27 МГц vs 48,5 МГц vs 145 МГц vs 433 МГц. Тест работы раций в лесу.

12 July

Я в последнее время сделал много тестов работы портативных радиостанций диапазонов частот 27 МГц, 145 МГц и 433 МГц в условиях плотного леса с перепадами высот. Тесты проводились в разных условиях рельефа, с разным уровнем техногенных электромагнитных помех, с разными антеннами (компактными и эффективными удлинёнными).

Проверка работы радиостанций в ходе одного из тестов в лесу
Проверка работы радиостанций в ходе одного из тестов в лесу

Более стабильную и дальнюю радиосвязь в тяжёлых условиях плотного леса с обилием зелени и перепадами высот (отсутствием прямой видимости из-за холмов) обеспечили портативные радиостанции диапазона 27 МГц производства КБ Беркут (с адекватными параметрами приёмо-передающего тракта и эффективными штатными и удлинёнными антеннами; импортные рации диапазона 27 МГц, участвовавшие в ряде тестов, не смогли обеспечить адекватную дальность как из-за слабых параметров оборудования, так и из-за плохих штатных антенн).

Вот примеры нескольких тестов:

  • Тест работы в условиях плотного леса с перепадами высот портативных радиостанций диапазонов 27 МГц, 145 МГц и 433 МГц со штатными компактными антеннами:
  • Большой весенний тест (май 2020г) - проверялось много моделей радиостанций диапазонов 27 МГц, 145 МГц и 433 МГц на разных контрольных точках (расстояние и профиль рельефа местности контрольных точек приведены в видео-отчёте):
  • Проведённый в условиях высокого уровня техногенных электромагнитных помех (связь вдоль Киевского шоссе - в черте Москвы, но за МКАД-ом, чередуются полосы леса и застройки, большие перепады высот) тест работы раций диапазонов 27/ 145/ 433 МГц:
  • Летний тест работы радиостанций диапазонов 27 МГц, 145 МГц, 433 МГц с компактными штатными (14-17 см) и эффективными удлинёнными (38-50 см) в условиях плотного леса с перепадами высот на расстояниях до 8,6 км:

Причины более стабильной радиосвязи низкочастотных радиостанций в условиях плотного леса со значительными перепадами высот

  • из-за характера спектра поглощения воды, входящей в состав листвы, хвои, коры и стволов/ веток деревьев высокочастотные радиоволны поглощаются гораздо сильнее, чем низкочастотные. На языке цифр - на том расстоянии, когда энергия радиоволны на частоте 30 МГц поглотится плотной листвой на 48 дБ - на частоте 100 МГц поглощение уже будет на уровне 86 дБ. С дальнейшим ростом частоты поглощение усиливается, с понижением частоты - ослабляется. Это перекрывает потенциальное преимущество в более высокой эффективности компактных штатных антенн в высокочастотных диапазонах (из-за гораздо меньшего коэффициента укорочения, снижающего коэффициент усиления антенны)
  • низкочастотные радиоволны в состоянии обогнуть гораздо более значительные препятствия (неровности рельефа, плотные группы деревьев). Радиоволна не может обогнуть препятствие, превышающее длину волны (а при многочисленных переотражениях от деревьев от энергии радиоволны - особенно на высоких частотах - мало что остаётся). Длина радиоволны в диапазоне 27 МГц - 11 метров, а в диапазоне 400-520 МГц - всего 0,6-0,7 метра.

Но достигнуть более стабильной радиосвязи в диапазоне 27 МГц возможно только при использовании адекватной по параметрам:

  • высокая помехозащищённость (избирательность, ширина динамического диапазона приёмника) - чтобы бороться с более высоким уровнем природных и техногенных электромагнитных помех на низких частотах
  • эффективный спектральный (а не примитивный амплитудный) шумоподавитель, имеющий возможность выделить из эфирного шума слабый сигнал
  • высокую чувствительность приёмника и выходную мощность передатчика
  • эффективные - с высоким резонансным усилением - штатные антенны (и достаточно длинные - хотя бы 30 см; с "коротышами" 14-см высокой дальности связи в лесу не обеспечить, хотя такие антенны удобны и востребованы при ближних дистанциях связи).

После серии проведённых в первой половине 2020г тестов меня достаточно часто спрашивают - почему в тестах не участвовали рации диапазона Low Band (33 - 48.5 МГц, 57 - 57,5 МГц).

По мнению многих (основанному, прежде всего, на сравнении работы профессиональных моторол с одинаковыми параметрами и типом корпуса, но работающих в Low Band, а не в VHF (136-174 МГц) или UHF (400-520 МГц), на которые эти радиостанции так же выпускаются) - это лучший для связи в лесу частотный диапазон.

Да, в условиях плотного леса с обилием зелени и значительными перепадами высот радиостанции в диапазоне Low Band работают значительно стабильнее, чем рации высокочастотных диапазонов VHF/UHF.

Но уступают радиостанциям диапазона 27 МГц с адекватными параметрами.

Для доказательства этого в июле 2020 г я провёл тест двух моделей (Егерь и Дельта) радиостанций производства КБ Беркут с примерно одинаковым уровнем выходной мощности, чувствительностью приёмника и эффективностью спектрального шумоподавителя, хорошо настроенными узко-резонансными компактными антеннами, но работающих в разных частотных диапазонах - 27 МГц и 48,5 МГц.

Тест проводился в тяжёлых для связи условиях плотного леса с обилием зелени и большими перепадами высот (заросшие лесом возвышенности рельефа между точками связи).

Антенны для участвующих в тесте портативных раций специально использовались короткие (например, в диапазоне 27 МГц - предназначенные для удобства ближней связи "коротыши" 14 см - основной рабочей штатной антенной, идущей в комплекте с этими рациями, являются гибкие 30-33-см флексы, с ними дальность и качество связи гораздо более высокое, чем с 14-см "коротышами").

В условиях теста более высокую дальность связи смогли обеспечить радиостанции, работающие в более низкочастотном диапазоне - 27 МГц.

Всегда ли рации диапазона 27 МГц работают дальше?

Нет, не всегда.

Для разных условий радиосвязи оптимальны разные диапазоны частот.

В условиях плотного леса с обилием зелени и с перепадами высот радиостанции диапазона 27 МГц (повторю - с адекватными параметрами и антеннами, не 14- см "коротышами", а хотя-бы 30-см хорошо настроенными антеннами) обеспечивают более стабильную и дальнюю радиосвязь.

А в условиях города гораздо лучше работают высокочастотные - UHF (400-520 МГц) - радиостанции (которые были аутсайдерами тестов в лесу).

Диапазон VHF (136-174 МГц) вполне адекватно (добротный "середнячок") работает как в городе, так и в лесу.

Диапазон Low Band (33 - 48.5 МГц, 57 - 57,5 МГц) лучше подходит для леса, чем для города - но и в городе работает неплохо.

Если связь идёт с высоких точек (холм-холм) - то и рации диапазона 400-520 МГц в лесу (когда связь де-факто идёт над лесом) могут обеспечить большую дальность связи (с этим связаны некоторые отзывы об очень высокой дальности связи раций диапазона 433 МГц в лесу - но в реальной работе рассчитывать на высокую дальность связи таких радиостанций при работе в условиях леса с перепадами высот не стоит).

Рации диапазонов 136-174 МГц адекватно работают в лесу не только при связи с высоких точек - но и при работе в условиях ровного рельефа.

А в диапазонах Low Band (33 - 48.5 МГц, 57 - 57,5 МГц) и cb (27 МГц) связь в лесу возможна и при работе в местности со значительными перепадами высот.

Законность использования радиостанций

Для использования физическими лицами (в России и в большинстве стран мира) полностью законным (и не требующим никаких регистраций радиостанций и платы за использование частоты) являются только радиостанции диапазона 27 МГц (с разрешённым уровнем мощности от 4 до 12 Вт в зависимости от типа модуляции)

"Почти" законным является использование радиостанций на частотах LPD (433 МГц) и PMR (446 МГц). Почти - потому что разрешены радиостанции с крайне невысоким уровнем мощности - 0,01 Вт в диапазоне 433 МГц и 0,5 Вт в диапазоне 446 МГц.

Говорить о хоть какой-то адекватной дальности связи при таких уровнях мощности передатчика не приходится. Под видом разрешённых маломощных радиостанций китайские производители активно поставляют мощные (от 2 до 10 Вт) рации, работающие на этих частотах.

Для легализации радиостанции в диапазоне 145 МГц физическому лицу потребуется сдать экзамен на радиолюбительскую категорию (изучив большое количество экзаменационных вопросов) и получить позывной в Радиочастотном центре, а далее зарегистрировать рацию в Роскомнадзоре.

В Low Band могут работать организации, выкупившие на арендной основе в Радиочастотном центре частоту и зарегистрировав радиостанции в Роскомнадзоре.

А что делать, если у Вас уже есть радиостанции одной группы частот - и Вы хотите совместить их в одной сети с рациями другого диапазона частот?

Ситуация довольно распространённая - например, коллектив охотников с рациями на частоте 433 МГц решил докупить рации в диапазоне 27 МГц.

Решить проблему работы в одной сети раций разных диапазонов частот могут так называемые "кросс-бэнд репитеры/ ретрансляторы":

Спасибо!