Wzmacniacz radiowy amatorski - Amateur radio repeater

System amatorskiego przemiennika radiowego składający się z przemiennika 70cm i dwumetrowego digipeatera oraz iGate.

Filtr RF wnęki koncentrycznej na 2-metrowym wzmacniaczu

Repeater radioamatorskie to elektroniczne urządzenie, które odbiera słaby lub niskiego poziomu amatorskiego radia sygnał i retransmisjom ją na wyższym poziomie lub większej mocy, tak, że sygnał może obejmować dłuższe dystanse bez degradacji. Wiele przemienników znajduje się na szczytach wzgórz lub na wysokich budynkach, ponieważ wyższe położenie zwiększa ich zasięg, czasami określany jako horyzont radiowy lub „ślad”. Krótkofalarskie przemienniki radiowe są podobne w swojej koncepcji do tych używanych przez jednostki bezpieczeństwa publicznego (policja, straż pożarna itp.), przedsiębiorstwa, rząd, wojsko i inne. Amatorskie przemienniki radiowe mogą nawet wykorzystywać komercyjnie pakowane systemy przemienników, które zostały przystosowane do pracy w amatorskich pasmach częstotliwości radiowych, ale częściej amatorskie przemienniki są składane z odbiorników, nadajników, sterowników, zasilaczy, anten i innych komponentów z różnych źródeł.

Wprowadzenie

W krótkofalówkach przemienniki są zwykle utrzymywane przez indywidualnych hobbystów lub lokalne grupy radioamatorów . Wiele przemienników jest udostępnianych otwarcie innym amatorskim operatorom radiowym i zazwyczaj nie jest używanych jako zdalna stacja bazowa przez pojedynczego użytkownika lub grupę. W niektórych obszarach wiele przemienników jest połączonych ze sobą, tworząc sieć o szerokim zasięgu, taką jak połączony system dostarczany przez niezależne stowarzyszenie przemienników, który obejmuje większość zachodniej części stanu Michigan, lub system Western Intertie Network System ("WINsystem"), który teraz obejmuje świetny w Kalifornii i jest w 17 innych stanach, w tym na Hawajach, wraz z częściami czterech innych krajów, Australii, Kanady, Wielkiej Brytanii i Japonii.

Częstotliwości

Przemienniki znajdują się głównie w pasmach VHF 6 metrów (50–54 MHz), 2 metry (144–148 MHz), 1,25 metra ( 1,1 ⁄ 4 metry) (220–225 MHz) i UHF 70 centymetrów (420– 450 MHz), ale może być używany na prawie każdej parze częstotliwości powyżej 28 MHz . W niektórych obszarach dla przemienników stosuje się również 33 centymetry (902-928 MHz) i 23 centymetry (1,24-1,3 GHz). Pamiętaj, że różne kraje mają różne zasady; na przykład w Stanach Zjednoczonych pasmo dwóch metrów wynosi 144-148 MHz, podczas gdy w Wielkiej Brytanii (i większości Europy) jest to 144-146 MHz.

Zestawy częstotliwości przemienników są znane jako „pary przemienników”, a w społeczności krótkofalowców większość stosuje doraźne standardy różnicy między dwiema częstotliwościami, powszechnie nazywane przesunięciem . W USA w paśmie dwumetrowym standardowym offsetem jest 600 kHz (0,6 MHz), ale czasami stosuje się nietypowe offsety, określane jako oddball splits . Faktycznie używana para częstotliwości jest przypisywana przez lokalną radę koordynującą częstotliwości.

W czasach radiotelefonów sterowanych kryształowo pary te były identyfikowane przez ostatnią część częstotliwości nadawania (wejściowej), po której następowała ostatnia część częstotliwości odbiorczej (wyjściowej), którą szynk wprowadziłby do radia. Tak więc „trzy-cztery-dziewięć-cztery” (34/94) oznaczały, że krótkofalowcy będą nadawać na 146,34 MHz i nasłuchiwać na 146,94 MHz (podczas gdy przemiennik robiłby odwrotnie, nasłuchując na 146,34 i nadając 146,94). W obszarach z wieloma przemiennikami, „odwrotne podziały” były powszechne (tj. 94/34), aby zapobiec zakłóceniom między systemami.

Od późnych lat siedemdziesiątych stosowanie syntetyzowanych, sterowanych mikroprocesorem radiotelefonów oraz powszechne przyjęcie standardowych podziałów częstotliwości zmieniły sposób opisywania par przemienników. W 1980 roku szynka mogła usłyszeć, że przemiennik jest na „22/82” – dziś najczęściej powiedzą „682 down”. 6 odnosi się do ostatniej cyfry 146 MHz, więc na wyświetlaczu pojawi się „146,82” (częstotliwość wyjściowa), a radio jest ustawione na nadawanie „w dół” 600 kHz na 146,22 MHz. Innym sposobem opisania pary częstotliwości przemienników jest podanie częstotliwości wyjściowej przemiennika wraz z kierunkiem przesunięcia („+” lub „plus” dla częstotliwości wejściowej powyżej częstotliwości wyjściowej, „-” lub „minus” dla niższej częstotliwości ) przy założeniu, że przemiennik wykorzystuje standardowe przesunięcie dla danego pasma. Na przykład 2-metrowy przemiennik może być opisany jako „147,34 z plusem”, co oznacza, że ​​przemiennik nadaje na 147,34 MHz i odbiera na 147,94 MHz, 600 kHz powyżej częstotliwości wyjściowej.

Usługi

Usługi świadczone przez przemiennik mogą obejmować automatyczne połączenie z linią telefoniczną POTS / PSTN, aby umożliwić użytkownikom wykonywanie połączeń telefonicznych z radiotelefonów wyposażonych w klawiaturę. Te zaawansowane usługi mogą być ograniczone do członków grupy lub klubu, który utrzymuje repeater. Wiele amatorskich przemienników radiowych zazwyczaj ma zaimplementowaną kontrolę dostępu tonowego ( CTCSS , zwaną również tonem CG lub PL ), aby zapobiec ich przypadkowemu włączeniu (obsłudze) przez zakłócenia z innych sygnałów radiowych. Niektórzy używają cyfrowego systemu kodowania o nazwie DCS , DCG lub DPL ( znak towarowy Motorola ). W Wielkiej Brytanii większość przemienników reaguje również na krótki sygnał o częstotliwości 1750 Hz, aby otworzyć przemiennik.

W wielu społecznościach przemiennik stał się głównym miejscem spotkań na antenie lokalnej społeczności krótkofalowców, zwłaszcza podczas „czasu jazdy” (czas dojazdu do pracy rano lub po południu). Wieczorami w tych systemach można usłyszeć lokalne sieci usług publicznych, a wiele przemienników jest używanych przez obserwatorów pogody . W sytuacji awaryjnej lub katastrofie repeater może czasami pomóc w zapewnieniu niezbędnej komunikacji między obszarami, które inaczej nie mogłyby się komunikować. Dopóki telefony komórkowe nie stały się popularne, powszechne było, że przemienniki społecznościowe posiadały stacje monitorujące „drive time”, aby mobilni amatorzy mogli wezwać za pośrednictwem przemiennika wypadek drogowy do stacji monitorującej, która mogła przekazać go lokalnym organom policji przez telefon. Systemy z automatycznymi łatami często miały (i nadal mają) większość numerów agencji bezpieczeństwa publicznego zaprogramowanych jako numery szybkiego wybierania.

Koordynacja przemienników w USA

Koordynacja przemienników nie jest wymagana przez Federalną Komisję Łączności, a FCC nie reguluje, nie certyfikuje ani w żaden inny sposób nie reguluje koordynacji częstotliwości dla amatorskich pasm radiowych.

Wszyscy koordynatorzy przemienników krótkofalarskich lub grupy koordynacyjne są wolontariuszami i nie mają uprawnień prawnych do przejęcia kontroli jurysdykcyjnej lub regionalnej w jakimkolwiek obszarze, w którym Federalna Komisja Łączności reguluje usługi dla krótkofalowców. Kodeks Przepisów Federalnych Stanów Zjednoczonych, tytuł 47 CFR, część 97, które są przepisami regulującymi usługi krótkofalarskie, jasno określa definicję koordynatora częstotliwości.

Celem koordynowania przemiennika lub częstotliwości jest zmniejszenie szkodliwych zakłóceń w innych stałych operacjach. Koordynacja przemiennika lub częstotliwości z innymi stałymi operacjami świadczy o dobrej praktyce inżynierskiej i amatorskiej.

Przemienniki w Wielkiej Brytanii

W Wielkiej Brytanii, przydziały częstotliwości dla przemienników są zarządzane przez Komitetu Koordynacyjnego Emerging Technology (ETCC) w Radio Society of Great Britain i licencjonowany przez Ofcom , regulator przemysłowy dla komunikacji w Wielkiej Brytanii. Każdy przemiennik posiada licencję NOV (Notice of Variation) wydaną dla określonego znaku wywoławczego radioamatorskiego (ta osoba jest zwykle nazywana „posiadaczem przemiennika”), zapewniając w ten sposób organowi wydającemu licencje pojedynczy punkt kontaktowy dla tego konkretnego przemiennika.

Każdy przemiennik w Wielkiej Brytanii jest zwykle obsługiwany przez grupę przemienników składającą się z lokalnych entuzjastów krótkofalarstwa, którzy płacą nominalną kwotę, np. 10–15 funtów rocznie, aby wspierać konserwację każdego przemiennika i zapłacić za czynsz, koszty energii elektrycznej itp. Przemiennik grupy nie otrzymują żadnego centralnego finansowania od innych organizacji.

Do takich grup należą Central Scotland FM Group i Scottish Borders Repeater Group .

Sprzęt repeatera

Wzmacniacz 2-metrowy GE Mastr II

Najbardziej podstawowy przemiennik składa się z odbiornika FM na jednej częstotliwości i nadajnika FM na innej częstotliwości, zwykle w tym samym paśmie radiowym, połączonych ze sobą tak, że gdy odbiornik odbiera sygnał, nadajnik jest ustawiany i ponownie nadaje to, co słyszy.

Do uruchomienia przemiennika niezbędny jest sterownik przemiennika. Sterownik repeatera może być rozwiązaniem sprzętowym lub nawet być zaimplementowany w oprogramowaniu.

Przemienniki zazwyczaj mają timer, który odcina retransmisję zbyt długiego sygnału. Repeatery obsługiwane przez grupy z naciskiem na komunikację alarmową często ograniczają każdą transmisję do 30 sekund, podczas gdy inne mogą pozwolić na trzy minuty lub nawet dłużej. Licznik jest uruchamiany ponownie po krótkiej przerwie po każdej transmisji, a wiele systemów ma sygnał dźwiękowy lub ćwierkający, sygnalizujący wyzerowanie licznika czasu.

Typy repeaterów

Przemienniki konwencjonalne

Konwencjonalne przemienniki, znane również jako przemienniki w paśmie lub w tym samym paśmie, retransmitują sygnały w tym samym paśmie częstotliwości i powtarzają tylko sygnały przy użyciu określonego schematu modulacji , głównie FM .

Standardowe repeatery wymagają użycia dwóch anten (po jednej dla nadajnika i odbiornika) lub dupleksera w celu izolowania sygnałów nadawczych i odbiorczych za pomocą jednej anteny. Duplekser to urządzenie, które zapobiega zagłuszaniu sygnału nadajnika przemiennika (na częstotliwości wyjściowej) w odbiorniku przemiennika (na częstotliwości wejściowej). Zwrotnica daje dwa przetworniki na innych częstotliwościach w użyciu jedna antena i jest często w instalacjach, w których jednego przekaźnika 2 m, a drugi na 440 MHz udział jednej linii zasilającej w górę wieży i jedną antenę.

Większość przemienników jest zdalnie sterowanych za pomocą tonów audio na kanale kontrolnym.

Wzmacniacze międzypasmowe

Przekroju zespół Repeater (czasami nazywane replexer) jest wzmacniak, który przesyła do określonego trybu z częstotliwością jednego zespołu do określonego trybu na widmowemu w innym paśmie. Ta technika pozwala na mniejszy i mniej złożony system wzmacniaków. Powtarzanie sygnałów w szeroko odseparowanych pasmach częstotliwości pozwala na stosowanie prostych filtrów, aby umożliwić jednoczesne używanie jednej anteny zarówno do nadawania, jak i odbioru. Pozwala to uniknąć stosowania złożonych duplekserów w celu osiągnięcia wymaganego odrzucenia dla powtarzania tego samego pasma.

Niektóre dwupasmowe amatorskie transceivery są zdolne do powtarzania międzypasmowego.

amatorskie przemienniki telewizyjne

Przemienniki dla telewizji amatorskiej (ATV) są używane przez radioamatorów do przesyłania pełnego obrazu wideo. Pasma używane przez przemienniki ATV różnią się w zależności od kraju, ale w USA typową konfiguracją jest system cross-band z wejściem na paśmie 33 lub 23 cm i wyjściem na 421,25 MHz lub czasami 426,25 MHz (w granicach 70 cm). zespół ). Częstotliwości wyjściowe są takie same, jak w przypadku standardowych kanałów telewizji kablowej 57 i 58, co oznacza, że ​​każdy, kto posiada analogowy telewizor NTSC z obsługą telewizji kablowej, może je dostroić bez specjalnego sprzętu.

Istnieją również cyfrowe amatorskie przemienniki telewizyjne, które retransmitują cyfrowe sygnały wideo . Często modulacja DVB-S jest używana w cyfrowych ATV, ze względu na wąskie pasmo i wysokie tolerancje strat. Te przemienniki DATV są obecnie bardziej rozpowszechnione w Europie, częściowo ze względu na dostępność sprzętu DVB-S.

Wzmacniacze satelitarne

Ponadto, wystrzelono amatorskie satelity radiowe w celu działania jako amatorskie przemienniki w przestrzeni kosmicznej. Światowa organizacja amatorskich satelitów AMSAT projektuje i buduje wiele satelitów amatorskich, znanych również jako OSCAR . Kilka satelitów z amatorskim sprzętem radiowym na pokładzie zostało zaprojektowanych i zbudowanych przez uniwersytety na całym świecie. Zbudowano również kilka OSCARów do eksperymentów. Na przykład NASA i AMSAT koordynowały wypuszczenie SuitSata, który był próbą stworzenia taniego eksperymentalnego satelity z porzuconego rosyjskiego skafandra kosmicznego wyposażonego w amatorski sprzęt radiowy.

Wzmacniacze na pokładzie satelity mogą być dowolnego typu; kluczową różnicą jest to, że znajdują się na orbicie okołoziemskiej, a nie na ziemi. Trzy najpopularniejsze typy OSCAR to transpondery liniowe, cross-band repeatery FM i digipeatery (zwane również pacsatami).

Transpondery liniowe

Amatorskie przemienniki transponderów są najczęściej używane na satelitach amatorskich . Określone pasmo częstotliwości, zwykle o szerokości od 20 do 800 kHz, jest powtarzane z jednego pasma na drugie. Transpondery nie są specyficzne dla modów i zazwyczaj nie występuje demodulacja . Każdy sygnał o szerokości pasma węższej niż pasmo przepustowe transpondera zostanie powtórzony; jednakże ze względów technicznych odradza się stosowanie innych modów niż SSB i CW . Transpondery mogą być odwracające lub nieodwracające. Przykładem transpondera odwracającego może być transponder 70cm na 2m, który odbiera na częstotliwościach od 432.000 MHz do 432.100 MHz i nadaje na częstotliwościach od 146.000 MHz do 146.100 MHz poprzez odwrócenie zakresu częstotliwości w obrębie pasma. W tym przykładzie sygnał odebrany na 432,001 MHz byłby nadawany na 146,099 MHz. Sygnały głosowe wykorzystujące modulację górnego pasma bocznego na wejściu skutkowałyby modulacją LSB na wyjściu i na odwrót. "Faza 3D Satellite Primer" .

Systemy przechowywania i przekazywania

Wzmacniacze innej klasy nie retransmitują jednocześnie sygnału na innej częstotliwości tak, jak go odbierają. Zamiast tego działają w sposób „ store-and-forward” , odbierając i retransmitując na tej samej częstotliwości po krótkim opóźnieniu.

Systemy te mogą nie być prawnie klasyfikowane jako „przemienniki”, w zależności od definicji ustalonej przez regulatora danego kraju. Na przykład w Stanach Zjednoczonych FCC definiuje przemiennik jako „stację amatorską, która jednocześnie retransmituje transmisję innej stacji amatorskiej na innym kanale lub kanałach”. (CFR 47 97.205(b)) Systemy Store-and-Forward nie retransmitują jednocześnie ani nie wykorzystują innego kanału. Dlatego muszą działać na innych zasadach niż bardziej konwencjonalne przemienniki.

Wzmacniacz simpleksowy

Typ systemu znany jako przemiennik simpleksowy wykorzystuje pojedynczy nadajnik-odbiornik i krótkotrwały dyktafon, który rejestruje wszystko, co odbiera odbiornik przez określony czas (zwykle 30 sekund lub mniej), a następnie odtwarza nagranie za pomocą nadajnika na tej samej częstotliwości. Popularna nazwa to repeater „papuga”.

Digipeater

Inna forma przemiennika używana w amatorskim radiu pakietowym , forma cyfrowej komunikacji komputer-komputer, nazywana jest „digipeater” (od DIGital rePEATER). Digipeatery są często używane do czynności i trybów, takich jak Packet Radio, System Automatycznego Raportowania Pakietów oraz tryb danych cyfrowych D-STAR . Również komercyjne tryby cyfrowe, takie jak DMR, P25 i NXDN. Niektóre tryby to pełny dupleks i połączenie z Internetem.

Wzmacniacz SSTV

SSTV Repeater jest amatorskie radio stacja repeater że przekaźniki powolne skanowanie telewizyjne sygnały. Typowy przemiennik SSTV wyposażony jest w transceiver HF lub VHF oraz komputer z kartą dźwiękową , która pełni rolę demodulatora/modulatora sygnałów SSTV.

Przemienniki SSTV są wykorzystywane przez radioamatorów do wymiany obrazów. Jeśli dwie stacje nie mogą się nawzajem kopiować, nadal mogą komunikować się przez wzmacniak.

Jeden typ przemiennika SSTV jest aktywowany przez stację, która wysyła do niego ton 1750 Hz. Repeater wysyła K w kodzie Morse'a w celu potwierdzenia jego aktywacji, po czym stacja musi rozpocząć wysyłanie obrazu w ciągu około 10 sekund. Po odebraniu odebrany obraz jest transmitowany na częstotliwości pracy przemiennika. Inny typ jest aktywowany przez sygnał synchronizacji pionowej SSTV (kod VIS).

W zależności od używanego oprogramowania (na przykład MMSSTV, JVComm32, MSCAN), przemiennik SSTV zazwyczaj działa w typowych trybach SSTV.

Sieci repeaterów

Przemienniki mogą być ze sobą połączone w celu utworzenia tzw. połączonego systemu przemienników lub połączonej sieci przemienników . W takim systemie, gdy jeden przemiennik jest skoordynowany przez odebranie sygnału, wszystkie inne przemienniki w sieci są również aktywowane i będą transmitować ten sam sygnał. Połączenia między przemiennikami są realizowane drogą radiową (zwykle na innej częstotliwości niż opublikowana częstotliwość nadawania) w celu zapewnienia maksymalnej niezawodności. Niektóre sieci mają funkcję umożliwiającą użytkownikowi włączanie i wyłączanie dodatkowych przemienników i łączy w sieci. Ta funkcja jest zwykle wykonywana za pomocą tonów DTMF w celu kontrolowania infrastruktury sieciowej. Taki system pozwala na pokrycie dużego obszaru, umożliwiając komunikację między amatorami, często oddalonymi od siebie o setki mil (kilkaset kilometrów). Systemy te są wykorzystywane do komunikacji obszarowej lub regionalnej, na przykład w sieciach Skywarn , gdzie obserwatorzy burz przekazują raporty o trudnych warunkach pogodowych . Użytkownik musi tylko wiedzieć, którego kanału użyć w jakim obszarze.

Systemy głosowania

Aby uzyskać lepszy zasięg odbioru na dużym obszarze, podobną konfigurację można wykonać za pomocą tak zwanego systemu odbiorczego głosowanego . W odbiorniku głosowanym jest kilka odbiorników satelitarnych skonfigurowanych do odbioru na tej samej częstotliwości (tej, na której nadają użytkownicy). Wszystkie odbiorniki satelitarne są połączone z panelem selektora głosowania, który przełącza się z odbiornika na odbiornik w oparciu o najlepiej wyciszający (najsilniejszy) sygnał, a wyjście selektora faktycznie uruchomi centralny nadajnik przemiennika. Właściwie dobrany system głosowania potrafi przełączać się wiele razy na sekundę i faktycznie może „składać” wielosylabowe słowo, używając innego odbiornika satelitarnego dla każdej sylaby. Taki system może być wykorzystany do rozszerzenia zasięgu na przenośne radiotelefony o małej mocy lub przenośne radiotelefony, które w przeciwnym razie nie byłyby w stanie wprowadzić klucza z centralnej lokalizacji, ale mogą odbierać sygnał z centralnej lokalizacji bez problemu. Systemy do głosowania nie wymagają wiedzy ani wysiłku ze strony użytkownika – system wydaje się po prostu mieć lepszy niż przeciętny zasięg na urządzeniach przenośnych.

Łączenie z Internetem

Wzmacniacze mogą być również podłączane przez Internet za pomocą technik Voice over IP ( VoIP ). Łącza VoIP są wygodnym sposobem łączenia odległych przemienników, które w innym przypadku byłyby nieosiągalne dla propagacji radiowej VHF/UHF. Popularne protokoły amatorskiej sieci radiowej VoIP to D-STAR , Echolink , IRLP , WIRES i eQSO . Cyfrowe radio mobilne (DMR), D-STAR, Fusion, P25 i NXDN mają kodek w radiu użytkownika i wraz z zakodowanym dźwiękiem wysyłają i odbierają również numer użytkownika i informacje o miejscu docelowym, dzięki czemu można rozmawiać z innym konkretnym użytkownikiem lub Grupa Dyskusji. Dwie takie światowe sieci to DMR-MARC i Brandmeister.

Na przykład brama simpleksowa może być wykorzystana do połączenia przemiennika simpleks z siecią przemienników za pośrednictwem Internetu.

Warunki eksploatacji

• Limit czasu to sytuacja, w której osoba mówi zbyt długo, a zegar przemiennika wyłącza nadajnik przemiennika.
• Kerchunking wysyła chwilowy sygnał w celu sprawdzenia przemiennika bez identyfikacji. W wielu krajach taki akt narusza przepisy radioamatorskie. Termin „Kerchunk” może również odnosić się do dźwięku, jaki wydaje duży nadajnik FM, gdy operator go wyłącza i włącza.
• Lid odnosi się do złego operatora (metody radiowe) zwykle z powodu niewłaściwego szkolenia innych amatorów lub narażenia na różne rodzaje operacji, takie jak CB radio .

Bibliografia

Linki zewnętrzne

• Bezpłatna strona informacyjna poświęcona budującym przemienniki dowolnego typu: amatorskie, komercyjne, GMRS, bezpieczeństwo publiczne itp.