소프트웨어 정의 라디오 튜토리얼: 국제 우주 정거장의 이미지와 RTL-SDR로 햄의 소리 듣기

라디오는 적외선보다 파장이 긴 전자기 복사를 송수신하는 것입니다. 하지만 그 정의가 이해가 되지 않는다면 용서할 수 있습니다. 몇 년 전까지만 해도 저에게도 그럴 필요가 없었을 것입니다. 무선 기술은 Bluetooth, WiFi, 3G, 4G 및 전자레인지와 같이 우리 주변의 거의 모든 무선 연결을 지원하며 이 모든 것이 무선 원리에 따라 작동합니다. 기술은 백 년이 넘었지만 나는 그것에 대해 아는 것이 거의 없다는 것을 깨달았습니다.

그래서 저는 학습을 시작하기로 결정하고 국제 아마추어 무선 연합(IARU)의 회원인 파키스탄 아마추어 무선 협회인 파키스탄 아마추어 무선 협회(PARS)에 연락했습니다. ITU)는 전 세계의 통신 운영 및 서비스를 조정하는 임무를 수행하는 UN 기관입니다. PARS는 전국에 몇 대의 라디오 중계기를 운영하고 있으며 그 중 하나는 내가 살고 있는 라호르에 있었습니다.

1895년 Guglielmo Marconi가 처음으로 실험을 수행한 이래로 라디오는 근본적으로 동일한 기술을 사용했지만 개선된 회로 설계와 신호 ​​처리 기술로 인해 이전보다 훨씬 더 멀리, 더 멀리 전송할 수 있게 되었습니다. 이제 랩톱과 30달러 미만의 장비를 가진 사람이 광범위한 무선 주파수를 수신하는 것이 가능하며 우리는 바로 그렇게 할 것입니다.

이 소프트웨어 정의 라디오 자습서에서는 소프트웨어 정의 라디오 장치(SDR)와 안테나를 설정하고 Lahore 중계기를 통해 두 명의 면허가 있는 햄 라디오 운영자 간의 대화를 듣습니다. 그런 다음 동일한 장비를 사용하여 지구 궤도를 도는 우주선인 국제 우주 정거장에서 전송된 이미지를 수신하고 이를 사용하여 ARISS SSTV 상을 청구하여 저렴한 장비로 전파 스펙트럼을 탐색하고 인정받는 것이 얼마나 쉬운지 보여줍니다. . 이 기사에서 사용하는 하드웨어를 통해 무선 전송만 수신할 수 있고 자신의 것을 전송할 수는 없지만 그렇게 하기 전에 아마추어 무선 라이센스가 필요하기 때문에 괜찮습니다.

주의! 무선 장비로 불법 활동을 수행하는 것은 매우 쉽기 때문에이 기사에서는 지속적으로 경고하고 법률을 인용합니다. 저자는 파키스탄에 거주하며 합법적으로 이러한 실험을 수행했습니다. 파키스탄의 연방 무선법은 엄격하게 제한적이지만 귀하의 관할권은 더 엄격할 수 있습니다. 2019년에 UN 전문가는 우리가 사용할 동일한 소프트웨어 정의 무선 장치를 소유한 혐의로 튀니지에서 체포되었습니다. 무선 실험을 수행할 때 현지 법률을 준수하는지 확인하는 것은 귀하의 책임입니다. 참고로 저는 변호사가 아니며 법적 조언을 구성하지 않습니다. 설명을 위해 자신의 변호사와 상의해야 합니다.

파키스탄에 거주 하는 경우 라디오 수신기를 받기 전에 PARS 단파 청취(SWL) 회원 자격을 취득해야 합니다 . 1933년 파키스탄의 무선 전신법은 무선 전신 장치의 소지를 금지합니다. 그러나 SWL 구성원은 수신기를 소유할 수 있습니다. 회원이 되려는 경우 PARS 참조 서신을 받으려면 저에게 연락하십시오.

다이폴 안테나 및 SDR 수신기 설정

"'소프트웨어 정의' 무선이란 무엇입니까?" 당신이 묻는 것을 들었습니다!

소프트웨어 정의 라디오는 대부분의 전기 구성 요소가 소프트웨어에서 "에뮬레이트"되는 라디오 장치입니다. SDR이 등장하기 전에는 라디오에서 송수신되는 신호를 처리하는 작업을 수행하기 위한 전용 회로가 필요했습니다. 신호 필터링, 주파수 혼합, 전파 감지, 신호 증폭, 변조/복조 등과 같은 작업은 전용 회로에서 수행되었습니다. 그러나 컴퓨터가 더 빨라졌기 때문에 이러한 기능을 소프트웨어에서 대신 수행할 수 있으므로 이러한 유형의 라디오를 소프트웨어로 정의할 수 있습니다.

인기 있고 저렴한 SDR 수신기는 Realtek RTL2832U 컨트롤러와 튜너 집적 회로가 있는 DVB-T(디지털 비디오 브로드캐스트) 수신기입니다. 원래 목적은 비디오를 수신하는 것이지만 이제는 무선 신호를 수신하도록 용도가 변경되어 RTL-SDR 장치로 알려지게 되었습니다. 저는 RTL-SDR.com의 RTL-SDR 수신기와 쌍극자를 사용할 것입니다. 현재 가격은 29.95달러이며 전 세계적으로 배송되며 TCXO(온도 보상 발진기) 및 바이어스 티가 함께 제공되며, 가지고 있으면 좋지만 이 기사에서 논의할 범위를 벗어납니다. 또한 조정 가능한 다이폴 안테나 키트가 함께 제공되어 ~70MHz ~ ~1030MHz 신호를 들을 수 있습니다.

ARISS 국제 F2F 2일차:
ESA의 David Honess는 몬트리올에서 열리는 F2F 회의와의 온라인 연결을 통해 Raspberry Pi, RTL-SDR, SSTV 모드 통신 등을 사용하여 ISS 햄 라디오 프로젝트에 아이들을 참여시킬 수 있는 훌륭한 방법을 제안하는 오늘 세션을 엽니다. pic.twitter.com/Mp25cljrAH

— ARISS(@ARISS_status) 2019년 6월 27일

제가 사용하고 있는 RTL-SDR 쌍극자 키트는 2019년 6월 ARISS(Amateur Radio in Space) 국제 대면 회의에서 유럽우주국(European Space Agency) 대표도 추천한 제품입니다.

안테나 설정은 간단합니다. 안테나의 긴 갈래를 중앙에 나사로 고정하고 제공된 흡입 컵을 사용하여 창에 장착하고 쌍극자 암을 각각 정확히 49.65cm(1피트 7.55인치)에서 엽니다. 제공된 더 긴 케이블의 암 쪽 끝을 쌍극자의 수 끝에 연결하고 더 긴 케이블의 수 끝을 SDR에 연결한 다음 안테나를 가능한 한 외부에서 수직으로 높게 장착합니다. 제공된 흡입 컵 마운트를 사용하여 창에 설치하는 것이 좋습니다. 다음은 어떻게 보이는지 그림입니다.

마지막으로, 긴 케이블의 매달린 끝을 SDR에 나사로 고정하고 SDR을 컴퓨터의 USB 포트에 연결합니다. 이 시점에서 SDR 응용 프로그램의 수에 관계없이 사용할 수 있지만 옵션이 제한된 MacOS를 사용하기 때문에 CubicSDR을 사용합니다.

 brew cask install cubicsdr

CubicSDR을 열면 SDR 및 해당 설정을 선택하는 대화 상자가 표시됩니다. 이미지에서 선택한 것처럼 Generic RTL2832U OEM 을 선택하고 샘플 속도를 2.048MHz로 변경합니다.

CubicSDR이 시작되면 스펙트럼 탐색을 즉시 시작할 수 있습니다. 친숙한 FM 라디오 방송으로 시작하는 것이 좋습니다. 여기 라호르에서 이용할 수 있는 지역 라디오 방송국을 탐색하는 동영상이 있습니다.

다음으로, 우리는 라호르, 중계기에서 두 명의 아마추어 라디오 운영자의 말을 듣습니다. 시작하기 전에 아마추어 라디오가 무엇인지 논의해 보겠습니다.

아마추어 라디오 란 무엇입니까?

"좋아, 하지만 '아마추어' 라디오가 뭐야?" 이번에는 묻는다고 들었습니다!

아마추어 무선은 비상업적 활동을 위해 면허가 있는 운영자가 무선 스펙트럼을 사용하는 것입니다. 여기에는 커뮤니케이션, 교육, 실험, 경쟁 등이 포함될 수 있습니다. 모든 관할 구역에는 고유한 법적 정의도 있을 수 있습니다. 아마추어 무선 사업자는 아마추어 서비스 전용 주파수를 사용하도록 제한됩니다.

"아마추어 서비스"는 아마추어, 즉 금전적 이해 없이 개인적인 목적으로만 무선 기술에 관심이 있는 이 규정에 따라 정당하게 승인된 사람이 수행하는 자가 교육, 상호 통신 및 기술 조사를 목적으로 하는 무선 통신 서비스를 의미합니다. – 아마추어 무선 서비스 규정, 2004, 파키스탄

그것이 결정되면 우리 지역 아마추어 무선 주파수가 무엇인지 살펴 보겠습니다. 그들은 파키스탄 주파수 할당 테이블이라는 문서에 파키스탄 주파수 할당 위원회의 모든 정의와 함께 게시됩니다. 나는 쉽게 참조할 수 있도록 이들 모두의 요점을 유지하지만 다음은 초고주파(VHF) 대역입니다.

즉, 합법성에 대한 중요한 참고 사항 이 있습니다. RTL-SDR과 이 설정은 매우 강력합니다. 일반적으로 1,800KHz에서 250GHz에 이르는 파키스탄(또는 현지) 지정 아마추어 범위의 작은 부분에만 액세스할 수 있지만 스펙트럼에서 작동하는 다른 서비스가 있습니다. 어떤 서비스를 들을 수 있는지 또는 더 중요하게는 들을 수 없는지 알고 있어야 합니다. 영국과 마찬가지로 파키스탄에서도 귀하를 위한 것이 아니거나 대중에게 공개할 의도가 없는 전송을 들을 수 없습니다. 따라서 파키스탄 전기통신(재조직화)법(1996) 및 전자범죄방지법(2016)에 따라 파키스탄에서 벌금 또는 징역형을 선고받을 수 있습니다. 그럼에도 불구 하고 현지 법률을 찾는 것은 전적으로 귀하의 책임 입니다. 미국에서 어떤 전송을 들을 수 있는지는 지역 관할권에 따라 다릅니다.

라호르 중계기에서 아마추어 라디오 교환원 듣기

"리피터가 무엇인지 묻고 싶지 않습니까?" 물어. 그리고 질문해주셔서 기쁩니다.

무선 장치가 서로 통신할 때 모두 범위에 자체 제한이 있습니다. Alice와 Bob이 서로 대화를 하고 싶었지만 둘 사이의 거리는 라디오가 전송할 수 있는 것보다 훨씬 멀다고 상상해 보십시오. 이제 Alice와 Bob은 라디오를 업그레이드할 수 있지만 비용이 많이 듭니다. 대신, 그들은 돈을 모아서 그들 사이에 중계기를 설치할 수 있습니다. 리피터는 매우 강력할 수도 있고 전송이 양쪽 모두에 도달할 만큼 충분히 강력할 수도 있습니다.

리피터는 들은 것을 반복 하는 장치입니다. 그것은 한 주파수에서 듣는 것을 다른 주파수로 앵무새로 만듭니다. 리피터의 목적은 다른 라디오의 범위를 확장하는 것입니다. 그것은 일반적으로 중앙 위치에 배치되며 커버하는 영역에 대한 명확한 가시선을 제공하기 위해 매우 높습니다. 또한 아주 멀리 있는 라디오도 들을 수 있도록 많은 양의 전력을 출력할 수 있습니다. 위의 그림에서 중계기가 두 개의 작은 휴대용 무전기가 먼 거리에서 서로 통신하는 데 어떻게 도움이 되는지 시각적으로 알 수 있습니다. 이것은 더 많은 전력을 제외하고 Lahore 중계기가 작동하는 방식입니다.

Lahore 중계기는 147.360MHz*의 주파수에서 작동합니다. 해당 주파수로 조정하기 전에 변조 선택기를 협대역 주파수 변조(NBFM/NFM)로 설정하십시오. 이것이 어떻게 작동하는지 나중에 자세히 알아보겠습니다. 해당 주파수에서 5분마다 일련의 신호음이 들립니다. 여기에 다음 중 하나를 녹음했습니다.

이 음색은 정확히 무엇입니까? 파형을 보면 단서를 얻을 수 있습니다.

아직 이해하지 못했다면 이것은 모스 부호입니다. 이 파형은 진폭과 시간을 나타내므로 짧은 신호음은 점이고 긴 신호음은 대시입니다. 따라서 오디오는 신호를 보내고 .-.. … .-. Lahore의 도시 약어인 LHR로 디코딩됩니다. 이것은 중계기가 온라인 상태이고 올바른 주파수로 조정되었으며 Lahore 중계기를 듣고 있음을 알려줍니다.

기다리는 동안 친구이자 라이센스 햄 오퍼레이터인 Badar Jamal, AP2BDR, PARS Lahore 지부의 책임자인 내가 Lahore 중계기에 맞춰져 있는 동안 나와 간단한 대화를 나누도록 요청했습니다. 본인은 AP2BDR과 같은 면허가 있는 통신 사업자의 감독 하에 라디오를 작동할 수 있는 파키스탄 통신 당국의 특별 승인을 받았습니다. 대화는 스펙트럼이 매우 오염되어 노이즈가 있는 특히 나쁜 시기에 이루어졌습니다. 또한 나와 RTL-SDR 사이에 거리를 두려고 최선을 다했음에도 불구하고 전송이 어떤 지점에서 장치를 압도하는 것처럼 보이지만 다음은 아래 대화입니다. 저는 PARS의 콜사인을 AP2ARS/11월로 확장하여 운영하고 있습니다.

그리고 그것이 중계기에서 면허가 있는 두 교환원 사이의 햄 라디오 대화를 듣는 방법입니다. RTL-SDR이 전송하지 않기 때문에 중계기 없이 전송하는 경우 프로세스는 동일합니다. 그러나 설정은 전송 장비가 수신하는 주파수와 다른 주파수에서 전송해야 하기 때문에 조금 더 복잡합니다. 당신이 나와 같다면 이것은 당신에게 답변보다 더 많은 질문을 남겼습니다. 다음 섹션에서 이에 대한 과학을 설명하겠습니다.

우주선에서 사진 받기: 국제 우주 정거장에서 SSTV 이벤트

국제우주정거장(ISS)은 지구를 도는 거대한 인공위성이다. NASA(미국), Roscosmos(러시아), JAXA(일본), ESA(유럽), CSA(캐나다) 등 5개의 다른 우주 기관이 일련의 복잡한 계약 및 조약을 통해 공동 소유한 우주 환경 연구소입니다. 국제우주정거장은 승무원이 조종하는 우주선이기 때문에 엄밀히 말하면 우주선이고, 지구를 공전하기 때문에 위성이기도 하다.

ISS는 국제 우주 정거장 또는 ARISS 프로그램의 아마추어 라디오에서 아마추어 위성 서비스를 운영합니다. 이 서비스를 사용하면 아마추어 무선 우주 비행사와 대화할 수 있는 ISS에 연락할 수 있지만 때때로 ARISS는 협대역 FM 모드에서 145.8MHz 이상의 이미지를 방송하는 특별 SSTV(저속 스캔 텔레비전) 이벤트를 실행합니다. ARISS Garriott 기념 SSTV 활동이라고 하는 이러한 이벤트 중 하나가 2019년 8월 1-4일 사이에 발생했습니다. 행사는 "우주 비행사, 과학자 및 햄 라디오 개척자 Owen Garriott의 삶과 업적을 기념하기 위해 Garriott가 우주에서 임무를 수행하는 동안 햄 라디오로 작업한 이미지를 특징으로 하는 기념 SSTV 행사를 개최합니다." 그는 우주에서 활동한 최초의 햄이었습니다.

이 이벤트를 위해 쌍극자와 RTL-SDR을 지붕에 설치했습니다. 하지만 신호가 매우 약했기 때문에 RTL-SDR을 사용하여 예외적으로 강한 패스 동안 부분적인 이미지만 얻을 수 있었습니다. 나는 나머지 이벤트를 위해 대체 장비를 사용했습니다. 그러나 다른 PARS 회원사는 RTL-SDR과 동관 및 동축 케이블을 사용하는 자체 제작 안테나로 더 많은 성공을 거두었습니다. 신호를 청취하는 프로세스는 도플러 효과를 설명하는 한 가지 추가 단계를 제외하고 이전 프로세스와 매우 유사했습니다.

명사: 도플러 효과

소스와 관찰자가 서로를 향해(또는 멀어질 때) 이동할 때 소리, 빛 또는 기타 파동의 주파수가 증가(또는 감소)합니다. 그 효과는 지나가는 사이렌에서 눈에 띄는 피치의 급격한 변화와 천문학자들이 볼 수 있는 적색 편이를 유발합니다.
- Google

도플러 효과 또는 도플러 이동은 방출기가 더 가까이 이동할 때 주파수의 명백한 변화입니다. 구급차 사이렌에 대해 생각해 봅시다. 그것이 우리에게 다가오면 그것은 높은 음높이이지만 그것이 우리를 지나갈 때 그것은 소리가 갑자기 바뀌고 음높이가 낮아지는 이상한 일을 합니다. 어렸을 때 나는 항상 그것이 이상하다고 생각했습니다. 구급차 기사가 나에게 왜 그랬습니까? 내가 실내에 있을 때 그들이 나를 지나쳐 가고 있다는 것을 어떻게 알았습니까? 이는 소리뿐만 아니라 모든 사람에게 발생합니다. 도플러 효과는 전파와 빛을 포함한 모든 파동에서 분명합니다. 청색편이는 별이 지구에 접근할 때 우리에게 더 높은 파동 주파수인 파란색으로 보일 때이고, 적색편이는 별이 멀어질 때 빨간색으로 보일 때 더 낮은 주파수입니다. 시연을 위해 이 훌륭한 비디오를 추천합니다.

도플러 편이는 위성의 무선 통신에서 위성이 사용자 쪽으로 이동할 때 피치가 증가하고 멀어지면 갑자기 감소하는 것으로 나타납니다. SDR의 폭포수에서는 다음과 같이 표시됩니다.

그 효과를 보상하기 위해 나는 위성이 뜨면 라디오를 145.8MHz보다 약간 높게 유지하고 위성이 정점에 도달하면 라디오를 낮추고 설정되면 더 낮추었습니다. 부분적으로 수신했지만 수신한 것은 다음과 같은 오디오임을 기억하십시오.

이것을 재생하고 Robo36 Android 애플리케이션과 같은 SSTV 디코더를 실행하고 PD120 모드로 설정하면 다음 이미지를 얻을 수 있습니다.

우주에서 작동하는 최초의 햄인 Owen Garriot에 대한 사진 찬사. 우주선에서 직접 받은 진짜 사진. 이 사진을 사용하여 ARISS SSTV Award를 수상했습니다.

이제 무선 기술이 어떻게 작동하는지 이해합시다.

Demystifying Radio: 마술 뒤에 숨겨진 과학

알겠습니다. 저와 같다면 더 알고 싶으실 겁니다. 마이크에 대고 말하는 사람이 어떻게 보이지 않는 파동(파동이 무엇입니까?)을 다른 쪽 끝에 있는 다른 마법 상자에서 포착하여 소리로 바꾸는 방법은 무엇입니까? 질문이 너무 많습니다. 의 시작하자. 처음에 이러한 개념 중 일부가 이해가 되지 않으면 끝까지 참아 주십시오. 상의하자:

• 교류와 그것이 자기파를 만드는 방법
• 전자기 스펙트럼 및 무선 주파수
• 무선 트랜시버가 음성을 전파로 인코딩 및 디코딩하는 방법

교류와 그것이 전자기파를 만드는 방법

LED를 12V 배터리에 연결할 때와 같이 직류에 대해 알고 있을 것입니다. 이러한 유형의 전기는 일정한 전압을 출력하며 직류(DC)라고 합니다. 와이어의 전류 흐름을 플롯하면 다음과 같이 됩니다.

도선을 통해 흐르는 전류가 도선 주위의 원에 일정한 자기장을 발생시킨다는 사실을 알고 계실 것입니다. 다음과 같이 보입니다.

이 YouTube 비디오에서 시연된 효과를 볼 수 있습니다.

DC는 라디오를 위해 아무것도 하지 않습니다. 우리는 더 흥미롭고 치명적인 형제인 교류(AC)를 사용합니다. AC는 부하에 일정한 전압을 제공하는 대신 부하에서 주고 받는 것을 번갈아 하기 때문에 DC와 다릅니다. AC는 집의 주 전원에 연결하면 얻을 수 있는 것입니다. 파키스탄에서는 영국과 유사한 50Hz 또는 헤르츠에서 230볼트가 교대로 발생합니다(지금은 헤르츠에 대해 걱정하지 마십시오). 그러나 북미에서는 60Hz에서 120볼트를 얻습니다. 단순화를 위해 1Hz에서 작동한다고 가정하겠습니다. 다음은 내 주전원이 어떻게 생겼는지에 대한 그래프입니다.

이제 AC에 대한 흥미로운 점은 다음과 같습니다. 변화하는 전류로 인해 이제 와이어 주위에 자기장이 변화하게 될 것입니다. 변화하는 자기장에는 특별한 속성이 있습니다. 자기장은 통과하는 전선에 전류를 유도합니다! 이것을 전자기 유도라고 합니다. 모든 라디오는 본질적으로 AC 파동에 의한 전자기 복사 및 유도입니다. 다음은 우리와 같은 길이로 설정된 쌍극자 안테나에서 전구를 실행하고 2미터 대역의 신호를 실행하는 남자의 비디오입니다.

참고로 2미터 밴드는 AP2BDR과 AP2AUM이 말하는 밴드와 같은 밴드인데 제가 말하는 밴드는 무엇일까요? 다음에 무선 주파수에 대해 배울 때 봅시다.

무선 주파수 및 전자기 스펙트럼

전자기(EM) 복사는 공간을 통해 전파되는 전자기 구성요소가 있는 파동을 나타냅니다. 위의 비디오에서 당신은 다이폴 안테나로 EM 복사를 방출한 남자가 그것을 수신하는 것을 보았습니다. 그것이 우리가 실험에서 한 일입니다. 비록 더 적은 전력으로 말이죠. 전파는 EM 에너지이지만 그렇게 분류할 수 있는 유일한 것은 아닙니다. 다른 예로는 빛, X선 및 감마선과 같은 이온화 방사선이 있습니다. 이 모든 것의 차이는 EM이 진동하는 속도입니다. 이것은 주파수와 파장 모두에서 측정되며 때로는 아마추어 무선 범위의 경우 "미터 대역"으로 표시됩니다. 한 번 보자.

사이클은 전체 진동에 부여된 이름이며 일반적으로 그래프의 피크에서 피크까지 측정됩니다. 파동의 "주파수"는 1초에 통과하는 주기의 수이며 이를 나타내는 단위는 헤르츠(Hz)입니다. 위의 다이어그램에서 우리는 초당 1사이클 또는 1Hz의 주파수를 측정합니다. 이것은 AC 파가 전류를 주고 받는 사이에서 1초에 1번 진동한다는 것을 의미합니다.

파장을 이해하기 위해 전선에서 AC 전류가 어떻게 보이는지 시각적으로 상상해 봅시다. 시간이 멈추고 전선을 통해 흐르는 알 수 없는 AC 전류를 보고 있다고 상상해 봅시다. 높은 봉우리는 와이어가 양으로 극성화된 곳이고 얕은 골은 ​​와이어가 음으로 편광된 곳입니다.

와이어를 육안으로 보고 사이클의 길이를 미터 단위로 측정할 수 있습니까? 사이클은 피크에서 피크까지 측정된다는 점을 기억하십시오. 답이 나오면 미리 읽어보세요.

방금 측정한 것은 와이어에 있는 신호의 파장입니다. 신호의 파장과 주파수 사이의 관계

$ \lambda = \frac{c}{f} \times VF $

여기서 $f$는 파동의 주파수(Hz), $c$는 초당 미터로 표시되는 광속 상수, $\lambda$는 파장 미터, $VF$는 속도 계수입니다.

$VF$는 다음 방정식으로 제공됩니다.

$ VF = v/c $

여기서 $v$는 신호가 재료를 통해 전파되는 속도입니다.

지금은 신호가 $c$에서 모든 재료를 통해 전파되어 $v = c$, $VF = 1$이 된다고 가정하고 파장에 대한 방정식을 단순화할 수 있습니다.

$ \lambda = \frac{c}{f} $

많은 곳에서 이 단순화된 방정식을 접하게 되지만 진공 상태의 EM에 대해서만 사실임을 이해하십시오.

완벽한 안테나를 통해 AC 전류를 흐르게 하면 매우 효율적으로 EM 에너지를 방출합니다. 다음은 시각화입니다.

EM 복사가 안테나에 적용된 AC 전류와 정확히 동일한 주파수에서 어떻게 진동하는지 주목하십니까? 이것이 안테나에 공급되는 450Hz AC 전류가 450Hz 신호 무선 신호를 방출하는 이유입니다.

위의 실험에서 AP2BDR 및 AP2AUM이 147.360MHz*, 즉 메가헤르츠 또는 147,360,000헤르츠*에서 말하는 것을 들었습니다. 해당 주파수의 파장은 2.03미터(79.92인치)입니다. 이것은 우리의 마지막 근사값인 미터 밴드로 이어집니다.

미터 밴드는 파장의 추정치일 뿐입니다. 아마추어 무선 통신 사업자에게 2미터 대역을 사용한다고 말하면 파장이 약 2미터인 주파수를 의미하는 것으로 간주합니다.

전자기 스펙트럼은 주파수 범위와 분류를 나타냅니다. 일반적으로 전파, 빛 및 전리 방사선의 3가지 주요 범주가 있지만 이 세 가지 문구는 스펙트럼 자체의 깊이를 전달하지 않습니다.

ITU에 따르면 전파는 3Hz에서 시작하는 극저주파(ELF) 범위에서 시작하여 300GHz에서 끝나는 극초단파 주파수 범위에서 끝납니다. 이 주파수를 지나면 EM 방사선은 빛이 되고, 조금 더 가면 가시광선이 되고, 그보다 조금 더 지나면 전리방사선의 형태로 위험해지기 시작합니다.

라디오 트랜시버가 라디오 웨이브에서 음성 데이터를 인코딩 및 디코딩하는 방법

"트랜스젠더, 뭐, 지금?" 당신이 묻는 것을 들었습니다.

트랜시버는 단순히 무선 신호를 송수신할 수 있는 장치입니다. 트랜시버가 양쪽 당사자에게 반드시 필요한 것은 아닙니다. 한 사람에게 수신기만 있는 경우 무선 메시지를 보낼 수 있습니다.

많은 신호 인코딩 및 디코딩 방식이 있지만 지금은 위의 실험에서 사용한 두 가지 기본 방식인 진폭 변조(AM)와 주파수 변조(FM)에 대해서만 논의하겠습니다. 한동안 카 스테레오를 가지고 놀아본 적이 있다면 AM과 FM이라는 용어가 매우 익숙할 것입니다. 정확히 어떻게 작동하는지 살펴보겠습니다.

먼저 반송파와 인코딩할 정보 신호의 두 가지 파형을 소개하겠습니다. 반송파는 특정 주파수에서 진동하는 일반파 신호일 뿐이며, 우리의 기록에서 그림과 매우 유사하게 반송파는 147.360MHz*의 주파수에서 사인파(부드러운 상승 및 하강 모양)였습니다. 정보 신호는 인코딩하려는 데이터이며 우리 실험에서는 AP2BDR과 AP2AUM 사이의 대화 오디오였습니다.

AM에서 신호는 파동 자체의 진폭을 변조하여 반송파로 인코딩됩니다. 즉, 반송파는 더 커지지만 동일한 주파수는 유지됩니다. 그러나 FM에서 신호는 주파수를 변조하여 반송파로 인코딩됩니다. 즉, 반송파는 동일한 높이를 유지하지만 주파수는 약간 다릅니다.

대화에서 FM을 사용했습니다. FM은 일반적으로 오디오가 더 선명하고 AM보다 잡음이나 왜곡에 더 강합니다. 왜곡은 진폭의 변화로 나타나기 때문입니다. 그러나 FM은 특정 주파수가 아닌 다양한 주파수를 사용한다는 대가를 치르게 됩니다. 주파수 범위가 얼마나 넓은지는 필터에 따라 다릅니다. 이 예에서는 협대역 FM(NBFM)을 사용했습니다. 그러나 상업용 라디오 방송국은 광대역 FM(WBFM)을 사용합니다. 이렇게 하면 스테이션 사운드가 더 풍부해지고 왜곡에 강해 지지만 더 넓은 범위의 주파수가 필요합니다.

결론

우리는 라디오가 작동하는 방식과 일부 라디오 규정을 배웠고, 수신 쌍극자를 설정하고, 소프트웨어 정의 라디오를 사용하여 스펙트럼을 탐구했으며, 신호를 인코딩 및 디코딩하는 기본적인 방법뿐만 아니라 라디오 전파 이면의 몇 가지 기본 물리학을 배웠습니다. 라디오는 마술처럼 보일 수 있고, 개인적으로 나는 여전히 그것이 마술이라고 생각하지만, 그것은 상당히 놀라운 기술입니다. 나중 기사에서 GNRadio와 소프트웨어에서 라디오 기능을 에뮬레이트하는 방법에 대해 논의할 수 있습니다.

라디오에 대한 더 많은 정보를 얻으시기 바랍니다. SDR을 사용하여 자동차 키 또는 무선 초인종 신호와 같이 자신의 장치에서 생성하는 신호를 탐색할 수 있습니다. 법의 범위 내에서 실험을 수행하는지 확인하십시오. 그리고 햄 라디오 교환원이 되기로 결정했다면 자신만의 전송과 대화를 시작할 수 있습니다! 파키스탄에서는 면허가 있는 햄이 운영하는 라디오 방송국에서 방송을 하는 것이 합법입니다. 자세한 내용은 PARS 또는 지역 아마추어 라디오 협회에 가입하는 것이 좋습니다.

내가 찾은 아마추어 라디오에 대한 최고의 리소스는 무선 통신을 위한 ARRL 핸드북입니다. 그것은 강력하게 추천되었으며 책의 내용은 언뜻 보기에는 믿을 수 없을 정도로 기술적인 반면 몇 번 읽고 나면 이해가 되기 시작합니다. 그것은 귀중한 자료이며 나는 자주 그것을 다시 언급하고 있습니다. 그러나 그것은 유료 책이지만 즉시 시작할 것을 찾고 있다면 개발 도상국의 무선 네트워킹 의 처음 5개 장을 읽으십시오. 더 자세히 논의했습니다.

*참고: PARS는 실제 수치를 온라인에 게시하지 않도록 요청했습니다. 이것은 기술적으로 정확한 예이지만 실제 예는 PARS 회원만 사용할 수 있습니다.