ). Важно также значение соотношения сигнал/шум, при котором чувствительность измеряется (некоторые производители указывают чувствительность при крайне низком соотношении, когда сигнал просто теряется за шумами; для нормальной работы должно быть С/Ш не менее 10дБ).

Радиостанция с чувствительностью 0,12 мкВ при прочих равных «слышит» примерно в 2 раза дальше, чем с чувствительностью 0,5 мкВ. Среди Си-Би (27 МГц) радиостанций — как российских, так и импортных — одно из лучших значений чувствительности приёмника (0,12 мкВ при С/Ш=10 дБ) у радиостанций производства «КБ Беркут».

Б) Избирательность. Чем выше численное значение (в дБ), тем лучше помехозащищённость радиостанции, следовательно, больше дальность связи при наличии электромагнитных помех.

Схема супергетеродина с двумя преобразованиями частоты обеспечивает существенно более высокую реальную избирательность, чем, например, используемая в современных недорогих импортных рациях схема прямого преобразования на базе RDA чипа.

У лучших моделей импортных Си-Би (27 МГц) радиостанций избирательность по побочным каналам достигает 60-65 дБ с провалом по зеркальному каналу до 40-45 дБ.

У современных моделей радиостанций «КБ Беркут» избирательность по побочным каналам на уровне 100 дБ (на зеркальном канале понижается до 85 дБ), т.е. эффективно отсекается весь «мусор» эфира (схема супергетеродина с 2 преобразованиями частоты применением эффеткивных кварцевых фильтров).

В) Эффективность антенны. Важнейший параметр, влияющий на дальность связи.

Для эффективной работы компактные антенны диапазона 27 МГц должны обладать высоким резонансным усилением (по частоте) и адекватной диаграммой направленности.

Читайте также:  Тренировки по показателям мощности

Применение более эффективных (удлинённых переносных, автомобильных, стационарных) антенн существенно увеличит дальность, действия. Не применяйте с любыми радиостанциями случайные, плохо согласованные антенны — кроме существенного уменьшения дальности радиосвязи это может привести к выходу из строя передатчика.

Г) Мощность передатчика. Распространено заблуждение, что «мощность и дальность — одно и то же». Две радиостанции с одинаковым уровнем выходной мощности могут отличаться по дальности, например, в десять раз.

Гораздо важнее (с точки зрения влияния на дальность связи) мощности эффективность антенны, чувствительность приёмника, ширина динамического диапазона и избирательность приёмника, эффективность применённой схемы шумоподавления. Совокупность параметров приёмника и особенности применённой схемы шумоподавителя (подробнее о шумоподавителе) определяют способность рации работать со слабым сигналом на фоне эфирных шумов.

В «идеальных» условиях условиях (прямая видимость, отсутствие помех, отражений и т.д) дальность пропорциональна корню квадратному из мощности.

В реальной ситуации — из-за кривизны земной поверхности, сложного рельефа местности, разных факторов — от уровня поглощения радиоизлучения средой (например, плотной листвой), уровня электромагнитных помех, наличия или отсутствия переотражённых радиоволн зависимость дальности от мощности более сложная и трудно прогнозируемая, при попытках измерения в пределах «линии горизонта» (из-за кривизны земной поверхности на высоте человеческого роста примерно на расстоянии 12 км между двумя людьми отсутствует прямая видимость) в зависимости от разных факторов получали пропорциональность дальности в пределах от корня квадратного до корня четвёртой степени от уровня мощности передатчика. При попытке связи «за» линией горизонта дальнейшее увеличение дальности требует гораздо более сильного увеличения мощности.

Поэтому, если Вы работаете в условиях слабых помех или при их почти полном отсутствии (загород), не тратьте зря деньги – используйте станции с обычной (не более 4 Вт) мощностью.

При этом расход источников питания в режиме передачи также будет меньше, что важно в условиях похода или когда подзарядка аккумуляторов затруднительна.

Если же станция эксплуатируется в условиях сильных индустриальных помех (город), то увеличение мощности позволяет превысить уровень помех и увеличить дальность связи, либо осуществить связь, ранее невозможную. Также важна мощность при использовании раций в условиях плотного леса и пересечённой местности. В этих случаях расходы, связанные с увеличением мощности, оправданы и приводят к положительным результатам.

Д) Шумоподавитель есть у любой приличной радиостанции. Вопрос в его эффективности, т.е. в величине сигнала, открывающего порог шумоподавления. У лучших моделей импортных радиостанций порог шумоподавления открывает сигнал 0,5 мкВ, а у радиостанций производства КБ Беркут — 0,05- 0,07 мкВ.

Другими словами, рации производства КБ Беркут за счёт совокупности параметров приёмника могут работать с сигналом гораздо (в 8-10 раз) более слабым, чем необходим для работы лучших импортных радиостанций.

К тому же в предлагаемых нами моделях радиостанций «КБ Беркут» предусмотрена функция мониторинга — возможность быстрого отключения (нажатием одной кнопки) шумоподавителя для приёма слабого сигнала ( Читать далее.

Источник

Радиус действия портативных радиостанций

Примечание. Мнение администрации QRZ.RU может не совпадать с мнением автора статьи.

Возможно наиболее интересное открытие в теории и на практике — «Величина мощности излучаемая портативной радиостанцией очень мало влияет на радиус действия»

Радиостанция в четыре раза более сильная чем какая то другая может не обеспечить вам большего радиуса действия.

В рекламе FRS радиостанций говорится «радиус действия до 3км». Я имел уверенную связь на расстоянии 0.4 — 0.8км. Немного расстраивает но жить можно.

Потом я прочитал рекламу GMRS раций — «до 11км».

Она имела в четыре раза большую мощность чем FRS, новая технология и кажется очень многообещающая.

Попытайтесь угадать какой был настоящий радиус действия ? Подсказка: Намного меньше. Но производители продолжают рекламировать эти практически невозможные цифры, заявляя что на практике радиус действия зависит от внешних условий.

Так какой же был результат ? читайте в следующем разделе.

Миф и реальность

Эффективное расстояние между двумя радиостанциями может значительно отличаться и зависит от многих факторов. Большинство факторов которые влияют на расстояние невозможно контролировать, но несколько факторов иногда можно оптимизировать. Вот список основных обстоятельств от которых зависит эффективное расстояние.

Вы увеличите расстояние если поднимитесь выше. Иногда даже просто поднятие радиостанции выше уровня головы может значительно увеличить расстояние.

Топография

В каком то отношении радиоволны подобны свету электрической лампочки (на самом деле свет это радиоволны высшей частоты).

Поэтому первое правило — если вы видите человека с которым пытаетесь связаться, то наверное вы в поле радиуса действия, не имеет значения какой тип радиостанций вы используете.

Идеальная ситуация это когда вы и ваш собеседник находитесь в лодках посреди моря без каких либо препятствий между вами. В этом случае вы достигнете максимально возможной дальности связи и возможно такой тип радиосвязи имели ввиду изготовители радиостанций когда рекламировали свою продукцию.

Препятствия

Если есть предметы между двумя радиостанциями то в зависимости от природы препятствия возможность передавать радио сигналы между вами может быть уменьшена или совсем утеряна.

Радиоволны не очень хорошо проходят через металлические поверхности и другие твердые поверхности например стены.

Иногда можно переместиться на несколько сантиметров чтобы перейти с мертвой зоны в зону где вы будете иметь чистый сигнал. Вы можете заметить это при использовании вашего автомобильного радиоприемника когда он принимает средний-слабый сигнал простое перемещение на несколько метров может значительно улучшить качество сигнала.

Радиоволны очень плохо проходят через землю или воду, это значит что если вы и ваш друг находитесь с противоположных сторон горы или один из вас в туннеле то наверное вы не сможете разговаривать.

Заметьте что в некоторых туннелях вы можете иметь сотовую связь или даже принимать радиопередачи, но это потому, что некоторые туннели имеют встроенные репитеры, которые принимают сигнал снаружи и затем передают в туннеле.

Читайте также:  Как определить мощность радиопередатчика 1

Наибольшее препятствие — это вы !

Люди впитывают радиоволны. Принцип тот же самый который используют микроволновые печи, но в то время когда печь фокусирует 1000Вт энергии на 0.5 — 1кг пищи, вы впитываете несколько процентов одного или двух ватт и при этом вы весите 70кг.

Да, это значит что вы медленно жаритесь. Но на один кг вашего веса приходится очень мало ватт энергии, намного меньше чем в микроволновой печи, возможно в 100 000 раз меньше. Поэтому много людей верят что радиоизлучение относительно безвредное. Однако большинство исследователей уверяют что даже маломощные радиостанции и мобильные телефоны при использовании на протяжении длительного периода времени и при тесном контакте с вашим телом могут быть причиной рака и других проблем.

Это значит есть две причины избегать впитывания радиоволн.

  1. Первая причина это ваше здоровье.
  2. Вторая причина очевидна, чем больше энергии радиоволн вы впитаете тем меньше может быть передано или принято и тем меньше будет радиус действия.

Две простые вещи могут минимизировать мощность которую вы впитаете. Первое, не держите рацию близко возле антенны. Не держите радиостанцию прицепленной к вашему поясу — наоборот, держите ее подальше от себя. Можете использовать внешний микрофон. Эти две вещи могут иметь очень больше влияние на радиус действия. В худшем случае вы впитаете 80% излучаемой энергии, в лучшем возможно 10% — 20%.

Еще одно препятствие — ваш автомобиль.

Если вы используете радиостанцию внутри вашего автомобиля то металлический корпус препятсвует распостранению радиоволн. Для достижения максимальной дальности при использовании в автомобиле держите ваше антенну ближе к окну.

Вокруг света.

Теоретически подобно лучу света радиоволны распространяются по прямой линии. Но на практике радиоволны низких частот (например радиостанции АМ) действительно огибают земную поверхность. Вот почему сигналы АМ радиостанций намного дальше за линию горизонта. Радиосигналы СВ радиостанций практически не огибают земную поверхность, другие, более высокие радиочастоты распространяются только по прямой линии.

Есть другое интересное исключение в теории «луча света». Некоторые радиоволны отражаются от атмосферы и отскакивают обратно на землю. Размер «скачка» может изменятся в зависимости от времени дня и солнечной активности.

Частоты СВ диапазона обычно проходят сквозь атмосферу, хотя время от времени они отскакивают назад. Результаты этого странного явления можно наблюдать иногда, когда радиостанция находящаяся теоретически в поле действия (например на отдалении 30км) не слышит вас, а в это время радиостанция за 1000км прекрасно вас слышит. Это особенность СВ диапазона обычно больше вредит чем приносит пользу, потому что все происходит случайно. Ваш канал может неожиданно становиться перенаселенным, вы слышите людей находящихся на тысячи километров и в это время не можете связаться с другом в соседнем квартале.

Интерференция

Если другие люди передают на той же частоте или иногда на соседней частоте, иногда становится невозможно вообще использовать эту частоту. Чужой сигнал блокирует ваш сигнал.

Если двое людей передают на одной частоте с АМ модуляцией, эти два сигнала смешиваются и вы услышите только шум.

Когда двое людей передают на одной и той же частоте с FM модуляцией, сильный сигнал обычно полностью подавляет слабый.

Нет разницы кто начал передавать первым. Законы радиофизики говорят, что люди не могут использовать одну частоту одновременно. К примеру в мобильном телефоне, когда вы можете слушать и говорить одновременно, используются две разные частоты. Частота приема и частота передачи. И человек разговаривающий рядом с вами по мобильному телефону также использует две разные частоты.

В добавок к этой обычной интерференции , слабая интерференция от других радиостанция которые вещают издалека может влиять на качество вашего сигнала.

Если вы слышите что шумы на вашем канале становятся сильнее просто переключитесь на другой канал, который меньше занят.

Шум

Возможно ваша радиостанция имеет автоматическое подавление шума. Это не так хорошо как ручная регулировка подавления.

Шумоподавитель отсекает фоновый шум, который вы бы слышали если бы не было никаких передач по радио. Если вы настроите ваш АМ радиоприемник на свободный участок между станциями, вы услышите статический фоновый шум. Шумоподавитель позволяет вашей радиостанции не воспроизводить очень слабые сигналы.

Это хорошая функция если корректно угадывает что есть шум и что есть важный но очень слабый радиосигнал. С ручным управлением шумоподавителя вы можете точно настроить ее, в то время с автоматической регулировкой вы можете пропустить что-либо важное.

Чувствительность приемника

Не все радиоприемники одинаково чувствительны к слабым радиосигналам. Чем чувствительнее приемник тем лучше он принимает слабые сигналы, извлекает из них смысл, представляет их вам как что-то что вы можете ясно услышать и понять.

Выбрать радиостанцию с очень чувствительным приемником намного важнее чем выбрать с большей выходной мощностью. Вы будете иметь больший срок службы батарей и больший радиус действия. Это продемонстрировано в четвертой части.

Чувствительность приемника измеряется в микровольтах (мкВ). Также важным есть соотношение сигнал/шум которое измеряется в децибелах (dB). Чем меньше величина тем лучше.

Заметьте что некоторые радиостанции не показывают такой параметр как чувствительность приемника. Ручаюсь что в таком случае приемник не наилучшего качества.

Для СВ радиостанций приемник не должен иметь чувствительность больше чем 1.5мкв и соотношение сигнал/шум 10dB. Хороший приемник должен иметь меньше чем 1мкв и очень хороший меньше чем 0.7мкв

Для радиостанций FRS и GMRS вы должны увидеть чувствительность не больше чем 0.5 мкв и сигнал/шум 12dB. Хороший приемник должен иметь чувствительность меньше чем 0.3мкв и идеальный приемник должен иметь чувствительность 0.2мкв.

Выходная мощность

Ответ на этот вопрос удивляет много людей. Для СВ радиостанций чем больше мощность тем больше радиус действия. Но для высокочастотных радиостанций увеличение мощности не дает очень слабый результат или не дает результата вообще.

Читайте также:  Системы управления компенсации реактивной мощности

Во первых максимальный радиус действия этих радиостанций это прямая видимость. Чтобы достичь такого расстояния не нужна большая мощность. Большая мощность никогда не даст радиостанции передать дальше чем \»прямая видимость\» . И если 0.5 — 1Вт мощности вполне достаточно чтобы передать на максимальное расстояние \»прямой видимости\», большая выходная мощность просто не нужна.

Во вторых в зависимости от антенны которую вы используете, радиус действия пропорциональный чему то между квадратным корнем и кубическим корнем мощности. Другими словами если вы удвоите выходную мощность в лучшем случае радиус действия увеличится только на 40%, в худшем меньше чем на 25%. Увеличьте мощность в десять раз и расстояние даже не удвоится.

Третья причина это то, что много факторов мешают достичь радиостанциям маклимального радиуса действия. Если сигнал впитан строением или холмом или вами, то повышение мощности не даст результата, сигнал попросту впитается теми же строением, холмлм или вами.

В наших экспериментах (описанных в части третьей и четвертой) мы пришли к убеждению что дизайн и качество каждой конкретной модели намного важнее чем мощность. Вы можете получить лучшие результаты с высококачественной радиостанцией и с низкой выходной мощностью чем с более мощной но низкокачественной. И ваши батареи будут также служить дольше !

Мы провели эксперимент используя две идентичных модели с настраиваемой мощностью (Motorola G223 GMRS) и сравнили ихний радиус действия работая с мощностью 0.5Вт и 2Вт. Надо сказать не было практически никакой разницы в радиусе действия, хотя возможно большая выходная мощность иногда давала увеличение дальности на 100-200м. Интересно что эти радиостанции были хуже чем другая пара радиостанций с мощностью 0.5Вт. Это подтверждает что чувствительность, качество приемника и сама конструкция намного важнее чем мощность.

Батареи и напряжение

Мощность которую рация теоретически может передать это функция пропорциональна квадрату напряжения батареи. Напряжение это очень важно. Если вы делаете выбор между alkaline батареями (напряжение каждой 1.5В) и Ni-Cad или NiMH аккумуляторами (напряжение каждой 1.2В) вы будете иметь прирост мощности 56% на alkaline батареях.

Конечно, больше мощности не всегда означает больший радиус действия но это не причина чтобы делать вашу рацию менее мощной чем она есть на самом деле. Держите свои батареи свежими и полностью заряженными.

Антенна

Все FRS радиостанции используют только встроенные маленькие антенны. Но другие типы радиостанций могут использовать внешние антенны. Некоторые модели GMRS радиостанций могут использовать внешние антенны и почти все СВ радиостанции могут их использовать.

Вы будете иметь лучшие результаты и больший радиус действия с внешней антенной. На самом деле вы увидите что одна наиболее важная вещь которую вы можете улучшить для увеличения радиуса действия это правильно сконструированная и правильно настроенная антенна. Также важно разместить ее в максимально выгодной позиции.

Конечно если вы используете рацию как портативную модель вы не можете сильно улучшить вашу антенну. Хотя иногда вы можете заменить вашу короткую антенну на более длинную и это даст вам больший радиус действия.

Лучшие результаты достигаются с внешней антенной если вы используете радиостанцию в машине или дома. Вы можете разместить антенну снаружи машины (помните что корпус машины мешает прохождению радиоволн) или снаружи дома (радиоволны также плохо проходят сквозь стены).

Антенна также должна быть размещена как можно выше, чтобы быть точным выше всех препятсвий и еще лучше на линии прямой видимости с другой радиостанцией.

Есть еще три очевидных причины чтобы использовать внешнюю антенну. Прежде всего антенна должна иметь заземление, если его нет, значит ваша антенна неэффективна.

Во вторых внешняя антенна должна иметь точную длину чтобы хорошо работать на частоте вашей радиостанции. Каждая радио частота имеет свою длину волны и антенна должна иметь точные пропорции для максимальной эффективности (на практике антенна с длиной в четверть волны дает наилучшие результаты).

В третьих внешняя антенна может быть сконструирована чтобы концентрировать радиосигнал в определенном направлении.

Если вы планируете использовать радиостанции в машине, вы должны использовать внешнюю антенну. Внешняя антенна для GMRS радиостанции это очень короткая вещь, она может быть не более чем 15см в длину и может иметь магнитное крепление которое просто прилипает к крыше вашего автомобиля.

Внешняя антенна для СВ радиостанций намного больше и имеет длину больше 1 метра.

Внешнюю антенну нужно настроить при помощи измерителя мощности чтобы быть уверенным что ваша сбалансирована и отвечает вашему передатчику. Большинство антенн могут настраиваться (обычно изменяется ее длина) разница между хорошо настроенной и плохо настроенной антенной может быть огромной, вы можете проиграть в мощности до 50%.

Эпилог

Много мощности — хорошо, но это не главное.

Наиболее большой радиус действия обеспечивается чувствительностью приемника и тем как сильно шумоподавитель отсекает слабые сигналы. Выбирайте если возможно рацию с ручной настройкой шумоподавления.

Еще одна важная вещь — это ваша антенна. Если возможно иметь приобретите внешнюю антенну, это увеличит дальность радиосвязи.

Если у вас встроенная антенна старайтесь держать ее как можно дальше от себя (возможно используйте гарнитуру), и если вы в автомобиле или в здании держитесь ближе к окну так чтобы видеть направление в котором находится ваш собеседник.

Аккумуляторы это очень удобная вещь, но ваша рация сконструирована для использования с alkaline батареями и вы увеличите мощность если будете использовать alkaline батареи.

Радиус действия у между радиостанциями (довольно условно,т.к. зависит от многих фактоpов):

  • поpтативка-поpтативка -1,5 — 7км
  • поpтативка-авто — 3 — 10км
  • поpтативка-стационаp — 5 — 15км
  • авто-авто — 10 — 20км
  • авто-стационаp — 15 — 40км
  • стационаp-стационаp — 20 — 80 км

Источник