Введение

Диапазон радиочастот

Двухметровый любительский диапазон – это часть радиочастотного спектра ВЧ, охватывающая частоты от 144 МГц до 148 МГц в регионах 2 (Северная и Южная Америка, включая Гавайи) и 3 (Азия и Океания) Международного союза электросвязи (ITU), и от 144 МГц до 146 МГц в регионе 1 (Европа, Африка и Россия). Лицензионные права радиолюбителей включают возможность использования частот в этом диапазоне для телекоммуникаций, как правило, осуществляемых на местном уровне в пределах прямой видимости, примерно на расстоянии 161 км (100 миль).

Операция

Поскольку этот диапазон обеспечивает локальную и надежную связь, а требования к лицензированию для передачи в 2-метровом диапазоне во многих странах несложны, он является одним из самых популярных любительских диапазонов, не относящихся к диапазону HF. Эта популярность, компактные размеры необходимого оборудования (радиостанций и антенн) и способность обеспечивать простую и надежную локальную связь также делают его наиболее часто используемым диапазоном для организации местной связи в чрезвычайных ситуациях, например, для обеспечения взаимодействия между убежищами Красного Креста и местными органами власти. В США эту роль в аварийной связи усиливает тот факт, что многие радиолюбители имеют 2-метровый портативный трансивер (HT), также известный как "ручная рация" или "воки-токи".

Повторники и FM

Большая часть работы в 2-метровом FM-диапазоне использует радиоретранслятор – радиоприемник и передатчик, который мгновенно ретранслирует принятый сигнал на другой частоте. Ретрансляторы обычно располагаются на возвышенностях, таких как высокие здания или вершины холмов, с обзором обширной территории. На частотах VHF, таких как 2 метра, высота антенны существенно влияет на дальность связи. Типичная надежная дальность действия ретранслятора составляет около 40 километров. Некоторые ретрансляторы, расположенные на необычно высоких местах, например, на небоскребах или горных вершинах, могут быть использованы на расстоянии до 121 километра (75 миль). Надежная дальность сильно зависит от высоты антенны ретранслятора, а также от высоты и окружения портативного или мобильного устройства, пытающегося установить связь с ретранслятором. Наилучшая надежность достигается при прямой видимости. Типичный портативный 2-метровый FM-трансивер выдает около 5 ватт мощности. Станции, установленные в автомобиле или дома, могут обеспечивать большую мощность – от 25 до 75 ватт – и могут использовать простую вертикальную антенну, установленную на мачте или на крыше дома или транспортного средства. Однако даже без использования ретрансляторов, 2-метровый диапазон обеспечивает надежную связь между районами города в небольших населенных пунктах, что делает его идеальным для экстренной связи. Антенны для работы с ретрансляторами почти всегда имеют вертикальную поляризацию, поскольку 2-метровые антенны на автомобилях обычно также вертикально поляризованы. Согласование поляризации обеспечивает максимальное соединение сигналов, что эквивалентно более сильному сигналу в обоих направлениях. В последние годы появилось много простых и недорогих радиостанций для работы с FM-ретрансляторами.

Тропосферные трубопроводы

Иногда искривление радиосигнала в тропосфере атмосферы, известное как тропосферное волноводное распространение, позволяет 2-метровым сигналам распространяться на сотни и даже тысячи километров, что подтверждается случайными 2-метровыми связями между западным побережьем Соединенных Штатов и Гавайскими островами, северо-восточным регионом и побережьем Флориды, а также над Мексиканским заливом. Эти так называемые "открытия" обычно первыми замечают радиолюбители, работающие в режимах SSB (Single Side Band) и CW (Continuous Wave), поскольку любители, использующие эти режимы, как правило, стремятся к установлению дальних связей (DX) и внимательно следят за событиями усиления сигнала. Установление связи в этих режимах слабых сигналов включает в себя обмен информацией об уровне сигнала и местоположении, указанном в виде координат сетки системы локации Maidenhead. Двунаправленные волноводные связи могут иметь очень сильные сигналы и часто осуществляются с умеренной мощностью, небольшими антеннами и другими типами модуляции. Дальние связи с использованием режимов FM также возможны, но в основном остаются незамеченными многими операторами FM.

Спорадическая E

Другая форма распространения VHF называется спорадическим распространением E. Это явление, при котором радиосигналы отражаются обратно к Земле высоко ионизированными участками ионосферы, что может обеспечить связь на расстояния более [укажите расстояние из оригинала, если оно есть] с очень сильными сигналами, принимаемыми обеими сторонами. В отличие от некоторых других видов дальней связи, для установления контакта с удаленными станциями при спорадическом распространении E часто не требуются большая мощность и большие антенны. Двусторонняя связь может осуществляться на расстоянии в несколько сотен километров и более, часто при использовании небольшого уровня RF-мощности. Спорадическое E – редкое и совершенно случайное явление распространения, длящееся от нескольких минут до нескольких часов.

Спутниковая связь

Спутники – это, по сути, ретрансляционные станции на орбите. Двухметровый диапазон также используется совместно с 70-сантиметровым диапазоном, или 10-метровым диапазоном и различными микроволновыми диапазонами посредством орбитальных любительских радиоспутников. Это называется кросс-модовой ретрансляцией. Бортовое программное обеспечение определяет, какой режим или диапазон используется в данный момент, и это определяется радиолюбителями на так называемых земных станциях, которые управляют или дают инструкции поведению спутника. Радиолюбители узнают, какой режим используется, по опубликованным в интернете расписаниям. Например, популярным режимом является режим "B" или "V/U", который просто указывает частоты или диапазоны восходящей и нисходящей связи, используемые спутником в данный момент. В этом примере V/U означает VHF/UHF, то есть восходящая связь на VHF и нисходящая связь на UHF. Большинство любительских спутников – это спутники низкой околоземной орбиты, или LEO, как их часто называют, и обычно находятся на высоте около 700 км (450 миль). На такой высоте радиолюбители могут рассчитывать на дальность приема до примерно 4828 км (3000 миль). Некоторые любительские спутники имеют очень высокие эллиптические орбиты. Эти спутники могут достигать высоты в 50 000 км (30 000 миль) над Землей, где видна целая гемисфера, обеспечивая исключительные возможности связи между любыми двумя точками на Земле, находящимися в прямой видимости спутника; расстояния, которые значительно превышают возможности LEO.

Трансекваториальное размножение

Трансекваториальное распространение, также известное как (TEP), — регулярное дневное явление в 2-метровом диапазоне над экваториальными регионами и часто встречается в умеренных широтах в конце весны, начале лета и, в меньшей степени, в начале зимы. Для приемных станций, расположенных в пределах ±10 градусов от геомагнитного экватора, экваториальное E-skip можно ожидать в большинство дней в течение года, с максимумом около полудня по местному времени.

Метеоритный обрыв

Ускоряя код Морзе с использованием аналоговых лент или цифровых режимов, таких как JT6M или FSK441, очень короткие высокоскоростные импульсы цифровых данных могут отражаться от ионизированного газового следа метеорных потоков. Скорость, необходимая для подтверждения двусторонней связи через кратковременный ионизированный метеорный след, может быть обеспечена только быстрыми компьютерами на обеих сторонах с минимальным участием человека. Один компьютер отправляет запрос на установление связи, и если он успешно принят удаленной станцией, ответ отправляется компьютером принимающей станции, как правило, по тому же ионизированному метеорному следу для подтверждения связи. Если после запроса ответа не поступает, передается новый запрос. Это продолжается до тех пор, пока не будет получен ответ, подтверждающий связь, или пока установить связь станет невозможно и новые запросы отправляться не будут. Используя этот высокоскоростной цифровой режим, полный двусторонний сеанс связи может быть завершен за одну секунду или меньше и может быть подтвержден только компьютером. В зависимости от интенсивности ионизированного метеорного следа, с одного и того же следа можно установить несколько контактов с разных станций, пока он не рассеется и не перестанет отражать ВЧ-сигналы с достаточной силой. Этот режим часто называют импульсной передачей и позволяет достичь расстояний связи, сопоставимых с расстояниями при распространении на спорадическом слое E, как описано выше.

Распространение полярных сияний

Еще одним явлением, создающим ионизацию верхних слоев атмосферы, пригодную для дальней связи на 2 метрах, являются полярные сияния. Поскольку ионизация сохраняется значительно дольше, чем метеорные следы, иногда можно использовать голосовую модуляцию, однако постоянное движение ионизированного газа приводит к сильному искажению сигнала, из-за чего звук становится призрачным и шепчущим. В большинстве случаев при использовании отражений от полярных сияний на 2 метрах речь или голос становятся совершенно неразборчивыми, и радиолюбителям, желающим установить связь через полярные сияния, приходится использовать CW (код Морзе). Сигналы CW, отраженные от полярного сияния, не имеют отчетливого тона, а воспринимаются как свистящий или завывающий шум. Исключением является 6-метровый диапазон, частота которого на 94 МГц ниже, чем у 2-метрового диапазона. В ряде случаев голосовые режимы на 6 метрах можно принимать, хотя и с разной степенью сложности, при отражении от полярного сияния. Таким образом, при использовании полярного сияния в качестве отражателя радиосигнала, сила и разборчивость отраженного сигнала уменьшаются с увеличением частоты передачи.

Moonbounce (EME)

Чтобы общаться на самых больших расстояниях, радиолюбители используют лунный отскок (EME). Сигналы ВЧ (VHF) обычно покидают земную атмосферу, поэтому использование Луны в качестве отражателя вполне практично. Из-за огромного расстояния и больших потерь сигнала, получение читаемого сигнала, отраженного от Луны, требует высокой мощности – около 1000 Вт и управляемых антенн с высоким коэффициентом усиления. Прием этих очень слабых отраженных сигналов также требует использования антенн с высоким коэффициентом усиления (обычно того же типа, что и для передачи), малошумящего предусилителя радиочастоты и частотно-стабильного приемника. Однако, новые и последние технологические достижения в области обнаружения слабых сигналов позволили успешно принимать сигналы, отраженные от Луны, с помощью гораздо менее мощных или менее хорошо оборудованных станций, что позволяет принимать сигналы, находящиеся "в шуме" и неслышимые для человеческого уха. Один из таких видов связи – JT65, это цифровой режим. Из-за задержки сигнала при прохождении к Луне и обратно (время в пути около 2,5 секунд), передающий может услышать конец собственной передачи, возвращающейся с Луны.

Премия Брендана

Ирландское общество радиосвязи учредило серию наград за первые успешные естественные, не отраженные контакты на 2 метрах между Североамериканским и Европейским континентами. Названные в честь святого Брендана из Клонферта, три награды различают успешный "традиционный" телефонный/телеграфный контакт (Трофеи Брендана), успешный "нетрадиционный" цифровой двусторонний контакт (Щиты Брендана) и награду за первый подтвержденный прием в любом направлении, независимо от способа (Бренданские пластины). Попытки получить награды Брендана приводили к установлению контакта, но дальнейшая проверка показала, что сигнал был отражен от Международной космической станции.

Устав округа Лос-Анджелес

В округе Лос-Анджелес существует закон (датируемый 1944 годом), касающийся установки "коротковолнового приемника" в моторном транспортном средстве. Хотя в законе конкретно указан запрещенный диапазон 150–160 МГц, большинство двухметровых трансиверов могут принимать сигналы в этой части спектра, по крайней мере, в режиме приема, и поэтому их незаконно устанавливать в автомобиле в округе Лос-Анджелес. Аресты случаются редко, но закон все еще в силе. Существуют также статьи Калифорнийского Уголовного кодекса, регулирующие аналогичную деятельность. Однако в последнее время, с принятием нового законодательства в различных штатах, лицензированные радиолюбители освобождены от этих запретов, включая разрешение на использование радио во время вождения. Конкретные запреты и исключения различаются в зависимости от штата. Важно отметить: федеральное законодательство имеет приоритет над многими местными постановлениями и законами штатов, которые могут запретить лицензированному радиолюбителю владеть радиооборудованием, способным принимать частоты за пределами любительских диапазонов.