Качество антенн популярных радиостанций.

Качество антенн популярных радиостанций.

Можно долго, многословно и вычурно стебаться обидными словами по поводу качества заполонившего всё ширпотреба, но с некоторых пор это бесполезное занятие. Есть стойкое ощущение, что кроме контрафакта сейчас в принципе ничего не купить. За любые деньги. Зачем тогда лишние слова?

Другое дело, что применительно к техническим штукам есть ровно один критерий оценки этой технической штуки. Выполняет она свою функцию, либо нет. Ну и какова при этом её надёжность. У контрафактной технической штуки в процессе её изготовления вряд ли соблюдены все регламенты, но так-то она лямку тянет.

Потому всегда можно (и нужно) любую техническую штуку исследовать на приборах, дабы примерно понять, как далеко ушёл условный дядюшка Ляо от исходного образца в потугах его воспроизвести. Сегодня мы озадачимся замером основных характеристик антенн для портативных радиостанций безлицензионных диапазонов LPD и PMR.

Попытка косвенно оценить, что такое хорошо, и что такое плохо, уже предпринималась ранее в статье про дальность связи с разными антеннами на примере «народного» BaoFeng. Как обычно, картинки про внутреннее устройство антенн из интернета могут не иметь никакого отношения к тому, с чем придётся иметь дело в реальности.

Но справедливости ради заметим, что антенны тогда вроде как неплохо отработали. Посмотрим, имели ли они на это право.

Штатная антенна BaoFeng UV-5R.

Никаких претензий к ней никогда не было, ибо сразу понятно, что это компромисс между компактностью и эффективностью. У всех прочих корреспондентов обычно на аппаратуре ровно такая же антенна, потому все друг друга слышат одинаково. Ну и хорошо.

Векторный анализатор NanoVNA-H4 (расшифровывается как «мелкий Vector Network Analyser», есть подробная статья про него) после тщательной калибровки нарисовал такую картинку для диапазона UHF (Ultra High Frequency):

LPD и PMR диапазоны обозначены вертикальными серыми линиями с метками, и на диаграмме Смита импеданс отсюда и далее всегда приводится для более широкого поддиапазона (в данном случае LPD).

Как видим, КСВ в разрешённых участках спектра находится в интервале от 2 до 3. Это поганенько. Ибо резонанс вообще в стороне.

Может возникнуть мысль о связи с этой антенной на «двойке», в диапазоне VHF (Very High Frequency). Картинка будет такая:

Показательно, что КСВ и там примерно от 2 до 3 (первый маркер), а сама антенна в резонансе будет на частотах MURS (Multi-Use Radio Service). Это безлицензионный диапазон для USA, имеющий близкие аналоги в Европе. Любопытства ради раскладка по частотам:

Возможно, это простое совпадение. Но скорее всего, нет. Баофенг - это дешёвая балалайка именно для бытового применения, лицензированные радиолюбители ею пользоваться не станут сразу по нескольким причинам. Соответственно, штатная «резинка» и должна быть отстроена на частоты безлицензионных диапазонов.

Потери, связанные с КСВ.

Местный автор, не имея приборов для обмера антенн, всегда предполагал, что китайские поделия могут преподнести любой сюрприз. В том числе и по параметру КСВ.

Если он не единица, то не излучённая часть мощности, отражаясь от антенно-фидерного устройства обратно в передатчик, там и рассеивается в тепло. Ежели такого тепла много, кристалл выходного транзистора породит волшебный дым.

Для сохранения волшебного дыма для потомков имеет смысл не выставлять выходную мощность радиостанции на максимум, когда качество антенны неизвестно. Как правило, через настройки любой радейки доступны два-три уровня мощности, наименьший из которых Ватт или полтора.

Вот столько всегда и выставлялось.
Как теперь оказалось, не зря.

Для понимания влияния КСВ антенно-фидерного тракта на оставшуюся мощность, далее способную излучиться антенной, предлагается вот такой график, обученный становиться большим, ежели в него потыкать:

Сразу возникает вопрос о границах нормы.
Что считается нормальным КСВ для радеек-потаскушек.
Тут повнимательнее, базу надо понимать.

Рекомендуется сразу же забыть о радиолюбительском опыте для КВ, когда антенна настраивается прямо по месту, ибо велика, стационарна, и никто с ней никуда не перемещается. Там не проблема получить для КСВ что-то близкое к единице, чем и гордиться всю оставшуюся жизнь.

У мобильного аппарата такой стабильности не будет, и во весь рост встаёт «проблема массы». Которую можно понять хотя бы на примере nanoVNA, тестирующей антенну на радиосигнале. Картинка на экране прибора будет зависеть от того, как именно мы этот прибор возьмём в руки, добавив к прибору свою массу. Точнее говоря, ёмкость тела оператора.

Поэтому для переносной радиостанции нет особого смысла выставлять КСВ строго в единицу на рабочем участке диапазона. В реальности резонанс обязательно уйдёт просто при перекладывании радейки из левой руки в правую. Не говоря уж о разном способе ношения радейки на теле.

Это не хорошо и не плохо, это данность. Которая усугубляется на частотах, для которых не особо получится построить классическую вертикальную дипольную антенну. Как раз наш случай, у нас все антенны будут штыревые, с тушкой радиостанции в качестве противовеса. За которую мы ещё и будем браться руками. Или не будем.

Тут идеален КСВ до 1.5, но реализуется он с великим трудом. Как раз из-за «проблемы массы». В большинстве случаев у качественной антенны резонанс случится где-то рядом, а КСВ окажется в пределах 2-3. Что по графику соответствует потерям мощности до 25%. Это допустимые потери.

Для антенн непонятного происхождения запросто можно намерить КСВ намного больше. На практике для УКВ радиостанций с выходной мощностью в один-два Ватта допускается КСВ антенны вплоть до 6. При этом 50% мощности передатчика уйдёт на пополнение запасов волшебного дыма, остальное излучится антенной.

Предельный КСВ шестёрка местным автором взят не с потолка. В среде профессиональных радистов не зазорно потерять ½ балла силы сигнала (половину мощности) на суррогатной антенне. Но стыдно ею продолжать пользоваться и далее.

Как видим, родная «резинка» Баофенга на тех частотах, где пользователю без лицензии потребуется совершить радиообмен, ведёт себя пусть не отлично, но вполне удовлетворительно.

Штатная антенна Quansheng UV-K5(8).

Это чуть более новая и столь же «народная» модель радиостанции, для неё местным автором даже написан краткий обзор. Вещь, безусловно, стоящая.

На «семидесятке» у неё всё примерно как у Баофенга:

А вот в нижнем диапазоне резонанс опять-таки в пределах частот MURS, но точно не на радиолюбительских частотах. Так сильно ошибиться нельзя.

NAGOYA NA-771 и её клоны.

Озвученная антенна считается культовой, и любой владелец Баофенга в обязательном порядке докупал себе такую «для дальности».

Понятное дело, всяких подделок море, от откровенной фальсификации до стыдливого умолчания, што цэ такэ (никакая маркировка на антенну не наносится вовсе). По этой причине собственно «Нагойю» мало кто покупает (тупо всучат лютый контрафакт), а берут проверенные аналоги. У местного автора это ABBREE AR-771.

Порода чувствуется сразу. Резонанс как раз между LPD и PMR участками (а не где-то мимо диапазонов, как мы видели ранее), дабы на любом из них КСВ был порядка 1.5:

Самое интересное в участке Very High Frequency.
Мы нигде не видим КСВ больше 3:

Антенна в формате NAGOYA NA-771 позволяет работать на любых частотах «нижнего» диапазона полной мощностью, без всякой боязни спалить радейку. На «верхнем» диапазоне уходить за пределы безлицензионных участков не следует.

Для полноты ощущений сравним эти графики с аналогичными, но снятыми с откровенно поддельной антенны. На ней нет никакой маркировки, хотя она продавалась в фирменной упаковке во времена восхода звезды баофенгов, и не сказать чтобы за дёшево.

В UHF диапазоне отличия от честной ABBREE AR-771 минимальны:

Скорее всего, разница с оригиналом даже не почувствуется.
Но в VHF диапазоне нас ждёт полнейшая порнография:

Антенны специально для LPD/PMR

Строго говоря, диапазонов для личной радиосвязи несколько больше, чем MURS/LPD/PMR. На память приходят как минимум GMRS/FRS. Их частоты в районе 462-468 MHz довольно плохо обслуживаются штатными «резинкам», поэтому китайцами выпускаются антенны на всякие особенные частоты.

И те антенны весьма хороши. Им не нужно быть широкополосными или двухдиапазонными. Потому они простые и надёжные.

К примеру, специально для LPD/PMR местный автор приобрёл что-то предельно неказистое:

Но по характеристикам та неказистость достаточно хороша собой:

В PMR участке импеданс антенны почти 50Ω, работает она не хуже NAGOYA-подобных. Но существенно меньше по высоте, а потому чуть удобнее в обращении. Да и нижняя ветвь частотной характеристики КСВ круче (это хорошо).

Антенны SRH805S.

Одно время вот такие штуковины были весьма популярны:

Этот прикольный коротыш заявлен как трёхдиапазонный, но только в оригинальном исполнении. Как мы все прекрасно понимаем, в реальности внутри он совершенно не такой, как на рекламных картинках.

Хотя местный автор даже пользовался этим коротышом на километровом удалении в диапазоне LPD (только там он и работал), оказалось, что в резонанс он строится на 400 MHz. То есть очень далеко от рабочих частот.

Вскрытие не предъявило фторопластовой арматуры с «пружинкой» из семи витков. Внутри только вот такое:

Фото сделано после перестройки антенны на 440 MHz, для чего первые два витка растянуты, а с конца пружинки откушено кусачками около сантиметра проволоки. Сама проволока жёсткая, сталистая. При закрывании колпачком резонанс сильно уходит вниз по частоте, поэтому все замеры делаются исключительно с надетым колпачком.

По итогу в диапазоне Ultra High Frequency получается такое, симпатичное:

Антенна подходит для ближней связи в LPD/PMR диапазонах. Но апертура маловата, на дальности свыше 500-700 метров интерференция радиоволн будет рвать сигнал при перемещении радиостанции в пространстве.

В диапазоне VHF такой вариант исполнения антенны SRH805S не работает совсем. Потому как к собственно дизайну SRH805S никакого отношения не имеет.

Какими знаниями мы обогатились?

1. Любые штатные, а так же более породистые антенны, покупаемые отдельно, позволяют работать в LPD и PMR диапазонах любой мощностью, на какую способна радиостанция. Ничего плохого с ней не случится.

2. Выходить за пределы участков LPD и PMR не стоит. Не только потому, что незаконно. Там КСВ прискорбный, и попахивает волшебным дымом.

3. Переход на «двойку» где-нибудь в лесах-полях с целью обретения дальней связи вполне способен не оправдать ожиданий. Как мы видели на примере штатных антенн Кваншенга и Баофенга, в VHF диапазоне настроены они на 150-155 MHz. То есть сильно мимо.

4. Весьма хороша на VHF оригинальная NAGOYA NA-771 и её клоны.
   Но качество необходимо отследить по приборам. Возможно фиаско.

Для гарантированной связи придётся либо купить что-то фирменное, не жалея денег, либо воспользоваться неосмотрительно купленной подделкой в качестве донора. Со вскрытием и перестройкой на нужную частоту по приборам. Хочешь сделать хорошо - сделай это сам.

Эффективность узкополосных пресетов в Meshtastic.

В предыдущем материале мы с усердием изучали концепцию и реализацию устройства для личной радиосвязи, позиционируемую в статусе аварийной (связь последнего шанса). Но не возбраняется ею развлекать себя и сейчас. А также строить на её основе городские сети. Конкретно речь идёт про LoRa и Meshtastic, причём у последнего имеются альтернативы.

Meshtastic: сам себе провайдер SMS-ок.

Урбанистическая концепция «15-минутного города», возникшая из лучших побуждений лет десять назад, но получившая известность в качестве элемента «новой нормальности» Шваба во времена ковидобесия, лично для местного автора таки обрела актуальность. Он практически не покидает трёхкилометрового участка местности месяцами, причём это даже не радиус условного круга, а его диаметр.

AFP-FSK модем c приёмным трактом Уивера

Очередной лонгрид от Мастера Ласто на тему сочинения из ничего и палок брутальной железяки для тактической радиосвязи в виде безобидного цифрового модема под AFP-FSK режимы. На этот раз всё не так примитивно, как раньше. Будем трогать руками метод Уивера, то есть получать SSB перегибанием НЧ спектра сигнала пополам два раза подряд, что даже звучит интересно.