Любительский радиоретранслятор — это электронное устройство, которое принимает слабый или низкоуровневый любительский радиосигнал и ретранслирует его на более высоком уровне или с более высокой мощностью, так что сигнал может покрывать большие расстояния без ухудшения. Многие ретрансляторы располагаются на вершинах холмов или на высоких зданиях, поскольку более высокое расположение увеличивает их зону покрытия, иногда называемую радиогоризонтом или «следом». Любительские радиоретрансляторы по своей концепции похожи на те, которые используются органами общественной безопасности (полиция, пожарная часть и т. д.), предприятиями, правительством, военными и т. д. Любительские радиоретрансляторы могут даже использовать коммерчески упакованные системы ретрансляторов, которые были настроены для работы в любительских радиочастотных диапазонах, но чаще всего любительские ретрансляторы собираются из приемников, передатчиков, контроллеров, источников питания, антенн и других компонентов из различных источников.
В любительском радио ретрансляторы обычно обслуживаются отдельными любителями или местными группами радиолюбителей . Многие ретрансляторы предоставляются открыто другим радиолюбителям и обычно не используются в качестве удаленной базовой станции одним пользователем или группой. В некоторых областях несколько ретрансляторов связаны вместе, образуя сеть с широким покрытием, например, связанная система, предоставляемая Независимой ассоциацией ретрансляторов [1] , которая охватывает большую часть западного Мичигана, или Western Intertie Network System («WINsystem»), которая теперь охватывает большую часть Калифорнии и находится в 17 других штатах, включая Гавайи, а также в частях четырех других стран: Австралии, Канады, Великобритании и Японии. [2]
Ретрансляторы в основном встречаются в диапазонах VHF 6 метров (50–54 МГц), 2 метров (144–148 МГц), 1,25 метра (1 1 ⁄ 4 метра) (220–225 МГц) и UHF 70 сантиметров (420–450 МГц), но могут использоваться практически на любой паре частот выше 28 МГц . В некоторых областях для ретрансляторов также используются 33 сантиметра (902–928 МГц) и 23 сантиметра (1,24–1,3 ГГц). Обратите внимание, что в разных странах действуют разные правила; например, в Соединенных Штатах двухметровый диапазон составляет 144–148 МГц, в то время как в Великобритании (и большей части Европы) это 144–146 МГц.
Наборы частот ретранслятора известны как «пары ретрансляторов», и в сообществе радиолюбителей большинство следуют специальным стандартам для разницы между двумя частотами, обычно называемой смещением . В двухметровом диапазоне США стандартное смещение составляет 600 кГц (0,6 МГц), но иногда используются необычные смещения, называемые oddball splits . Фактическая используемая пара частот назначается местным советом по координации частот.
В эпоху радиоприемников с кристаллическим управлением эти пары определялись последней частью частоты передачи (входа) , за которой следовала последняя часть частоты приема (выхода) , которую радиолюбитель вводил в радиоприемник. Таким образом, «три-четыре-девять-четыре» (34/94) означало, что радиолюбители будут передавать на 146,34 МГц и слушать на 146,94 МГц (в то время как ретранслятор будет делать наоборот, слушать на 146,34 и передавать на 146,94). В районах с большим количеством ретрансляторов были распространены «обратные разделения» (т. е. 94/34), чтобы предотвратить помехи между системами.
С конца 1970-х годов использование синтезированных, управляемых микропроцессором радиостанций и широкое внедрение стандартных разделений частот изменили способ описания пар ретрансляторов. В 1980 году радиолюбителю могли сказать, что ретранслятор находится на частоте «22/82» — сегодня им чаще всего скажут «682 down». 6 относится к последней цифре 146 МГц, поэтому на дисплее будет отображаться «146.82» (выходная частота), а радио настроено на передачу «вниз» 600 кГц на частоте 146.22 МГц. Другой способ описания пары частот ретранслятора — указать выходную частоту ретранслятора вместе с направлением смещения («+» или «плюс» для входной частоты выше выходной частоты, «−» или «минус» для более низкой частоты) с предположением, что ретранслятор использует стандартное смещение для рассматриваемого диапазона. Например, 2-метровый ретранслятор можно описать как «147,36 с положительным смещением», что означает, что ретранслятор передает на частоте 147,36 МГц и принимает на частоте 147,96 МГц, что на 600 кГц выше выходной частоты.
Услуги, предоставляемые ретранслятором, могут включать автоматическое подключение к телефонной линии POTS / PSTN , чтобы пользователи могли совершать телефонные звонки с радиостанций, оборудованных клавиатурой. Эти расширенные услуги могут быть ограничены членами группы или клуба, которые обслуживают ретранслятор. Многие любительские радиоретрансляторы обычно имеют контроль доступа к тону ( CTCSS , также называемый тоном CG или PL ), реализованный для предотвращения их случайного включения (работы) из-за помех от других радиосигналов. Некоторые используют цифровую кодовую систему, называемую DCS , DCG или DPL ( торговая марка Motorola ). В Великобритании большинство ретрансляторов также реагируют на короткий импульс тона 1750 Гц, чтобы открыть ретранслятор.
Во многих сообществах ретранслятор стал основным местом сбора в эфире для местного сообщества радиолюбителей, особенно во время «время езды» (утреннее или дневное время поездок на работу). Вечером на этих системах можно услышать местные сети общественных служб, и многие ретрансляторы используются метеорологами . В чрезвычайной ситуации или катастрофе ретранслятор иногда может помочь обеспечить необходимую связь между областями, которые иначе не могли бы общаться. Пока сотовые телефоны не стали популярными, для ретрансляторов сообщества было обычным делом иметь станции мониторинга «время езды», чтобы мобильные любители могли сообщать о дорожно-транспортных происшествиях через ретранслятор на станцию мониторинга, которая могла бы передавать информацию в местные полицейские органы по телефону. В системах с автопатчами часто (и до сих пор) большинство номеров служб общественной безопасности были запрограммированы как номера быстрого набора.
Федеральная комиссия по связи не требует координации ретрансляторов, а также не регулирует, не сертифицирует и не регулирует каким-либо иным образом координацию частот для любительских радиодиапазонов.
Координаторы ретрансляторов любительского радио или координационные группы являются добровольцами и не имеют никаких юридических полномочий для принятия юрисдикционного или регионального контроля в любой области, где Федеральная комиссия по связи регулирует любительскую радиослужбу. Свод федеральных правил США, раздел 47 CFR, часть 97, который является законами, в которых регулируется любительская радиослужба, четко определяет координатора частот.
Целью координации ретранслятора или частоты является снижение вредных помех для других фиксированных операций. Координация ретранслятора или частоты с другими фиксированными операциями демонстрирует хорошую инженерную и любительскую практику.
В Великобритании распределение частот для ретрансляторов управляется Комитетом по координации новых технологий (ETCC) [3] Радиообщества Великобритании и лицензируется Ofcom , отраслевым регулятором связи в Великобритании. Каждый ретранслятор имеет лицензию NOV (Notice of Variation), выданную определенному любительскому радиопозывному (этот человек обычно известен как «хранитель ретранслятора»), что гарантирует лицензирующему органу единую точку контакта для этого конкретного ретранслятора.
Каждый ретранслятор в Великобритании обычно поддерживается группой ретрансляторов, состоящей из местных радиолюбителей-энтузиастов, которые платят номинальную сумму, например, 10–15 фунтов стерлингов в год каждый, на поддержку обслуживания каждого ретранслятора и оплату аренды места, расходов на электроэнергию и т. д. Группы ретрансляторов не получают централизованного финансирования от других организаций.
К таким группам относятся Central Scotland FM Group [4] и Scottish Borders Repeater Group. [5]
Самый простой ретранслятор состоит из FM- приемника на одной частоте и FM-передатчика на другой частоте, обычно в одном радиодиапазоне, соединенных вместе таким образом, что когда приемник улавливает сигнал, передатчик переключается и ретранслирует то, что слышится.
Для запуска репитера необходим контроллер репитера. Контроллер репитера может быть аппаратным решением или даже быть реализованным в программном обеспечении. [6]
Ретрансляторы обычно имеют таймер, чтобы отсечь повторную передачу сигнала, который идет слишком долго. Ретрансляторы, эксплуатируемые группами с акцентом на экстренную связь, часто ограничивают каждую передачу 30 секундами, в то время как другие могут ограничивать три минуты или даже больше. Таймер перезапускается после короткой паузы после каждой передачи, и многие системы имеют звуковой или писковый сигнал, чтобы сообщить, что таймер тайм-аута сброшен.
Обычные ретрансляторы, также известные как внутриполосные или однополосные ретрансляторы, ретранслируют сигналы в пределах одной и той же полосы частот , и они повторяют сигналы только с использованием определенной схемы модуляции , преимущественно FM .
Стандартные ретрансляторы требуют либо использования двух антенн (по одной для передатчика и приемника), либо дуплексера для изоляции сигналов передачи и приема через одну антенну. Дуплексер — это устройство, которое не позволяет мощному передатчику ретранслятора (на выходной частоте) заглушать сигнал пользователей на приемнике ретранслятора (на входной частоте). Диплексер позволяет двум передатчикам на разных частотах использовать одну антенну и является обычным явлением в установках, где один ретранслятор на 2 м и второй на 440 МГц совместно используют одну линию питания на вышке и одну антенну.
Большинство ретрансляторов управляются дистанционно с помощью звуковых сигналов по каналу управления.
Кросс -диапазонный ретранслятор (также иногда называемый реплексером) — это ретранслятор, который ретранслирует определенный режим на частоте в одном диапазоне в определенный режим на частоте в другом диапазоне. Этот метод позволяет использовать меньшую и менее сложную систему ретрансляторов. Ретрансляция сигналов в широко разнесенных частотных диапазонах позволяет использовать простые фильтры, чтобы использовать одну антенну для передачи и приема одновременно. Это позволяет избежать использования сложных дуплексеров для достижения требуемого подавления для ретрансляции в том же диапазоне.
Некоторые двухдиапазонные любительские трансиверы способны к перекрестному повторению сигналов.
Ретрансляторы любительского телевидения (ATV) используются радиолюбителями для передачи полнокадрового видео. Диапазоны, используемые ретрансляторами ATV, различаются в зависимости от страны, но в США типичная конфигурация представляет собой кросс-диапазонную систему с входом на диапазоне 33 или 23 см и выходом на частоте 421,25 МГц или, иногда, 426,25 МГц (в диапазоне 70 см ). Эти выходные частоты совпадают со стандартными каналами кабельного телевидения 57 и 58, что означает, что любой, у кого есть аналоговый телевизор NTSC с кабельным подключением, может настроиться на них без специального оборудования.
Существуют также цифровые любительские ретрансляторы ТВ, которые ретранслируют цифровые видеосигналы . Часто модуляция DVB-S используется для цифрового ATV из-за узких потребностей в полосе пропускания и высокой устойчивости к потерям. Эти ретрансляторы DATV в настоящее время более распространены в Европе, частично из-за доступности оборудования DVB-S.
Кроме того, любительские радиоспутники были запущены с конкретной целью работы в качестве космических любительских ретрансляторов. Всемирная любительская спутниковая организация AMSAT проектирует и строит многие любительские спутники, которые также известны как OSCAR . Несколько спутников с любительским радиооборудованием на борту были спроектированы и построены университетами по всему миру. Кроме того, несколько OSCAR были построены для экспериментов. Например, NASA и AMSAT координировали выпуск SuitSat , который был попыткой сделать недорогой экспериментальный спутник из списанного российского скафандра, оснащенного любительским радиооборудованием.
Ретрансляторы на борту спутника могут быть любого типа; главное отличие в том, что они находятся на орбите вокруг Земли, а не наземного происхождения. Три наиболее распространенных типа OSCAR — это линейные транспондеры, кросс-диапазонные FM-ретрансляторы и дигипитеры (также называемые pacsat).
Любительские ретрансляторы -транспондеры чаще всего используются на любительских спутниках . Определенная полоса частот, обычно имеющая ширину полосы от 20 до 800 кГц, повторяется из одной полосы в другую. Транспондеры не привязаны к определенному режиму, и обычно не происходит демодуляции . Любой сигнал с шириной полосы, более узкой, чем полоса пропускания транспондера, будет повторен; однако по техническим причинам использование режимов, отличных от SSB и CW, не рекомендуется. Транспондеры могут быть инвертирующими или неинвертирующими. Примером инвертирующего транспондера может служить транспондер размером 70 см на 2 м , который принимает на частотах от 432,000 МГц до 432,100 МГц и передает на частотах от 146,000 МГц до 146,100 МГц путем инвертирования частотного диапазона в пределах полосы. В этом примере сигнал, принятый на частоте 432,001 МГц, будет передан на частоте 146,099 МГц. Голосовые сигналы, использующие модуляцию верхней боковой полосы на входе, приведут к модуляции LSB на выходе, и наоборот. "Phase 3D Satellite Primer".
Другой класс ретрансляторов не ретранслирует сигнал одновременно на другой частоте, как они его получают. Вместо этого они работают в режиме хранения и пересылки , получая и затем ретранслируя на той же частоте после небольшой задержки.
Эти системы не могут быть юридически классифицированы как «ретрансляторы», в зависимости от определения, установленного регулятором страны. Например, в США FCC определяет ретранслятор как «любительскую станцию, которая одновременно ретранслирует передачу другой любительской станции на другом канале или каналах». (CFR 47 97.205(b)) Системы с промежуточным хранением не ретранслируют одновременно и не используют другой канал. Таким образом, они должны работать по другим правилам, чем более обычные ретрансляторы.
Тип системы, известный как симплексный ретранслятор , использует один трансивер и кратковременный диктофон, который записывает все, что улавливает приемник в течение установленного периода времени (обычно 30 секунд или меньше), а затем воспроизводит запись через передатчик на той же частоте. Распространенное название — ретранслятор «попугай».
Другая форма репитера, используемая в любительском пакетном радио , форме цифровой компьютерно-компьютерной связи, называется "дигипитер" (от DIGItal rePEATER). Дигипитеры часто используются для таких видов деятельности и режимов, как пакетное радио, автоматическая система пакетных отчетов и цифровой режим данных D-STAR . А также коммерческие цифровые режимы, такие как DMR, P25 и NXDN. Некоторые режимы являются полнодуплексными и подключены к Интернету.
Ретранслятор SSTV — это любительская радиостанция- ретранслятор , которая ретранслирует телевизионные сигналы с медленной разверткой . Типичный ретранслятор SSTV оснащен приемопередатчиком HF или VHF и компьютером со звуковой картой , которая служит демодулятором/модулятором сигналов SSTV.
Ретрансляторы SSTV используются радиолюбителями для обмена изображениями. Если две станции не могут копировать друг друга, они все равно могут общаться через ретранслятор.
Один тип ретранслятора SSTV активируется станцией, посылающей ему тон 1750 Гц. Ретранслятор отправляет K в коде Морзе для подтверждения своей активации, после чего станция должна начать посылать изображение в течение примерно 10 секунд. После приема полученное изображение передается на рабочей частоте ретранслятора. Другой тип активируется сигналом вертикальной синхронизации SSTV (код VIS).
В зависимости от используемого программного обеспечения (например, MMSSTV, JVComm32, MSCAN) ретранслятор SSTV обычно работает в обычных режимах SSTV.
Ретрансляторы могут быть связаны вместе, чтобы сформировать то, что известно как связанная система ретрансляторов или связанная сеть ретрансляторов . В такой системе, когда один ретранслятор активируется, принимая сигнал, все остальные ретрансляторы в сети также активируются и будут передавать тот же сигнал. Соединения между ретрансляторами устанавливаются по радио (обычно на другой частоте, нежели опубликованная частота передачи) для максимальной надежности. В некоторых сетях есть функция, позволяющая пользователю включать или выключать дополнительные ретрансляторы и каналы в сети. Эта функция обычно выполняется с помощью тонов DTMF для управления сетевой инфраструктурой. Такая система обеспечивает покрытие на большой площади, обеспечивая связь между любителями, часто находящимися на расстоянии сотен миль (несколько сотен км) друг от друга. Эти системы используются для зональной или региональной связи, например, в сетях Skywarn , где наблюдатели за штормами передают сводки об опасных погодных условиях . Все, что нужно знать пользователю, это какой канал использовать в какой области.
Чтобы улучшить прием на большой площади, можно также выполнить подобную связанную настройку с помощью так называемой системы голосований-приемников . В голосовающем приемнике есть несколько спутниковых приемников, настроенных на прием на одной и той же частоте (той, на которой передают пользователи). Все спутниковые приемники подключены к панели селектора голосования, которая переключается с приемника на приемник на основе наилучшего успокаивающего (самого сильного) сигнала, а выход селектора фактически запускает центральный ретранслятор-передатчик. Правильно настроенная система голосования может переключаться много раз в секунду и фактически может «собирать» многосложное слово, используя другой спутниковый приемник для каждого слога. Такая система может использоваться для расширения покрытия маломощных мобильных радиостанций или портативных радиостанций, которые в противном случае не смогли бы набрать центральное местоположение, но могут принимать сигнал с центрального местоположения без проблем. Системы голосования не требуют никаких знаний или усилий со стороны пользователя — система просто кажется, что имеет портативное покрытие выше среднего.
Ретрансляторы также могут быть подключены через Интернет с использованием технологий передачи голоса по IP ( VoIP ). Связи VoIP являются удобным способом подключения удаленных ретрансляторов, которые в противном случае были бы недоступны для распространения радиосигналов VHF/UHF. Популярные протоколы любительской радиосвязи VoIP включают AllStarLink/HamVoIP, D-STAR , Echolink , IRLP , WIRES и eQSO . Цифровое мобильное радио (DMR), D-STAR, Fusion, P25 и NXDN — все они имеют кодек в пользовательском радио и вместе с закодированным звуком также отправляют и получают номер пользователя и информацию о пункте назначения, чтобы можно было поговорить с другим конкретным пользователем или с разговорной группой. Две такие всемирные сети — DMR-MARC и Brandmeister.
Например, симплексный шлюз может использоваться для подключения симплексного ретранслятора к сети ретрансляторов через Интернет.
