Радиостанция (техническое средство)

(перенаправлено с «Радиостанция (техника)»)

Радиоста́нция — комплекс устройств для передачи информации посредством радиоволн и (или) её приёма[1]. По российским ГОСТам — один или несколько радиопередатчиков или радиоприёмников, или комбинация радиопередатчиков и радиоприёмников, включая вспомогательное оборудование, необходимые в определённом месте для организации службы радиосвязи[2].

Хотя формально радиоприёмные устройства относятся к радиостанциям, на практике, в технической литературе и документации под радиостанциями обычно понимают те технические средства, которые содержат в своём составе радиопередатчик.

Под термином радиоста́нция в обиходе понимают также предприятие (учреждение) массовой информации, занимающееся радиовещанием.

Разновидности радиостанций править

Вещательные радиостанции править

 
Радиостанция
 
Радиостанция в Мотале, Швеция

Вещательная радиостанция — комплекс технических средств предназначенных для распространения программ радиовещания посредством радиоволн. Составная часть вещательного радиоцентра. Состоит из радиопередатчика, фидера и антенны. Вещание может вестись в диапазонах КВ, ДВ, СВ, УКВ (FM) — тех же, что существуют у радиопередатчиков и радиоприёмников. Интервал (разнос) между частотами соседних широковещательных радиостанций на ДВ и СВ — 9 (в США 10) кГц, на КВ 5 кГц (у всех), в УКВ-1 не менее 180 кГц, в УКВ-2 (в Российской Федерации) при вещании с одной и той же точки — не менее 400 кГц. В зависимости от количества программ делятся на радиостанции одно- и многоканального вещания. В ноябре 1897 года была построена первая вещательная радиостанция Маркони Гульельмо Маркони — на английском побережье, она передавала главные вести в стране.

Цифровые радиостанции править

Цифровые радиостанции (DRM, фр. Digital Radio Mondiale)[3] передают сжатый и закодированный цифровой сигнал. Диапазоны от ДВ до КВ. Качество высокое при небольшой мощности передатчика. Уже ведутся регулярные передачи десятков станций, однако формат пока не получил широкого распространения из-за нераспространённости приёмников.

Телевизионные станции править

УКВ (МВ и ДМВ) радиостанции, передающие телевизионный сигнал. Вещание локальное. Стандартная ширина полосы частот, занимаемых сигналами телевещания («сетка» частот) — от 4 до 8 МГц. В широко используемом пока аналоговом телевидении (NTSC, PAL, SECAM) используется амплитудная модуляция для передачи изображения и частотная модуляция для передачи звука.

Бортовые радиостанции править

 
КВ радиостанция Fusprech на бронетранспортёре, Германия, 1941 г.

Бортовые радиостанции устанавливаются на мобильных объектах военного или гражданского назначения (автомобилях, летательных аппаратах, судах, танках и т. д.). Используется УКВ-диапазон — для ближней (диспетчерской) связи и ДВ, СВ, КВ — для дальней связи

Радиолюбительские станции править

 
Оборудование любительской КВ радиостанции, 1950-е гг.

В большинстве стран мира любительская радиосвязь разрешена как вид спорта и технического творчества. Кроме того, зарегистрированные любительские радиостанции могут привлекаться для обеспечения связи в чрезвычайных ситуациях. Передатчики любительских станций — маломощные, выходная мощность большинства не превышает 100—200 Вт, максимальная разрешённая в различных странах мира может достигать 1,5 кВт.

Любительская радиосвязь ведётся строго в пределах отведённых для неё весьма узких частотных диапазонов.

Применяемые виды работы: радиотелеграфия с амплитудной манипуляцией (CW); радиотелефония с однополосной (SSB) и частотной модуляцией (классическая амплитудная модуляция в настоящее практически не используется); телевидение с медленной разверткой (SSTV); цифровые виды радиосвязи (радиотелетайп (RTTY), фазовая манипуляция PSK31 и др.).

Любительские радиостанции бывают индивидуальные и коллективные, создаваемые при предприятиях, учебных заведениях, общественных или спортивных организациях и т. п.

Носимые радиостанции править

 
Полицейская носимая радиостанция, Германия, 1932 г.
 
Носимая (ранцевая) УКВ радиостанция Р-105Д, СССР, 1957 г.

Радиостанции небольшой массы и габаритов, часто имеющие дополнительные приспособления для ношения — темляки, застёжки, лямки и т. д. По назначению могут быть профессиональные (в том числе военные), бытовые, радиолюбительские (для радиоспорта), а также аварийно-спасательные.

Радиостанции для гражданской радиосвязи править

Решениями ГКРЧ для гражданской связи физическим и юридическим лицам на территории Российской Федерации выделены 3 группы частот:

  • 27 МГц (CB (Си-Би), Citizens’ Band, гражданский диапазон), с разрешённой выходной мощностью передатчика до 10 Вт;
  • 433 МГц (LPD, Low Power Device), выделено 69 каналов для раций с выходной мощностью передатчика не более 0,01 Вт;
  • 446 МГц (PMR, Personal Mobile Radio), выделено 8 каналов для раций с выходной мощностью передатчика не более 0,5 Вт.

При использовании частот 433—446 МГц в соответствии с регламентирующими решениями ГКРЧ радиостанции должны использоваться с интегрированными компактными антеннами; в диапазоне 27 МГц рации можно использовать как с компактными, так и с автомобильными и стационарными антеннами.

Использовать в России портативные рации с компактными интегрированными антеннами стандартов LPD и PMR можно без регистрации. Радиостанции диапазона 27 МГц (Си-Би) с ноября 2011 года регистрировать не нужно (согласно постановлению Правительства РФ от 13 октября 2011 г. № 837 «О внесении изменений в постановление Правительства Российской Федерации от 12 октября 2004 г. № 539» не подлежат регистрации «станции сухопутной подвижной связи личного пользования диапазона 27 МГц (СиБи-диапазона) с допустимой мощностью излучения передатчика не более 10 Вт».)

Радиостанции глушения (jamming) править

Используются для подавления сигнала нежелательных радиостанций, например, зарубежных радиостанций (РЭБ — радиоэлектронная борьба).

Часто используются военными для нарушения связи противника.

Применяются передачи (на той же частоте):

  • случайного сигнала (вой);
  • того же сигнала, но со сдвигом по времени;
  • сигнала другой радиостанции (китайский способ).

Широко применялись в СССР, к концу 1988 года постепенно прекратили свою работу, некоторые из них были переоборудованы под радиовещательные. В настоящее время, по неподтверждённым данным, существуют в Китае, на Кубе и в КНДР.

Контрольные станции править

 
Антенны радиоприёмника в Бокхакене

Чувствительный радиоприёмник с хорошей антенной.

Применяются для контроля качества радиосигнала, поиска и пеленгации источников сигнала, для координации действий радиостанций глушения.

По неподтверждённым данным, на советских станциях контроля глушения использовались радиоприёмники «Катран».

Контрольная станция радио Deutsche Welle в Бокхакенее[нем.] (40 км западнее Кёльна) расположена в подземном бункере, под антеннами. Площадь антенного поля около 4 гектар. Построена в 1964 году.

В России контролем за излучениями радиоэлектронных средств занимается радиочастотная служба (радиочастотные центры федеральных округов и их управления в каждом регионе, в 2017 г. присоединены к ФГУП «Главный радиочастотный центр»[4]), которая в случае обнаружения нарушений передаёт сведения для применения административных методов воздействия в управление Роскомнадзора по региону.

Радиотелескопы править

Чувствительные приёмники (иногда и передатчики) с остронаправленными антеннами. Применяются для изучения объектов в космосе, иногда — для связи со спутниками и межпланетными КА. Антенны могут достигать диаметра нескольких сотен метров.

Радиорелейные станции править

Приёмо-передающие станции с направленными антеннами, образуют цепочки (радиорелейные линии). Расстояние между станциями до нескольких сотен километров (имея в виду и тропосферные линии). Применяются для построения линий связи там, где прокладка кабелей невозможна или невыгодна. При применении в военной связи радиорелейные линии являются основой «опорной сети» при перемещении войск.

Навигационные радиостанции править

Применяются для ближней (диапазоны ДВ и СВ) и дальней навигации самолётов, кораблей, подлодок, и т. п. (Передатчики систем LORAN, «Консоль», «Альфа», «Омега», наземные и космические передатчики систем GPS, ГЛОНАСС и Бэйдоу).

Для обеспечения полётов самолётов используются маркерные радиомаяки (МРМ), ближние (БПРС) и дальние (ДПРС) приводные радиостанции.

Морские маяки иногда, кроме светового и звукового сигналов, передают также и радиосигнал.

Спутниковые радионавигационные системы править

Спутниковые радионавигационные системы (СРНС) предназначены для глобального в пространстве, непрерывного во времени всепогодного высокоточного координатно-временного обеспечения гражданских и военных потребителей наземного, морского, воздушного и космического базирования.

Спутниковая радионавигационная система состоит из нескольких подсистем. К ним относятся:

  • подсистема навигационных космических аппаратов (орбитальная группировка, Space Segment);
  • наземный комплекс автоматизированного управления навигационными космическими аппаратами (Ground Control Segment);
  • подсистема вывода навигационных космических аппаратов на орбиту (Launch Segment);
  • подсистема потребителей (Users Segment).

В настоящее время в структуру СРНС включают функциональные дополнения наземного и космического базирования.

Функциональные дополнения наземного базирования включают в себя:

  • наземный комплекс локальных контрольных станций и передатчиков локальных дифференциальных поправок;
  • наземный комплекс региональных контрольных станций для широкозонной дифференциальной коррекции;
  • наземные передатчики глобальных дифференциальных поправок;
  • центры обработки измерительной информации в комплексах контрольных станций.

Функциональное дополнение космического базирования включает геостационарные космические аппараты многоцелевого назначения.

Синхронная сеть радиостанций править

Состоит из множества сравнительно маломощных радиостанций, передающих на одной и той же частоте один и тот же сигнал. Несущая частота при этом должна быть синхронизирована с очень высокой точностью.

Преимущества
  • позволяет покрыть большую территорию сигналом удовлетворительного качества;
  • не позволяет точно определить положение радиостанции (иногда это — недостаток);
  • сохраняет работоспособность при отказе части радиостанций.
Недостатки
  • требуется сложная аппаратура синхронизации;
  • существуют зоны интерференционного подавления сигналов от разных станций (станции пытаются расположить так, чтобы такие зоны приходились на малонаселённые районы);
  • могут существовать юридические трудности — в США, например, создание синхронных сетей коммерческих радиостанций запрещено (чтобы не мешать конкуренции), однако после Второй мировой войны долгое время действовал план Конэлрад[англ.] («Контроль электромагнитной радиации»), по которому в случае угрозы нападения на страну все станции объединяются в синхронную сеть, передающую одну программу.

Передатчики эталонных частот править

Передают сигнал на фиксированной частоте, содержащий закодированную в той или иной форме информацию (как правило) о текущем времени.

Как частоты, так и отметки времени синхронизируются с атомными часами и являются государственными стандартами. В России за сохранение стандарта отвечает ГСВЧ (Государственная служба времени и частоты)[5].

Используются для согласования работы синхронных сетей радиостанций, для калибровки часов и частотомеров и т. п.

СНГ

ВНИИФТРИ[6], «Москва» (Подмосковье, Менделеево). Частоты 4996, 9996 и 14 996 кГц (все ТЛГ/CW). Позывной RWM. Сигнал не содержит полной информации о времени, однако, если известно текущее время с точностью до нескольких минут, сигнал можно расшифровать (даже на слух). Содержит также информацию о разности UT1-UTC. Структура сигнала регламентирована ГОСТ 8.323-78.

Существует также сеть станций службы времени «Бета», подчинённая ВМФ.

На территории СНГ также существовали следующие станции (работа некоторых из них в настоящее время не подтверждена):

Позывной Место-
нахождение
Координаты Частоты,
кГц
Передача
позывных
(минуты,
каждый час)
Примечание
RWM Москва 55°48' с. ш. 38°18' в. д 4996
9996
14 996
9…10
39…40
работает (см. выше)
RBU Москва ? 66,(6) 5…6
RID Иркутск 52°26' с. ш. 104°02' в. д. 5004
10 004
15 004
19…20
49…50
RW-166 Иркутск ? 200   радиовещательная
RTZ Иркутск ? 50 5…6
RTA Новосибирск 55°04' с. ш. 82°58' в. д. 10 000
15 000
29…30
59…60
RW-76 Новосибирск ? 272   радиовещательная
RW-5 Екатеринбург
RW-96 Екатеринбург не работает
RCH / ULA-4 Ташкент 41°19' с. ш. 69°15' в. д. 2500
5000
10 000
29…30
59…60
Германия

DCF77[7], Франкфурт на Майне, 50°01’ с. ш., 09°00’ в. д.: Частота 77,5 кГц. Сигнал содержит полную информацию о времени и дате (включая день недели). Именно её сигнал используют всевозможные европейские «Radio Controlled» часы. Однако радиус устойчивого приёма сигнала подобными приборами ограничен значениями порядка 1500…2000 км. Таким образом, в центральной России, например, такие часы смогут принимать сигнал DCF77 только в исключительных случаях (как правило, ночью, на открытом пространстве в пасмурную погоду)

Чехия
Великобритания
  • MSF: 60 кГц
Франция
  • TDF: 162 кГц
Япония
  • JJY: 2500, 5000, 10 000, 15 000 кГц (слышна на Дальнем Востоке России)
США
Канада

Классификация и использование радиочастот править

  • Длинные волны (ДВ), частота 30—300 кГц (длина волны 10—1 км). Используется для сверхнадёжного вещания по принципу: один (сверхмощный — сотни киловатт) передатчик — несколько тысяч километров зона вещания. Приём слабо зависит от времени года и суток, и солнечных вспышек. Однако наиболее хорошие условия приёма ночью, зимой, в годы минимума солнечной активности. Приём сильно ухудшают искровые помехи от электрических сетей, и от грозовых разрядов.
    Передающие антенны — грандиозные сооружения, мачты высотой сотни метров и километровой длины полотна антенны. Приёмные антенны двух видов — длинный провод от одного до десятков метров длиной, либо магнитная антенна.
    Недостатком этого диапазона является не только крайняя его узость, но также, последние пару десятилетий, значительные затруднения приёма в городах из-за наличия большого числа импульсных источников вторичного электропитания, работающих на частотах 30—250 кГц и выше.
  • Средние волны (СВ), частота 300 кГц—3 МГц (длина волны 1000—100 м) — практически всё очень похоже на ДВ, однако днём зона вещания не превышает 100—300 км, ночью возможна передача на гораздо большее расстояние.
  • Короткие волны (КВ), частота 3 МГц—30 МГц, (длина волны 100—10 м) — достаточно низкое качество сигнала, за счёт селективных (неравномерных) замираний, но помех меньше, чем на ДВ и СВ. Ближняя (не подверженная искажениям и замираниям) зона до 50 км, в вещании практически не используется. Для вещания используется дальняя зона — тысячи км. Качество приёма очень сильно зависит от времени года и суток, и солнечных бурь, зато при удачных условиях, возможен приём киловаттного передатчика за несколько тысяч км.
    Между ближней и дальней зонами существует мёртвая зона (обычно 100—1000 км). В этой зоне приём невозможен.
  • Ультракороткие волны (УКВ) — 62—74 МГц, 88,5—108 МГц (длина волны — около 4 и около 3 метров) — местное вещание, относительно дешёвый радиопередатчик и антенна (при этом плата за пользование частотой может быть очень большой, а сами частоты — распределяться государством по конкурсу). Используется только ближняя зона вещания — не более 50—100 км (при приёме на наружную стационарную антенну), не более 10—30 км (при приёме на автомобильную антенну и на антенну мобильного телефона или плеера). Используется высококачественное стереовещание (определяемое методом передачи — частотная модуляция, ЧМ), сравнимое с качеством MP3-плеера. Представленные выше цифры дальности сильно зависят от мощности передатчика и высоты и типа передающей антенны, и больше подходят для монорежима. Для качественного стереоприёма дальность следует уменьшить в 2—3 раза.
    • Поддиапазоны УКВ:
      • УКВ OIRT (УКВ1) — OIRT (стерео — разностный сигнал), иногда CCIR;
      • УКВ CCIR (УКВ2) — только CCIR (стерео — с пилот-тоном), иногда с RDS. В быту именно этот поддиапазон часто называют «FM-диапазон» (FM с англ. — «частотная модуляция»), хотя в обоих случаях используются частотно модулированные сигналы.

В настоящее время разделение диапазона радиоволн по длинам волн является устаревшим[источник не указан 1477 дней], и радиоволны разделяются на следующие радиочастоты (с разными свойствами при распространении):

Устаревшее название Современное название Диапазон частот Применение
Крайне низкие частоты; Extremely low frequency (ELF) 3-30 Гц Связь с подводными лодками
Сверх низкие частоты; Super low frequency (SLF) 30-300 Гц
Инфранизкие частоты: Ultra low frequency (ULF) 0,3-3 кГц Научные исследования магнитосферы и геологоразведки
Сверхдлинноволновый диапазон (СДВ) Очень низкие частоты; Very low frequency (VLF) 3-30 кГц Подземная связь (для поземных шахт), дальняя морская и авиационная связь, связь с Антарктидой, дальняя морская и авиационная радионавигация
Длинные волны (ДВ) Низкие частоты; Low Frequency (LW) 30-300 кГц Радиовещание, вещание метеорологической информации, вещание сигналов точного времени, дальняя связь, дальняя радионавигация. В настоящее время все услуги переходят в MF диапазон.
Среднее волны Средние частоты; Medium frequency (MF) 0,3-3 МГц Радиовещание, вещание метеорологической информации, вещание сигналов точного времени, дальняя связь, дальняя радионавигация.
Короткие волны Высокие частоты (ВЧ); High frequency (HF) 3-30 МГц Радиолюбители, гражданская авиация в трансполярных широтах и океанических регионах, связь дальнобойщиков.
Ультракороткие волны (УКВ) Очень высокие частоты (ОВЧ); Very high frequency (VHF) 30-300 МГц «Связь прямой видимости». Гражданская авиация, наземная связь гражданских служб, Радиостанции современные, эфирное телевещание. Средства посадки гражданских самолётов, радиомаяки (средства ближней навигации)
Ультравысокие частоты (УВЧ); Ultra high frequency (UHF) 0,3-3 ГГц Радиолокация, средства посадки типа MLS (в противовес ILS — но не получившей развитие в гражданской авиации), радиорелейные системы. Спутниковая навигация, спутниковая связь, эфирное телевещание
Сверхвысокие частоты (СВЧ); Super high frequency (SHF) 3-30 ГГц Радиолокация в районе аэродрома ВС и наземной техники. Радиорелейные системы. Космические линии связи, Спутниковое вещание
Крайневысокие частоты (КВЧ); Extremely high frequency (EHF) 30-300 ГГц Научные исследования, радиоастрономия, метеорологические локаторы
Гипервысокие частоты (ГВЧ); Terahertz radiation 0,3-3 ТГц

История править

См. также править

Примечания править

  1. Радиостанция // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
  2. ГОСТ 24375-80. Радиосвязь. Термины и определения.
  3. Официальный сайт DRM. Архивная копия от 12 апреля 2010 на Wayback Machine (англ.)
  4. О прекращении оказания услуг. ФГУП "ГРЧЦ". grfc.ru (26 сентября 2017). Дата обращения: 13 января 2018. Архивировано из оригинала 14 января 2018 года.
  5. «Стандарты частот в эфире», обзор. Дата обращения: 13 декабря 2006. Архивировано 3 февраля 2007 года.
  6. (неживой) сайт ВНИИФТРИ. Дата обращения: 17 апреля 2022. Архивировано 2 апреля 2022 года.
  7. Описание структуры сигнала DCF-77 Архивная копия от 18 июня 2007 на Wayback Machine (чешск.)

Литература править

  • Политехнический словарь. М., СЭ, 1989. (Статья «радиостанция»).
  • Степанов Б.Г. Справочник коротковолновика. М., ДОСААФ, 1986.
  • Krüger W., Felbick H.J. Short-Wave Reception: Köln, DW.
  • Дамьяновски В. CCTV. Библия охранного телевидения. М, 2003, (ISBN 5-87049-260-2)
  • Справочник пилота и штурмана гражданской авиации. под ред. Васина И. Ф.: М., Транспорт, 1988, (ISBN 5-277-00090-9.)