К видео-обзору выпускаемой КБ Беркут портативной радиостанции Штурман-180
пришёл такой комментарий:
Правильно было сказано про эффективные антенны, коей коротыш на сибишной портативке не является и по этому однозначно проиграет двойке и семидесятке, которые к тому же значительно дешевле... Нормальной антенной можно считать диполь или ГП, но это четверть длинны волны, т.е. для семидесятки 17.5 см, для двойки 50 см, а для Штурмана и Беркута 2,75 МЕТРА! И замечу, что при этом противовесы имеют такую же длину, т.е. для нормальной работы сибишки нужна блин как минимум 5-ти метровая удочка с антенной типа GP, что в корне уже не портативно и не может использоваться на ходу. Увы, как ни старайся, физику не обмануть. И кстати, Сергей, вопрос. А почему бы не сделать портативку в ССБ
Рассмотрим эти высказывания комментатора по пунктам.
Правильно было сказано про эффективные антенны, коей коротыш на сибишной портативке не является и по этому однозначно проиграет двойке и семидесятке, которые к тому же значительно дешевле...
В условиях плотного леса с обилием зелени и перепадами высот радиостанции диапазона 27 МГц даже с 14-см "коротышом" (предназначенным для удобства ближней и средней радиосвязи - для дальней связи в комплекте 33-см флекс со съёмным противовесом) обеспечивают более дальнюю и стабильную радиосвязь, чем высокочастотные - 145 МГц - "двойка" по терминологии комментатора (длина волны 2 метра) и тем более 433-446 МГц - "семидесятки" - длина волны 70 см.
Например, можно посмотреть осенний тест работы раций разных диапазонов частот в лесу:
Высокочастотные радиоволны (145 МГц и, тем более, 433/ 446 МГц) в условиях леса за счёт межмолекулярного трения полярных молекул воды, входящей в состав травы-листвы-хвои-коры-веток и стволов деревьев и кустов очень интенсивно (на много десятков дБ сильнее низкочастотных радиоволн) поглощаются (тот же механизм теплового разогрева продуктов используется в микроволновой печи; с ростом частоты диэлектрический нагрев за счёт межмолекулярного трения полярных молекул резко усиливается).
К тому же в силу законов дифракции низкочастотные радиоволны огибают гораздо более протяжённые препятствия (например, в диапазоне 27 МГц (длина волны 11 метров) радиоволна огибает препятствие примерно в 16 раз более крупное, чем в диапазоне 433-446 МГц (длина волны 0,7 метра).
Приведу пример теста, в котором в условиях плотного леса с обилием зелени и перепадами высот радиостанции диапазона 27 МГц Штурман-180 с компактными 14-см антеннами обеспечили более дальнюю и стабильную радиосвязь, чем высокочастотные (145 МГц) радиостанции (не только дешёвые баофенги с RDA чипом, но и честный супергетеродин с двойным ПЧ) со штатными компактными и с эффективными удлинёнными 20-см антеннами:
При этом следует знать и уметь использовать законы физики - если в лесу у низкочастотных радиостанций есть преимущество (согласно законам физики) - то его можно реализовать при условии адекватных параметров приёмо-передающего тракта и применённых антенн.
У импортных портативных радиостанций диапазона 27 МГц параметры и антенны не относятся к разряду "адекватных", поэтому они не могут похвастаться в лесу более высокой дальностью связи, чем высокочастотные рации.
Приведу пример теста, в котором сравнивается работа в условиях леса отечественных Штурманов производства КБ Беркут и импортных портативных раций диапазона 27 МГц (Alan 42 DS, Stabo xh9006e) и Штурманы обеспечивают гораздо более стабильную радиосвязь:
Или очень показателен проведённый в лесу весной 2020г (в апреле - листвы почти не было, летом разница в работе низкочастотных и высокочастотных раций была бы более существенной) большой весенний тест работы раций разных диапазонов частот (27 МГц - проверялись как отечественные, так и импортные рации; 145 МГц и 433 МГц - импортные рации разных производителей, с выходной мощностью передатчика до 10 Вт), в котором убедительную победу одержали отечественные радиостанции производства Конструкторского Бюро Беркут:
Но в условиях городской застройки - в присутствии большого уровня техногенных электромагнитных помех (интенсивность которых на низких частотах гораздо больше, чем на высоких), особенно в условиях работы в бетонных помещениях (из которых низкочастотные рации могут работать только с внешними антеннами, а высокочастотные смогут - за счёт оконных проёмов - работать и со штатными антеннами, хотя и с некоторым падением дальности связи) - лучше всего подходят радиостанции диапазона UHF (400-520 МГц).
Т.е. идеальных радиостанций для любых условий связи нет - согласно законам физики в лесу лучше работают низкочастотные рации, а в городе - высокочастотные.
Следующее утверждение комментатора:
Нормальной антенной можно считать диполь или ГП, но это четверть длинны волны, т.е. для семидесятки 17.5 см, для двойки 50 см, а для Штурмана и Беркута 2,75 МЕТРА! И замечу, что при этом противовесы имеют такую же длину, т.е. для нормальной работы сибишки нужна блин как минимум 5-ти метровая удочка с антенной типа GP, что в корне уже не портативно и не может использоваться на ходу.
Для начала определимся с терминологией. "Нормально" - это из области психиатрии. А в радиофизике "четверть длины волны" - это не "нормальная" , а полноразмерная антенна. А более короткие антенны - не "не нормальные", а "укороченные".
Разумеется, укороченные антенны менее эффективны, чем полноразмерные. Что частично (не полностью, но в определённой степени) может быть компенсировано их резонансным усилением по частоте (для узкополосных антенн).
У антенн (переносных) производства КБ Беркут полоса эффективности не превышает 1 МГц. А резонансное усиление по частоте довольно высокое, например, у упомянутого выше "коротыша" 14 см резонансное усиление превышает 20 дБ.
В высокочастотных диапазонах производители вынуждены делать широкополосные антенны (иначе спалят передатчик - при использованных в импортных рациях схемах выходной каскад может выйти из строя при работе на несогласованную нагрузку). Например, в диапазоне VHF (136-174 МГц) полосу эффективности антенны приходится делать 38 МГц, а в диапазоне UHF (400-520 МГц) вообще полоса превышает 100 МГц (сравните с 0,8-1 МГц полосой эффективности типичных "беркутовских" антенн диапазона 27 МГц). Оборотная сторона широкополосных антенн - низкое резонансное усиление.
А если учесть, что лесная зелень на десятки дБ сильнее поглощает высокочастотные радиоволны, чем низкочастотные (как измерили дотошные американцы - на том расстоянии, когда листва поглощает на частоте 30 МГц радиосигнал на 48 дБ - на частоте 100 МГц поглощение уже 86 дБ; с дальнейшим ростом частоты поглощение резко усиливается) - то аргументация автора комментария о том, что в диапазоне 27 МГц работоспособны только громадные антенны, - не состоятельна.
Если применять полноразмерные антенны - то дальность связи на низких частотах с большой длиной волны будет гораздо больше, чем на высоких частотах с маленькой длиной волны (хотя бы посмотрите хотя бы известную не одно десятилетие формулу Гарольда Фрииса для дальности связи (справедлива для идеальных условий радиосвязи и истекает из тех самых законов физики, которые призывает не обманывать автор комментария):
Формула Фрииса для определения дальности радиосвязи в идеальных условиях. Здесь D - дальность, Pt - подаваемая на передающую антенну мощность; Gt - коэффициент усиления передающей антенны; Gr - коэффициент усиления приёмной антенны; лямбда - длина волны в метрах; Pr - мощность, полученная от приёмной антенныВ этой формуле - при использовании полноразмерных антенн (физические размеры антенн при этом будут разные - в зависимости от рабочей частоты) - дальность связи в идеальных условиях (которых в природе не существует, но тем ни менее...) прямо пропорциональна длине волны - т.е. на частоте 27 МГц (длина волны 11 м) будет почти в 16 раз больше, чем на частоте 433-446 МГц (0,7 м длина волны).
Отчасти (напрямую для работы в лесу формула Фрииса не применима) поэтому при использовании адекватных (с высоким резонансным усилением) укороченных компактных антенн в диапазоне 27 МГц вполне возможна связь - не в условиях города, но в условиях леса с перепадами высот - на гораздо большее расстояние, чем при использовании гораздо менее укороченных (при тех же физических габаритах) антенн с высокочастотными радиостанциями.
Т.е.
Обратите внимание: Подписчик-узбек рассказывает как он переехал из РФ в США и где жилось лучше.
когда говорят о "неэффективности" сильно укороченных антенн в диапазоне 27 МГц относительно компактных антенн высокочастотных (145 МГц и 433 МГц) раций не учитывают важных обстоятельств (см., например. формулу Фрииса - да, коэффициент усиления более укороченной компактной антенны в низкочастотном диапазоне сильно меньше, но это частично компенсируется тем, что длина волны входит в качестве коэффициента пропорциональности для расчёта дальности связи, а длина волны в низкочастотном диапазоне гораздо больше, чем в высокочастотном). Плюс к этому свой вклад может внести - при адекватной разработке-изготовлении компактной антенны в низкочастотном диапазоне - её резонансное усиление.Плюс гораздо меньше поглощение энергии низкочастотных радиоволн лесной "зеленью" и лучше возможность огибать препятствия.
Приведу для демонстрации этого пару проведённых тестов.
Один из них - где проверялась работа в лесу радиостанций диапазонов 27 МГц и 145/433 МГц с удлинёнными антеннами (50 см суперфлекс new в диапазоне 27 МГц и примерно такой же длины антенны в диапазонах 145 МГц и 433 МГц). На последней точке теста на расстоянии 8,6 км рация Штурман-180 с 50-см антенной работала, а высокочастотные рации с антеннами такой же длины не работали:
Ещё один тест, проведённый вдоль оживлённого Киевского шоссе вблизи (за пределами) МКАДа, с чередованием полос леса и городской застройки, достаточно высоким уровнем помех. В нём на последней точке теста (6 км) рации Штурман со штатными 33-см антеннами работали, а импортные высокочастотные рации обеспечить связь не смогли:
И замечу, что при этом противовесы имеют такую же длину
Как можно заметить из приведённых мною тестов - при работе в реальном лесу (с обилием зелени и перепадами высот) с 14-см антенной без противовеса радиостанция Штурман-180 обеспечила более высокую дальность и качество связи, чем импортные высокочастотные рации с более длинными (20 см) антеннами (см. приведённый мной первый тест вверху статьи).
Рация Штурман-180 с компактной 14-см антеннойВ остальных тестах с антеннами использовались проволочные противовесы. С 33-см антенной флекс (входящей в комплект поставки радиостанции Штурман-180) идёт в комплекте 60-см съёмный проволочный противовес - его можно легко за пару секунд установить для увеличения дальности связи, а так обычно держат в кармане и работают без него.
С 50-см антенной суперфлекс new (которую можно купить дополнительно, в стандартный комплект поставки не входит) идёт в комплекте 90-см проволочный противовес, также съёмный (можно работать без него - но при установленном противовесе дальность связи выше).
Т.е. ни о каких противовесах длиной 2,7 м для переносных раций, как думает автор комментария, речи вовсе не идёт.
Что касается отзывов о дальности - при использовании 50-см антенн суперфлекс new много отзывов о дальности связи раций диапазона 27 МГц производства КБ Беркут в лесу на 10-15 км.
А кто-нибудь слышал о такой дальности в лесу (не с холма на холм при связи радиоволной над лесом - а в реальном лесу с обилием зелени и перепадами высот) на такую дальность высокочастотных (145 МГц и, тем более, 433-446 МГц)?
Вот типичный отзыв реального пользователя о работе в реальном лесу высокочастотных раций:
Иван Козинов
Здравствуйте! Я не специалист , но вот по факту уходя на рыбалку ( лес, перепады, поле ) с VHF nx-220 через 2 км связь с например tk-2140 уже неустойчивая (( . Антенны оригинальные на 145, 500. Покупал специально для надёжности и дальности. Не пойму почему. Обещали до 30 км аж...
Уточню - Kenwood NX-220E - это профессиональная, поддерживающая работу в цифровом и в аналоговом режимах радиостанция диапазона VHF (136-174 МГц) с ценою на день написания статьи около 39 тысяч рублей за штуку, а Kenwood TK-2140K - примерно аналогичная, с таким же "ценником".
А вот реальный отзыв покупателя радиостанций диапазона 27 МГц Штурман-180 (диапазон 27 МГц, производство КБ Беркут) о их работе в реальном лесу со штатными 33-см антеннами:
Сергей Алексеевич Попов
Купил этот товар. оценка 5 08 июля 2020 17:03:04
Удалось установить связь на расстоянии более 7 км через леса-поля с переносными антеннами — первое впечатление о рациях очень хорошее.
Теперь об утверждении комментатора
Увы, как ни старайся, физику не обмануть.
Мы не "стараемся обмануть физику". Мы предпочитаем знать физику и использовать её законы.
Например, чтобы сделать в диапазоне 27 МГц хорошую укороченную антенну - без знания законов физики не обойтись.
На реальную эффективность компактных антенн оказывают влияние огромное количество факторов. Например, характер (проводимость) почвы, насыщенность её влагой, то как оператор держит в руках рацию, на каком расстоянии от головы он её удерживает. Влияет и рост оператора, и наличие рядом проводящих ток предметов, и т.д. и т.п.
Нужно сделать антенну, которая будет достаточно хорошо работать в реальных условиях связи (а не такую, которая покажет "хорошие параметры" при измерении в бетонном помещении на приборе).
Это не означает, что при настройке антенн не используются приборы - но прежде чем запускать в производство компактную антенну диапазона 27 МГц (да и других диапазонов частот - а то как-то раз одна из моделей айфона отказывалась работать, если взять телефон в левую руку - разработчики оказались не на высоте) требуется произвести очень большую работу разработчикам этой антенны.
А почему бы не сделать портативку в ССБ
Подробнее о проблемах компактных SSB с компактными антеннами в другой статье . Возможно, в будущем мы сделаем подобную радиостанцию, но в достаточно крупном корпусе 18х6х4 см и реализовать преимущества SSB она сможет только при работе с длинными антеннами. С компактными антеннами у FM модуляции есть преимущества (FM передатчик лучше работает с антеннами с высокой реактивной составляющей нагрузки - которая наблюдается у компактных антенн).
Если Вы интересуетесь радиосвязью - ставьте лайки и подписывайтесь в раздел Конструкторского Бюро Беркут - отечественного разработчика и производителя средств радиосвязи.
Спасибо!
Больше интересных статей здесь: Туризм.
Источник статьи: Физику не обмануть. Лучше знать и использовать её законы (к вопросу об антеннах портативных раций).