Радиостанция (техническое средство)

Радиоста́нция — устройство, комплекс устройств или система инженерных сооружений и радиоэлектронных приборов, предназначенное для приёма и/или передачи радиоволн. Несмотря на то, что формально радиоприёмные устройства относятся к радиостанциям, на практике, в литературе и документации под радиостанциями, обычно, понимают только передающие и приёмопередающие технические средства.

Также под термином радиоста́нция понимают предприятие (учреждение) массовой информации, занимающееся радиовещанием. «Радиостанция», как средство СМИ может и не обладать собственной радиостанцией, а арендовать эфирное время у других, вести передачи по проводным каналам либо в интернете.

Радиостанция как техническое средство

Радиостанция как технический комплекс состоит, в общем случае, из следующих основных компонентов.

Передатчик

Основная статья: Радиопередатчик

Приемник

Основная статья: Радиоприёмник

Антенно-фидерное устройство

Основная статья: Антенна

Классификация и использование радиочастот

• Длинные волны (ДВ) частота 30-300 кГц (длина волны 10-1 км). Используется для сверхнадёжного вещания по принципу: один (сверхмощный — сотни киловатт) передатчик — несколько тысяч км зона вещания. Приём слабо зависит от времени года и суток, и солнечных вспышек. Однако наиболее хорошие условия приёма ночью, зимой, в годы минимума солнечной активности. Приём сильно ухудшают искровые помехи от электрических сетей, и от грозовых разрядов.
  Передающие антенны — грандиозные сооружения, мачты высотой сотни метров и километровой длины полотна антенны. Приёмные антенны двух видов — длинный провод от одного до десятков метров длиной, либо магнитная антенна.
  Недостатком этого диапазона является не только крайняя его узость, но также, последние пару десятилетий, значительные затруднения приёма в городах из-за наличия большого числа импульсных источников вторичного электропитания, работающих на частотах 30-250 кГц и выше.

• Средние волны (СВ) частота 300 кГц-3 МГц, (длина волны 1000—100 метров) — практически всё очень похоже на ДВ, однако днём зона вещания не превышает 100—300 км, ночью возможна передача на гораздо большее расстояние.

• Короткие волны (КВ) частота 3 МГц-30 МГц, (длина волны 100м-10м) — достаточно низкое качество сигнала, за счёт селективных (неравномерных) замираний, но помех меньше, чем на ДВ и СВ. Ближняя (не подверженная искажениям и замираниям) зона до 50 км, в вещании практически не используется. Для вещания используется дальняя зона — тысячи км. Качество приёма очень сильно зависит от времени года и суток, и солнечных бурь, зато при удачных условиях, возможен приём киловаттного передатчика за несколько тысяч км.
  Между ближней и дальней зонами существует мёртвая зона (обычно 100—1000 км). В этой зоне приём невозможен.

• Ультракороткие волны (УКВ) — 66-72 МГц, 88-108 МГц (длина волны — около 4 и около 3 метров) — локальное вещание, относительно дешёвый радиопередатчик и антенна (при этом плата за пользование частотой может быть очень большой, а сами частоты — распределяться государством по конкурсу). Используется только ближняя зона вещания — не более 50-100 км (при приёме на наружную стационарную антенну), не более 10-30 км (при приёме на автомобильную антенну и на антенну мобильного телефона или плеера). Используется высококачественное стереовещание (определяемое методом передачи — частотная модуляция, ЧМ), сравнимое с качеством MP3-плеера. Представленные выше цифры дальности сильно зависят от мощности передатчика и высоты и типа передающей антенны, и больше подходят для монорежима. Для качественного стереоприёма дальность следует уменьшить в 2-3 раза.
  • Поддиапазоны УКВ:
    • УКВ OIRT (УКВ1) — OIRT (стерео — разностный сигнал) иногда CCIR
    • УКВ CCIR (УКВ2) — CCIR (стерео — с пилотным тоном), иногда с RDS. В быту этот диапазон часто называют FM (частотная модуляция), хотя они оба частотномодулированы.

Разновидности радиостанций

Цифровые радиостанции

Основная статья: Digital Radio Mondiale

Цифровые радиостанции (DRM, англ. Digital Radio Mondiale) передают сжатый и закодированный цифровой сигнал. Диапазоны от ДВ до КВ. Качество высокое при небольшой мощности передатчика. Уже ведутся регулярные передачи десятков станций, однако формат пока не получил широкого распространения из-за нераспространённости приёмников.

Телевизионные станции

Основная статья: Телевидение

УКВ (МВ и ДМВ) радиостанции, передающие телевизионный сигнал. Вещание локальное. Ширина сигнала от 4 до 6 МГц. В широко используемом пока аналоговом телевидении (NTSC, PAL, SECAM) используется амплитудная модуляция для передачи изображения и частотная модуляция для передачи звука.

Бортовые радиостанции

КВ радиостанция Fusprech на бронетранспортёре, Германия, 1941 г.

Бортовые радиостанции устанавливаются на мобильных объектах военного или гражданского назначения (автомобилях, летательных аппаратах, судах, танках и т. д.). Используется УКВ-диапазон — для ближней (диспетчерской) связи и ДВ, СВ, КВ — для дальней связи

Радиолюбительские станции

Оборудование любительской КВ радиостанции, 1950-е гг.

Основная статья: Радиолюбительская связь

В большинстве стран мира разрешена любительская радиосвязь как вид спорта и технического творчества. Кроме того, зарегистрированные любительские радиостанции могут привлекаться для обеспечения связи в чрезвычайных ситуациях. Передатчики любительских станций — маломощные, как правило, не более 1…2 кВт, часто десятки и единицы ватт. Любительская связь ведется строго в пределах отведенных для нее весьма узких частотных диапазонов. Применяемые виды излучения: радиотелеграф с амплитудной манипуляцией (CW); радиотелефон с однополосной (SSB), частотной и амплитудной модуляцией (АМ в настоящее время испозуют очень редко); радиотелетайп (RTTY); телевидение с медленной разверткой (SSTV); цифровые протоколы (PSK31 и др.).

Носимые радиостанции

Полицейская носимая радиостанция, Германия, 1932 г.

Носимая (ранцевая) УКВ радиостанция Р-105Д, СССР, 1957 г.

Радиостанции небольшой массы и габаритов, часто имеющие дополнительные приспособления для ношения — темляки, застёжки, лямки и т. д. По назначению могут быть профессиональные (в том числе военные), бытовые, радиолюбительские (для радиоспорта), а также аварийно-спасательные.

Радиостанции для гражданской радиосвязи

Рация Си-Би Егерь

Решениями ГКРЧ для гражданской связи физическими и юридическими лицами на территории Российской Федерации выделены 3 группы частот:

• 27 МГц (CB (Си-Би), «Citizens’ Band», гражданский диапазон), с разрешённой выходной мощностью передатчика до 10 Вт;
• 433 МГц (LPD, «Low Power Device»), выделено 69 каналов для раций с выходной мощностью передатчика не более 0,01 Вт;
• 446 МГц (PMR, «Personal Mobile Radio»), выделено 8 каналов для раций с выходной мощностью передатчика не более 0,5 Вт.

При использовании частот 433—446 МГц в соответствии с регламентирующими решениями ГКРЧ радиостанции должны использоваться с интегрированными компактными антеннами; в диапазоне 27 МГц рации можно использовать как с компактными, так и с автомобильными и стационарными антеннами. Использовать в России портативные рации с компактными интегрированными антеннами стандартов LPD и PMR можно без регистрации. Радиостанции диапазона 27 МГц (Си-Би) надо регистрировать (бесплатную регистрацию осуществляет Россвязькомнадзор).

Радиостанции глушения (jamming)

Используются для подавления сигнала нежелательных радиостанций, например, зарубежных радиостанций (РЭБ - радиоэлектронная борьба). Часто используются военными для нарушения связи противника.

Применяются передачи (на той же частоте):

• случайного сигнала (вой)
• того же сигнала, но со сдвигом по времени
• сигнала другой радиостанции (китайский способ)

Широко применялись в СССР, к концу 1988 года постепенно прекратили свою работу, некоторые из них были переоборудованы под радиовещательные. В настоящее время, по неподтверждённым данным, существуют в Китае, на Кубе и в КНДР.

Здание одной из таких "глушилок", которая заглушала "Голос Америки" во время Советского Союза, стало зданием церкви, в Эстонии, в городе Таллин. Иронично, ведь именно из этого здания велась атеистическая пропаганда.

Контрольные станции

Антенны радиоприёмника в Бокхакене

Чувствительный радиоприёмник с хорошей антенной.

Применяются для контроля качества радиосигнала, поиска и пеленгации источников сигнала, для координации действий радиостанций глушения.

По неподтверждённым данным, на советских станциях контроля глушения использовались радиоприёмники «Катран».

Контрольная станция радио «Deutsche Welle» в Бокхакене (нем. Bockhacken) (40 км западнее Кёльна) расположена в подземном бункере, под антеннами. Площадь антенного поля около 4 гектар. Построена в 1964 году.

Радиотелескопы

Основная статья: Радиотелескоп

Чувствительные приёмники (иногда и передатчики) с остронаправленными антеннами. Применяются для изучения объектов в космосе, иногда — для связи со спутниками и межпланетными КА. Антенны могут иметь в диаметре несколько сотен метров.

Радиорелейные станции

Основная статья: Радиорелейная связь

Приёмо-передающие станции с направленными антеннами, образуют цепочки (радиорелейные линии). Расстояние между станциями до нескольких сотен километров (имея ввиду и тропосферные линии). Применяются для построения линий связи там, где прокладка кабелей невозможна или невыгодна. При применении в военной связи радиорелейные линии являются основой «опорной сети» при перемещении войск.

Навигационные радиостанции

Применяются для ближней (диапазоны ДВ и СВ) и дальней навигации самолётов, кораблей, подлодок, и т. п. (передатчики систем LORAN, «Консоль», «Альфа», «Омега», наземные и космические передатчики систем GPS, ГЛОНАСС и Бэйдоу).

Для обеспечения полётов самолётов используются маркерные радиомаяки (МРМ), ближние (БПРС) и дальние (ДПРС) приводные радиостанции.

Морские маяки иногда, кроме светового и звукового сигналов, передают также и радиосигнал.

Спутниковые радионавигационные системы

Спутниковые радионавигационные системы (СРНС) предназначены для глобального в пространстве, непрерывного во времени всепогодного высокоточного координатно-временного обеспечения потребителей наземного, морского, воздушного и космического базирования. Спутниковая радионавигационная система состоит из нескольких подсистем. К ним относятся :

• подсистема навигационных космических аппаратов (орбитальная группировка, Space Segment);
• наземный комплекс автоматизированного управления навигационными космическими аппаратами (Ground Control Segment);
• подсистема вывода навигационных космических аппаратов на орбиту (Launch Segment);
• подсистема потребителей (Users Segment).

В настоящее время в структуру СРНС включают функциональные дополнения наземного и космического базирования. Функциональные дополнения наземного базирования включают в себя:

• наземный комплекс локальных контрольных станций и передатчиков локальных дифференциальных поправок;
• наземный комплекс региональных контрольных станций для широкозонной дифференциальной коррекции;
• наземные передатчики глобальных дифференциальных поправок;
• центры обработки измерительной информации в комплексах контрольных станций.

Функциональное дополнение космического базирования включает геостационарные космические аппараты многоцелевого назначения.

Синхронная сеть радиостанций

Состоит из множества сравнительно маломощных радиостанций, передающих на одной и той же частоте один и тот же сигнал. Несущая синхронизирована.

Преимущества

• позволяет покрыть большую территорию сигналом удовлетворительного качества.
• не позволяет точно определить положение радиостанции (иногда это — недостаток)
  • это важно военным — при налёте на Перл-Харбор, например, японские самолёты использовали сигнал станции в Гонолулу для навигации (как радиомаяк)
• сохраняет работоспособность при отказе части радиостанций

Недостатки

• требуется сложная аппаратура синхронизации
• существуют зоны интерференционного подавления сигналов от разных станций (станции пытаются расположить так, чтобы такие зоны приходились на малонаселённые районы)
• могут существовать юридические трудности — в США, например, создание синхронных сетей коммерческих радиостанций запрещено (чтобы не мешать конкуренции), однако после Второй мировой войны долгое время действовал план Конэлрад (en:CONELRAD (англ.), «Контроль электромагнитной радиации»), по которому в случае угрозы нападения на страну все станции объединяются в синхронную сеть, передающую одну программу.

Передатчики эталонных частот

Передают сигнал на фиксированной частоте, содержащий закодированную в той или иной форме информацию (как правило) о текущем времени.

Как частоты, так и отметки времени синхронизируются с атомными часами и являются государственными стандартами. В России за сохранение стандарта отвечает ГСВЧ (Государственная служба времени и частоты).

Используются для согласования работы синхронных сетей радиостанций, для калибровки часов и частотомеров и т. п.

СНГ

ВНИИФТРИ, «Москва» (Подмосковье, Менделеево). Частоты 4996, 9996 и 14 996 кГц (все ТЛГ / CW). Позывной RWM. Сигнал не содержит полной информации о времени, однако, если известно текущее время с точностью до нескольких минут, сигнал можно расшифровать (даже на слух). Содержит также информацию о разности UT1-UTC. Структура сигнала регламентирована ГОСТ 8.323-78. Существует также сеть станций службы времени «Бета», подчинённая ВМФ.

На территории СНГ также существовали следующие станции (работа некоторых из них в настоящее время не подтверждена):

позывной	место- нахождение	координаты	частоты, кГц	передача позывных (минуты, каждый час)	примечание
RWM	Москва	55°48' с.ш.38°18' в.д	4996 9996 14 996	9…10 39…40	работает (см. выше)
RBU	Москва	?	66,(6)	5…6
RID	Иркутск	52°26' с.ш. 104°02' в.д.	5004 10 004 15 004	19…20 49…50
RW-166	Иркутск	?	200		радиовещательная
RTZ	Иркутск	?	50	5…6
RTA	Новосибирск	55°04' с.ш. 82°58' в.д.	10 000 15 000	29…30 59…60
RW-76	Новосибирск	?	272		радиовещательная
RCH / ULA-4	Ташкент	41°19' с.ш. 69°15' в.д.	2500 5000 10 000	29…30 59…60

Германия

DCF77, Франкфурт на Майне, 50°01’с.ш., 09°00’в.д.: Частота 77,5 кГц. Сигнал содержит полную информацию о времени и дате (включая день недели). Именно её сигнал используют всевозможные европейские «Radio Controlled» часы. Однако радиус устойчивого приёма сигнала подобными приборами ограничен радиусом 1500…2000 км. Таким образом, в центральной России, например, такие часы смогут принимать сигнал DCF77 только в исключительных случаях (как правило, ночью, на открытом пространстве в пасмурную погоду)

Чехия

• OMA, Либлице (cs:Liblice): 2500 кГц. (слышна в западных районах СНГ)

Великобритания

• MSF: 60 кГц

Франция

• TDF: 162 кГц

Япония

• JJY: 2500, 5000, 10 000 15 000 кГц (слышна на Дальнем Востоке России)

США

• WWVH (Гавайи, Кекаха): 2500, 5000, 10 000, 15 000 кГц (слышна на Дальнем Востоке России)
• WWVB (Форт Коллинз???)2500, 5000, 10 000, 15 000, 20 000 кГц

Канада

• CHU (Оттава): 3330, 7335, и 14 670 кГц

Радиостанция как организация

Основная статья: Радиовещание

Широковещательные радиостанции передают сигнал, доступный для приёма обычными бытовыми приёмниками. Вещание может вестись в диапазонах КВ, ДВ, СВ, УКВ. Для осуществления своей деятельности, имеют: штат сотрудников (дикторы, диджем, ведущие, корреспонденты и тд.), студию вещания, один или несколько радиопередатчиков. Является органом СМИ и подлежит обязательной регистрации и лицензированию в соответствующих инстанциях. В зависимости от формата вещания могут быть новостными, музыкальными, спортивными, познавательными и тд.

Интервал (разнос) между частотами соседних широковещательных радиостанций на ДВ и СВ — 9 (в США 10) кГц, на КВ 5 кГц (у всех) и на УКВ не менее 180 кГц (как правило, 400—500 кГц).

См. также

• Трансиверная радиостанция
• Радиовещание