Радиосвязь на рыбалке. Тестирование LPD радиостанций.
В.Власенко г.Москва


Вместо вступления
Что такое LPD?
LPD - низкомощная радиостанция (от англ. Low power device). LPD радиостанции работают в ультракоротковолновом диапазоне - УКВ (UHF), выше 400 МГц, что позволяет добиться хорошего качества и дальности связи при невысокой мощности передатчика. Устройства с низкой излучаемой мощностью, работающие в отведённом диапазоне, предназначены для работы на расстоянии до 2-3 км, не создают помех другим радиосредствам и минимизируют вредное влияние излучения на человеческий организм. Потребление энергии батарей таких устройств тоже ниже. Отсутствуют недостатки, которые присущи диапазону Си-Би (атмосферные и индустриальные помехи, непредсказуемость распространения). Благодаря своим характеристикам и миниатюрному исполнеию LPD радиостанции завоёвывают всё большую популярность у непрофессиональных пользователей, которым не требуется достигать большой дальности связи.

Почему LPD?
Диапазон 433 МГц (433.0750 - 434.7750) разрешен к применению в России в 1999 году, его второе название - LPD (от сокращения Low Power Device), т.к. допускаются лишь маломощные переносные радиостанции этого диапазона. Частота 433 МГц не подлежит лицензированию, т.е. не надо получать специальное разрешение на частоту. Радиоволны этого диапазона, в отличие от СВ диапазона, обладают лучшей проникающей способностью, что позволяет использовать его в районах плотной застройки, например в городских условиях, в помещениях или в лесу. Что касается открытой местности, то радиус действия радиостанций зависит от высоты подъема приемной и передающей антенн, наличия препятствий и их характера на пути распространения радиоволн, чуствительности приемника и мощности передатчика. На воде устойчивой связи можно добиться на расстоянии более 8 км (в зависимости от характеристик радиостанции). Рации диапазона 433 МГц характеризуются компактными размерами и малым весом.
Следует отметить, что в настоящее время этот диапазон довольно интенсивно обживается пользователями и соответственно внутри его гораздо проще осуществить радиообмен с другими пользователями при минимизации затрат на приобретение аппаратуры.
Термины и определения
CTCSS - тоновое кодирование в системе шумоподавления с постоянном тоном (Continuous Tone-Coded Squelch System. Функция тонового кодирования необходима для разделения корреспондентов (пользователей) на группы, работающие на одном радиоканале. Только те корреспонденты, которые имеют одинаковый CTCSS код (тон), могут слушать и передавать внутри "своей" группы. У тех кто не настроен на нужный CTCSS код эти передачи будут подавлены как ненужный шум и ничего не будет слышно.
При передаче посылается подтоновый сигнал (ниже 300 Гц ) определённой частоты (определяется кодом CTCSS), который при приёме моментально распознаётся CTCSS-шумоподавителем как "свой" или "чужой". Если код "свой", то радиостанция включается на приём и воспроизводит сообщение, если "чужой", то не включается и корреспондент ничего не слышит.
На практике это можно использовать так (при условии, что остальные радиоканалы по каким то причинам заняты или не пригодны к использованию):
- если одна группа людей должна выполнять один тип работы, вторая другой, и т.д.,причём они не должны друг-другу мешать;
- часть раций настраивается на один код CTCSS, часть на другой, и т.д.;
- начальник может управлять разными группами переключая код.

VOX - режим голосовой активации передачи. Задействовав данную функцию, пользователь освобождается от нажатия кнопки передачи сигнала, т.к. она будет включаться автоматически, если встроенный микрофон зафиксирует Ваш голос. Уровень чувствительности функции VOX можно настроить так, что она будет улавливать или даже тихий шепот или реагировать только на громкий отчетливый голос.

Call - сигнал вызова. Эта функция присутствует во всех портативных радиостанциях. Ее прямая задача - вызвать собеседника на разговор. Как правило, радиостанция позволяет выбрать один из нескольких вариантов сигнала или даже мелодий вызова.

Roger (сигнал окончания передачи) - этим сигналом принято оповещать о конце передачи голосового сообщения и выключения передатчика.

Сканирование каналов - данная функция позволяет определить какой из каналов используется Вашими товарищами в данный момент, а какие заняты другими пользователями. Это происходит последовательным перебором всех каналов из частотной сетки с фиксацией наличия сигнала.

APO - автоматическое отключение питания радиостанции. Данная функция помогает продлить срок службы батарей: по истечении определенного времени, в течение которого не была нажата ни одна кнопка, радиостанция отключается.

Squelch - функция шумоподавления. Настроив данную функцию, радиостанция будет отсекать посторонние шумы при разговоре.

MON - функция мониторинга. Позволяет прослушивать выбранный канал, для определения его занятости.
К вопросу о дальности радиосвязи.
Дальность LPD радиосвязи.

LPD радиостанции работают в диапазоне УКВ (433 МГц) и имеют невысокую мощность передатчика. Распространение ультракоротких волн (УКВ) имеет одну специфическую особенность: они распространяются только прямолинейно. Они не могут огибать земную поверхность, как длинные (ДВ) и средние (СВ) волны, и отражаться от ионосферы, как короткие (KB), поэтому радиосвязь на УКВ возможна только в пределах прямой видимости.

Для определения потенциальной дальности радиосвязи на УКВ без учета энергетики (чуствительность приемника, мощность передатчика, потери энергии на трассе) обратимся к простым геометрическим расчетам (см. рис.1).

Рис.1 Расчет зоны прямой видимости над поверхностью земли.
H1, H2 - высоты поднятия антенн над поверхностью земли,
L - потенциальная дальность прямой видимости, R - радиус земли.
Результаты рассчета приведены в следующей таблице:
D земли
(км)
H1, H2
Высота подъема антенн
(м)
L1
(км)
L2
(км)
L - потенциальная дальность
прямой видимости
(км)
12740 1,0 3,57 3,57 7,14
12740 1,5 4,37 4,37 8,74
12740 2,0 5,04 5,04 10,08
12740 3,0 6,18 6,18 12,36
Из таблицы видно, что если радиообмен ведется на уровне воды двумя стоящими абонентами, держащими радиостанции в руках потенциальная дальность радиосвязи будет не более 9 км. Энергетики даже простых радиостанций при хорошем прохождении радиоволн вполне достаточно для осуществления связи на таких расстояниях. Если необходими увеличить дальность связи, то в первую очередь надо поднимать выше антенны.
Что и зачем нами тестировалось
(модели радиостанций и задачи тестирования)

Радиостанции LPD диапазона, подвергнутые тестированию:
JJ Connect FreeQuency GIGA, JJ Connect FreeQuency, JJ Connect SportLight,
Vector VT-46, MidLand GXT-400, MidLand GXT-500
Коллективом "Бородатой страницы" были подвергнуты тестированию 6 моделей радиостанций LPD диапазона от трех различных производителей на предмет выяснения их реальных характеристик, совместимости работы в эфире, пригодности и удобства эксплуатации в типовых условия, встречающихся во время водных походов и рыбалки. При выборе конкретных моделей для тестирования в первую очередь упор делался как на их популярность, так и на специфические особенности, присущие этим моделям. Большинство тестов проводилось в штатной комплектации с использованием штатных источников электропитания.
Ниже приведены краткие описания тестируемых моделей:
JJ Connect FreeQuency GIGA
  • Диапазон частот - 433.075 - 434.775
  • Количество каналов - 69 и 50 субкодов
  • Антенна - Сменная
  • Разъемы - для гарнитуры hands free, з/у и внешней антенны
  • Размеры без антенны (высота х ширина х глубина), мм - 106 х 61 х 30
  • Высота с антенной, мм - 185
  • Вес с батареями, г. - 157
  • Питание - 5 батарей типа ААА
  • Время работы (среднее), ч. - 30
  • VOX (голосовая активация),
  • функция PTT (нажми и говори),
  • сканирование каналов,
  • индикатор заряда батарей,
  • тон вызова,
  • регулировка уровня громкости
  • Дополнительно - Светодиодный фонарик
JJ Connect FreeQuency
  • Диапазон частот - 433.075 - 434.775
  • Количество каналов - 69 и 38 субкодов
  • Антенна - встроенная
  • Разъемы - для гарнитуры hands free, для з/у
  • Размеры без антенны (высота х ширина х глубина), мм - 94,5 x 55,7 x 31,9 мм
  • Высота с антенной, мм - 136,6 мм
  • Вес с батареями, г. - 126 г
  • Питание - 4 батареи типа ААА
  • Время работы (среднее), ч. - 30 часов
  • VOX (голосовая активация),
  • функция PTT (нажми и говори),
  • сканирование каналов,
  • индикатор заряда батарей,
  • тон вызова,
  • регулировка уровня громкости
JJ Connect SportLight
  • Диапазон частот - 433.075 - 434.775
  • Количество каналов - 69 и 38 субкодов
  • Антенна - встроенная
  • Разъемы - для гарнитуры hands free и з/у
  • Размеры без антенны (высота х ширина х глубина), мм - 85 x 53 x 25
  • Высота с антенной, мм - 120
  • Вес с батареями, г. - 145
  • Питание - 4 батареи типа ААА
  • Время работы (среднее), ч. - 30 часов
  • VOX (голосовая активация),
  • функция PTT (нажми и говори),
  • сканирование каналов,
  • индикатор заряда батарей,
  • тон вызова,
  • регулировка уровня громкости
  • Дополнительно - Синий светодиодный фонарик.
Vector VT-46. Аналог популярной радиостанции OPTIM WT 415. Имеет стандартный набор функций для радиостанций Vector.
  • 69 каналов в частотном диапазоне 433,0750-433,7750 МГц
  • шаг сетки частот 25 кГц
  • фазовая модуляция (F3E)
  • 38 тонов CTCSS (кодов открытия радиоканала)
  • функция "монитор" для прослушивания слабых сигналов
  • сканирование каналов
  • встроенный VOX с 4 уровнями чувствительности микрофона
  • подсветка LCD дисплея
  • режим сохранения энергии
  • индикатор разряда батарей
  • блокировка клавиатуры
  • звуковой сигнал при нажатии кнопок
  • 8 тонов (мелодий) вызова
  • сигнал завершения передачи (Roger)
  • питание от 4 батарей или аккумуляторов типа "ААА"
  • вес 98г (без батарей)
Midland GXT 400 LPD
  • Диапазон частот - 433.075-434.775
  • Число каналов - 69
  • Количество частотных кодировок - 38
  • Питание - 4 батареи АА(аккумулятор)
  • Вес - 250 грамм(с батареями)
  • Подсветка дисплея
  • Автоматический шумоподавитель
  • Сканирование каналов
  • Индикатор заряда батареи
  • Блокировка клавиатуры
  • Мелодии вызова
  • Поддержка VOX-гарнитуры
  • Переключение мощности
  • Вкл/выкл сигнала окончания вызова
  • Вибровызов
Midland GXT 500 LPD
  • Диапазон частот - 433.075-434.775
  • Число каналов - 69
  • Количество частотных кодировок - 38
  • Питание - 4 батареи АА(аккумулятор)
  • Вес - 250 грамм(с батареями)
  • Подсветка дисплея
  • Автоматический шумоподавитель
  • Сканирование каналов
  • Индикатор заряда батареи
  • Блокировка клавиатуры
  • Мелодии вызова
  • Поддержка VOX-гарнитуры
  • Переключение мощности
  • Вкл/выкл сигнала окончания вызова
  • Вибровызов
Штатное питание тестируемых радиостанций
JJ Connect
FreeQuency GIGA
5 элементов ААА
JJ Connect
FreeQuency
4 элемента ААА
JJ Connect
SportLight
4 элемента ААА
Vector
VT-46
4 элемента ААА
MidLand
GXT-400
Фирменный аккумулятор
MidLand
GXT-500
Фирменный аккумулятор
Этап 1 (до выхода в “поле”)
Перед полевыми испытаниями характеристики радиостанций бали замерены на РЧ и СВЧ измерительном комплексе IFR 6846 и измерителе мощности фирмы Marconi CPM 20. Проводились измерения напряженности поля при работе на передачу со штатными антеннами и замер мощности на 50 Ом эквиваленте антенны (для радиостанций со съемной антенной).
Основные результаты измерений приведены в следующей таблице:
Модель Заявленая
дальность
связи
(км)
Питание Режим
мощности
Поле
(dB)
Мощность
на 50 Om
(W)
JJ Connect SportLight До 3 км Штатное
4х1,2V
. - 10 dB .
JJ Connect FreeQuency До 3 км Штатное
4х1,2V
. - 2,5 dB .
JJ Connect FreeQuency GIGA До 16 км Штатное
5х1,2V
Low - 8,5 dB 1,2 W
Hight 0 dB 4,3 W
Vector VT-46 До 3 км Штатное
4х1,2V
. - 7 dB .
MidLand GXT-400 До 5 км Штатная сборка
5х1,2V
Low - 10 dB 300 mW
Hight 0 dB 2,8 W
4х1,2V Low - 12 dB .
Hight - 3 dB .
MidLand GXT-500 До 14 км Штатная сборка
5х1,2V
Low - 8,5 dB 150 mW
Hight 0 dB 3,7 W
4х1,2V Low - 14 dB .
Hight - 3 dB .
Как видно из приведенной таблицы у всех радиостанций излучаемая мощность ниже параметров, приводимых для этих моделей в различных интернет-источниках.
(* Справедливости ради надо отметить, что мощность излучения в прилагаемых к радиостанциям фирменных описаниях нигде не была указана.)
Вторым выводом из результатов замеров является то, что выходная мощность сама по себе не может являться определяющим критерием для оценки потенциальной дальности радиосвязи, т.к. напряженность поля в большой степени зависит от параметров антенны и качества ее согласования, что наглядно видно при сравнении результатов измерений радиостанций MidLand GXT-400 MidLand GXT-500.
Этап 2 (на трассе)
"Полевые испытания" проводились во время краткосрочных и продолжительных выезах на рыбалку в Вологодскую, Тверскую, Новгородскую области и Карелию в июле 2006 г. Испытания проводились как во время передвижения по трассе (в общей сложности около 4000 км) так и в стационарных условиях на водоемах и в лесистой местности.

По "поведению испытуемых" на трассе (вне крупных населенных пунктов городского типа) устойчивую связь между экипажами автомобилей на расстоянии до 5-8 км обеспечивали модели "JJ Connect FreeQuency GIGA", "MidLand GXT-400" и "MidLand GXT-500". Радиостанции "JJ Connect FreeQuency" и "Vector VT-46" позволяли устойчиво связываться на расстояниях до 3 км. Добиться какой-либо приемлимой по качеству связи во время движения по трассе используя радиостанции "JJ Connect SportLight" нам не удалось.
* Связь во всех случаях передвижения по трассе осуществлялась при работе радиостанций на штатные антенны, без использования выносных автомобильных антенн.
Этап 3 (в “поле”)
При испытаниях в "стационарных условиях" проводились сеансы радиосвязи как между базовым лагерем и удаленным абонентом (с замером расстояния по GPS) так и между отдельными удаленными абонентами. Для контроля качества связи в отдельных случаях дополнительно использовался любительский трансивер Yaesu VX-6, имеющий повышенную мощность по сравнению с тестируемыми радиостанциями и позволяющий измерять уровень принимаемого сигнала.
Характеристики мест проведения испытаний: открытое пространство на водоеме, лесные хвойные массивы, лесные смешанные массивы. Перепад высот относительно поверхности воды в диапазоне 1-10м.
Усредненные результаты замеров дальности устойчивой радиосвязи приведены в таблице:
Модель Берег-Вода Вода-Вода Лес хвойный Лес смешанный
JJ Connect SportLight 1,2-1,3 км 1,2-1,3 км 700-800 м 600-700 м
JJ Connect FreeQuency до 3 км до 3 км 1,5-1,7 км 1,4-1,6 км
JJ Connect FreeQuency GIGA до 8 км * до 8 км * 2,8-3,2 км 2,8-3,1 км
Vector VT-46 до 3 км до 3 км 1,6-1,8 км 1,5-1,6 км
MidLand GXT-400 до 8 км * до 8 км * 3,0-3,4 км 2,9-3,4 км
MidLand GXT-500 до 8 км * до 8 км * 3,0-3,4 км 3,0-3,4 км
* Примечание: Возможна и большая дальность радиосвязи, но в реальных условиях тестирования удалиться на большие расстояния не представилось случая.
О электропитании
Не секрет, что в условиях автономной работы вдали от гарантированных источников электропитания вопросы обеспечения электроэнергией всевозможной автономной радиоэлектронной аппаратуры (фотоаппараты, GPS-приемники, эхолоты, радиостанции) приобретает одно из ключевых значений. При этом, как правило, необходимо рассматривать этот вопрос комплексно, т.е. как с учетом емкости источников электропитания (продолжительность работы) так и с учетом взаимозаменяемости, удобства обслуживания и доступности этих источников.
При испытаниях продолжительности работы тестируемых радиостанций были получены следующие результаты:
Модель Источник питания Средняя продолжительность работы
(5-10 фраз на передачу в час)
JJ Connect SportLight АКБ 4шт ААА 14 час
JJ Connect FreeQuency АКБ 4шт ААА 12 час
JJ Connect FreeQuency GIGA АКБ 5шт ААА 16 час
JJ Connect FreeQuency GIGA Alkaline батарейки 5шт ААА около 40 час
(при работе только на прием)
Vector VT-46 АКБ 4шт ААА 12 час
MidLand GXT-400 Штатный АКБ 15 час
MidLand GXT-400 Alkaline батарейки 4шт АА более 40 час
MidLand GXT-500 Штатный АКБ 12 час
MidLand GXT-500 Alkaline батарейки 4шт АА более 40 час
По самим применяемым при тестировании радиостанций штатным источникам электропитания хочется отметить следующее:
В радиостанциях "JJ Connect SportLight", "JJ Connect FreeQuency", "JJ Connect FreeQuency GIGA" и "Vector VT-46" применяются стандартные АКБ формата ААА и каких либо проблем с их эксплуатацией, взаимозаменяемостью и зарядкой штатными устройствами, поставляемыми в комплекте в этими радиостанциями не обнаружено.

Для моделей "MidLand GXT-400" и "MidLand GXT-500" выявилась специфика эксплуатации источников питания, связанная с конструктивным решением этих радиостанций.

Возможные варианты питания радиостанций MidLand (на примере MidLand GXT-400) показаны на фото. Это или фирменная аккумуляторная батарея или 4 элемента АА. При питании станций от АКБ формата АА отсутствует возможность их подзарядки непосредственно в корпусе радиостанции и приходится их вынимать. При этом все настройки станции сбрасываются на заводские установки.
При работе станций со штатными аккумуляторами, поставляемыми в комплекте есть возможность их зарядки не вынимая из станции в прилагаемом "зарядном стакане", но тут есть два минуса: во первых в этих зарядниках стоит простейшая схема зарядки, которая индицирует только наличие станции в заряднике и подключение зарядника к сети. Окончание процесса зарядки данная схема НЕ индицирует, поэтому вам необходимо самим отслеживать время пребывания станции на зарядке.
Во-вторых "зарядные стаканы" от станций GXT-400 и GXT-500 имеют разные конструктивы и поэтому НЕ взаимозаменяемы.
Немного об антеннах
Как упоминалось выше, напряженность поля в очень большой степени зависит от качества антенны и ее согласования с выходом передатчика на рабочей частоте. Во всех тестируемых радиостанциях применяются спиральные антенны (для уменьшения габаритов). Эффективность излучения такой спиральной антенны ниже, чем у антенны в виде "четвертьволнового штыря" и чем меньше габариты спиральной антенны, тем ниже ее эффективность (именно этим определяется относительно низкая дальность работы тестируемой станции "JJ Connect SportLight").

Для радиостанций, имеющих в своем конструктиве антенный разъем ("JJ Connect FreeQuency GIGA", "MidLand GXT-400", "MidLand GXT-500") возможно применение других, более эффективных антенн как в исполнении для переносных радиостанций, так и в исполнении для крепления на автомобиле.
Во время тестирования были проведены эксперименты по замене штатных антенн на антенну от радиотелефона диапазона 433 МГц, приближающуюся по размерам к "четвертьволновому штырю". Такая замена показала увеличение дальности работы станций в 1,2-1,8 раза.
Некоторые плюсы и минусы / Выводы и рекомендации
В процессе эксплуатации у различных тестируемых моделей станций выявились их плюсы и минусы, на основных из которых стоит остановиться подробнее.

Общий минус всех тестируемых моделей - отсутствие в их конструктиве влагозащищенности, что в условиях работы рядом с водой создает проблемы в случае "непредвиденного купания", вероятность которого на рыбалке довольно высока. Эта проблема может быть частично решена использованием специальных "гермоупаковок" типа Aqua Pack или аналогичных. (следует отметить, что существуют и водозащищенные радиостанции, позволяющие работать в диапазоне LPD, например YAESU VX-6, YAESU VX-7, но "цена вопроса" тут уже другого порядка).

Теперь более частные плюсы и минусы...
Модель Плюсы Минусы Выводы и рекомендации
JJ Connect SportLight Малые габариты и вес, очень удобная эргономика, доступность элементов питания, светодиодный фонарь. Относительно низкий радиус действия. Пригодна для использования в "ближней зоне" - в лагере, на небольшом удалении. Может использоваться, как дополнительная станция.
JJ Connect FreeQuency Малые габариты и вес, доступность элементов питания. Конструктив не позволяет устойчиво располагать станцию в вертикальном положении на горизонтальной поверхности. Рабочий вариант станции для 70-80% случаев.
JJ Connect FreeQuency GIGA Малые габариты и вес, удобная эргономика, сменная антенна, доступность элементов питания, возможность записи профиля двух настроек, регулировка шумоподавителя,светодиодный фонарь, наличие в комплекте чехла, который удобно крепится на рыболовном жилете. Конструктив не позволяет устойчиво располагать станцию в вертикальном положении на горизонтальной поверхности. Рабочий вариант станции для работы как на трассе, так и на месте рыбалки.
(Выбор команды тестеров)
Vector VT-46 Малые габариты и вес, доступность элементов питания, надежный конструктив. Не совсем удобная процедура настройки некоторых параметром. Рабочий вариант станции для 70-80% случаев.
MidLand GXT-400 Хорошая эргономика, возможность работы от батарей большой емкости, сменная антенна. Несколько повышенный вес и габариты, нет возможности зарада АКБ формата АА в корпусе станции, простейшая зарядка без индикации окончания заряда. Рабочий вариант станции для работы как на трассе, так и на месте рыбалки.
(Выбор команды тестеров)
MidLand GXT-500 Хорошая эргономика, возможность работы от батарей большой емкости, сменная антенна. Несколько повышенный вес и габариты, нет возможности зарада АКБ формата АА в корпусе станции, простейшая зарядка без индикации окончания заряда. Рабочий вариант станции для работы как на трассе, так и на месте рыбалки.
Вместо заключения
Проведенное тестирование показало пригодность радиостанций LPD диапазона для использования на рыбалке. Кроме того тестирование выявило скрытые возможности тестируемых моделей радиостанций в плане их дальнейшей модификации как производителями, так и квалифицированными пользователями, знакомыми с принципами построения радиопередающих устройств.
Использовать или не использовать на рыбалке радиостанции и какие именно - каждый рыболов должен решить для себя сам, но мы свой выбор уже сделали... :)