Объяснение WSPR: как начать работу с радио в одном направлении

В прошлый вторник в 1744 по Гринвичу (13:44 по восточному поясному времени) UR3RM, радиолюбительская радиостанция в Украине вслепую отправила сообщение на частоте 7040,138 кГц. Это было автоматизировано. Это был текст. Может быть, кто-то услышит это. Возможно, нет.

Часть «возможно, нет» легко понять, потому что передатчик UR3RM выдает один милливатт, 0,01 Вт. Для сравнения: передатчик Bluetooth класса 2, рассчитанный примерно на 30 футов, работает на 2,5 милливатта.

UR3RM использовал режим WSPR для отчетов о слабом распространении сигнала. В отличие от большинства радиолюбителей, это односторонний режим. Мало того, что никто не будет слушать, но еще меньше, что сигнал вернется. Распространение по радио не всегда двусторонний путь.

Самое большое преимущество WSPR в том, что вы можете сделать это по дешевке. Легко настроить себя не намного больше, чем на 100 долларов, а зачастую и намного дешевле. И хотя для передачи требуется лицензия на радиолюбитель, любой может установить приемник. И тест на хамскую лицензию в США является множественным выбором, все опубликованы и онлайн.

Большинство передатчиков WSPR работают с очень низким энергопотреблением, многие из которых работают на мощность менее 1 Вт, как UR3RM. А иногда, как UR3RM, этот арахисовый свисток далеко уходит. Во вторник в 1744 году по UTC была слышна передача на австралийском острове Тасмания на расстоянии 15 140 км. Говоря более впечатляюще, передача / прием достигли 9 235 000 миль на ватт! Это не сделано с причудливым оборудованием и огромными антеннами. Эта конкретная передача произошла на том, что мы до сих пор странно называем «коротковолновое» радио. Самым большим достижением WSPR является то, что он позволяет делать это на шумных, ненадежных, статичных радиодиапазонах. И это позволяет получателю узнать, что он получил, хорошо без какого-либо подтверждения от отправителя.

За все это стоит заплатить: пропускная способность. Сигнал WSPR имеет ширину 6 Гц. Типичный голосовой канал будет около 2500 Гц. Это позволяет крошечному WSPR власти быть более сконцентрированным и намного более эффективным.

Низкая пропускная способность также ограничивает скорость передачи сигналов. В сегодняшнем гигантском мире вы будете шокированы, узнав, что скорость WSPR составляет 1,4648 бод. Нет опечатка. Структурированная передача WSPR отправляет 50 символов за 110,6 секунды, начиная с одной секунды после каждой четной минуты.

Каждое сообщение содержит позывной станции, указатель сетки и мощность передатчика, выраженную в дБм. Таким образом, когда станция в Тасмании подобрала украинскую передачу, он сразу понял, откуда она и сколько энергии туда попала.

Из-за своей очень узкой полосы пропускания сигналы WSPR часто можно декодировать, когда человеческие уши не могут обнаружить сигнал, даже если он там. Утверждается, что сигнал на 28 дБ ниже уровня шума приемника с полосой пропускания 2500 Гц может быть декодирован с помощью WSPR. Я увеличил громкость и смотрел, как декодируются радиостанции, которые были совершенно неотличимы от фонового шума моими ушами.

Узкая полоса пропускания фактически позволяет приемнику прослушивать и декодировать несколько станций одновременно, часто в несколько раз в то время, когда полосы открыты. Так как приемник не может сказать отправляющим станциям «хорошо выполненную работу», прием передается на центральный узел в Интернете. Хотите знать, какие хэм-бэнды хороши для того, чтобы связаться с какими частями мира в данный момент? Зайдите на wsprnet.org, где они представлены и количественно определены.

WSPR был создан Джо Тейлором, оператором ветчины (K1JT) и лауреатом Нобелевской премии по физике. В прошлом он разработал другие методы передачи / приема, чтобы помочь с работой радиоуправляемых радиомаяков.

Как и многие другие радиопередачи, этому действительно помогает появление недорогих SDR-приемников. Несмотря на то, что ассортимент Amazon, продаваемый за 20 долларов, eBay и другие не очень хорошо работают на низких дальних частотах, более совершенные модели теперь продаются по цене менее 100 долларов. Программное обеспечение для декодирования (и программное обеспечение для передачи тоже) является бесплатным и открытым исходным кодом. Готовые или в основном встроенные передатчики также широко доступны по цене менее 100 долларов. Некоторые люди даже придумали, как заставить Raspberry Pi действовать как WSPR-передатчик мощностью 10 милливатт (изображен вверху), хотя некоторая внешняя фильтрация обеспечивает его передачу только там, где это необходимо.

Каждый диапазон радиолюбителей различен, и с текущим циклом солнечных пятен, близким к минимуму, условия определенно паршивые. Но WSPR настолько энергичен и устойчив, что даже теперь во всем мире связь возможна с помощью блох. Если вам интересно, вы можете фактически окунуть носок в воду бесплатно. Десятки получателей, агрегированных через http://sdr.hu, имеют WSPR в качестве доступного режима. Если вы похожи на меня, вы в конечном итоге будете часами слушать радиосигналы, которых вы на самом деле не слышите и не поймете, если бы это сделали!

Главный кредит изображения: Gerolf Ziegenhain / CC BY-SA 3.0

Читать далее

Наконец, объяснение того, почему Уран не выходит за рамки

Новое объяснение осевого наклона Урана вызывает далекий, массивный загадочный спутник, но это не планета 9 ...

Нам не нужна «Планета 9» для объяснения необычных орбит во внешней солнечной системе

В течение последних нескольких лет ученые пытались найти гипотетическую Планету 9, которая может существовать вне нашей известной солнечной системы, основанной на очень необычных орбитах некоторых карликовых планет. Но для этих орбит может не потребоваться объяснение Планеты 9.

Таинственные Марсианские скалы, наконец, объяснены

Марс сегодня почти полностью геологически инертен, но это не всегда так. Ученые полагают, что они определили процесс, который создал ранее необъяснимые образования Медузы Фосса на поверхности планеты.

Ученые могли бы получить объяснение подземного океана Плутона

На данный момент можно с уверенностью сказать, что бывшая планета является гораздо более сложным объектом, чем кто-либо осмеливался ожидать. В нем есть облака, поля азотного льда и (на удивление) жидкий океан. Ученые из США и Японии считают, что они раскрыли секреты скрытого водохранилища Плутона.