Распределение любительских радиочастот осуществляется национальными органами телекоммуникаций. В глобальном масштабе Международный союз электросвязи (МСЭ) контролирует, сколько радиоспектра отведено для любительских радиопередач. Отдельные любительские станции могут свободно использовать любую частоту в пределах разрешенных диапазонов частот; разрешенные диапазоны могут различаться в зависимости от класса лицензии станции.
Радиолюбители используют различные режимы передачи, включая азбуку Морзе , радиотелетайп , данные и голос. Конкретные распределения частот различаются от страны к стране и между регионами МСЭ, как указано в текущих распределениях частот МСЭ для любительского радио. [1] Список диапазонов частот называется распределением полосы , которое может быть установлено международными соглашениями и национальными правилами. Режимы и типы распределения в пределах каждой полосы частот называются планом полосы ; он может быть определен регулированием, но чаще всего устанавливается соглашениями между операторами любительской радиосвязи.
Национальные органы регулируют любительское использование радиодиапазонов. Некоторые диапазоны могут быть недоступны или иметь ограничения на использование в определенных странах или регионах. Международные соглашения назначают любительские радиодиапазоны, которые различаются в зависимости от региона. [2] [3]
Частоты выше 30 МГц называются областью очень высоких частот (VHF), а те, что выше 300 МГц, называются областью сверхвысоких частот (UHF). Выделенные полосы для любителей имеют ширину в несколько мегагерц , что позволяет использовать режимы передачи звука высокой точности ( FM ) и очень быстрые режимы передачи данных, которые невозможны для распределения в диапазоне килогерц в диапазонах HF .
В то время как распространение "прямой видимости" является основным фактором для расчета дальности, большая часть интереса к диапазонам выше HF возникает из-за использования других режимов распространения. Сигнал, передаваемый на VHF с портативного устройства, обычно проходит около 5–10 км (3–6 миль) в зависимости от рельефа местности. С маломощной домашней станцией и простой антенной дальность составит около 50 км (30 миль).
С большой антенной системой, такой как длинная Яги , и более высокой мощностью (обычно 100 Вт или более) контакты на расстоянии около 1 000 км (600 миль) с использованием кодов Морзе (CW) и однополосных (SSB) режимов являются обычным явлением. Радиолюбители стремятся использовать пределы обычных характеристик частот, стремясь изучить, понять и поэкспериментировать с возможностями этих расширенных режимов распространения.
Иногда несколько различных ионосферных условий позволяют сигналам выходить за пределы обычных пределов прямой видимости. Некоторые любители на VHF стремятся воспользоваться "открытиями диапазонов", где естественные явления в атмосфере и ионосфере значительно расширяют дальность радиопередачи по сравнению с их обычным диапазоном. Многие радиолюбители слушают часами, надеясь воспользоваться этими случайными "открытиями" для расширенного распространения.
Ионосферные условия называются спорадическим E и аномальным усилением . Менее часто используемые аномальные режимы — тропосферное рассеяние и северное сияние . Также возможны отскок Луны и спутниковая ретрансляция .
Некоторые отверстия вызваны островами интенсивной ионизации верхней атмосферы, известными как ионосфера слоя E. Эти острова интенсивной ионизации называются « спорадическими E » и приводят к неустойчивым, но часто сильным характеристикам распространения на «нижнем[ем] диапазоне» радиочастот VHF.
6-метровый любительский диапазон попадает в эту категорию, часто называемую «волшебной группой», которая часто «открывается» из одной небольшой области в другую небольшую географическую область на расстоянии 1 000–1 700 км (600–1 000 миль) в течение весенних и ранних летних месяцев. Это явление происходит в осенние месяцы, хотя и не так часто.
Открытие полос иногда вызвано погодным явлением, известным как тропосферная «инверсия» , когда застойная область высокого давления вызывает чередующиеся стратифицированные слои теплого и холодного воздуха, как правило, удерживая более холодный воздух внизу. Это может привести к смогу или туманным дням, но также заставляет радиопередачи VHF и UHF перемещаться или проходить вдоль границ этих теплых/холодных атмосферных слоев. Известно, что радиосигналы перемещаются на сотни, даже тысячи километров (миль) из-за этих уникальных погодных условий.
Например: самое большое расстояние, на котором сообщалось о контакте из-за тропосферной рефракции на 2 метрах, составляет 4 754 км (2 954 мили) между Гавайями и судном к югу от Мексики . Были сообщения о приеме односторонних сигналов от Реюньона до Западной Австралии , на расстоянии более 6 000 км (4 000 миль). [4]
Тропическое рассеяние происходит, когда капли воды и частицы пыли преломляют сигнал VHF или UHF над горизонтом. Используя относительно высокую мощность и антенну с высоким коэффициентом усиления, это распространение даст незначительное улучшение связи VHF и UHF за горизонтом на расстоянии до нескольких сотен километров (миль). В 1970-х годах операторы коммерческих «узлов рассеяния», использующие огромные параболические антенны и высокую мощность, успешно использовали этот режим для телефонных услуг связи в отдаленных северных поселениях Аляски и Канады.
Спутниковый, подземный оптоволоконный и наземный микроволновый доступ отодвинули коммерческое использование тропосферного рассеяния в историю. Из-за высокой стоимости и сложности этот режим обычно недоступен для среднестатистического радиолюбителя.
Раскрытия диапазонов F2 и TE от других ионосферных режимов отражения/преломления или распространения небесной волны , как их называют, также могут иногда возникать на нижних частотах диапазона УКВ 6 или 4 метра и очень редко на 2 метрах (верхний диапазон УКВ) во время экстремальных пиков в 11-летнем цикле солнечной активности.
Самый длинный наземный контакт, когда-либо зарегистрированный на 2 метрах (146 МГц), был между станцией в Италии и станцией в Южной Африке, на расстоянии 7 784 км (4 837 миль), с использованием трансэкваториального аномального усиления (TE) ионосферы над геомагнитным экватором. Это усиление известно как TE, или трансэкваториальное распространение, и (обычно) происходит на широтах 2 500–3 000 км (1500–1900 миль) по обе стороны от экватора. [5]
Интенсивная солнечная буря, вызывающая северное сияние, также время от времени улучшает распространение радиоволн КВ-диапазона (6-метрового). Полярные сияния лишь изредка влияют на сигналы в диапазоне 2 метра . Сигналы часто искажаются и на более низких частотах придают странный «водянистый звук» нормально распространяющимся КВ-сигналам. Пиковые сигналы обычно приходят с севера, даже если сигнал исходит от станции, расположенной к востоку или западу от приемника. Этот эффект наиболее значим на широтах севернее 45 градусов.
Радиолюбители успешно общаются, отражая свои сигналы от поверхности Луны, что называется передачей Земля-Луна-Земля (EME) .
Режим требует умеренно высокой мощности (более 500 Вт) и довольно большой антенны с высоким коэффициентом усиления , поскольку потери на пути распространения в обоих направлениях составляют порядка 270 дБ для сигналов длиной 70 см. Обратные сигналы слабы и искажены из-за относительных скоростей передающей станции, Луны и приемной станции. Поверхность Луны также очень каменистая и неровная.
Из-за слабых, искаженных обратных сигналов, связь Moon Bounce использует цифровые режимы. Например, старомодный код Морзе или современный JT65 , разработанный для работы со слабыми сигналами.
Спутниковая ретрансляция на самом деле не является режимом распространения, а скорее активной системой ретранслятора. Спутники были весьма успешны в предоставлении пользователям VHF/UHF/SHF "распространения" за горизонт.
Любители спонсировали запуск десятков спутников связи с 1970-х годов. Эти спутники обычно известны как OSCAR (Orbiting Satellite Carrying Amateur Radio). Кроме того, на борту МКС имеются ретрансляторы любительской радиосвязи и службы радиолокации.
Любительское телевидение (ATV) — это хобби , связанное с передачей совместимого с вещанием видео и аудио посредством любительского радио. Оно также включает в себя изучение и создание таких передатчиков и приемников , а также распространение между ними.
В странах NTSC работа ATV требует возможности использовать канал шириной 6 МГц. Все диапазоны на VHF или ниже имеют ширину менее 6 МГц, поэтому работа ATV ограничена UHF и выше. Требования к полосе пропускания будут отличаться от этого для передач PAL и SECAM .
Работа ATV в диапазоне 70 см особенно популярна, поскольку сигналы можно принимать на любом кабельном телевизоре. Работа в диапазонах 33 см и 23 см легко дополняется доступностью различных разновидностей беспроводных видеоустройств потребительского класса, которые существуют и работают на нелицензируемых частотах, совпадающих с этими диапазонами.
Для работы вездехода с повторителем требуются специально оборудованные повторители.
Традиционно любительским станциям редко разрешалось работать на частотах ниже средневолнового вещательного диапазона , но в последнее время, поскольку исторические пользователи этих низких частот освобождают спектр, освободилось ограниченное пространство для новых выделений любительской радиосвязи и специальных экспериментальных работ.
Поскольку части диапазона 500 кГц больше не используются для регулярной морской связи, [ требуется ссылка ] некоторые страны разрешают любительскую радиотелеграфную связь в этом диапазоне. Однако многие страны продолжают ограничивать эти частоты, которые исторически были зарезервированы для морских и авиационных сигналов бедствия. [6]
Диапазон 2 200 метров доступен для использования в нескольких странах, и Всемирная конференция радиосвязи 2007 года (ВКР-07) рекомендовала его в качестве всемирного любительского распределения. До введения диапазона 2 200 метров в Великобритании в 1998 году работа на еще более низкой частоте 73 кГц в диапазоне НЧ- сигнала времени была разрешена с 1996 по 2003 год.
ITU Region 1 соответствует Европе, России, Африке и Ближнему Востоку. Для ITU Region 1 план диапазонов Радиосообщества Великобритании будет более определен (нажмите на кнопки внизу страницы).
На следующих диаграммах показаны добровольные планы частот, используемые любителями в регионе 1 МСЭ. В отличие от США, слоты для различных режимов передачи не устанавливаются любительской лицензией, но большинство пользователей следуют этим рекомендациям.
Регион 2 МСЭ включает Америку, включая Гренландию.
Распределение частот для радиолюбителей в регионе МСЭ 2 следующее:
Первичным (первоочередным) пользователем 60-метрового диапазона является Национальное управление по телекоммуникациям и информации США (NTIA). С 5 марта 2012 года FCC разрешает CW, USB и некоторые цифровые режимы на этих частотах любителям на вторичной основе.
Отчет и приказ FCC разрешают использование цифровых режимов, соответствующих обозначению излучения «60H0J2B», которое включает PSK31 , а также любой сигнал RTTY с полосой пропускания менее 60 Гц. Отчет и приказ также разрешают использование режимов, соответствующих обозначению излучения «2K80J2D», которое включает любой цифровой режим с полосой пропускания 2,8 кГц или менее, технические характеристики которого были задокументированы публично, согласно Части 97.309(4) Правил FCC. Такие режимы включают PACTOR I, II или III, пакет 300 бод , MFSK , MT63 , Contestia , Olivia , DominoEX и другие.
На 60 метрах радиолюбители ограничены только одним сигналом на канал, а автоматическая работа не допускается. Кроме того, FCC продолжает требовать, чтобы все цифровые передачи были сосредоточены на частотах центра канала, которые Отчет и Приказ определяют как на 1,5 кГц выше подавленной несущей частоты трансивера, работающего в режиме верхней боковой полосы (USB). Поскольку любительское радиооборудование отображает несущую частоту, операторам важно понимать правильные расчеты частоты для цифровых режимов «звуковой карты», чтобы обеспечить соответствие требованиям центра канала.
У ARRL есть « подробный план группы»для радиолюбителей США с указанием распределения частот в каждом диапазоне.
У RAC есть «таблица, показывающая частоты, доступные любителям в Канаде». 21 июня 2017 г..
Регион 3 ITU состоит из Австралии, Индонезии, Японии, Новой Зеландии, южной части Тихого океана и Азии к югу от Сибири. Распределение частот IARU для радиолюбителей в регионе 3 ITU [9] следующее:
Диапазоны выше 1300 МГц: обществам следует консультироваться с сообществом любителей спутниковой связи по поводу предлагаемых рабочих частот спутников, прежде чем принимать решение о местных планах диапазонов выше 1300 МГц.
Не все союзы-члены следуют этому плану. Например, ACMA не позволяет австралийским любителям использовать диапазоны 3,700 МГц - 3,768 МГц и 3,800 МГц - 3,900 МГц, выделяя этот регион для экстренных и амбулаторных служб (выделения можно найти, проведя поиск в регистре ACMA Radcomms [2].)
Институт беспроводной связи Австралии располагает таблицами любительских частот для Австралии.
Новозеландская ассоциация радиопередатчиков (NZART) располагает таблицами любительских частот для Новой Зеландии.
У японцев есть таблицы любительских частот в Японии [10]
Радиолюбители могут заниматься спутниковой и космической связью; однако частоты, разрешенные для такой деятельности, выделяются отдельно от более общих радиолюбительских диапазонов.
Согласно правилам Международного союза электросвязи , все любительские радиооперации могут осуществляться только в пределах 50 километров (31 мили) от поверхности Земли. Таким образом, Службе любительской радиосвязи не разрешается заниматься спутниковыми операциями; однако существует родственная радиослужба, называемая Любительской спутниковой службой , которая разрешает спутниковые операции для тех же целей, что и Служба любительской радиосвязи .
В большинстве стран лицензия на любительскую радиосвязь предоставляет привилегии на эксплуатацию в обеих службах, и на практике юридическое различие между двумя службами очевидно для обычного лицензиата. Основная причина, по которой эти две службы разделены, заключается в ограничении частот, доступных для спутниковых операций. Из-за общего характера распределения любительской радиосвязи на международном уровне и характера спутников, перемещающихся по всему миру, МСЭ не считает все любительские радиодиапазоны подходящими для спутниковых операций. Будучи отделенной от любительской радиослужбы , любительская спутниковая служба получает свои собственные распределения частот. Все распределения находятся в пределах любительских радиодиапазонов, и за одним исключением распределения одинаковы во всех трех регионах МСЭ .
Некоторые из распределений ограничены МСЭ в том, в каком направлении могут быть отправлены передачи (например: «Земля-космос» или только восходящие линии связи). Все любительские спутниковые операции происходят в пределах распределений, указанных в таблице ниже, за исключением AO-7 , у которого восходящая линия связи находится в диапазоне от 432,125 МГц до 432,175 МГц.