Какая дальность связи?

Существует множество способов связи на расстоянии. Простейший: нужно вдохнуть побольше воздуха и громко крикнуть. Какая при этом получится дальность связи? Чем громче крикнешь - тем дальше будет слышно! Как ни смешно, именно в этом заключается основной принцип радиосвязи. Однако, при кажущейся простоте ответа, остается еще много нюансов, влияющих на дальность связи.

Во-первых, это острота слуха второго абонента.

Во-вторых, это помеховая обстановка (попробуйте, например, во время футбольного матча, когда забили гол, докричаться хотя бы до соседа).

В-третьих, это окружающие предметы, которые могут либо препятствовать, либо благоприятствовать связи. Бесполезно кричать из закрытого пространства, но очень хорошие результаты получаются, если кричать в один конец трубы (communication tube), а слушать с другого конца.

В-четвертых, неплохо бы кричать направленно, сложив ладони у рта, да и слушать при этом, приложив ладонь к уху. Вот только если не знаешь точно, где находится абонент, приходится вертеться волчком, регулярно повторяя "Ау". С радиосвязью дела обстоят еще хуже. Применяется она, как правило, там, где докричаться уже невозможно, а на таких расстояниях уже начинают проявлять себя искривление земной поверхности, солнечная активность, атмосферные явления, рельеф местности, а в городах еще и железобетонные здания и промышленные помехи.

Связь - явление временное, как говорят военные связисты. Хорошо, когда она есть. Рассмотрим, как действовать, когда её нет!

Обсудим все возможные варианты, хотя некоторые из них до слез банальны.

Первое: изменить местоположение. Если нет связи (или не устраивает качество связи) в данном конкретном месте, то она может появиться в дюжине шагов слева. По возможности располагайтесь на возвышенных местах, не рекомендуется выбирать место связи перед плотной стеной леса, перед скалой, внутри железобетонных зданий, металлических помещений и средств передвижения (вагон поезда), а также вблизи источников электромагнитного излучения (ЛЭП, компьютеры и др.).

Второе: подождать. Если местоположение изменить нельзя (например, вы в гордом одиночестве сидите на льдине, медленно дрейфующей к Северному полюсу), то связь может появиться через полчаса. За это время может измениться состояние слоёв атмосферы или северное сияние пробьёт прямой радиоканал до Вашей дачи в Подмосковье.

Третье: если ожидание чуда затянулось, поднимите выше антенну. Возможно, таким образом удастся избежать отрицательного влияния рельефа местности или городского ландшафта. Идеальный случай поднятия антенны - на искусственный или естественный спутник Земли. Именно благодаря этому способу Вы лежа на диване смотрите прямую трансляцию "Кубка Дэвиса". Если у вас нет знакомого в «РКА» или «НАСА», то придется ограничиться подъёмом антенны над крышей дома.

В этом случае с учётом явлений дифракции и тропосферной рефракции (но без учёта промышленных помех!) зона радиовидимости в диапазоне 27 МГц простирается в соответствии со следующей формулой: D=4,11((Н)^1/2 +(h)^1/2), где D - максимальная дальность прямой видимости (в км), Н и h - высота подъёма приёмной и передающей антенн (в м). Эта формула не учитывает довольно часто возникающие в СВ-диапазоне "дальние прохождения", возникающие из-за переотражений радиоволн от земли и верхних слоёв атмосферы. В таких случаях наблюдается очень большая дальность связи (сотни и тысячи километров), но это далеко не всегда радостный факт. В пики солнечной активности местная связь на СВ становится проблемой вследствие очень мощных дальних прохождений. Из этого положения обычно выходят, ограничивая чувствительность приёмников и повышая мощность передатчиков.

Четвертое: если поблизости нет высотных зданий, на которых можно смонтировать антенну, на запуск спутника не хватает трёх рублей, или всё это не помогло, то увеличьте мощность передатчика (чем громче крикнешь...). Для этого существуют устройства, которые так и называются: усилители мощности. По теории увеличение дальности примерно кратно корню четвёртой степени от увеличения мощности передатчика, то есть, увеличив мощность в 16 раз, увеличим дальность в два раза. Но этот теоретический расчет верен при отсутствии сильных электромагнитных помех. При работе в индустриальном городе увеличение мощности сильнее влияет на изменение дальности, но заблуждаться по поводу «самой мощной рации» не стоит: радиостанции с одинаковой мощностью могут отличаться по дальности в десятки раз (мощность далеко не самый важный параметр – гораздо важнее эффективность антенны, чувствительность и избирательность приёмника…)

Основные факторы, влияющие на дальность и качество связи:

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 10 дБ). Радиостанция с чувствительностью 0,12 мкВ при прочих равных "слышит" примерно в 2 раза дальше, чем с чувствительностью 0,5 мкВ. Среди радиостанций диапазона 27 МГц одно из лучших значений чувствительности приёмника (0,12мкВ при С/Ш=10 дБ) имеют радиостанции производства "КБ Беркут".

Б) Избирательность. Чем выше численное значение (в дБ), тем лучше помехозащищённость радиостанции, следовательно, больше дальность связи при наличии электромагнитных помех. Схема с двумя преобразованиями частоты обеспечивает существенно более высокую реальную избирательность, чем с 1 ПЧ.

У лучших моделей импортных Си-Би радиостанций избирательность по побочным каналам достигает 60-65 дБ.

У современных радиостанций производства Конструкторского Бюро Беркут избирательность по побочным каналам на уровне 100 дБ, т.е. эффективно отсекается весь "мусор" эфира (схема с 2 преобразованиями частоты и хорошие кварцевые фильтры).

В) Эффективность антенны. Важнейший параметр, влияющий на дальность связи. У укороченных антенн основная характеристика - резонансное усиление (в дБ). Например, у гибкой антенны р/с "Maycom SH-27" резонансное усиление 15дБ, а у гибких антенн, применяемых в рациях производства ООО "КБ Беркут", - 20-25 дБ.

Такая разница в резонансных усилениях приводит к различию в дальности примерно на 20-30%. Применение более эффективных (телескопических, 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 одинаковыми мощностями могут отличаться по дальности, например, в десять раз. Гораздо важнее мощности эффективность антенны, чувствительность приёмника и избирательность.

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 кубического 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, а также частоте "ложных срабатываний" (подробнее о шумоподавителе). У лучших моделей импортных радиостанций порог шумоподавления открывает сигнал 0,5 мкВ, а у раций производства ООО "КБ Беркут", например, всего 0,05-0,07 мкВ. Не надо путать чувствительность приёмника и чувствительность по срабатыванию порога шумоподавления. Чувствительность приёмника измеряется при фиксированном соотношении сигнал/шум, обеспечивающем качественный, разборчивый приём сигнала; а чувствительность по срабатыванию порога шумоподавления - абсолютное значение сигнала (в мкВ), открывающее шумоподавитель.

Рации производства КБ Беркут могут работать с сигналом гораздо более слабым (в 8-10 раз), чем необходим для работы лучших импортных Си-Би (27 МГц) радиостанций.

Е) Экономичность радиостанции. К сожалению, на это редко обращают внимание при покупке. Зато потом часто испытывают определённые разочарования, погнавшись за "самой мощной рацией". Экономичность, безусловно, важнейший параметр портативных радиостанций. Так, в режиме 90/5/5 (ожидание/приём с максимальной громкостью/передача с максимальной мощностью) комплекта аккумуляторов ёмкостью 1000 мАч хватает у раций "Егерь-3М" на 24 часа работы, а у лучшей среди импортных портативок диапазона 27 МГц "Maycom SH-27" акб 1000 мАч хватает на 8 часов.

Ж) Надёжность в работе: ударо-, пыле-, водостойкости, температурный режим работы. Проведённые испытания показывают, что радиостанции "КБ Беркут" работают в любых температурных и погодных условиях (разрабатывались в расчёте на наши морозы), благодаря исключительно малому весу и прочному брызгозащищённому корпусу хорошо зарекомендовали себя при работе в самых тяжёлых условиях. Импортные Си-Би рации в морозы сильнее 10-15 градусов С не работают, при попадании внутрь воды выходят из строя, ударов не переносят.

Сравнение рации "Егерь-80М" с "обычной" импортной портативной рацией диапазона 27 МГц (этот диапазон частот в связи с условиями распространения радиоволн обеспечивает наибольшую дальность связи в условиях леса, пересечённой местности, гор, рек, озёр) и с рациями других диапазонов частот:

	Рация Егерь-80М (27 МГц)	Обычная импортная рация диапазона 27 МГц	Дешёвая импортная рация диапазона 433 МГц	Профессиональная ударопрочная импортная рация диапазона 433 МГц
Масса с аккумуляторами и антенной	305г	около 600г	100-250г	150 - 600 г
Выходная мощность	4 Вт	1- 4 Вт	0,35- 2,5 Вт	2-10 Вт
Сигнал, открывающий порог шумоподавления (численное значение чем меньше , тем лучше)	0,05-0,07 мкВ	0,5 мкВ	0,2-0,3 мкВ	0,2 мкВ
Время работы от аккумуляторов в режиме 90/5/5 ожидание/ приём/ передача	22 часа от акб 1100мАч	менее 8 часов	6-15 часов	8-15 часов
Работа в любую погоду, в любые морозы	да	нет	нет	да
Реальное гарантийное и постгарантийное обслуживание	да	как повезёт	как повезёт	да
Обычная дальность связи в условиях леса (зависит от плотности леса, насыщенности почвы влагой, рельефа местности...) (*)	4-8 км(с дополнительной антенной суперфлекс - 5-12 км)	1-3 км	0,5 - 1,5 км	1,5-3 км
Обычная дальность связи в условиях ровного поля без электромагнитных помех	до 10 - 12 км	6 км	3-5 км	до 10 - 12 км

Как увеличить зону переносных раций с компактными антеннами до нескольких десятков км?

Для увеличения зоны радиосвязи портативных раций с компактными антеннами можно применить установленную с высоко поднятой стационарной антенной базовую радиостанцию с функцией репитера (принимает, записывает и ретранслирует сигнал).

Полезные видео советы:

Тест работы в смешанных условиях город (в 100 метрах от контрольной точки связи в городе промышленная зона с повышенным уровнем электромагнитных помех) - лес, в котором проверена работа отечественных раций диапазона 27 МГц Штурман-80М и Штурман-90 в сравнении с работой импортных раций диапазонов 27 МГц, 136-174 МГц и 400-520 МГц:

Беркут-806М - рация для охоты, рыбалки и похода:

Описание рации Егерь-80М:

Работа рации Егерь-80М с репитером:

Описание органов управления рации Штурман-882М:

Работа в лесу раций Алан 42, Штурман-80М и Штурман-882М: