Что такое укв связь

Ультракороткие волны

Ультракороткие волны (УКВ) в современной практике — это радиоволны из диапазонов метровых (МВ), дециметровых (ДМВ) и частично сантиметровых (СМВ) волн. Однако согласно советскому ГОСТ 1986 года этот термин также распространяется на все высокочастотные волны вплоть до децимиллиметровых (совр. «терагерцовый» диапазон). [1] Таким образом в науке и электронной технике диапазон частот УКВ находится в пределах от 30 МГц (длина волны 10 м) до 3-х Гигагерц (длина волны 0,1 м). Термин УКВ рекомендуется применять для случаев, когда границы используемого диапазона не совпадают с границами стандартных диапазонов. [1]

УКВ-диапазон используется для радиовещания с частотной модуляцией, в том числе стереофонического, телевидения, радиолокации, связи с космическими объектами (так как они проходят сквозь ионосферу Земли), а также для любительской и профессиональной радиосвязи.

Радиоволны УКВ-диапазона распространяются практически в пределах прямой видимости, а также, не отражаясь от ионосферы, уходят в космическое пространство. То есть ионосфера для радиоволн УКВ диапазона прозрачна. Однако, поскольку в пределах прямой видимости может быть естественный спутник Земли Луна, то волны УКВ диапазона могут отразиться от неё и вернуться на Землю, где могут быть принятыми на другом конце земного шара. [источник не указан 103 дня]

Примечания

См. также

Полезное

Смотреть что такое «Ультракороткие волны» в других словарях:

УЛЬТРАКОРОТКИЕ ВОЛНЫ — были впервые применены в терапии Шлипгаке (Schliephake). Переменные токи, применяемые в диатермии, характеризуются частотой от 800 000 до 1 млн. колебаний в секунду при длине волны в 300 400 м. В наст, время в терапию введены токи с частотой в 10 … Большая медицинская энциклопедия

УЛЬТРАКОРОТКИЕ ВОЛНЫ — (УКВ) традиционное название диапазона радиоволн, объединяющего метровые, дециметровые, сантиметровые и миллиметровые волны (или диапазоны очень высоких частот ОВЧ, ультравысоких частот УВЧ, сверхвысоких частот СВЧ, крайне высоких частот КВЧ).… … Физическая энциклопедия

УЛЬТРАКОРОТКИЕ ВОЛНЫ — (УКВ) радиоволны с длиной волны от 1 см до 10 м. Применяется для радиосвязи практически в пределах прямой видимости … Большой Энциклопедический словарь

УЛЬТРАКОРОТКИЕ ВОЛНЫ — (сокращенно УКВ) электромагнитные колебания с длиной волны от 10 м и меньше (частота от 30 килогерц и выше). В силу высоких частот УКВ сильно поглощаются при распространении вдоль земной поверхности и плохо огибают рельеф земли поэтому дальность… … Морской словарь

УЛЬТРАКОРОТКИЕ ВОЛНЫ — (УКВ) радиоволны с длиной волны от 1 см до 10 м. Используются для радиосвязи практически в пределах «прямой видимости» … Большая политехническая энциклопедия

ультракороткие волны — УКВ Радиоволны диапазонов дециметровых, сантиметровых, миллиметровых и децимиллиметровых волн. Примечание Указанный терминыдопустимык применению для тех служб радиосвязи, которым распределены определенные полосы радиочастот, границы которых не… … Справочник технического переводчика

ультракороткие волны — ultratrumposios bangos statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. ultrashort waves vok. Ultrakurzwellen, f rus. ультракороткие волны, f pranc. ondes ultracourtes, f … Automatikos terminų žodynas

ультракороткие волны — ultratrumposios bangos statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. ultrashort waves vok. ultrakurze Wellen, f; Ultrakurzwellen, f rus. ультракороткие волны, f pranc. ondes ultra courtes, f … Fizikos terminų žodynas

Ультракороткие волны — 23. Ультракороткие волны УКВ Радиоволны диапазонов дециметровых, сантиметровых, миллиметровых и децимиллиметровых волн. Примечание к терминам пп. 19 23. Указанные термины допустимы к применению для тех служб радиосвязи, которым распределены… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Ультракороткие волны — диапазон радиоволн (См. Радиоволны), охватывающий Метровые волны и Дециметровые волны … Большая советская энциклопедия

Источник

Теория радиоволн: ликбез

Думаю все крутили ручку радиоприемника, переключая между «УКВ», «ДВ», «СВ» и слышали шипение из динамиков.
Но кроме расшифровки сокращений, не все понимают, что скрывается за этими буквами.
Давайте ближе познакомимся с теорией радиоволн.

Радиоволна

Длина волны(λ) — это расстояние между соседними гребнями волны.
Амплитуда(а) — максимальное отклонения от среднего значения при колебательном движении.
Период(T) — время одного полного колебательного движения
Частота(v) — количество полных периодов в секунду

Существует формула, позволяющая определять длину волны по частоте:

Где: длина волны(м) равна отношению скорости света(км/ч) к частоте (кГц)

«УКВ», «ДВ», «СВ»

Сверхдлинные волны — v = 3—30 кГц (λ = 10—100 км).
Имеют свойство проникать вглубь толщи воды до 20 м и в связи с этим применяются для связи с подводными лодками, причем, лодке не обязательно всплывать на эту глубину, достаточно выкинуть радио буй до этого уровня.
Эти волны могут распространяться вплоть до огибания земли, расстояние между земной поверхностью и ионосферой, представляет для них «волновод», по которому они беспрепятственно распространяются.

Длинные волны(ДВ) v = 150—450 кГц (λ = 2000—670 м).

Этот тип радиоволны обладает свойством огибать препятствия, используется для связи на большие расстояния. Также обладает слабой проникающей способностью, так что если у вас нет выносной антенны, вам вряд ли удастся поймать какую-либо радиостанцию.

Средние волны (СВ) v = 500—1600 кГц (λ = 600—190 м).

Эти радиоволны хорошо отражаются от ионосферы, находящейся на расстоянии 100-450 км над поверхностью земли.Особенность этих волн в том, что в дневное время они поглощаются ионосферой и эффекта отражения не происходит. Этот эффект используется практически, для связи, обычно на несколько сотен километров в ночное время.

Короткие волны (КВ) v= 3—30 МГц (λ = 100—10 м).

Подобно средним волнам, хорошо отражаются от ионосферы, но в отличии от них, не зависимо от времени суток. Могут распространяться на большие расстояния(несколько тысяч км) за счет пере отражений от ионосферы и поверхности земли, такое распространение называют скачковым. Передатчиков большой мощности для этого не требуется.

Ультракороткие Волны(УКВ) v = 30 МГц — 300 МГц (λ = 10—1 м).

Эти волны могут огибать препятствия размером в несколько метров, а также имеют хорошую проникающую способность. За счет таких свойств, этот диапазон широко используется для радио трансляций. Недостатком является их сравнительно быстрое затухание при встрече с препятствиями.
Существует формула, которая позволяет рассчитать дальность связи в УКВ диапазоне:

Так к примеру при радиотрансляции с останкинской телебашни высотой 500 м на приемную антенну высотой 10 м, дальность связи при условии прямой видимости составит около 100 км.

Высокие частоты (ВЧ-сантиметровый диапазон) v = 300 МГц — 3 ГГц (λ = 1—0,1 м).
Не огибают препятствия и имеют хорошую проникающую способность. Используются в сетях сотовой связи и wi-fi сетях.
Еще одной интересной особенностью волн этого диапазона, является то, что молекулы воды, способны максимально поглощать их энергию и преобразовывать ее в тепловую. Этот эффект используется в микроволновых печах.
Как видите, wi-fi оборудование и микроволновые печи работают в одном диапазоне и могут воздействовать на воду, поэтому, спать в обнимку с wi-fi роутером, длительное время не стоит.

Крайне высокие частоты (КВЧ-миллиметровый диапазон) v = 3 ГГц — 30 ГГц (λ = 0,1—0,01 м).
Отражаются практически всеми препятствиями, свободно проникают через ионосферу. За счет своих свойств используются в космической связи.

AM — FM

Зачастую, приемные устройства имеют положения переключателей am-fm, что же это такое:

AM — амплитудная модуляция

Это изменение амплитуды несущей частоты под действием кодирующего колебания, к примеру голоса из микрофона.
АМ — первый вид модуляции придуманный человеком. Из недостатков, как и любой аналоговый вид модуляции, имеет низкую помехоустойчивость.

FM — частотная модуляция

Это изменение несущей частоты под воздействие кодирующего колебания.
Хотя, это тоже аналоговый вид модуляции, но он имеет более высокую помехоустойчивость чем АМ и поэтому широко применяется в звуковом сопровождении ТВ трансляций и УКВ вещании.

На самом деле у описанных видом модуляции есть подвиды, но их описание не входит в материал данной статьи.

Еще термины

Интерференция — в результате отражений волн от различных препятствий, волны складываются. В случае сложения в одинаковых фазах, амплитуда начальной волны может увеличиться, при сложении в противоположных фазах, амплитуда может уменьшиться вплоть до нуля.
Это явление более всего проявляется при приеме УКВ ЧМ и ТВ сигнала.

Поэтому, к примеру внутри помещения качество приема на комнатную антенну ТВ сильно «плавает».

Дифракция — явление, возникающее при встрече радиоволны с препятствиями, в результате чего, волна может менять амплитуду, фазу и направление.
Данное явление объясняет связь на КВ и СВ через ионосферу, когда волна отражается от различных неоднородностей и заряженных частиц и тем самым, меняет направление распространения.
Этим же явлением объясняется способность радиоволн распространяться без прямой видимости, огибая земную поверхность. Для этого длина волны должна быть соразмерна препятствию.

Источник

Радиосвязь

УКВ радио. Как оно работает

УКВ радио. Как оно работает

Для использования всех радиостанций требуются рабочие частоты. На эти частоты программируются каналы радиостанций. Частоты бывают выделенные, т.е. специально выделяются и могут принадлежать организациям, компаниям или государственным структурам. Безлицензионные частоты могут использоваться всеми остальными потребителями носимых радиостанций по упрощённой процедуре регистрации.

Это портативные средства связи предназначенные для индивидуального использования и связи со всеми остальными объектами УКВ радиосвязи (людьми, автомашинами, стационарами), работающих в своей сети. Носимые радиостанции изготавливаются удобными для постоянного ношения и использования в ручном режиме. Они эргономны для рук, снабжены темляками и клипсами для переноски на поясе. Максимальная мощность передатчиков таких радиостанций – обычно до 5 ватт. Средний радиус действия на открытой местности 5-7 км и зависит от степени зарядки источника питания радиостанции – аккумулятора. Для увеличения радиуса требуются дополнительные технические меры. См. «Ретрансляторы».

Автомобильные радиостанции предназначены для использования в транспортных средствах передвижения. Устанавливаются на борту, подключаются к бортовой сети и к автомобильной антенне, устанавливаемой с наружной стороны транспортного средства. Автомобильные антенны выполняются с различными креплениями – магнитными, механическими. Автомобильные радиостанции имеют гораздо большую мощность, чем носимые радиостанции и благодаря большей эффективности антенн имеют гораздо больший радиус действия. Для использования автомобильных радиостанций требуются выделенные частоты. Использовать их на безлицензионных частотах, как носимые радиостанции, нельзя.

Важно то, чтобы частоты ретранслятора не мешали друг другу, т.е. изолировались друг от друга либо величиной разноса (разница по частоте между приёмной частотой и предающей). Либо с помощью специальных устройств частотной развязки – дуплексеров.
Конструктивно дуплексеры выполняются внутренними, для установки во внутрь корпуса ретранслятора, или внешними, если размеры не позволяют его установить во внутрь. Обычно большими дуплексеры выполняются для изоляции частот с относительно небольшим разносом (порядка нескольких сотен килогерц). Иногда ретранслятор используют и без дуплесера, путем установки стационарных приёмной и передающей антенн на как можно большем расстоянии друг от друга. Но это возможно, если позволяет достаточная разница частот, место на крыше и длина кабеля к антеннам.

Пример программирования радиостанции работающей через ретранслятор:
Пусть в распоряжении имеются две частоты, предназначенные и подобранные для ретрансляции: 160.425 МГц и 165.825 МГц. И ретранслятор соответственно запрограммирован:
передача– 165.825 МГц
приём – 160.425 МГц

Как правило, верхняя частота (в нашем случае – 165.825 МГц) в ретрансляторах программируется на передачу. Это связано с физическими особенностями радиочастот.
Ниже приводится пример схемы связи между объектами связи и через ретранслятор.

Источник

Что такое укв связь

Принятое деление диaпазона УКВ

Распространение ультракоротких волн

По аналогии со световыми волнами, ультракороткие волны распространяются прямолинейно и огибают лишь предметы, имеющие геометрические размеры, соизмеримые с длиной волны. Огибание препятствий радиоволнами (дифракция), сказывается тем сильнее, чем больше длина волны.

Радиоволны УКВ-диапазона распространяются практически в пределах прямой видимости, а также, не отражаясь от ионосферы, уходят в космическое пространство. В УКВ радиосвязи используется только земная волна. Крупные искусственные сооружения и горы, встречающиеся на пути радиоволн, а также сферическая форма земли препятствуют распространению радиоволн вдоль земли. Дальность связи зависит от препятствий, встречающихся на пути волны, высоты антенн над землей и мощности передатчика, но даже при самых благоприятных обстоятельствах максимальная дальность может быть до 50-70 км.

Применение УКВ

Применение диапазонов УКВ объясняется преимуществами, присущие радиоволнам этого диапазона по сравнению с волнами других диапазонов. Радиоволны УКВ диапазона хорошо отражаются от предметов, встречающихся на пути их распространения. В этом диапазоне наблюдается значительно меньше индустриальных помех.

Диапазон УКВ является единственным, в котором осуществляются телевизионные передачи и организуется высококачественное частотно-модулированное (FM) радиовещание.

УКВ используются также в системах радиолокации, ближней радионавигации и радиоастронавигации, радиотелеуправления и радиодистанциометрии. Радиоволны УКВ-диапазона применяются при изучении атмосферы звёзд, планет, туманностей (радиоастрономия), в медицине для определения температуры биологических объектов (радиотермография), при изучении структуры и состава вещества (радиоспектрометрия).

Источник

Что слышно в радиоэфире? Принимаем и декодируем наиболее интересные сигналы. Часть 2, УКВ

В первой части были описаны некоторые сигналы, которые можно принять на длинных и коротких волнах. Не менее интересным является диапазон УКВ, на котором тоже можно найти кое-что интересное.

Как и в первой части, будут рассмотрены те сигналы, которые можно самостоятельно декодировать с помощью компьютера. Кому интересно, как это работает, продолжение под катом.

В первой части мы использовали голландский онлайн приемник для приема длинных и коротких волн. К сожалению, на УКВ аналогичных сервисов нет — диапазон частот слишком велик. Поэтому желающим повторить описанные ниже эксперименты придется обзавестись собственным приемником, из самых дешевых можно отметить RTL SDR V3, который можно приобрести за 30$. Такой приемник покрывает диапазон до 1.7ГГц, все нижеописанные сигналы приняты именно на него.

Итак, приступим. Как и в первой части, сигналы будем рассматривать по возрастанию частоты.

FM-радио

Само FM-радио вряд ли кого-то удивит, нас же в нем будет интересовать RDS. Наличие RDS (Radio Data System) обеспечивает передачу цифровых данных “внутри” FM-сигнала. Спектр сигнала FM-станции после демодуляции выглядит так:

На частоте 19КГц расположен пилот-тон, а на его утроенной частоте 57КГц передается сигнал RDS. На осциллограмме, если вывести оба сигнала вместе, это выглядит примерно так:

C помощью фазовой модуляции здесь закодирован низкочастотный сигнал с частотой 1187.5Гц (кстати, частота 1187.5Гц тоже выбрана не случайно — это частота 19КГц пилот-тона, деленная на 16). Далее, после побитового декодирования, расшифровываются пакеты данных, типов которых довольно много — помимо текста, могут передаваться например, альтернативные частоты вещания радиостанции, и при въезде в другую область приемник может автоматически настроиться на новую частоту.

Принять RDS-данные местных станций можно с помощью программы RDS Spy. Ее можно подключить через HDSDR, если выбрать модуляцию FM, ширину сигнала 120КГц и битрейт 192КГц, как показано на рисунке.

Затем достаточно перенаправить сигнал с помощью Virtual Audio Cable с HDSDR на RDS Spy (в настройках VAC тоже нужно указать битрейт 192КГц). Если все было сделано правильно, мы увидим всю информацию о RDS, гораздо больше, чем покажет обычный бытовой радиоприемник:

Кроме FM, кстати можно декодировать и DAB+, про это была отдельная статья. В России он пока не работает, но в других странах может быть актуально.

Авиадиапазон

Так исторически сложилось, что в авиации используется амплитудная модуляция (АМ) и частотный диапазон 118-137МГц. Переговоры пилотов и диспетчеров никак не зашифрованы, и принять их может любой желающий. Лет 20 назад для этого “перетягивали” обычные дешевые китайские радиоприемники — достаточно было раздвинуть катушки гетеродина, и диапазон смещался, если повезет то в сторону более высоких частот. Интересующиеся “цифровой археологией” могут почитать обсуждение на форуме radioscanner за 2004 год. Позже китайские производители пошли навстречу пользователям, и просто добавили диапазон Air в приемники (в комментариях к первой части рекомендовали Tecsun PL-660 или PL-680). Но разумеется, использование более специализированных устройств (например, приемников AOR, Icom) более предпочтительно — они имеют шумодав (звук выключается когда нет сигнала и нет постоянного шипения) и более высокую скорость перебора частот.

Каждый крупный аэропорт использует довольно много частот, вот для примера, частоты аэропорта Пулково, взятые с сайта radioscanner:

Кстати, послушать трансляции переговоров из разных российских городов (Москва, С-Пб, Челябинск и некоторые другие) можно онлайн на http://live.radioscanner.net.

Для нас в авиадиапазоне интересен цифровой протокол ACARS (Aircraft Communications Addressing and Reporting System). Его сигналы передаются на частотах 131.525 и 131.725МГц (европейский стандарт, частоты разных регионов могут отличаться). Это цифровые посылки с битрейтом 2400 или 1200bps, с помощью такой системы пилоты могут обмениваться сообщениями с диспетчером. Для декодирования в MultiPSK нужно настроиться на сигнал в режиме АМ (нужен SDR-приемник, т.к. ширина полосы сигнала более 5КГц) и перенаправить звук с помощью Virtual Audio Card.

Результат показан на скриншоте.

Формат сигналов ACARS является довольно простым, и его можно посмотреть в программе SA Free. Для этого достаточно открыть фрагмент записи, и мы увидим что в “внутри” АМ записи на самом деле содержится частотная модуляция.

Далее, применив к записи частотный детектор, мы легко получаем битовый поток. В реале, вряд ли придется это делать, т.к. готовые программы для декодирования ACARS давно написаны.

Метеоспутники NOAA

Послушав переговоры авиаторов, можно забраться еще выше — в космос. В котором для нас интересны метеоспутники NOAA 15, NOAA 18 и NOAA 19, передающие изображения поверхности Земли на частотах 137.620, 137.9125 и 137.100МГц. Декодировать сигнал можно с помощью программы WXtoImg.

Принимаемая картинка может выглядеть примерно так (фото с сайта radioscanner):

К сожалению (законы физики не обманешь, да и Земля-таки круглая хотя не все в это верят), принять сигнал спутника можно только тогда, когда он пролетает над нами, и не всегда эти пролеты имеют удобное время и угол над горизонтом. Раньше чтобы узнать дату и время ближайшего полета требовалось ставить программу Orbitron (программа-долгожитель, существующая аж с 2001 года), сейчас это проще сделать онлайн по ссылкам https://www.n2yo.com/passes/?s=25338, https://www.n2yo.com/passes/?s=28654 и https://www.n2yo.com/passes/?s=33591 соответственно.

Сигнал спутников довольно-таки громкий, и слышен практически на любую антенну и на любой приемник. Но чтобы принять картинку в хорошем качестве, все же желательна специальная антенна и хороший обзор горизонта. Желающие могут посмотреть англоязычный туториал в youtube или почитать подробное описание. Лично у меня так и не хватило терпения довести дело до конца, но другим возможно, повезет больше.

Пейджинговые сообщения FLEX/POCSAG

Работает ли еще пейджинговая связь для корпоративных клиентов в России, мне неизвестно, в Европе же она вполне функционирует, ею пользуются пожарные, полиция и разные службы.

Принять сигналы FLEX и POCSAG можно с помощью HDSDR и Virtual Audio Cable, для декодирования используется программа PDW. Написана она была аж в 2004 году, и интерфейс имеет соответствующий, но как ни странно, до сих пор вполне работает.

Также существует декодер multimon-ng, работающий под Linux, его исходники доступны на github. Про протокол передачи POCSAG также была отдельная статья, желающие могут ознакомиться с ней более подробно.

Брелки/беспроводные выключатели

Еще выше по частоте, на 433МГц, находится целое множество различных устройств — беспроводные выключатели и розетки, дверные звонки, датчики давления шин автомобилей и пр.

Это зачастую дешевые китайские девайсы с простейшей модуляцией. Там нет никакого шифрования, и используется простой бинарный код (OOK — on-off keying). Декодированию таких сигналов было рассмотрено в отдельной статье. Мы же можем воспользоваться готовым декодером rtl_433, скачать который можно отсюда.

Запустив программу, можно увидеть различные устройства, и (при наличии рядом автостоянки) узнать например давление в шинах соседского автомобиля. Практического смысла в этом немного, но с чисто математической точки зрения, вполне интересно — протоколы этих сигналов просты для декодирования.

Да кстати, покупающим такие беспроводные выключатели следует иметь в виду, что они никак не защищены, и теоретически ваш хакер-сосед при наличии HackRF или аналогичного устройства может злостно выключить вам свет в туалете в самый неподходящий момент или сделать что-то аналогичное. Лично я не заморачиваюсь, но если вопрос безопасности актуален, можно использовать более серьезные и дорогие устройства с полноценными ключами и аутентификацией (Z-Wave, Philips Hue и пр).

TETRA

TETRA (Terrestrial Trunked Radio) — это профессиональная система корпоративной радиосвязи с достаточно большими возможностями (групповые вызовы, шифрование, объединение нескольких сетей и пр). И ее сигналы, если они не зашифрованы, также можно принимать с помощью компьютера и SDR-приемника.

Декодер TETRA для Linux существовал довольно давно, но его настройка была далеко нетривиальной, и примерно год назад российский программист создал плагин для приема TETRA для SDR#. Теперь эта задача решается почти буквально в два клика, программа позволяет выводить информацию о системе, прослушивать голосовые сообщения, собирать статистику и пр.

Плагин реализует не все возможности стандарта, но основные функции более-менее работают.

Согласно Википедии, Тетра может использоваться в скорой помощи, полиции, на ж/д транспорте и пр. Насчет ее распространения в России мне неизвестно (вроде сеть Тетра использовалась на ЧМ2018, но это неточно), желающие могут проверить самостоятельно — сигналы Тетра легко узнаваемы, и имеют ширину 25КГц, как видно на скриншоте.

Разумеется, если в сети включено шифрование (такая возможность в Тетре есть), плагин работать не будет — вместо речи будет лишь «булькание».

Поднимемся еще выше по частоте, на частоте 1.09ГГц передаются сигналы транспондеров воздушных судов, что позволяет таким сайтам как FlightRadar24 показывать пролетающие самолеты. Этот протокол уже разбирался ранее, так что повторяться здесь я не буду (статья и так получилось большой), желающие могут прочитать первую и вторую части.

Заключение

Как можно видеть, даже с приемником за 30$ можно найти в эфире много чего интересного. Уверен, перечислено здесь далеко не все, и что-то я наверно пропустил или не знаю. Желающие могут попробовать самостоятельно — это хороший способ разобраться с принципом работы той или иной системы получше.

Любительскую радиосвязь я не рассматривал, хотя на УКВ она тоже есть, но статья все же про связь служебную.

Источник