Владимир Чирков - Радиосвязь на море

Радиостанция состоит из передатчика и приемника, объединенных в один модуль, который обычно называют приемопередатчиком (трансивером). Передатчик является частью, которая передает радиосигналы, а приемник – частью, которая способна принимать сигналы, переданные другим передатчиком где-нибудь в другом месте. Когда Вы говорите в микрофон, звуки Вашего голоса преобразуются передатчиком в радиоволны, или сигналы, которые затем излучаются в эфир через антенну. Приемник способен уловить эти радиосигналы с помощью антенны, и затем преобразовать их обратно в звук, которые будет слышен из динамиков. Когда радиостанция передает сигнал, он может быть принят любым радиоприемником, настроенным на ту же частоту, что и передатчик, при условии, что он находится в пределах дальности действия передатчика.

Радиопередатчики излучают радиосигналы строго определенной частоты, которые могут принять только те приемники, которые настроены на эту же частоту. Выбранная частота обычно указывается положением стрелки относительно шкалы, или цифровым табло. Для того, чтобы настроиться на частоту, используемую определенной радиостанцией, нужно проконсультироваться со справочником, в котором указаны передающие станции. Наиболее совершенные радиоприемные станции позволяют сохранять частоты наиболее используемых радиостанций в памяти, благодаря чему одним нажатием кнопки радиоприемник переключается на нужную радиочастоту. Если Ваш радиоприемник имеет подобную функцию, Вы можете переключаться с одной частоты на другую одним нажатием кнопки.

Радиосигналы от передатчика достигают радиоприемника посредством радиоволн. Подобно тому, как камушек, брошенный в воду, образует концентрические волны, которые распространяются отточки, где он попал в воду, радиоволны (невидимые) распространяются с постоянной скоростью концентрическим кругами из точки, где расположена передающая антенна.

Радиоволны возникают вследствие электромагнитного излучения антенны (вследствие переменного тока в ней). С изменением частоты переменного тока изменяется и длина волн. Так как все радиоволны распространяются с одинаковой скоростью (со скоростью света), то передатчик, излучающий большее количество волн за секунду, производит более короткие волны. И наоборот, передатчик, излучающей меньшее количество волн за секунду, производит более длинные волны. Таким образом, чем больше частота волн, тем они короче, а если частота меньше, то волны более длинные.

Радиоволны определяются частотой, с которой они возникают за секунду времени, то есть количеством волн, возникающих за секунду. Технический термин для определения частоты – Герц, назван так в честь доктора Генриха Герца, немецкого физика 19 века. Один Герц означает одну волну за секунду, один килогерц (1 кГц) означает 1 000 волн за секунду, и один мегагерц (1 МГц) означает 1 000 000 волн за секунду.

Для морской радиосвязи выделены три частотных диапазона:

Распространение радиоволны – это путь, по которому она переходит от одной точки в другую. Главным фактором, определяющим путь радиоволны, является ее частота. Длинные и средние волны в основном распространяются по пути, огибающим земную поверхность, они называются поверхностными волнами, и поэтому дальность действия радиосвязи определяется мощностью передатчика. Волны более высоких частот отражаются от ионосферы в виде пространственных (отраженных) волн. Очень высокие частоты и выше являются прямыми (пространственными), которые не отражаются обратно на землю.

Распространение радиоволн (Propagation of radio waves)

Пространственные волны позволяют устанавливать радиосвязь на большие расстояния. Передатчик посылает радиоволны вверх к ионосфере, которая «отбивает» их под углом и возвращает на землю. Площадь между передатчиком и зоной приема известна как зона скачка. Расстояние скачка – кратчайшее расстояние между зоной приема поверхностных волн и точкой, где пространственная (отраженная) волна впервые касается земли.

Обычно максимальная дальность действия сигнала УКВ определяется «дальностью видимости» («line of sight»). Радиоволны УКВ диапазона распространяются по прямой линии, а поверхность Земли сферическая, поэтому максимальная дальность действия связи между двумя УКВ станциями будет зависеть от высоты установки передающей антенны и высоты установки приемной антенны. Чем больше высота, тем больше дальность действия связи, именно поэтому на береговых станциях антенны устанавливают на вершинах холмов.

Из-за кривизны поверхности Земли, на парусной яхте, у которой антенна установлена на топе мачты, дальность действия УКВ радиосвязи будет больше, чем у моторной яхты.

В таблице указана примерная дальность действия радиосвязи, которую можно ожидать:

Если бы мы могли видеть радиосигнал, излучаемый антенной, он был бы похож на луч фонарика, исходящий из точки, в которой находится антенна и расширяющийся по мере удаления от нее (см. ниже). Так как мощность сигнала в любом сечении луча одна и та же, видно, что по мере удаления от источника сила сигнала будет ослабевать. Таким образом, можно ожидать, что на определенном расстоянии сигнал окажется слишком слабым для того, чтобы его можно было обнаружить, независимо от высоты антенны.