Το ραδιόφωνο είναι η μετάδοση και λήψη ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας με μήκη κύματος μεγαλύτερο από αυτό του υπέρυθρου φωτός. Συγχωρείτε εάν αυτός ο ορισμός δεν είχε νόημα, αλλά και πριν από λίγα χρόνια, δεν θα έπρεπε ούτε για μένα. Η τεχνολογία ραδιοφώνου υποστηρίζει σχεδόν όλη την ασύρματη συνδεσιμότητα γύρω μας: Bluetooth, WiFi, 3G, 4G και το φούρνο μικροκυμάτων σας - όλα αυτά λειτουργούν σύμφωνα με τις αρχές του ραδιοφώνου. Η τεχνολογία είναι πάνω από εκατό χρόνια, αλλά συνειδητοποίησα ότι ήξερα πολύ λίγα γι 'αυτήν.
Έτσι, αποφάσισα να αρχίσω να μαθαίνω και έφτασα στον εθνικό ραδιοερασιτεχνικό σύλλογό μου, το Ερασιτεχνική ραδιοφωνία του Πακιστάν (PARS), μέλος της Διεθνούς Ένωσης Ραδιοερασιτεχνικών Ραδιοφώνων (IARU), η οποία με τη σειρά της εκπροσωπεί ερασιτεχνικό ραδιόφωνο στη Διεθνή Ένωση Τηλεπικοινωνιών (ITU), τον οργανισμό του ΟΗΕ, του οποίου είναι καθήκον να συντονίζει τις τηλεπικοινωνιακές επιχειρήσεις και υπηρεσίες παγκοσμίως. Το PARS εκτελεί μερικούς επαναλήπτες ραδιοφώνου σε όλη τη χώρα και ένας από αυτούς ήταν στη Λαχόρη, όπου ζω.
Ενώ το ραδιόφωνο έχει χρησιμοποιήσει ουσιαστικά την ίδια τεχνολογία από τότε που ο Guglielmo Marconi πραγματοποίησε για πρώτη φορά τα πειράματά του το 1895, η βελτιωμένη σχεδίαση κυκλώματος και οι τεχνικές επεξεργασίας σήματος μας επέτρεψαν να μεταδώσουμε πολύ περισσότερο και πολύ πιο μακριά από πριν. Τώρα, είναι δυνατό για κάποιον με φορητό υπολογιστή και εξοπλισμό αξίας κάτω των 30 $ να λάβει ένα ευρύ φάσμα ραδιοσυχνοτήτων και θα το κάνουμε ακριβώς αυτό.
Σε αυτό το σεμινάριο ραδιοφώνου που καθορίζεται από λογισμικό, θα δημιουργήσω μια συσκευή ραδιοφώνου (SDR) που καθορίζεται από λογισμικό και μια κεραία και θα ακούσω μια συνομιλία μεταξύ δύο αδειοδοτημένων χειριστών ραδιοφώνου ham μέσω του επαναλήπτη Lahore. Στη συνέχεια, θα χρησιμοποιήσω τον ίδιο εξοπλισμό για να λάβω μια εικόνα που μεταδίδεται από τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό, ένα διαστημικό σκάφος σε τροχιά γύρω από τη Γη και θα το χρησιμοποιήσω για να διεκδικήσω το Βραβείο ARISS SSTV, αποδεικνύοντας πόσο εύκολο είναι να περιηγηθώ στο ραδιοφάσμα με φθηνό εξοπλισμό και να αναγνωριστώ . Μέσω του υλικού που χρησιμοποιείται σε αυτό το άρθρο, μπορείτε να λαμβάνετε μόνο ραδιοφωνικές μεταδόσεις και να μην μεταδίδετε τις δικές σας, αλλά αυτό είναι εντάξει δεδομένου ότι χρειάζεστε μια ερασιτεχνική άδεια ραδιοφώνου προτού το κάνετε.
Προσοχή! Είναι πολύ εύκολο να εκτελέσετε μια παράνομη δραστηριότητα με ραδιοεξοπλισμό, γι 'αυτό το άρθρο θα σας προειδοποιεί συνεχώς και θα παραπέμπει στο νόμο. Ο συγγραφέας ζει και διεξήγαγε αυτά τα πειράματα νόμιμα στο Πακιστάν. Ενώ οι ομοσπονδιακοί ραδιοφωνικοί νόμοι στο Πακιστάν είναι αυστηρά περιοριστικοί, η δικαιοδοσία σας μπορεί να είναι περισσότερο. Το 2019, ένας εμπειρογνώμονας των Ηνωμένων Εθνών ήταν συνελήφθη στην Τυνησία για την κατοχή της ίδιας ραδιοφωνικής συσκευής που καθορίζεται από λογισμικό που θα χρησιμοποιούμε. Είναι δική σας ευθύνη να διασφαλίσετε ότι συμμορφώνεστε με τους τοπικούς νόμους κατά την εκτέλεση πειραμάτων ραδιοφώνου. Ωστόσο, λάβετε υπόψη ότι δεν είμαι δικηγόρος και αυτό δεν αποτελεί νομική συμβουλή. Πρέπει να συμβουλευτείτε τον δικηγόρο σας για διευκρινίσεις.
Εάν ζεις στο Πακιστάν, Πρέπει να αποκτήσετε συνδρομή PARS shortwave listen (SWL) πριν αποκτήσετε ραδιοφωνικό δέκτη . Ο νόμος περί ασύρματης τηλεγραφίας του Πακιστάν του 1933 απαγορεύει την κατοχή ασύρματων συσκευών τηλεγραφίας. Ωστόσο, τα μέλη SWL επιτρέπεται να διαθέτουν δέκτες. Επικοινωνήστε μαζί μου για μια επιστολή αναφοράς PARS, αν θέλετε να γίνετε μέλος.
'Τι είναι ακόμη και ένα ραδιόφωνο' καθορισμένο από λογισμικό ';' Σε ακούω να ρωτάς!
Ένα ραδιόφωνο που καθορίζεται από λογισμικό, είναι μια συσκευή ραδιοφώνου όπου τα περισσότερα ηλεκτρικά εξαρτήματα «εξομοιώνονται» στο λογισμικό. Πριν από την άνοδο των SDR, θα χρειαστείτε ένα ειδικό κύκλωμα για να εκτελέσετε την εργασία επεξεργασίας των σημάτων από και προς το ραδιόφωνο. Πράγματα όπως φιλτραρισμα σηματος , ανάμιξη συχνότητας , ανίχνευση ραδιοκυμάτων , ενίσχυση σήματος, διαμόρφωση / αποδιαμόρφωση και άλλα έγιναν με ειδικά κυκλώματα. Ωστόσο, δεδομένου ότι οι υπολογιστές έχουν γίνει γρηγορότεροι, μπορούμε να εκτελέσουμε αυτές τις λειτουργίες σε λογισμικό, κάνοντας αυτούς τους τύπους ραδιοφώνων καθορισμένες από λογισμικό.
Ένας δημοφιλής (και φθηνός) δέκτης SDR είναι ο δέκτης Digital Video Broadcast (DVB-T) με το ενσωματωμένο κύκλωμα χειριστή και δέκτη Realtek RTL2832U. Ενώ ο αρχικός τους σκοπός ήταν να λαμβάνουν βίντεο, αυτά τώρα επανατοποθετούνται για να λαμβάνουν ραδιοσήματα και έχουν γίνει γνωστές ως συσκευές RTL-SDR. Θα χρησιμοποιήσω το Δέκτης RTL-SDR και δίπολο από το RTL-SDR.com . Σήμερα κοστίζει 29,95 $, τα πλοία παγκοσμίως, συνοδεύεται από έναν ταλαντωτή αντιστάθμισης θερμοκρασίας (TCXO), και ένα μεροληψία, το οποίο είναι υπέροχο να έχει, αλλά πέρα από το πεδίο αυτού του άρθρου για συζήτηση. Έρχεται επίσης με ένα ρυθμιζόμενο κιτ κεραίας διπόλων , επιτρέποντάς σας να ακούτε σήματα από ~ 70 MHz έως ~ 1030 MHz.
Ημέρα 2 του ARISS Int'l F2F:
- ARISS (@ARISS_status) 27 Ιουνίου 2019
Ο David Honess από την ESA ανοίγει τις σημερινές συνεδρίες, προτείνοντας εξαιρετικούς τρόπους για να προσελκύσετε παιδιά με ραδιοφωνικά προγράμματα ISS χρησιμοποιώντας Raspberry Pi, RTL-SDR, SSTV mode επικοινωνίες κ.λπ. μέσω διαδικτυακής σύνδεσης με τη συνάντηση F2F στο Μόντρεαλ. pic.twitter.com/Mp25cljrAH
Το δίπολο κιτ RTL-SDR που χρησιμοποιώ προτάθηκε επίσης από εκπροσώπους της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας στη Διεθνή Πρόσωπη Συνάντηση του Radio Radio in Space (ARISS) τον Ιούνιο του 2019.
πώς να αναπτύξετε μια γλώσσα προγραμματισμού
Η εγκατάσταση της κεραίας είναι εύκολη. Βιδώστε τα μακριά άκρα της κεραίας στο κέντρο, στερεώστε την σε ένα παράθυρο με την παρεχόμενη βεντούζα και ανοίξτε τους βραχίονες διπόλων σε απόσταση 49,65 cm (1 πόδι 7,55 ίντσες) το καθένα. Συνδέστε το θηλυκό άκρο του παρεχόμενου μακρύτερου καλωδίου στο αρσενικό άκρο του διπόλου, το αρσενικό άκρο του μακρύτερου καλωδίου στο SDR σας και, στη συνέχεια, τοποθετήστε την κεραία κάθετα όσο πιο ψηλά γίνεται έξω. Κατά προτίμηση σε ένα παράθυρο, χρησιμοποιώντας την παρεχόμενη βάση αναρρόφησης. Ακολουθεί μια εικόνα για το πώς πρέπει να φαίνεται:
Τέλος, βιδώστε το κρεμαστό άκρο του μεγάλου καλωδίου στο SDR σας και συνδέστε το SDR στη θύρα USB του υπολογιστή σας. Σε αυτό το σημείο, μπορείτε να πάτε με οποιονδήποτε αριθμό εφαρμογών SDR, αλλά επειδή βρίσκομαι σε MacOS, όπου οι επιλογές είναι περιορισμένες, θα χρησιμοποιήσω CubicSDR .
brew cask install cubicsdr
Με το άνοιγμα του CubicSDR, θα εμφανιστεί ένα πλαίσιο διαλόγου για να επιλέξετε το SDR και τις ρυθμίσεις του. Επιλέξτε το Generic RTL2832U OEM
όπως έχω επιλέξει στην εικόνα και αλλάξαμε το ρυθμό δειγματοληψίας σε 2,048MHz
Όταν ξεκινά το CubicSDR, μπορείτε να ξεκινήσετε την περιήγηση στο φάσμα αμέσως. Συνιστώ να ξεκινήσετε με γνωστές ραδιοφωνικές εκπομπές FM. Ακολουθεί ένα βίντεο με την περιήγησή μου στους τοπικούς ραδιοφωνικούς σταθμούς καθώς είναι στη διάθεσή μου στη Λαχόρη.
Στη συνέχεια, ακούμε δύο ερασιτέχνες ραδιοφωνικούς χειριστές στο Lahore, επαναλήπτης, αλλά πριν ξεκινήσουμε, ας συζητήσουμε τι είναι ακόμη και το ερασιτεχνικό ραδιόφωνο.
'Εντάξει, αλλά τι είναι το' ερασιτεχνικό 'ραδιόφωνο;' Σε ακούω να ρωτάς αυτή τη φορά!
Το ερασιτεχνικό ραδιόφωνο είναι η χρήση του ραδιοφάσματος από αδειοδοτημένους χειριστές για μη εμπορικές δραστηριότητες. Αυτά μπορεί να περιλαμβάνουν επικοινωνία, εκπαίδευση, πειραματισμό, διαγωνισμό ή περισσότερα. Κάθε δικαιοδοσία μπορεί επίσης να έχει τον δικό της νομικό ορισμό. Οι ερασιτέχνες χειριστές ραδιοφώνου περιορίζονται στη χρήση των συχνοτήτων που είναι αφιερωμένες στην υπηρεσία ερασιτεχνών.
«Ερασιτεχνική υπηρεσία» σημαίνει μια υπηρεσία ραδιοεπικοινωνίας για σκοπούς αυτοεκπαίδευσης, ενδοεπικοινωνίας και τεχνικών ερευνών που πραγματοποιούνται από ερασιτέχνες, δηλαδή, από άτομα δεόντως εξουσιοδοτημένα σύμφωνα με τους παρόντες κανονισμούς που ενδιαφέρονται για ραδιο τεχνική αποκλειστικά με προσωπικό σκοπό και χωρίς χρηματικό συμφέρον · - Κανονισμοί ραδιοερασιτεχνικών υπηρεσιών, 2004, Πακιστάν
Με αυτόν τον τρόπο, ας δούμε ποιες είναι οι τοπικές ερασιτεχνικές ραδιοσυχνότητες μας. Δημοσιεύονται μαζί με τους ορισμούς των πάντων από το Πακιστανικό Συμβούλιο Κατανομής Συχνότητας, σε ένα έγγραφο που ονομάζεται τον πίνακα κατανομών συχνότητας του Πακιστάν . Διατηρώ ένα μια ουσία από όλα για εύκολη αναφορά, αλλά εδώ είναι οι ζώνες πολύ υψηλής συχνότητας (VHF):
Μονάδα | Εύρος συχνοτήτων | ITU - Περιοχή 3 | Διανομές του Πακιστάν |
---|---|---|---|
MHz | 144 - 146 | ΕΡΑΣΙΤΕΧΝΗΣ ΑΜΑΤΙΟΥΡ-Δορυφορικά 5.216 | ΕΡΑΣΙΤΕΧΝΗΣ ΑΜΑΤΙΟΥΡ-Δορυφορικά |
MHz | 146 - 148 | ΕΡΑΣΙΤΕΧΝΗΣ ΣΤΑΘΕΡΟΣ ΚΙΝΗΤΟ 5.217 | ΕΡΑΣΙΤΕΧΝΗΣ ΣΤΑΘΕΡΟΣ ΚΙΝΗΤΟ |
Τούτου λεχθέντος, εδώ είναι σημαντικό σημείωμα σχετικά με τη νομιμότητα : Το RTL-SDR και αυτή η εγκατάσταση είναι απίστευτα ισχυρό. Παρόλο που έχετε πρόσβαση μόνο σε ένα μικρό μέρος των καθορισμένων ερασιτεχνικών περιοχών του Πακιστάν (ή των τοπικών σας), οι οποίες συνήθως κυμαίνονται από 1.800 KHz έως 250 GHz, υπάρχουν και άλλες υπηρεσίες που λειτουργούν στο φάσμα. Θα πρέπει να γνωρίζετε ποιες υπηρεσίες μπορείτε, ή το πιο σημαντικό δεν μπορείτε να ακούσετε: Στο Πακιστάν, όπως και στο Ηνωμένο Βασίλειο, δεν μπορείτε να ακούσετε μεταδόσεις που δεν προορίζονται για εσάς, ούτε προορίζονται να είναι ανοιχτές στο κοινό , κάτι τέτοιο μπορεί να επιβάλει πρόστιμο ή ποινή φυλάκισης στο Πακιστάν σύμφωνα με τον νόμο περί τηλεπικοινωνιών του Πακιστάν (Αναδιοργάνωση), 1996 και του νόμου περί πρόληψης του ηλεκτρονικού εγκλήματος, 2016. Ανεξάρτητα, είναι αποκλειστικά δική σας ευθύνη να αναζητήσετε τοπικούς νόμους . Στις ΗΠΑ, ποιες μεταδόσεις μπορείτε να ακούσετε εξαρτώνται από την τοπική δικαιοδοσία σας.
«Θέλεις να ρωτήσω τι είναι ο επαναλήπτης, έτσι δεν είναι;» εσύ ρωτάς. Και χαίρομαι που ρωτήσατε.
Όταν οι συσκευές ραδιοφώνου μιλούν μεταξύ τους, έχουν όλα τα δικά τους όρια στο εύρος. Φανταστείτε ότι η Αλίκη και ο Μπομπ ήθελαν να μιλήσουν μεταξύ τους, αλλά η απόσταση μεταξύ τους ήταν πολύ μεγαλύτερη από ό, τι τα ραδιόφωνα τους μπορούσαν να μεταδώσουν. Τώρα, η Άλις και ο Μπομπ θα μπορούσαν να αναβαθμίσουν τα ραδιόφωνα τους, αλλά αυτό θα ήταν ακριβό. Αντ 'αυτού, μπορούν να συγκεντρώσουν τα χρήματά τους και να εγκαταστήσουν έναν επαναλήπτη μεταξύ τους. Ο επαναλήπτης μπορεί να είναι εξαιρετικά ισχυρός ή αρκετά ισχυρός ώστε οι μεταδόσεις του να φτάνουν και στους δύο.
Ο επαναλήπτης είναι μια συσκευή που, λοιπόν, επαναλαμβάνεται τι ακούει. Παπαγάγει αυτό που ακούει σε μια συχνότητα σε άλλη συχνότητα. Ο σκοπός ενός επαναλήπτη είναι να επεκτείνει το εύρος άλλων ραδιοφώνων. Είναι συνήθως τοποθετημένο σε ένα κεντρικό μέρος και πολύ ψηλό για να του δώσει μια καθαρή οπτική γωνία στην περιοχή που καλύπτει. Μπορεί επίσης να παράγει μεγάλη ποσότητα ισχύος, ώστε να μπορούν να το ακούσουν και τα ραδιόφωνα που βρίσκονται πολύ μακριά. Στην παραπάνω εικόνα, βλέπουμε οπτικά πώς ένας επαναλήπτης μπορεί να βοηθήσει δύο μικρά φορητά ραδιόφωνα να μιλούν μεταξύ τους σε μεγάλες αποστάσεις. Αυτός είναι ακριβώς ο τρόπος που λειτουργεί ο επαναλήπτης της Λαχόρης, εκτός με περισσότερη ισχύ.
Ο επαναλήπτης Lahore λειτουργεί με συχνότητα 147.360 MHz *. Προτού συντονιστείτε σε αυτήν τη συχνότητα, ρυθμίστε τον επιλογέα διαμόρφωσης σε διαμόρφωση στενής ζώνης ζώνης (NBFM / NFM), θα μάθουμε περισσότερα για το πώς λειτουργεί αργότερα. Σε αυτήν τη συχνότητα, θα ακούτε μια σειρά τόνων κάθε πέντε λεπτά. Ηχογράφησα ένα από αυτά εδώ για εσάς:
Ποιοι είναι αυτοί οι τόνοι; Μια ματιά στη κυματομορφή θα μας δώσει μια ιδέα.
Εάν δεν έχετε ήδη ενεργοποιηθεί, αυτός είναι ο κωδικός Morse. Δεδομένου ότι αυτή η κυματομορφή είναι μια αναπαράσταση του πλάτους και του χρόνου, τα σύντομα ηχητικά σήματα είναι κουκκίδες και τα μακριά ηχητικά σήματα είναι παύλες. Ο ήχος, επομένως, σηματοδοτεί .-.. … .-.
που αποκωδικοποιεί το LHR, τη συντομογραφία της πόλης για τη Λαχόρη. Αυτό σας λέει ότι ο επαναλήπτης είναι συνδεδεμένος στο Διαδίκτυο, είστε συντονισμένοι στη σωστή συχνότητα και ότι ακούτε τον επαναλήπτη της Λαχόρης.
Ενώ περίμενα, ζήτησα από τον φίλο μου και τον χειριστή ζαμπόν Badar Jamal, AP2BDR, τον επικεφαλής του κεφαλαίου PARS Lahore, να μιλήσω γρήγορα μαζί μου, ενώ ήμουν συντονισμένος στον επαναλήπτη της Λαχόρη. Έχω ειδική άδεια από την Αρχή Τηλεπικοινωνιών του Πακιστάν να λειτουργήσω ένα ραδιόφωνο υπό την επίβλεψη ενός αδειούχου φορέα όπως το AP2BDR. Η συνομιλία πραγματοποιήθηκε σε μια ιδιαίτερα κακή στιγμή όταν το φάσμα ήταν πολύ μολυσμένο, οπότε υπάρχει θόρυβος. Επίσης, παρά τις καλύτερες προσπάθειές μου για να βάλω κάποια απόσταση μεταξύ μου και του RTL-SDR, οι μεταδόσεις μου φαίνεται ότι υπερνικούν τη συσκευή σε κάποια σημεία, αλλά εδώ είναι η παρακάτω συζήτηση. Λειτουργώ με επέκταση του διακριτικού PARS ως AP2ARS / Νοέμβριος.
Και αυτός είναι ο τρόπος ακρόασης σε μια ραδιοφωνική συνομιλία ζαμπόν μεταξύ δύο αδειοδοτημένων χειριστών σε έναν επαναλήπτη. Η διαδικασία θα ήταν η ίδια εάν μεταδίδονταν χωρίς επαναλήπτη επειδή το RTL-SDR δεν μεταδίδει. Η εγκατάσταση, ωστόσο, είναι λίγο πιο εμπλεκόμενη για τον εξοπλισμό μετάδοσης δεδομένου ότι πρέπει να μεταδίδουν με διαφορετική συχνότητα από την οποία λαμβάνουν. Αν όμως μου αρέσει, αυτό θα σας αφήσει περισσότερες ερωτήσεις παρά απαντήσεις. Θα εξηγήσω την επιστήμη πίσω από αυτό στην επόμενη ενότητα.
τι είναι προσαρμογή φόρου στα σύνορα
Ο Διεθνής Διαστημικός Σταθμός (ISS) είναι ένας μεγάλος τεχνητός δορυφόρος σε τροχιά γύρω από τη Γη. Είναι ένα εργαστήριο έρευνας για το διαστημικό περιβάλλον που ανήκει από κοινού σε πέντε διαφορετικά διαστημικά γραφεία: NASA (Ηνωμένες Πολιτείες), Roscosmos (Ρωσία), JAXA (Ιαπωνία), ESA (Ευρώπη) και CSA (Καναδάς) μέσω ενός συνόλου πολύπλοκων συμφωνιών και συνθηκών. Δεδομένου ότι ο διεθνής διαστημικός σταθμός είναι ένα διαστημικό σκάφος, το οποίο διαχειρίζεται ένα πλήρωμα, είναι τεχνικά ένα διαστημόπλοιο και δεδομένου ότι περιστρέφεται γύρω από τη γη, είναι επίσης ένας δορυφόρος.
Το ISS εκτελεί μια ερασιτεχνική-δορυφορική υπηρεσία κάτω από το ραδιόφωνο ερασιτεχνών στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό ή το πρόγραμμα ARISS. Αυτή η υπηρεσία σας επιτρέπει επικοινωνήστε με το ISS όπου μπορείτε να μιλήσετε με ερασιτέχνες αστροναύτες ραδιοφώνου, αλλά κάθε τόσο το ARISS εκτελεί ειδικές εκδηλώσεις τηλεόρασης αργής σάρωσης (SSTV) όπου μεταδίδει εικόνες άνω των 145,8 MHz σε λειτουργία στενής ζώνης FM. Ένα τέτοιο γεγονός συνέβη μεταξύ 1-4 Αυγούστου 2019, που ονομάζεται ARISS Garriott μνημείο SSTV δραστηριότητα. Η εκδήλωση «γιορτάζει [d] τη ζωή και τα επιτεύγματα του αστροναύτη, του επιστήμονα και του πρωτοπόρου ραδιοφώνου ζαμπόν Owen Garriott με μια αναμνηστική εκδήλωση SSTV με εικόνες από τη δουλειά του Garriott με ραδιόφωνο ζαμπόν κατά τη διάρκεια των αποστολών του στο διάστημα». Ήταν το πρώτο ζαμπόν που λειτουργούσε από το διάστημα.
Για αυτήν την εκδήλωση, έβαλα το δίπολο και το RTL-SDR μου στην οροφή. Το σήμα ήταν απίστευτα αδύναμο, ωστόσο, χρησιμοποιώντας το RTL-SDR μου, κατάφερα να λάβω μόνο μια μερική εικόνα κατά τη διάρκεια ενός εξαιρετικά ισχυρού περάσματος. Χρησιμοποίησα εναλλακτικό εξοπλισμό για το υπόλοιπο της εκδήλωσης. Ωστόσο, άλλα μέλη του PARS είχαν μεγαλύτερη επιτυχία με τα RTL-SDRs και μια αυτο-κατασκευασμένη κεραία χρησιμοποιώντας σωλήνες χαλκού και ομοαξονικό καλώδιο. Η διαδικασία για την ακρόαση του σήματος ήταν πολύ παρόμοια με την προηγούμενη, εκτός από ένα επιπλέον βήμα: λογιστική για το φαινόμενο Doppler.
Ουσιαστικό: Φαινόμενο Ντόπλερ
μια αύξηση (ή μείωση) της συχνότητας του ήχου, του φωτός ή άλλων κυμάτων καθώς η πηγή και ο παρατηρητής κινούνται (ή μακριά) μεταξύ τους. Το αποτέλεσμα προκαλεί την ξαφνική αλλαγή του βήματος που παρατηρείται σε μια σειρήνα που περνά, καθώς και την κόκκινη μετατόπιση που βλέπουν οι αστρονόμοι.
Το εφέ Doppler, ή η μετατόπιση Doppler, είναι η φαινομενική αλλαγή στη συχνότητα καθώς ο πομπός πλησιάζει. Ας σκεφτούμε μια σειρήνα ασθενοφόρων. Καθώς πλησιάζει προς εμάς, είναι ψηλά στο γήπεδο, αλλά όταν μας περνάει, κάνει αυτό το περίεργο πράγμα όπου ο ήχος αλλάζει ξαφνικά και γίνεται χαμηλότερος στον τόνο. Ως παιδί, πάντα πίστευα ότι ήταν περίεργο: Γιατί οι οδηγοί ασθενοφόρων το έκαναν αυτό σε μένα; Πώς ήξεραν ότι με περνούσαν όταν ήμουν σε εσωτερικούς χώρους; Αποδεικνύεται, συμβαίνει σε όλους και όχι μόνο για τον ήχο. Το εφέ Doppler είναι εμφανές σε όλα τα κύματα, συμπεριλαμβανομένου του ραδιοφώνου και του φωτός. Το Blueshift είναι όταν τα αστέρια μας φαίνονται μπλε, μια υψηλότερη συχνότητα κύματος, καθώς έρχονται προς τη γη, και η κόκκινη μετατόπιση είναι όταν εμφανίζονται κόκκινα, μια χαμηλότερη συχνότητα, καθώς απομακρύνονται. Για μια επίδειξη, το προτείνω αυτό εξαιρετικό βίντεο .
Η μετατόπιση Doppler εκδηλώνεται στις ραδιοεπικοινωνίες των δορυφόρων ως αύξηση του βήματος καθώς ο δορυφόρος κινείται προς εσάς και μια ξαφνική μείωση καθώς απομακρύνεται. Στον καταρράκτη του SDR, θα έμοιαζε έτσι:
Για να αντισταθμίσω το εφέ, κράτησα το ραδιόφωνο μου λίγο πιο πάνω από τα 145,8 MHz καθώς ο δορυφόρος εμφανίστηκε, το άλλαξα καθώς ο δορυφόρος έφτασε στην κορυφή του και το άλλαξα πιο κάτω όταν βρισκόταν. Θυμηθείτε ότι ενώ έλαβα ένα μερικό, αυτό που έλαβα ήταν ο ακόλουθος ήχος:
Εάν παίζετε αυτό και εκτελείτε αποκωδικοποιητή SSTV, όπως η εφαρμογή Android Robo36, ρυθμισμένη στη λειτουργία PD120, θα πρέπει να λάβετε την ακόλουθη εικόνα:
Ένα φωτογραφικό αφιέρωμα στον Owen Garriot, το πρώτο ζαμπόν που λειτουργεί από το διάστημα. Μια γνήσια εικόνα που έλαβα απευθείας από ένα διαστημόπλοιο. Χρησιμοποιώντας αυτήν την εικόνα, διεκδίκησα το βραβείο ARISS SSTV.
Ας καταλάβουμε πώς λειτουργεί η τεχνολογία ραδιοφώνου.
Εντάξει, οπότε, αν θέλετε σαν εμένα, θέλετε να μάθετε περισσότερα. Πώς ένας άντρας που μιλάει σε ένα μικρόφωνο μεταδίδει αόρατα κύματα (τι είναι ακόμη κύματα;) που παραλαμβάνονται («σηκώνονται;») από ένα άλλο μαγικό κουτί στο άλλο άκρο και μετατρέπεται σε ήχο; Τόσες πολλές ερωτήσεις. Ας ξεκινήσουμε. Εάν, στην αρχή, μερικές από αυτές τις έννοιες δεν έχουν νόημα, απλώς να με έχετε μέχρι το τέλος. Ας συζητήσουμε:
Πιθανότατα γνωρίζετε το συνεχές ρεύμα, όπως όταν συνδέετε ένα LED σε μια μπαταρία 12V. Αυτός ο τύπος ηλεκτρικής ενέργειας εξάγει σταθερή τάση και είναι γνωστός ως συνεχές ρεύμα (DC). Αν επρόκειτο να σχεδιάσουμε τη ροή ρεύματος στο καλώδιο, θα έχουμε κάτι σαν αυτό:
Ίσως γνωρίζετε ότι το ρεύμα που διέρχεται από ένα καλώδιο προκαλεί ένα σταθερό μαγνητικό πεδίο σε έναν κύκλο γύρω του. Μοιάζει κάπως έτσι:
Μπορείτε να παρακολουθήσετε αυτήν την επίδειξη Αυτό Βίντεο YouTube.
Το DC όμως δεν κάνει τίποτα για το ραδιόφωνο. Χρησιμοποιούμε τον πιο ενδιαφέροντα και θανατηφόρο αδελφό του: εναλλασσόμενο ρεύμα (AC). Το AC είναι διαφορετικό από το DC επειδή αντί να δίνει μια σταθερή τάση στο φορτίο, εναλλάσσεται μεταξύ της παροχής και της λήψης από αυτό. Το AC είναι αυτό που θα έχετε αν συνδέσετε την κύρια τροφοδοσία στο σπίτι σας. Στο Πακιστάν, έχουμε 230 βολτ εναλλάσσοντας στα 50 Hz ή hertz (μην ανησυχείτε για hertz προς το παρόν), το οποίο είναι παρόμοιο με το Ηνωμένο Βασίλειο, ωστόσο, στη Βόρεια Αμερική, παίρνετε 120 βολτ στα 60 Hz. Για απλότητα, ας υποθέσουμε ότι λειτουργεί στα 1 Hz. Ακολουθεί ένα γράφημα για το πώς θα μοιάζει το ηλεκτρικό ρεύμα:
Τώρα, εδώ είναι το ενδιαφέρον πράγμα για το AC: λόγω ενός μεταβαλλόμενου ρεύματος, θα προκαλέσουμε τώρα ένα μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο γύρω από το καλώδιο. Τα μεταβαλλόμενα μαγνητικά πεδία έχουν μια ειδική ιδιότητα, προκαλούν ρεύματα σε καλώδια που περνούν! Αυτό ονομάζεται ηλεκτρομαγνητική επαγωγή. Όλο το ραδιόφωνο είναι ουσιαστικά ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία και επαγωγή από κύματα AC. Ακολουθεί ένα βίντεο ενός άνδρα που τρέχει μια λάμπα διπολικής κεραίας, που έχει το ίδιο μήκος με τη δική μας, και ένα σήμα στη ζώνη των 2 μέτρων:
Η ζώνη των 2 μέτρων είναι, παρεμπιπτόντως, η ίδια μπάντα που ακούσαμε για τους AP2BDR και AP2AUM, αλλά για τι είναι αυτό το 'συγκρότημα' για το οποίο μιλώ; Ας το δούμε στη συνέχεια όταν μάθουμε για τις ραδιοσυχνότητες.
Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία (EM) αναφέρεται στα κύματα με ηλεκτρομαγνητικά συστατικά που διαδίδονται στο διάστημα. Στο παραπάνω βίντεο, είδατε έναν άνδρα να εκπέμπει ακτινοβολία EM με διπολική κεραία και στη συνέχεια να την λαμβάνει και σε μία. Αυτό ακριβώς κάναμε στο πείραμά μας, αν και με λιγότερη ισχύ. Τα ραδιοκύματα είναι ενέργεια EM, αλλά δεν είναι το μόνο πράγμα που μπορεί να χαρακτηριστεί ως τέτοιο. Μερικά άλλα παραδείγματα περιλαμβάνουν φως, ιονίζουσες ακτινοβολίες όπως ακτίνες Χ και ακτίνες γάμμα. Η διαφορά μεταξύ όλων αυτών είναι ο ρυθμός με τον οποίο ταλαντεύεται το EM. Αυτό μετράται τόσο σε συχνότητες όσο και σε μήκος κύματος, και μερικές φορές, για ερασιτεχνικές περιοχές ραδιοφώνου, εκφρασμένες ως «ζώνες μετρητών». Ας ΡΙΞΟΥΜΕ μια ΜΑΤΙΑ.
Ένας κύκλος είναι το όνομα που δίνεται σε μια πλήρη ταλάντωση και συνήθως μετράται από την κορυφή στην κορυφή στο γράφημα. Η «συχνότητα» ενός κύματος είναι ο αριθμός των κύκλων που διέρχεται σε ένα δευτερόλεπτο και η μονάδα που υποδηλώνει αυτό είναι το hertz (Hz). Στο παραπάνω διάγραμμα, μετράμε μια συχνότητα 1 κύκλου ανά δευτερόλεπτο ή 1 Hz. Αυτό σημαίνει ότι το κύμα AC ταλαντεύεται, μεταξύ της παροχής και της λήψης ρεύματος, 1 φορά το δευτερόλεπτο.
Για να κατανοήσουμε το μήκος κύματος, ας φανταστούμε οπτικά πώς θα ήταν το ρεύμα AC μας σε ένα καλώδιο. Ας φανταστούμε ότι ο χρόνος σταματά και εξετάζουμε ένα άγνωστο ρεύμα εναλλασσόμενου ρεύματος που τρέχει μέσω ενός καλωδίου. Οι υψηλές κορυφές είναι όπου το σύρμα είναι θετικά πολωμένο, οι ρηχές κοιλάδες είναι εκεί όπου το σύρμα είναι αρνητικά πολωμένο.
Κοιτάζοντας οπτικά το καλώδιο, μπορείτε να μετρήσετε το μήκος ενός κύκλου σε μέτρα; Θυμηθείτε ότι ένας κύκλος μετριέται από κορυφή σε κορυφή. Όταν έχετε την απάντηση, διαβάστε μπροστά.
Αυτό που μόλις μετρήσατε είναι το μήκος κύματος ενός σήματος σε ένα καλώδιο. Η σχέση μεταξύ του μήκους κύματος ενός σήματος και της συχνότητάς του
$ lambda = frac {c} {f} φορές VF $
Όπου $ f $ είναι η συχνότητα του κύματος σε Hz, το $ c $ είναι η ταχύτητα της σταθεράς φωτός που εκφράζεται σε μέτρα ανά δευτερόλεπτο, το $ lambda $ είναι οι μετρητές μήκους κύματος και το $ VF $ είναι ο συντελεστής ταχύτητας.
Το $ VF $ δίνεται από την εξίσωση:
$ VF = v / c $
Όπου $ v $ είναι η ταχύτητα με την οποία το σήμα διαδίδεται μέσω του υλικού.
Προς το παρόν, ας υποθέσουμε ότι τα σήματα θα διαδοθούν σε όλο το υλικό στα $ c $, κάνοντας $ v = c $, $ VF = 1 $ και μπορούμε να απλοποιήσουμε την εξίσωση μας για να γίνει το μήκος κύματος:
$ lambda = frac {c} {f} $
Θα συναντήσετε αυτήν την απλοποιημένη εξίσωση σε πολλά μέρη, αλλά καταλάβετε ότι ισχύει μόνο για το EM σε κενό.
Όταν τρέχουμε ρεύμα AC μέσω τέλειας κεραίας, εκπέμπει ενέργεια EM πολύ αποτελεσματικά. Ακολουθεί μια οπτικοποίηση:
Παρατηρήστε πώς η ακτινοβολία EM κυμαίνεται ακριβώς στην ίδια συχνότητα με το ρεύμα εναλλασσόμενου ρεύματος που εφαρμόζεται στην κεραία; Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ένα ρεύμα 450 hertz AC που τροφοδοτείται σε μια κεραία θα εκπέμπει ένα ραδιοφωνικό σήμα 450 hertz.
Στο παραπάνω πείραμά μας, ακούσαμε τις συνομιλίες AP2BDR και AP2AUM στα 147.360 MHz *, δηλαδή megahertz ή 147.360.000 hertz *. Το μήκος κύματος για αυτήν τη συχνότητα είναι 2,03 μέτρα (79,92 ίντσες). Αυτό μας φέρνει στην τελευταία μας προσέγγιση: ζώνες μετρητών.
Οι μετρητικές ζώνες είναι απλώς εκτιμήσεις μήκους κύματος. Εάν πείτε σε έναν ερασιτέχνη χειριστή ραδιοφώνου ότι χρησιμοποιείτε τη ζώνη των 2 μέτρων, θα θεωρήσουν τις συχνότητες που είναι περίπου 2 μέτρα σε μήκος κύματος.
Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα αναφέρεται στο εύρος των συχνοτήτων και τις ταξινομήσεις τους. Σε γενικές γραμμές, υπάρχουν 3 μεγάλες κατηγορίες: ραδιοκύματα, φως και ιονίζουσα ακτινοβολία, αλλά αυτές οι τρεις φράσεις δεν μεταφέρουν το βάθος του ίδιου του φάσματος.
Σύμφωνα με την ITU, τα ραδιοκύματα ξεκινούν από το εύρος εξαιρετικά χαμηλής συχνότητας (ELF), ξεκινώντας από τα 3 Hz και τελειώνουν στο εξαιρετικά υψηλό εύρος συχνοτήτων, που λήγει στα 300 GHz. Μετά από αυτήν τη συχνότητα, η ακτινοβολία EM γίνεται φως, λίγο πιο πέρα, γίνεται ορατό φως, λίγο πιο πέρα από αυτό, αρχίζει να γίνεται επικίνδυνη με τη μορφή ιονίζουσας ακτινοβολίας.
'Ένα τρανς - τι, τώρα;' Σε ακούω να ρωτάς.
Ένας πομποδέκτης είναι απλά μια συσκευή που μπορεί να μεταδίδει και να λαμβάνει ραδιοσήματα. Δεν χρειαζόμαστε απαραίτητα και τα δύο μέρη να έχουν πομποδέκτες. ένα ραδιοφωνικό μήνυμα μπορεί να σταλεί εάν ένα άτομο έχει μόνο δέκτη.
Υπάρχουν πολλά σχήματα κωδικοποίησης και αποκωδικοποίησης σήματος, αλλά προς το παρόν, θα συζητήσουμε μόνο τα δύο κύρια, ένα από τα οποία χρησιμοποιήσαμε στο παραπάνω πείραμα: διαμόρφωση πλάτους (AM) και διαμόρφωση συχνότητας (FM). Εάν έχετε παίξει με το στερεοφωνικό του αυτοκινήτου σας για λίγο, οι όροι AM και FM είναι πιθανώς πολύ εξοικειωμένοι με εσάς. Ας δούμε ακριβώς πώς λειτουργούν.
Αρχικά, ας παρουσιάσουμε δύο κυματομορφές: ένα κύμα μεταφορέα και ένα σήμα πληροφοριών που σκοπεύουμε να κωδικοποιήσουμε. Το κύμα μεταφοράς είναι απλώς ένα σήμα απλού κύματος που ταλαντεύεται σε μια συγκεκριμένη συχνότητα, στην εγγραφή μας, όπως και στην εικόνα, το κύμα μεταφορέα μας ήταν ένα ημιτονοειδές κύμα (ομαλό σχήμα ανόδου και πτώσης) σε συχνότητα 147.360 MHz *. Το σήμα πληροφοριών, είναι τα δεδομένα που θέλετε να κωδικοποιήσετε, και στο πείραμά μας, ήταν ο ήχος της συνομιλίας μεταξύ AP2BDR και AP2AUM.
Στο AM, το σήμα κωδικοποιείται στο κύμα φορέα με διαμόρφωση του πλάτους του ίδιου του κύματος, που σημαίνει ότι το κύμα φορέα μεγαλώνει ψηλότερα, αλλά παραμένει στην ίδια συχνότητα. Στο FM, ωστόσο, το σήμα κωδικοποιείται στο κύμα φορέα με διαμόρφωση της συχνότητας, που σημαίνει ότι το κύμα φορέα παραμένει το ίδιο ύψος, αλλά η συχνότητα ποικίλλει λίγο.
Εκμάθηση ελατηρίου mvc για αρχάριους
Στη συνομιλία μας, χρησιμοποιήσαμε FM. Το FM έχει συνήθως πιο καθαρό ήχο και είναι πιο ανθεκτικό σε θόρυβο ή παραμόρφωση από το AM, καθώς η παραμόρφωση εκδηλώνεται ως αλλαγή στο πλάτος. Ωστόσο, το FM κοστίζει με τη χρήση ενός εύρους συχνοτήτων και όχι μιας συγκεκριμένης συχνότητας. Το εύρος των συχνοτήτων εξαρτάται από το φίλτρο σας. Στο παράδειγμά μας, χρησιμοποιήσαμε στενή ζώνη FM (NBFM). Ωστόσο, οι εμπορικοί ραδιοφωνικοί σταθμοί χρησιμοποιούν ευρυζωνικό FM (WBFM). Αυτό κάνει τον σταθμό να ακούγεται πιο πλούσιος και πιο ανθεκτικός στην παραμόρφωση, αλλά απαιτεί μεγαλύτερο εύρος συχνοτήτων.
Έχουμε μάθει πώς λειτουργούν τα ραδιόφωνα και ορισμένους κανονισμούς ραδιοφώνου, δημιουργήσαμε ένα δίπολο λήψης και εξερευνήσαμε το φάσμα χρησιμοποιώντας ένα ραδιόφωνο καθορισμένο από λογισμικό και μάθαμε κάποια βασική φυσική πίσω από τα ραδιοκύματα καθώς και τις θεμελιώδεις μεθόδους κωδικοποίησης και αποκωδικοποίησης του σήματος. Το ραδιόφωνο μπορεί να φαίνεται μαγικό, και προσωπικά πιστεύω ότι είναι, αλλά είναι αρκετά αξιοθαύμαστο κομμάτι της τεχνολογίας. Σε ένα μεταγενέστερο άρθρο, ενδέχεται να συζητήσω το GNURadio και πώς είναι δυνατόν να μιμηθούμε τη λειτουργικότητα του ραδιοφώνου στο λογισμικό.
Ελπίζω να σας ενδιαφέρει να μάθετε περισσότερα για το ραδιόφωνο. Χρησιμοποιώντας το SDR, μπορείτε να εξερευνήσετε τα σήματα που παράγουν οι δικές σας συσκευές, όπως τα σήματα από το κλειδί fob του αυτοκινήτου σας ή από ένα ασύρματο κουδούνι. Απλά θυμηθείτε να διασφαλίσετε ότι εκτελείτε τα πειράματά σας εντός των ορίων του νόμου. Και αν αποφασίσετε να γίνετε χειριστής ραδιοφώνου ζαμπόν, μπορείτε να ξεκινήσετε τη μετάδοση και τη συνομιλία σας! Στο Πακιστάν, είναι νόμιμο να μεταδίδετε από έναν ραδιοφωνικό σταθμό που λειτουργεί από άδεια ζαμπόν και υπό την επίβλεψή τους, εάν σας εκπαιδεύουν. Σας συνιστώ να εγγραφείτε στο PARS ή στον τοπικό ραδιοερασιτεχνικό σύλλογό σας για περισσότερες πληροφορίες.
Ο καλύτερος πόρος στο ερασιτεχνικό ραδιόφωνο που βρήκα είναι το Εγχειρίδιο ARRL για ραδιοεπικοινωνίες . Ήταν ιδιαίτερα προτεινόμενο, και ενώ το περιεχόμενο του βιβλίου είναι απίστευτα τεχνικό με την πρώτη ματιά, μετά από μερικές διαβάσεις, αρχίζει να έχει νόημα. Είναι ένας πολύτιμος πόρος, και αναφέρομαι συχνά σε αυτό. Ωστόσο, είναι ένα βιβλίο επί πληρωμή, αλλά αν ψάχνετε κάτι για να ξεκινήσετε αμέσως, διαβάστε τα πρώτα πέντε κεφάλαια του Ασύρματη δικτύωση στον αναπτυσσόμενο κόσμο , ένα δωρεάν (όπως στο libre) βιβλίο και (δωρεάν) ebook που καλύπτουν το υλικό που συζήτησα με περισσότερες λεπτομέρειες.
*Σημείωση: Η PARS ζήτησε να μην δημοσιεύσω πραγματικούς αριθμούς στο Διαδίκτυο. Αυτά είναι τεχνικά ακριβή παραδείγματα, αλλά τα πραγματικά είναι διαθέσιμα μόνο στα μέλη του PARS.
Το ραδιόφωνο που καθορίζεται από λογισμικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για όλες τις παραδοσιακές εφαρμογές ραδιοφώνου, αλλά πολύ πιο ευέλικτα. Αυτό επιτρέπει το πρωτότυπο και την ανάπτυξη ραδιοεφαρμογών επόμενης γενιάς. Σε αυτό το άρθρο, ωστόσο, χρησιμοποιούμε RTL-SDR για απλή λήψη σημάτων FM στενής ζώνης.
Ένα ραδιόφωνο που καθορίζεται από το λογισμικό λειτουργεί εφαρμόζοντας παραδοσιακά στοιχεία υλικού σε λογισμικό σε προσωπικό υπολογιστή ή ενσωματωμένο σύστημα.
Μια κυματομορφή είναι μια αναπαράσταση ενός κύματος σε μια χρονική περίοδο. Στο ραδιόφωνο που καθορίζεται από λογισμικό, είναι το ίδιο με μια κυματομορφή στο κανονικό ραδιόφωνο. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αναπαράσταση του ήχου που διαμορφώνεται ή αποδιαμορφώνεται, το σήμα μεταδίδεται, ακτινοβολείται ή λαμβάνεται, ή οποιαδήποτε άλλα κύματα στη διαδικασία.
Το SDR μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ραδιόφωνο ζαμπόν όπως οποιαδήποτε άλλη εφαρμογή ραδιοφώνου. Το ερασιτεχνικό ραδιόφωνο είναι ένα χόμπι για εξερεύνηση και έτσι τα ζαμπόν μπορούν να χρησιμοποιούν το SDR ως δέκτη ή ως πομπό. Μπορούν ακόμη και να το χρησιμοποιήσουν για να δημιουργήσουν εντελώς νέες εφαρμογές ραδιοφώνου.
Το RTL είναι συντομότερο για RTL2832U. Το chipset Realtek RTL2832U ήταν μια δημοφιλής επιλογή για δέκτες ψηφιακής μετάδοσης βίντεο (DVB-T), των οποίων ο αρχικός σκοπός ήταν η λήψη βίντεο. Ανακαλύφθηκε ότι θα μπορούσαν να παραβιαστούν και να μετατραπούν σε δέκτες SDR ευρείας ζώνης. Αυτές οι συσκευές έχουν γίνει γνωστές ως RTL-SDR.
Εξαρτάται από το SDR. Εάν έχετε το σωστό υλικό, ναι μπορείτε, αλλά όχι με το RTL-SDR. Ορισμένα SDR με δυνατότητα μετάδοσης περιλαμβάνουν τα HackRF, PlutoSDR, LimeSDR, LimeSDR Mini και άλλα.