CC BY
46
Сивагина Ю.А., Граб И.Д., Горячев Н.В., Юрков Н.К.
Пензенский государственный университет
ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ СИМПЛЕКСНЫХ РЕТРАНСЛЯТОРОВ РАДИОСИГНАЛОВ
Эхо - репитер (симплексный ретранслятор) позволяет значительно увеличить дальность связи за счёт ретрансляции сигнала. Также может использоваться для контроля работы радиостанции (передаёте, а затем сами слушаете качество передачи). Эхо-ретрансляторы сначала принимают сигнал одного оператора, записывая его в память. А затем передают запись в радиоэфир на той же частоте. Конструкция таких ретрансляторов максимально проста и не содержит дорогостоящих элементов.
Развитие радиолюбительских ретрансляторов (репитеров) в последние годы связано с появлением на отечественном рынке большого числа любительских портативных радиостанций. Они все без исключения имеют режим сдвига частот приема и передачи для работы через ретранслятор. Преимущество такой связи перед обычной симплексной очевидно. Дальность действия радиостанций, их экономичность возрастает в десять раз. Любительские ретрансляторы ставятся, как правило, во всех административных центрах, начиная с городов районного значения. Особенно их много в Центральной России и на Украине. В местах с низкой плотностью населения их почти нет.
Проводя сравнительный анализ с активностью наших радиолюбителей и иностранных, последние ушли далеко вперед. В каждом городе США, включая даже небольшие, имеется сеть в среднем из 40 VHF (2 м) и 20 UHF (70 см) репитеров. Многие из них завязаны в общие системы и позволяют поддерживать связь, удаляясь на многие мили от города простым переключением репитерных каналов. А их в Америке гораздо больше. Ведь диапазон тоже в два раза шире -144-148 МГц.
Много ретрансляторов имеют статус EMERGENCY и принадлежат службе МЧС и ГО. Они имеют выход в телефонную сеть и закрыты на кодовый шумоподавитель.
Наводнения, землетрясения, пожары, лавины, дорожные происшествия, террористические акты могут принести гораздо меньше ущерба и спасти человеческие жизни, если вовремя задействовать систему радиосвязи, которую постоянно поддерживают в рабочем состоянии группы радиолюбителей [1].
При разработке симплексного репитера были выявлены следующие аналоги:
ER-322, страна производитель Россия;
RadioShack 19-345, страна производитель США;
TelectDSX-3, страна производитель США;
SRP-1, страна производитель Великобритания;
ADS-SR1, страна производитель США.
Рассмотрим некоторые из них более подробно.
Модель ER-322, страна производитель Россия, представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 - ER-322
При помощи DTMF сигнала можно дистанционно открывать - закрывать репитер, производить ввод параметров и их просмотр.
При подключении к любой радиостанции это устройство позволяет записать, а затем воспроизвести речевой сигнал длительностью до 66 секунд. Имеет энергонезависимую память, в которую можно записать позывной, локатор или другую информацию длительность до 66 секунд.
Для подключения изделия можно использовать микрофонный разъём или вывести дополнительный разъём .
Репитер имеет светодиодную индикацию режимов работы и уровня звукового сигнала. Устройство просто в эксплуатации. Управление включением репитера (перевод в режим записи) осуществляется с помощью сигнала (логического уровня) шумоподавителя или по появлению НЧ сигнала на цепи 'Динамик' . При открытии шумоподавителя системы 'радиостанция + репитер' каким-либо сигналом, происходит запись этого сигнала, после закрытия шумоподавителя записанный сигнал передаётся в эфир.
Основные технические данные Таблица 1
Параметр Значение
Возможность программирования с РС Есть (черезакустический канал)
Максимальная длительность записи 66 секунды
Максимальная продолжительность записи в Энергонезависимую память 66 секунды
Продолжительность хранения позывного в Энергонезависимой памяти > 10 лет
Ток потребления ( мА) покой - 36 запись - 50 воспроизведение - 60
Напряжение питания 8 - 15 вольт
Уровень входного сигнала 0.2 - 2.0 вольт
Уровень выходного сигнала 0.05 - 1.0 вольт
Частотный диапазон 0.1 - 5.0 кГц
Уровень вносимых шумов - 40 дБ
Частота дискретизация 16000 кГц
Параметр Значение
Замедлитель на активизацию 1.0 секунда
Масса 80 грамм
Габариты платы 43*73*11 мм
Габариты низкого корпуса 50*88*17 мм
Габариты высокого корпуса 50*100*36 мм
Рабочий диапазон температур 5 - 50 градусов С°
Разъем установленный на изделие DB9M (вилка)
Если шумоподавитель закрыт, то изделие находится в состоянии покоя. При открытии шумоподавите-ля загорается жёлтый светодиод RX 'индикатор приёма'. При этом начинает производиться запись принимаемого сигнала в память репитера.
После закрытия шумоподавителя включается передача и загорается красный светодиод TX, 'индикатор передачи' ('индикатор приёма' продолжает гореть). Через 0.5 секунды начинается выдача запи-
санной в память информации (при этом светодиод 'индикатор приёма' гаснет). Задержка в 0.5 секунды вводится, чтобы на приёме у радиостанции успел открыться шумоподавитель.
Если время открытия шумоподавителя не превысит 1 секунды, то переход на передачу не производится. Это позволяет защититься от кратковременных помех.
Можно дистанционно включить замедлитель на переход в режим передачи. Это позволить защититься от федингов.
Если время открытия шумоподавителя превысит заданное, то изделие принудительно переходит на передачу. При этом во время передачи будет постоянно гореть 'индикатор приёма' и после выдачи из памяти всего сообщения будет передан в эфир дополнительный короткий тональный сигнал.
Максимальное время записи в репитер составляет 66 секунды, но его можно ограничить до 15 секунд. Можно заблокировать функцию репитера (будет работать только выдачапозывного) [2].
В аналогичном устройстве RadioShack 19-345, производства США, время записи ограниченно и составляет 30 секунд. Данная модель представлена на рисунке 2.
Рисунок 2 - RadioShack 19-345
RadioShack Simplex Repeater контроллер расширяющий диапазон работы радиостанций. Это простой, компактный и удобный для ношения и использования симплексный репитер. Ретранслятор может использоваться со многими портативными любительскими радиостанциями. Также он совместим с радиостанциями Icom, Yaesu, Alinco.
Ретранслятор имеет следующие особенности:
Индикатор сигнала - освещает, чтобы показать, что соединенный приемопередатчик получает передачу и повторитель записывает;
Низкая схема питания - автоматически переходит в режим очень малой мощности между передачами.
Источники питания для заряда данного ретранслятора:
Четыре батарейки ААА;
Стандартные сети переменного тока (с помощью дополнительного адаптера переменного тока);
Автомобиль аккумулятора (при использовании дополнительного адаптера постоянного тока).
Для получения оптимального результата, ретранслятор необходимо размещать как можно выше, примерно в центральном районе, чтобы все пользователи моги общаться друг с другом. Для того чтобы избежать случайные передачи, необходимо выключить трансивер, прежде чем подключить репитер.
Для работы с контроллером Repeater Simplex, все трансиверы, с которыми вы хотите общаться должны быть на той же частоте и иметь те же возможности (например, CTCSS или любой тип кодирования частной линии или декодирования).
Чтобы ретранслятор прослужил в течение длительного времени необходимо:
Держать ретранслятор сухим. Если он намокнет, нужно немедленно вытереть его насухо.
Использовать и хранить ретранслятор только в нормальных температурных условиях.
Держать ретранслятор, вдали от пыли грязи.
Основные технические данные Таблица 2
Параметр Значение
Питание 12 вольт, 100 мА
Ток <4 0 мА
Срок службы батареи Около 2 месяцев
Время записи 30 секунд
Размеры (ВхШхГ) 9,5 х 5,3 х 2,7 см
Вес (без батарей) 54 г
Ещё одним аналогом является симплексный репитер SRP-1, страна производитель Великобритания. Он действует как повторитель, записывая полученный сигнал и передавая его на одном частотном канале.
Таким образом, он использует только один канал и не требует использования дорогостоящих дуплексё-ров или передатчиков.
Основные технические данные Таблица 3
Параметр Значение
Питание 12 вольт
Время записи 120 секунд
Вес 153 г
Возможность удалённого управления двухтоновым (DTMF) сигналом да
Кроме того SRP-1 имеет следующие особенности:
Таймер выключения - этот таймер отключает репитер автоматически, когда он не видит движение по каналу (время срабатывания таймера от 10 до 90 минут);
Функция ожидания и повторения - если эта функция включена, то SRP-1 не повторит передаваемое сообщение немедленно, а повторит через 2 секунды. Если через двухсекундный период ничего не передается, то он сбросит предыдущее сообщение и начнет записывать новое. Это используется, когда каждая абонент становится коммуникабельным без симплексного репитера, т.е. абоненты могут разговаривать без ожидания и записывания сообщений;
Пользователь может переключать вкл. /выкл. трансляцию благодаря использованию DTMF канала. Таким образом, канал может быть использован как обычный канал, когда он не используется в качестве ретранслятора;
Звуковое оповещение - повторное сообщение сопровождается звуковым сигналом. Таким образом, вероятность дублирования передач будет снижена;
Дистанционный радиоконтроль - возможность изменения текущего радиоканала и вывода мощности для отправки DTMF тоном.
Уникальной особенностью другого аналога, а именно ADS-SR1, является «повторение по требованию», позволяющее ему работать в автоматическом режиме, повторяя передачи только по запросу. Это может быть использовано, чтобы повторить пропущенные передачи или для проверки пропущенных звонков, даже спустя несколько часов или дней.
ADS-SR1 является многофункциональным диктофонным устройством, которое подключается практически к любому КПК, базе, или мобильному радио. Он имеет исключительное качество записи голоса и большую емкость.
Рисунок 3 - ADS-SR1
Голосовая почта ADS-SR1 - это функция работает как автоответчик, позволяя пользователям записывать сообщения для последующего использования. Может быть зарегистрировано до 20 входящих сообщений. Код доступа позволяет нескольким пользователям получать сообщения, не предоставляя регу-лярнокод безопасности ретранслятора.
Основные технические данные Таблица 4
Параметр Значение
Питание 4-28 вольт
Срок хранения данных без питания 20 лет
Время записи 218 секунд
Вес (без батарей) 163 г
Основные технические характеристики:
Программируемая максимальная длина сообщения;
Дополнительный код Морзе или голосовая идентификация;
DTMF пульт дистанционного управления для всех функций;
Работает от двух батареек АА или внешнего 4-28 В постоянного тока;
PTT режимы для портативных и мобильных радиостанций;
Возможность обновления программного обеспечения для будущих усовершенствований;
Программируемый код безопасности с автоматической блокировкой функций [3].
В ходе проведения сравнительного анализа аналогов были выявлены следующие модели:
ER-322, страна производитель Россия;
RadioShack 19-345, страна производитель США;
TelectDSX-3, страна производитель США;
SRP-1, страна производитель Великобритания;
ADS-SR1, страна производитель США.
Более широко представлены аналоги производства США. Модель TelectDSX-3 обладает самым большим показателем времени записи, а именно 3600 секунд, но при этом существенными недостатками являются массогабаритные показатели (больше чем у всех рассмотренных аналогов). Также недостатками является отсутствие возможности автономного питания, возможности управления голосом, возможности управления двухтоновым (DTMF) сигналом, отсутствие влагозащиты и возможности работы с существующими портативными, мобильными и стационарными радиостанциями.
Таким образом, из проведенного анализа следует отметить, что максимальное время записи в существующих аналогах ограничено. Такое ограничение не позволяет эффективно использовать возможности ретранслятора для передачи экстренных сообщений. При этом потребляемый ток ретрансляторов достаточно велик, что в свою очередь ограничивает их применение при автономном питании.
При анализе аналогов была составлена сравнительная таблица (табл. 5), в которой рассмотрены
такие параметры, как:
Страна изготовитель;
Время записи;
Возможность активного питания;
Управление голосом (VOX);
Возможность удаленного управления двухтоновым (DTMF) сигналом;
Управление (перепрограммирование) с помощью ПК;
Влагозащита;
Наличие универсального интерфейса (возможность работы с существующими портативными, мобильными и стационарными радиостанциями);
Масса изделия.
Сравнительная таблица аналогов____________________________Таблица 5_______________________________
ПАРАМЕТР ER-322 RADIOSHAC K 19-345 TELEC T DSX-3 SRP-1 ADS- SR1 РАЗРАБАТЫВАЕМЫЙ СИМПЛЕКСНЫЙ РЕТРАНСЛЯТОР
Страна Россия США США Великобрита -ния США Россия
Время записи, сек. 66 30 3600 120 218 Не ограниченно
Возможность автономного питания нет да нет нет да да
Управление голосом (VOX) да да нет нет нет да
Возможность удалённого управления двухтоновым (DTMF) сигналом да нет нет да да да
Управление (перепрограммирование) с помощью ПК Только через акустический канал нет да нет нет да
Влагозащита нет частичная нет нет нет да
Наличие универсального интерфейса (возможность работы с существующими порта -тивными, мобильными и стационарными радиостанциями) да да нет нет да да
Масса, грамм 80 147 180 153 163 83
Главными недостатками большинства аналогов являются:
Ограниченное время записи;
Отсутствие влагозащиты;
Отсутствие автономного электропитания;
Повышенное энергопотребление.
В разрабатываемом комплексе эти недостатки будут устранены. Основные технические характеристики разрабатываемого репитера будут следующие:
Габаритные размеры 55х16 мм;
Высота не более 6 мм;
Масса изделия не более 83 г;
Обеспечена влагозащита за счет герметизации печатного узла;
Неограниченное время записи;
Время работы от автономного электропитания (от элемента типа 9LR) 58 часов.
Таким образом, разрабатываемый симплексный ретранслятор имеет улучшенные технические характеристики, которые лучше подходят для предполагаемой географии (с учетом климатическихособенностей и рельефа) потребителей.
ЛИТЕРАТУРА
1. Сивагина Ю. А. К вопросу разработки отечественного симплексного ретранслятора радиосигналов
/ Сивагина Ю. А. // Сборник трудов V международной научно-практической конференции учащихся и
студентов 2ч. /под ред. Ю. А. Романенко, Н. А. Анисинкиной, С. Г. Воеводиной. - Протвино, Управление образованием и науки, 10-11 февраля 2012. - С. 602-604
2. «Оборудования для связи» [Электронный ресурс]: - Режим доступа: http://swjz.narod.ru
3. «Radio shack» [Электронный ресурс]: - Режим доступа:
http://support.radioshack.com/productinfo/DocumentResults.asp?sku_id=19-345&Name=Manuals%20for%2019-345&Reuse=N
4. «Russian ham radio portal» [Электронный ресурс]: - Режим доступа:
http://www.cqdx.ru/ham/new-equipment/ads-sr1-simplex-repeater/
