Рация , более официально известная как портативный приемопередатчик , HT или портативное радио , представляет собой портативный двухсторонний радиопередатчик . Его разработка во время Второй мировой войны по-разному приписывается Дональду Хингсу , радиоинженеру Альфреду Дж. Гроссу , Генрику Магнуски и инженерным группам Motorola . Впервые использовавшаяся для пехоты, аналогичные конструкции были созданы для полевой артиллерии и танковых подразделений, а после войны рации распространились на общественную безопасность и, в конечном итоге, на коммерческую деятельность и работу на рабочих площадках. [1]
Типичные рации напоминают телефонную трубку с динамиком , встроенным в один конец, и микрофоном в другой (в некоторых устройствах динамик также используется в качестве микрофона) и антенной, установленной в верхней части устройства. Их подносят к лицу, чтобы говорить. Рация — это полудуплексное устройство связи. Несколько раций используют один радиоканал, и только одна радиостанция на канале может передавать одновременно, хотя слушать может любое количество людей. Приемопередатчик обычно находится в режиме приема; когда пользователь хочет поговорить, он должен нажать кнопку « push-to-talk » (PTT), которая выключает приемник и включает передатчик. Некоторые устройства имеют дополнительные функции, такие как отправка вызовов, прием вызовов с вибросигналом, блокировка клавиатуры и секундомер. [2] [3] Меньшие рации также очень популярны среди маленьких детей.
В соответствии со статьей 1.73 Регламента радиосвязи МСЭ рация классифицируется как радиостанция / наземная подвижная станция .
Портативные двухсторонние радиостанции были разработаны военными на основе ранцевых радиостанций, которые носили солдаты пехотного отделения, чтобы поддерживать связь отделения со своими командирами. Канадский изобретатель Дональд Хингс был первым, кто создал портативную систему радиосигнализации для своего работодателя CM&S в 1937 году. Он назвал систему «packset», хотя позже она стала известна как «walkie-talkie». В 2001 году Хингс получил Орден Канады за значимость устройства для военных действий. [4] [5] Модель Хингса C-58 «Handie-Talkie» находилась на военной службе к 1942 году, результат секретных НИОКР, которые начались в 1940 году. [6]
Альфред Дж. Гросс , радиоинженер и один из разработчиков системы Джоан-Элеонор , также работал над ранней технологией, лежащей в основе рации, между 1938 и 1941 годами, и иногда его считают изобретателем этой рации. [7]
Первое устройство, получившее широкое прозвище «уоки-токи», было разработано американскими военными во время Второй мировой войны, ранцевая Motorola SCR-300 . Она была создана в 1940 году инженерной группой в Galvin Manufacturing Company (предшественнице Motorola). Группа состояла из Мэрион Бонд, Ллойда Морриса, Билла Фогеля, Дэна Нобла , который задумал конструкцию с использованием частотной модуляции , и Генрика Магнуски , который был главным инженером по радиочастотам . [8]
Первой портативной рацией была AM SCR-536 трансивер 1941 года, также произведенная Motorola, названная Handie-Talkie (HT). [9] Термины часто путают сегодня, но изначально рация относилась к модели, устанавливаемой на спине, в то время как handie-talkie было устройством, которое можно было держать полностью в руке. Оба устройства использовали вакуумные трубки и питались от высоковольтных сухих батарей.
После Второй мировой войны компания Raytheon разработала военную замену SCR-536, AN/PRC-6 . Схема AN/PRC-6 использовала 13 электронных ламп (приемник и передатчик); второй набор из тринадцати ламп поставлялся с устройством в качестве запасных частей. Устройство было установлено на заводе с одним кристаллом , который можно было изменить на другую частоту в полевых условиях путем замены кристалла и повторной настройки устройства. Оно использовало 24-дюймовую штыревую антенну . Была дополнительная телефонная трубка, которая могла быть подключена к AN/PRC-6 с помощью 5-футового кабеля. Для переноски и поддержки во время работы был предусмотрен регулируемый ремень. [10]
В середине 1970-х годов Корпус морской пехоты США инициировал разработку командной радиостанции для замены неудовлетворительного нашлемного приемника AN/PRR-9 и ручного приемопередатчика AN/PRT-4 (оба были разработаны армией США ). AN/PRC-68, впервые произведенная в 1976 году компанией Magnavox , была передана морским пехотинцам в 1980-х годах и также принята на вооружение армией США.
Аббревиатура HT, полученная от торговой марки Motorola "Handie-Talkie", обычно используется для обозначения портативных ручных радиостанций для любителей , [11] а "walkie-talkie" часто используется как термин для неспециалистов или специально для обозначения игрушки. Пользователи общественной безопасности и коммерческие пользователи обычно называют свои портативные устройства просто "радио". Излишки Motorola Handie-Talkies попали в руки операторов любительской радиосвязи сразу после Второй мировой войны. Радиостанции Motorola для общественной безопасности 1950-х и 1960-х годов были предоставлены взаймы или подарены любительским группам в рамках программы гражданской обороны . Чтобы избежать нарушения прав на товарный знак, другие производители используют такие обозначения, как "Handheld Transceiver" или "Handie Transceiver" для своей продукции.
Рации широко используются в любых условиях, где необходима портативная радиосвязь, включая бизнес, общественную безопасность , армию, отдых на природе и т. п., и устройства доступны по различным ценам от недорогих аналоговых устройств, продаваемых как игрушки, до защищенных (т. е. водонепроницаемых или искробезопасных ) аналоговых и цифровых устройств для использования на лодках или в тяжелой промышленности. Большинство стран разрешают продажу раций, по крайней мере, для бизнеса, морской связи и некоторых ограниченных личных целей, таких как CB-радио , а также для любительских радиопроектов.
Рации для общественной безопасности, а также коммерческого и промышленного использования могут быть частью транкинговых радиосистем , которые динамически распределяют радиоканалы для более эффективного использования ограниченного радиоспектра. Такие системы всегда работают с базовой станцией , которая действует как ретранслятор и контроллер, хотя отдельные трубки и мобильные телефоны могут иметь режим, который обходит базовую станцию.
Рации, благодаря все более широкому использованию миниатюрной электроники, могут быть сделаны очень маленькими, некоторые персональные двусторонние модели UHF-радио могут быть меньше колоды карт (хотя VHF и HF-устройства могут быть существенно больше из-за необходимости в более крупных антеннах и аккумуляторных батареях). Кроме того, по мере снижения стоимости можно добавлять расширенные возможности шумоподавления , такие как CTCSS (аналоговый шумоподавитель) и DCS (цифровой шумоподавитель) (часто продаваемые как «коды конфиденциальности») к недорогим радиостанциям, а также возможности голосового скремблирования и транкинга. Некоторые устройства (особенно любительские HT) также включают в себя DTMF- клавиатуры для удаленного управления различными устройствами, такими как ретрансляторы . Некоторые модели включают в себя возможность VOX для работы без помощи рук, а также возможность присоединения внешних микрофонов и динамиков.
Потребительское и коммерческое оборудование различаются по ряду параметров; коммерческое оборудование, как правило, прочное, с металлическими корпусами и часто имеет только несколько запрограммированных в нем определенных частот (часто, хотя и не всегда, с помощью компьютера или другого внешнего программирующего устройства; более старые устройства могут просто менять кристаллы), поскольку определенный бизнес или агент общественной безопасности часто должен придерживаться определенного распределения частот. С другой стороны, потребительское оборудование, как правило, делается небольшим, легким и способным получать доступ к любому каналу в пределах указанного диапазона, а не только к подмножеству назначенных каналов.
Военные организации используют портативные радиостанции для различных целей. Современные подразделения, такие как многополосная меж-/внутригрупповая радиостанция (MBITR) AN/PRC-148 , могут общаться на различных диапазонах и схемах модуляции, а также включают возможности шифрования .
Рации (также известные как HT или «ручные трансиверы») широко используются радиолюбителями . Хотя переделанные коммерческие устройства такими компаниями, как Motorola, не являются редкостью, многие компании, такие как Yaesu , Icom и Kenwood , разрабатывают модели специально для любительского использования. Хотя внешне они похожи на коммерческие и персональные устройства (включая такие вещи, как функции шумоподавления CTCSS и DCS, используемые в основном для активации ретрансляторов любительской радиосвязи ), любительское оборудование обычно имеет ряд особенностей, которые не свойственны другому оборудованию, в том числе:
Цифровые голосовые режимы доступны на некоторых любительских HT. Например, новейшие дополнения к службе любительского радио — это Next Generation Digital Narrowband (NXDN) и Digital Smart Technology for Amateur Radio или D-STAR . Портативные радиостанции с этими технологиями обладают несколькими расширенными функциями, включая более узкую полосу пропускания, одновременную передачу голоса и сообщений, отчеты о местоположении GPS и маршрутизацию радиовызовов по позывным по широкой международной сети.
Как уже упоминалось, коммерческие рации иногда можно перепрограммировать для работы на любительских частотах. Радиолюбители могут делать это по соображениям стоимости или из-за того, что коммерческое оборудование класса общественной безопасности более прочно сконструировано и лучше спроектировано, чем специально разработанное любительское оборудование, которое производится по цене.
Персональные рации стали популярными также из-за безлицензионных служб (таких как FRS США, PMR446 Европы и UHF CB Австралии ) в других странах. Хотя рации FRS также иногда используются в качестве игрушек, поскольку массовое производство делает их недорогими, они имеют надлежащие супергетеродинные приемники и являются полезным средством связи как для делового, так и для личного использования. Однако бум безлицензионных трансиверов стал источником разочарования для пользователей лицензированных служб, которые иногда сталкиваются с помехами. Например, FRS и GMRS пересекаются в Соединенных Штатах, что приводит к значительному пиратскому использованию частот GMRS. Использование частот GMRS (США) требует лицензии; однако большинство пользователей либо игнорируют это требование, либо не знают об этом. Канада перераспределила частоты для безлицензионного использования из-за сильных помех со стороны пользователей GMRS США. Европейские каналы PMR446 попадают в середину любительского распределения UHF США, а каналы FRS США мешают связи общественной безопасности в Соединенном Королевстве. Конструкции персональных раций в любом случае строго регламентируются, как правило, требуя несъемных антенн (за несколькими исключениями, такими как радио CB и распределение MURS США ) и запрещая модифицированные радиостанции.
Большинство продаваемых персональных раций предназначены для работы в диапазоне УВЧ и спроектированы очень компактными, с кнопками для переключения каналов и других настроек на лицевой стороне радиостанции и короткой фиксированной антенной. Большинство таких устройств изготовлены из тяжелого, часто ярко окрашенного пластика, хотя некоторые более дорогие устройства имеют прочные металлические или пластиковые корпуса. Коммерческие радиостанции часто предназначены для использования в таких диапазонах, как GMRS или MURS (последний из которых имел очень мало легкодоступного специального оборудования). Кроме того, доступны рации CB, но они менее популярны из-за характеристик распространения диапазона 27 МГц и общей громоздкости задействованного оборудования.
Персональные рации, как правило, предназначены для обеспечения легкого доступа ко всем доступным каналам (и, если они предусмотрены, кодам шумоподавления ) в пределах указанного распределения устройства.
Персональные двухсторонние радиостанции также иногда комбинируются с другими электронными устройствами; серия Garmin Rino объединяет GPS-приемник в одном корпусе с FRS/GMRS-рацией (позволяющей пользователям Rino передавать друг другу цифровые данные о местоположении). Некоторые персональные радиостанции также включают приемники для AM- и FM-радиовещания и, где применимо, NOAA Weather Radio и подобных систем, вещающих на тех же частотах. Некоторые конструкции также позволяют отправлять текстовые сообщения и изображения между аналогично оборудованными устройствами.
В то время как рабочие и правительственные радиостанции часто оцениваются по выходной мощности, потребительские радиостанции часто и спорно оцениваются по милям или километрам. Из-за распространения сигналов UHF по прямой видимости опытные пользователи считают такие оценки сильно преувеличенными, и некоторые производители начали печатать на упаковке оценки дальности на основе рельефа местности, а не просто выходной мощности.
В то время как основная часть трафика персональных раций находится в диапазоне 27 МГц и 400–500 МГц спектра УВЧ, есть некоторые устройства, которые используют диапазон 49 МГц «Часть 15» (совместно с беспроводными телефонами, радионянями и аналогичными устройствами), а также диапазон 900 МГц «Часть 15»; по крайней мере в США устройства в этих диапазонах не требуют лицензий, если они соответствуют правилам выходной мощности FCC Часть 15. Компания под названием TriSquare, по состоянию на июль 2007 года, продает серию раций в Соединенных Штатах, основанных на технологии скачкообразного расширения спектра, работающих в этом диапазоне частот под названием eXRS (eXtreme Radio Service — несмотря на название, это запатентованная разработка, а не официальное распределение FCC США). Схема расширения спектра, используемая в радиостанциях eXRS, позволяет использовать до 10 миллиардов виртуальных «каналов» и обеспечивает конфиденциальную связь между двумя или более устройствами.
Маломощные версии, освобожденные от требований лицензирования, также являются популярными детскими игрушками , такими как Fisher Price Walkie-Talkie для детей, показанная на верхнем изображении справа. До изменения статуса CB -радио с лицензированного на «разрешенный частью» (правила FCC Часть 95) типичная игрушечная рация, доступная в Северной Америке, была ограничена 100 милливаттами мощности на передачу и использовала один или два канала с кварцевой регулировкой в гражданском диапазоне 27 МГц , используя только амплитудную модуляцию (AM). Более поздние игрушечные рации работали в диапазоне 49 МГц, некоторые с частотной модуляцией (FM), совместно с беспроводными телефонами и радионянями. Самые дешевые устройства очень просты в электронном плане (одночастотные, с кварцевой стабилизацией , как правило, основанные на простой дискретной транзисторной схеме, в то время как «взрослые» рации используют микросхемы ), могут использовать сверхрегенеративные приемники и могут даже не иметь регулятора громкости, но они, тем не менее, могут быть искусно украшены, часто внешне напоминая более «взрослые» радиостанции, такие как FRS или средства общественной безопасности. В отличие от более дорогих устройств, недорогие игрушечные рации могут не иметь отдельных микрофонов и динамиков; динамик приемника иногда выполняет функцию микрофона в режиме передачи.
Необычной функцией, распространенной на детских рациях, но редко доступной в других случаях даже на любительских моделях, является «кодовый ключ», то есть кнопка, позволяющая оператору передавать код Морзе или похожие тоны на другую рацию, работающую на той же частоте. Обычно оператор нажимает кнопку PTT и набирает сообщение, используя шпаргалку с кодом Морзе , прикрепленную в виде наклейки к радиостанции. Однако, поскольку код Морзе вышел из широкого использования за пределами любительских радиокругов, некоторые такие устройства либо имеют сильно упрощенную кодовую этикетку, либо вообще не имеют наклейки.
Кроме того, радиостанции UHF компании Family Radio Service иногда покупаются и используются в качестве игрушек, хотя обычно они явно не рекламируются как таковые (но см. линейку ChatNow компании Hasbro , которая передает как голосовые, так и цифровые данные в диапазоне FRS).
Некоторые сети сотовой связи предлагают трубку push-to-talk, которая позволяет работать по принципу рации через сотовую сеть, не набирая номер каждый раз. Однако оператор сотовой связи должен быть доступен.
Помимо использования на суше, водонепроницаемые рации также используются для морской связи VHF и авиационной связи, особенно на небольших судах и сверхлегких самолетах , где установка стационарного радио может быть непрактичной или дорогой. Часто такие устройства будут иметь переключатели для обеспечения быстрого доступа к аварийным и информационным каналам. Они также используются в прогулочных UTV для координации логистики, защиты водителей от пыли и обычно подключаются к интеркому и гарнитурам.
Искробезопасные рации часто требуются в тяжелых промышленных условиях, где радио может использоваться в окружении легковоспламеняющихся паров. Это обозначение означает, что ручки и переключатели в радио спроектированы так, чтобы не создавать искры при работе.
Существует множество мобильных приложений , которые имитируют взаимодействие в стиле рации/ push-to-talkе . Они позиционируются как асинхронная связь с низкой задержкой. Преимущества, которые рекламируются по сравнению с двусторонними голосовыми вызовами, включают: асинхронность, не требующую полного взаимодействия с пользователем (как SMS ), и это передача голоса по IP ( VOIP ), поэтому она не использует минуты по сотовому тарифному плану.
На рынке представлены приложения, которые предлагают взаимодействие в стиле рации для аудио, в том числе Hytera , [14] Voxer , Zello , Orion Labs, Motorola Wave и HeyTell и другие. [15]
Другие продукты-рации на базе смартфонов производятся такими компаниями, как goTenna , Fantom Dynamics и BearTooth, и предлагают радиоинтерфейс. [ требуется ссылка ] В отличие от приложений, зависящих от мобильных данных, эти продукты работают путем сопряжения с приложением на смартфоне пользователя и работают через радиоинтерфейс. [16]
Существуют различные типы аксессуаров для раций, такие как аккумуляторные батареи, зарядные устройства Drop-In, многоблочные зарядные устройства для зарядки до шести устройств одновременно и разъем для аудиоаксессуаров, который можно использовать для гарнитур или микрофонов. Более новые модели позволяют подключаться к беспроводным гарнитурам через Bluetooth . Некоторые модели также оснащаются интеграцией Wi-Fi, например, Motorola XIRP 8600i series. [17]
