DX mans tools

* Только что разговаривал с другом. Сигналил ему о том, что на десятке показался остров Робинзона Крузо.  Он ответил что ничего не слышит на частоте. Хотя расстояние между нами небольшое, разница в условиях приема оказалась громадной. И я подумал, что мои изыски в части как раз таких ситуаций могут быть полезны многим. Так появился этот пост.

   Каждое хобби со временем помалу делает из вас эксперта в одной области и ограничивает время на познание в других сферах. Хорошо это или плохо не знаю. Но не возьмусь спорить с сомятником как лучше погружать квок в воду :-) А вот по части как "дотянутся" до редкой территории по радио - могу рассказать :-)  Сразу хочу оговориться: одними рассказами горю не поможешь. Кое-что надо будет сделать и руками :-)   Общепринятые тезисы типа нужно пять элементов и повыше конечно правильные, но уж очень тяжело это поднимать с точки зрения финансов. Я попробую рассказать  как можно это сделать "малой кровью", используя небольшие материальные затраты, минимум площади и материалов и максимум науки и изворотливости. Еще одна оговорка: в данном материале я буду рассматривать только вопрос приёма, так как вопрос про мощность вовсе и не вопрос - чем больше тем лучше.

  При ответе на стоящий вопрос думаю надо конкретизировать одну аксиому  и две проблемы. В  радиопространстве меняется всё и перманентно. Не только сила сигналов, но и фаза и даже направление с которого они приходят. Сейчас Long Pass, через полчаса Short Skip... А еще есть поляризация и две составляющие - электрическая и магнитная. То есть ситуация описана в народной сказке: поди туда, не знаю куда, прринести то, не знаю что. Еще точнее для того чтобы быть успешным в приеме слабых и дальних радиосигналов надо иметь как можно большую свободу выбора приемных трактов, начиная с антенны, и удобную и быстродействующую  коммутации этих трактов. Простыми словами надо иметь несколько антенн и коммутировать их на устройство в котором можно менять и уровень и фазу сигналов. В качестве описания вариантов коммутатора привожу

ссылку по которой можно посмотреть все то что я попробовал в качестве коммутаторов за последние годы,  а еще антенны на прием можно коммутировать приемниками. Типа сервис Diversity в Thetis (Anan/ Odissey) Red Pitaya. В качестве софта обработки Thetis (или Hermes) SDR.  Он хорош тем, что при использовании неподвижных (не изменяющихся) антенн можно не только добиваться хорошего приема, но и "запоминать" соотношение антенн, фаз и усилений в каждом из двух трактов.  На скриншоте ниже это оранжевые точки на и нструменте Divercity в Thetis

Работает это следующим образом: на два входа подаются выходы антенных коммутаторов, каждый из которых в свою очередь может переключать по 4-ре антенны. Эти два входа можно переключать программно в закладке "Phasing Control" (Divercity)  SDR приёмника Thetis. Ниже эта закладка развёрнута для удобства рассмотрения.

    Ниже надписи Preference Source выбираете что будет включено при загрузке модуля. В данном случае (когда верхняя часть панели Disable) на вход компаратора будет включена антенна 1 с нефиксированными фазой и усилением. Кнопки М1-М8 - выбор запомненных комбиниций антенн, усиления и фаз. При неподвижных антеннах их можно настроить как направления на стороны света и так и использовать. Их положения индицируются оранжевыми точками на круге усиление/фаза. В верхней части переключение комбинаций (состояние) входов: 1-я антенна,  2-я антенна или их сумма. При включении обоих антенн становится возможным изменять усиление и фазу сигналов с одной антенны относительно другой в результате подавить шум и (или) усилить сигнал с нужного направления (нужной фазы). Как это работает практически можно почитать и посмотреть видео в материале "Волшебные фазы"   Вот тут практическое применение и видео . На видео можно увидеть (и услышать) насколько эффективно устройство "вытаскивает" нужный сигнал из шума. К недостаткам идеи можно отнести то, что она работает только на DXing. Перебор антенн и настройка фазы и усиления требует времени, которого в контестинге нет.  Но если вам нужно "вытащить" сигнал DX станции из шума до уровня при котором он читается - лучше только стэки многоэлементных антенн. Но они громоздкие, дорогие, подвержены обледенению и когда падают, могут поломать еще чего-нибудь.  Поэтому для работы divercity можно использовать две любые антенны желательно разнесенные в пространстве и расположенные перпендикулярно одна относительно другой. Самая простая версия - две перпендикулярные LW не обязательно одной длины, но обязательно с элементами шумоподавления (защиты от наводок "бытового" электромусора) - читайте  "Снижение LW" в нескольких частях:-) Хотя бы потому что мы будем пытатся достать полезный сигнал из-под шума и сам шум нам не нужен :-)

  Но как мы знаем по жизни самое простое не означает хорошее. Антенна длинный провод как пылесос собирает все сигналы вокруг себя и в первую очередь электрические поля, то есть как раз тот бытовой мусор от которого мы будем пытаться избавиться. Плюс ко всему она имеет резонанс, то есть не широкополосная. Частично проблему можно ослабить с помощью вынесения антенн в "безлюдную область" и применением тарнсформаторов (смотри по ссылке выше и еще тут ), но радикально эту проблему решает антенна в режиме короткого замыкания. В народе больше известна как  рамки LZ1AQ. В двух словах: n штук "толстых" (чтобы иметь минимальное омическое сопротивление и индуктивность) рамок расположенных в одной плоскости соединяются паралельно.

Омическое сопротивление стремится к нулю, индуктивность тоже и в результате получается абсолютно НЕрезонансная токопроводящая рамка собирающая ТОЛЬКО магнитную составляющую радиосигналов. Полоса пропускания от 100 килогерц до 100 мегагерц с практически столообразной вершиной. К ней, правда, требуется специальный усилитель с таким же мизерным входным сопротивлением. Но уже даже в магазинах их можно купить, не говоря уже о том, что можно сделать самому. Даже без печатной платы, навесом.  Размер рамок метр на метр, работают с земли, имеют направленные  свойства.  Могут быть использовавны для работы Divercity :-) 

  Еще больше упростить конструкцию можно расположив две рамки на одной несущей под углом в 90 градусов.  Из недостатков : усилители вносят свой шум, в результате по шумам эта антенна немного проигрывает паре LW. Но если использовать усилители WellBrook, то разница практически нивелируется.

  Таким образом систему можно собрать  на земле. Требуется площадь метр на два на расстоянии  не менее 5 метров от жилых помещений, два аллюминиевых хула-хупа или 6 метров металлопласта. Сравните с проблемами при развертывании двух LW.  На самом деле чем больше антенн, тем лучше. На одну из 10 уже опробованных точно будет слышно лучше :-)