В чем основные различия в VHF, UHF и CB?
Про радиосвязь
Постараюсь и разложу по полочкам все, что касается радиосвязи и применимо к среднестатистическому человеку. Отвечать на одни и те же вопросы устал, и, с вашего позволения, облегчу себе жизнь, разместив здесь свою статейку.
Предисловие
Рано или поздно каждый из нас ощущает необходимость в оперативной радиосвязи и перед ним встает проблема приобретения станции. Начинаются листания каталогов и набеги на магазины. Подавляющее большинство покупает свои первые станции в палатках торгующих сотиками и всякой прочей хренью. Там вам с удовольствием предложат на выбор пару-тройку блистеров с парными станциями и наклейками "6 км", "10 км", а продавцы будут отзываться о моделях как о станциях "увеличенной мощности" и "большого радиуса действия". Во избежание скорого разочарования, нужно отдавать себе отчет в том, что нашлепки с километрами - это в лучшем случае рекламный ход, а в наихудшем обман и профанация.
Выбор диапазона
Важно понять, что дальность радиосвязи не может и не является характеристикой конкретной модели станции! Это сложная функция многих переменных, лишь некоторые из которых могут быть определены на этапе выбора радиостанции. Практически достижимая дальность связи будет зависеть в первую очередь от рельефа местности и выбранного диапазона (частота/длина волны), затем от высоты подвеса антенны, ее эффективности, чувствительности и избирательности приемника, выходной мощности передатчика. Так же свое влияние оказывают погодные условия и даже мастерство оператора станции!
Рельеф местности, где придется использовать станцию, мы выбрать заранее не можем, так же как и погодные условия, поэтому пусть Магомет идет к горе.
Большое распространение получили КВ (HF) и УКВ (VHF/UHF) станции. Из школьного курса физики мы знаем, что характер распространения радиоволн зависит от их частоты. Короткие волны способны распространяться, многократно переотражаться от ионосферы и поверхности Земли, а ультра-короткие волны распространяются в пределах прямой видимости, т. е. до горизонта.
Радиостанции гражданского диапазона (СиБи, CB, Citizens Band) работают на частотах в районе 27 МГц (длина волны около 11 метров). Все, что сказано про распространение коротких волн, в полной мере относится к нему. Этот диапазон является ярковыраженным "дневным" диапазоном. Это значит, что наиболее эффективно отражаться от ионосферы волны этой длины будут днем, когда солнечная радиация напитала соответствующий слой ионосферы. Вечером и ночью рассчитывать на дальние прохождения не стоит.
Но даже днем, использование этого диапазона для гарантированной дальней связи затруднительно. Дело в том, что любое КВ-излучение распространяется "скачками". Вокруг передатчика всегда существует зона прямого приема, затем идет зона молчания, потом снова зона приема, но теперь уже сигнала отраженного от ионосферы. Если мощности исходного сигнала достаточно, а характер местности позволяет, то процесс "скачка" повторяется. Предсказать с большой точностью количество таких "скачков" и ширину зон приема практически невозможно, поэтому гарантированно можно рассчитывать только на зону прямого приема, которая зависит от рельефа местности и ограничена горизонтом.
Любая станция хорошо работает только с эффективной антенной. Штыревые антенны, обеспечивающие приемлемую эффективность, начинаются с 1/4 длинны волны. Путем нехитрых арифметических вычислений получаем длину антенны около 2.7 метра. Нужно ли говорить, что использование такой антенны с портативной станцией затруднительно? Отсюда вырисовывается ниша использования - для связи между автомобилями в колонне.
Для использования СиБи радиостанции необходима ее регистрация. Максимальная легальная выходная мощность ограничена 10 Ваттами.
Доступные радиостанции УКВ диапазонов могут работать на частотах в районе 144 МГц (VHF) и 433/446/462 МГц (UHF). Волны во всех УКВ диапазонах, распространяются только в прямой видимости, то есть до линии горизонта. Расстояние до линии горизонта, и соответственно максимально возможное расстояние связи, зависит от высоты подвеса антенны. Дальность прямой видимости с учетом кривизны Земли рассчитывается по формуле D = 3.57 * (sqrt(H1) + sqrt(H2)), где H1 и H2 высота подвеса антенн корреспондентов. Так, в чистом поле до самого горизонта, два корреспондента ростом 1.7 метра, которые держат портативные станции у лица, могут рассчитывать на связь на расстоянии около 9 км.
Диапазон 144-146 МГц (длина волны 2 метра) пожалуй самый удачный для использования в лесистой местности. В отличие от более высокочастотных диапазонов, волны этой длины обладают более выраженными свойствами дифракции и интерференции. Это позволяет, при прочих равных, получить большую практическую дальность связи в лесу, по сравнению с диапазонами 433/446/462 МГц.
Этот диапазон является чисто радиолюбительским и для работы в нем требуется 4я (минимальная) радиолюбительская категория и регистрация станции. Для 4й категории максимальная легальная выходная мощность ограничена 5 Ваттами.
Физические свойства волн диапазонов 433/446/462 МГц практически одинаковы и не имеет смысла рассматривать особенности их распространения в сравнении друг с другом. Однако по сравнению с диапазоном 144 МГц различия существенны. Свойства интерференции и дифракции у них менее выражены, однако свойства отражения, наоборот, выражены более явно. Этот факт, а также небольшое количество индустриальных помех в этих диапазонах, позволяет рекомендовать их использование в условиях городской застройки.
Станции диапазона 433 МГц (LPD - Low Power Device) в большинстве своем имеют мощность 10 мВт и в таком случае не требуют регистрации. Радиолюбительская лицензия 4й категории позволяет использовать диапазон пошире - 430-440 МГц и мощность до 5 Вт, однако такие радиостанции уже подлежат регистрации.
Малая длина волны (всего 70 см) позволяет использовать малогабаритные и в то же время эффективные антенны, а небольшая мощность означает простую схемотехнику и долгую работу от батареи. Благодаря этим качествам станции обладают небольшими размерами и весом, хорошим временем работы и небольшой ценой.
Станции диапазона 446 МГц (PMR - Personal Mobile Radio) имеют мощность до 0.5 Вт и также не требуют регистрации. Использование большей мощности запрещено.
Сочетание относительно высокой легальной мощности и отсутствие требования по регистрации выглядят достаточно привлекательно, однако есть нюансы ограничивающее совместимость таких станций. Первый - нестандартная сетка частот сдвинутая на 6.25 КГц. Это не позволит связаться с большинством других станций, которые могут работать на частоте 446 МГц, но не являются чисто PMR-станциями. Второй - малая распространенность. Исторически, первым на рынке появился стандарт LPD и именно такие станции составляют большинство на руках у населения. Впрочем, если вам не нужна возможность общаться "с третьим миром", то оба недостатка несущественны.
Также на рынке присутствуют станции диапазона 462 МГц (FRS/GMRS - Family Radio System). Этот диапазон выделен для гражданского использования в США и у нас работа на нем строжайше запрещена, ввиду его использования некоторыми государственными службами.
Исходя из вышеприведенных соображений можно порекомендовать следующее:
- Лучший выбор портативки для леса - станция диапазона 144МГц мощностью 5 Вт.
- Лучший выбор мобильной станции для связи в колонне - СиБи с хорошей внешней антенной и мощностью 10 Вт.
- Лучший выбор портативки для связи водитель-штурман - станция диапазона 433 МГц с мощностью 10 мВт.
У нас получился вполне закономерный результат: идеальной станции в этом мире не существует принципиально. Бесполезно просить продавца показать "самую крутую модель" - лучше вас самих, никто не может знать какая станция будет для вас оптимальной.