Введение

Портативное устройство для двухсторонней связи, которое держат в руках. Радиостанция, более формально известная как портативный приемопередатчик (HT), представляет собой ручной, портативный, двухсторонний радиоприемопередатчик. Разработка радиостанции во время Второй мировой войны приписывается разным людям, включая Дональда Хингса, радиоинженера Альфреда Дж. Гросса, Генрика Магнуски и инженерные группы компании Motorola. Первоначально использовавшиеся для пехоты, аналогичные модели были созданы для полевой артиллерии и танковых подразделений, а после войны радиостанции стали широко применяться в службах общественной безопасности, а затем и в коммерческой сфере и на рабочих площадках. Типичная радиостанция выглядит как телефонная трубка, с динамиком на одном конце и микрофоном на другом (в некоторых моделях динамик также выполняет функцию микрофона) и антенной, расположенной сверху. Для разговора ее подносят ко рту. Радиостанция – это устройство полудуплексной связи. Несколько радиостанций используют один радиоканал, и в любой момент времени передавать может только одна из них, хотя все остальные могут слушать. Приемопередатчик обычно находится в режиме приема; чтобы начать говорить, пользователь должен нажать кнопку "нажми и говори" (PTT), которая отключает приемник и включает передатчик. Некоторые сети сотовой связи предлагают телефоны с функцией "нажми и говори", позволяющие использовать радиостанцию через сотовую сеть без необходимости каждый раз набирать номер. Однако, должна быть доступна сеть оператора сотовой связи. Некоторые модели оснащены дополнительными функциями, такими как отправка вызовов, прием вызовов с вибросигналом, блокировка клавиатуры и секундомер. Маленькие радиостанции также очень популярны среди маленьких детей. В соответствии с Радиорегламентом МСЭ, статья 1.73, радиостанция классифицируется как радиостанция/мобильная наземная станция.

История

Ручные двухсторонние радиостанции были разработаны военными на основе рюкзачных радиостанций, которые носили солдаты в пехотном отряде, чтобы поддерживать связь отряда со своими командирами. Первым патентообладателем, возможно, был инженер Генрих Магнуски из Польши, подавший заявку на патент 20 мая 1935 года и получивший его 19 марта 1936 года. Позже Генрик с 1939 года работал над первым радиотелефоном Motorola (ручным радиопередатчиком SCR 536). Канадский изобретатель Дональд Хингс первым создал портативную систему радиосвязи для своего работодателя CM&S в 1937 году. Он назвал систему "packset", хотя впоследствии она стала известна как "walkie-talkie". В 2001 году Хингс был удостоен ордена Канады за значимость этого устройства для военных усилий. Модель Хингса C 58 "Handie Talkie" поступила на военную службу к 1942 году, став результатом секретных научно-исследовательских работ, начатых в 1940 году. Альфред Дж. Гросс, радиоинженер и один из разработчиков системы Joan Eleanor, также работал над ранней технологией, лежащей в основе радиотелефона, в период с 1938 по 1941 год, и иногда ему приписывают его изобретение. Первое устройство, широко получившее прозвище "walkie-talkie", было разработано американскими военными во время Второй мировой войны – рюкзачная Motorola SCR 300. Оно было создано инженерной командой в 1940 году в компании Galvin Manufacturing Company (предшественник Motorola). В команду входили Дэн Нобл, предложивший конструкцию с использованием частотной модуляции; Генрик Магнуски, главный RF-инженер; Марион Бонд; Ллойд Моррис и Билл Фогель. Первой ручной радиостанцией стал AM SCR 536 образца 1941 года, также производства Motorola, получивший название Handie Talkie (HT). Сегодня эти термины часто путают, но первоначальный "walkie-talkie" относился к модели с рюкзачным креплением, а "handie talkie" – к устройству, которое можно было полностью держать в руке. Оба устройства использовали вакуумные лампы и работали от высоковольтных сухих батарей. После Второй мировой войны компания Raytheon разработала военную замену SCR 536 – AN/PRC 6. Схема AN/PRC 6 использовала 13 вакуумных ламп (приемник и передатчик); вместе с устройством поставлялся второй комплект из тринадцати ламп в качестве запасных. Устройство было настроено на один кристалл, который можно было заменить другим в полевых условиях, чтобы изменить частоту, а также выполнить перенастройку. Оно использовало 24-дюймовую штыревую антенну. Существовала опциональная гарнитура, которую можно было подключить к AN/PRC 6 с помощью 5-футового кабеля. Для ношения и поддержки при работе был предусмотрен регулируемый ремень. В середине 1970-х годов Корпус морской пехоты США начал разработку отрядной радиостанции, чтобы заменить неудовлетворительный шлемный приемник AN/PRR 9 и ручной приемник/передатчик AN/PRT 4 (оба разработаны армией США). AN/PRC 68, впервые произведенный в 1976 году компанией Magnavox, был поставлен морской пехоте в 1980-х годах и также был принят на вооружение армией США. Аббревиатура HT, произошедшая от товарного знака Motorola "Handie Talkie", обычно используется для обозначения портативных любительских радиостанций, а "walkie-talkie" часто используется как общеупотребительный термин или конкретно для обозначения игрушки. Службы общественной безопасности и коммерческие пользователи обычно называют свои портативные устройства просто "радиостанциями". Излишки Motorola Handie Talkie попали в руки радиолюбителей сразу после Второй мировой войны. Радиостанции общественной безопасности Motorola 1950-х и 1960-х годов предоставлялись в аренду или передавались в дар любительским группам в рамках программы гражданской обороны. Чтобы избежать нарушения товарных знаков, другие производители используют такие обозначения, как "ручной трансивер" или "handie трансивер" для своей продукции.

Современное использование

Радиостанции носимого типа широко используются в любых условиях, где необходима портативная радиосвязь, включая бизнес, общественную безопасность, военное дело, активный отдых и тому подобное. Устройства доступны в широком ценовом диапазоне – от недорогих аналоговых моделей, продаваемых как игрушки, до защищенных (то есть водонепроницаемых или искробезопасных) аналоговых и цифровых моделей для использования на судах или в тяжелой промышленности. В большинстве стран разрешена продажа радиостанций для, как минимум, коммерческих целей, морской связи и некоторых ограниченных личных нужд, таких как CB-радио, а также для радиолюбительских разработок. Радиостанции, используемые службами общественной безопасности, а также в коммерческих и промышленных целях, могут быть частью транкинговых систем радиосвязи, которые динамически распределяют радиоканалы для более эффективного использования ограниченного радиочастотного спектра. Такие системы всегда работают с базовой станцией, выполняющей функции ретранслятора и контроллера, хотя отдельные переносные и мобильные устройства могут иметь режим, позволяющий обходить базовую станцию. Благодаря все более широкому использованию миниатюрной электроники, радиостанции могут быть очень компактными: некоторые персональные двухсторонние УВЧ-радиомодели меньше колоды карт (хотя ВЧ и ОВЧ-устройства могут быть значительно больше из-за необходимости в более крупных антеннах и аккумуляторных батареях). Кроме того, по мере снижения стоимости, в недорогие радиостанции можно добавлять расширенные функции шумоподавления, такие как CTCSS (аналоговое шумоподавление) и DCS (цифровое шумоподавление) (часто рекламируемые как "коды конфиденциальности"), а также функции шифрования голоса и транкинга. Некоторые устройства (особенно любительские портативные радиостанции) также оснащены клавиатурами DTMF для дистанционного управления различными устройствами, такими как ретрансляторы. Некоторые модели поддерживают функцию VOX для работы в режиме громкой связи, а также возможность подключения внешних микрофонов и динамиков. Коммерческое и потребительское оборудование различаются по ряду параметров: коммерческое оборудование, как правило, более прочное, с металлическим корпусом и часто имеет запрограммированный ограниченный набор конкретных частот (обычно, но не всегда, с помощью компьютера или другого внешнего программатора; в старых моделях можно просто заменять кварцы), поскольку конкретному предприятию или сотруднику службы общественной безопасности часто необходимо соблюдать определенное распределение частот. Потребительское оборудование, напротив, обычно небольшое, легкое и способно принимать любой канал в пределах указанного диапазона, а не только подмножество назначенных каналов.

Военный

Военные организации используют портативные радиостанции для различных целей. Современные устройства, такие как AN/PRC 148 Multiband Inter/Intra Team Radio (MBITR), могут обеспечивать связь в различных диапазонах частот и с использованием различных схем модуляции, а также поддерживают функции шифрования.

Радиолюбители

Вольки-токи (также известные как HT или «ручные трансиверы») широко используются среди радиолюбителей. Хотя переделанное коммерческое оборудование, например, от компаний Motorola, встречается не редко, многие компании, такие как Yaesu, Icom и Kenwood, разрабатывают модели специально для любительского использования. Несмотря на внешнее сходство с коммерческими и персональными устройствами (включая такие функции, как CTCSS и DCS, используемые в основном для активации любительских радиоретрансляторов), любительское оборудование обычно обладает рядом особенностей, не характерных для другого оборудования, в том числе:

Широкополосные приемники, часто включающие в себя функциональность радиосканера, для прослушивания нелюбительских радиодиапазонов. Поддержка нескольких диапазонов; некоторые работают только в определенных диапазонах, таких как 2 метра или 70 см, другие поддерживают несколько любительских диапазонов UHF и VHF, доступных пользователю. Поскольку любительские диапазоны обычно не имеют фиксированных каналов, пользователь может установить любую желаемую частоту в разрешенной полосе (в то время как коммерческие HT обычно позволяют пользователю настраиваться только на ряд заранее запрограммированных каналов). Это известно как режим работы с переменной частотой (VFO). Различные схемы модуляции: некоторые любительские HT могут поддерживать режимы модуляции, отличные от FM, включая AM, SSB и CW, а также цифровые режимы, такие как радиотелетип или PSK31. Некоторые из них могут иметь встроенные ТНК для поддержки передачи данных в режиме пакетной связи без дополнительного оборудования. На некоторых любительских HT доступны цифровые голосовые режимы. Например, новейшими дополнениями к службе радиолюбителей являются Next Generation Digital Narrowband (NXDN) и Digital Smart Technology for Amateur Radio или D-STAR. Ручные радиостанции с этими технологиями обладают рядом передовых функций, включая более узкую полосу пропускания, одновременную передачу голоса и сообщений, определение местоположения GPS и радиовызовы с указанием позывного через широкую международную сеть. Как уже упоминалось, коммерческие вольки-токи иногда можно перепрограммировать для работы на любительских частотах. Радиолюбители могут делать это по соображениям экономии или из-за того, что коммерческое оборудование класса защиты населения более прочное и лучше спроектировано, чем любительское оборудование, созданное с учетом цены.

Личное пользование

Персональные радиотелефоны стали популярными также благодаря бесплатных сервисов (таких как FRS в США, PMR446 в Европе и UHF CB в Австралии) в других странах. Хотя радиотелефоны FRS иногда используются как игрушки, поскольку массовое производство делает их недорогими, они оснащены полноценными супергетеродинными приемниками и являются полезным инструментом связи как для бизнеса, так и для личного использования. Однако рост числа бесплатных трансиверов стал источником разочарования для пользователей лицензируемых сервисов, которые иногда подвергаются помехам. Например, FRS и GMRS перекрываются в Соединенных Штатах, что приводит к значительному нелегальному использованию частот GMRS. Использование частот GMRS (США) требует лицензии, однако большинство пользователей либо игнорируют это требование, либо не знают о нем. Канада перераспределила частоты для бесплатных сервисов из-за сильных помех от пользователей GMRS в США. Европейские каналы PMR446 попадают в середину американского UHF-диапазона, выделенного для радиолюбителей, а американские каналы FRS создают помехи для служб общественной безопасности в Соединенном Королевстве. Конструкция персональных радиотелефонов в любом случае строго регламентируется, обычно требуя несъемных антенн (за некоторыми исключениями, такими как CB-радио и распределение MURS в Соединенных Штатах) и запрещая модифицированные радиостанции. Большинство продаваемых персональных радиотелефонов предназначены для работы в UHF-диапазонах и сконструированы так, чтобы быть очень компактными, с кнопками для смены каналов и других настроек на лицевой панели и короткой фиксированной антенной. Большинство таких устройств изготовлены из прочного, часто ярко окрашенного пластика, хотя некоторые более дорогие модели имеют усиленные металлические или пластиковые корпуса. Коммерческие радиостанции часто предназначены для использования в диапазонах, таких как GMRS или MURS (последний из которых имеет очень мало специализированного оборудования, доступного для покупки). Кроме того, доступны CB-радиостанции, но они менее популярны из-за характеристик распространения сигнала в полосе 27 МГц и общей громоздкости оборудования. Персональные радиотелефоны обычно обеспечивают легкий доступ ко всем доступным каналам (и, при наличии, кодам шумоподавления) в пределах выделенного для устройства диапазона. Личные двухсторонние радиостанции также иногда объединяются с другими электронными устройствами; серия Garmin Rino сочетает в себе GPS-приемник и радиотелефон FRS/GMRS (позволяя пользователям Rino передавать друг другу данные о цифровом местоположении). Некоторые персональные радиостанции также включают приемники для AM и FM-радиовещания и, при необходимости, NOAA Weather Radio и аналогичные системы, вещающие на тех же частотах. Некоторые модели также позволяют отправлять текстовые сообщения и изображения между аналогично оборудованными устройствами. В то время как радиостанции, используемые на рабочих местах и правительственными учреждениями, часто оцениваются по выходной мощности, потребительские радиостанции часто и спорно оцениваются в милях или километрах. Из-за прямой видимости распространения UHF-сигналов опытные пользователи считают такие оценки сильно завышенными, и некоторые производители начали указывать дальность связи на упаковке, основываясь на рельефе местности, а не только на выходной мощности. Большая часть трафика персональных радиотелефонов приходится на диапазон 27 МГц и 400–500 МГц спектра УВЧ, но есть и устройства, использующие полосу "Часть 15" 49 МГц (совместно с беспроводными телефонами, радионянями и аналогичными устройствами), а также полосу "Часть 15" 900 МГц; по крайней мере в США устройства в этих диапазонах не требуют лицензий, если они соответствуют правилам выходной мощности FCC "Часть 15". Компания TriSquare, начиная с июля 2007 года, продает серию радиотелефонов в Соединенных Штатах, основанных на технологии частотного скачка, работающей в этом диапазоне частот под названием eXRS (eXtreme Radio Service – несмотря на название, это запатентованная разработка, а не официальное распределение частот FCC США). Схема распределения спектра, используемая в радиостанциях eXRS, позволяет создавать до 10 миллиардов виртуальных "каналов" и обеспечивает конфиденциальную связь между двумя или более устройствами.

Отдых

Низкоэнергетические версии, не требующие лицензирования, также популярны в качестве детских игрушек, например, детская рация Fisher Price Walkie Talkie, изображенная на верхнем рисунке справа. До изменения статуса CB-радио с лицензируемого на "разрешенный в соответствии с частью" (правила FCC, часть 95), типичная игрушечная рация, доступная в Северной Америке, была ограничена мощностью передачи 100 милливатт и использованием одного или двух каналов с кварцевой стабилизацией в 27-мегагерцовом гражданском диапазоне, используя только амплитудную модуляцию (AM). Позднее игрушечные рации работали в 49-мегагерцовом диапазоне, некоторые с частотной модуляцией (FM), совместно с беспроводными телефонами и радионянями. Самые дешевые устройства очень просты в электронном плане (одночастотные, с кварцевой стабилизацией, обычно основанные на простой дискретной транзисторной схеме, в то время как "взрослые" рации используют микросхемы), могут использовать суперрегенеративные приемники и могут даже не иметь регулятора громкости, но при этом могут быть богато декорированы, часто поверхностно напоминая более "взрослые" рации, такие как FRS или средства связи служб безопасности. В отличие от более дорогих моделей, дешевые игрушечные рации могут не иметь отдельных микрофонов и динамиков; динамик приемника иногда используется в качестве микрофона в режиме передачи. Необычная функция, часто встречающаяся на детских рациях, но редко доступная даже на любительских моделях, – это "кодовая кнопка", то есть кнопка, позволяющая оператору передавать азбуку Морзе или аналогичные сигналы на другую рацию, работающую на той же частоте. Обычно оператор нажимает кнопку PTT и простукивает сообщение, используя шпаргалку с кодом Морзе, прикрепленную к рации в виде наклейки. Однако, поскольку азбука Морзе вышла из широкого употребления за пределами кругов радиолюбителей, некоторые из этих устройств либо имеют сильно упрощенную кодовую таблицу, либо больше не поставляются с наклейкой. Кроме того, радиостанции Family Radio Service UHF иногда покупают и используют в качестве игрушек, хотя они обычно не рекламируются как таковые (но см. линейку ChatNow от Hasbro, которая передает как голос, так и цифровые данные в диапазоне FRS).

Приложения для смартфонов и подключенные устройства

Существует множество мобильных приложений, имитирующих взаимодействие в стиле рации/push-to-talk. Они позиционируются как средства связи с низкой задержкой и асинхронным обменом сообщениями. Преимуществами, которые отмечаются по сравнению с обычными голосовыми вызовами, являются: асинхронность, не требующая постоянного внимания пользователя (как в SMS), и использование технологии VoIP, что позволяет не расходовать минуты мобильного тарифа. К приложениям, предлагающим подобный способ аудиосвязи, относятся Hytera, Voxer, Zello, Orion Labs, Motorola Wave и HeyTell, среди прочих. Другие продукты, работающие на базе смартфонов, такие как goTenna, Fantom Dynamics и BearTooth, используют радиоинтерфейс. В отличие от приложений, требующих мобильного трафика, эти устройства подключаются к приложению на смартфоне пользователя и работают через радиоканал.

Специализированное использование

В дополнение к использованию в наземной мобильной связи, водонепроницаемые рации также применяются для морской VHF и авиационной связи, особенно на небольших лодках и ультралегких самолетах, где установка стационарной радиостанции может быть нецелесообразной или дорогостоящей. Зачастую такие устройства оснащены переключателями для быстрого доступа к аварийным и информационным каналам. Они также используются в рекреационных UTV для координации действий, защиты водителей от пыли и обычно подключаются к системе внутренней связи и гарнитурам.

Рации с искробезопасным исполнением часто требуются в тяжелых промышленных условиях, где радиооборудование может использоваться вблизи легковоспламеняющихся паров. Эта маркировка означает, что ручки и переключатели рации сконструированы таким образом, чтобы исключить образование искр при их использовании.

Аксессуары

Для раций доступны различные типы аксессуаров, такие как аккумуляторные батареи, зарядные устройства с прямым подключением, многопозиционные зарядные устройства для одновременной зарядки до шести устройств, а также аудиоразъем для подключения гарнитур или микрофонов-динамиков. В более новых моделях предусмотрена возможность подключения беспроводных гарнитур через Bluetooth. Некоторые модели также оснащены интеграцией Wi-Fi, например, серия Motorola XIRP 8600i.