Экскурс в историю

     Все начиналось около ста лет назад, когда возникла острая проблема электромагнитной совместимости разных передающих устройств. Тогда не было систем точной стабилизации частоты и были частые случаи взаимных помех.

Для радиолюбителей всегда существовали строго определенные границы диапазонов, за которые не разрешалось выходить.

Именно тогда, в те давние времена, в США была разработана и принята инструкция по присвоению любительских позывных сигналов, которые различались классностью (категорией). Для получения высшей категории радиолюбитель обязан быть сдать теоретический экзамен по разным вопросам, а так-же на практике продемонстрировать свою способность определять частоту несущей с большой точностью на не типовом оборудовании, различными способами. Для этого из штаб квартиры ARRL проводились несколько раз в год централизованные передачи и только после подведения итогов был шанс получить себе заветный позывной сигнал высшей категории.

Современные промышленные трансиверы имеют синтезаторы частот и шанс выйти за любительский диапазон практически невозможен.

Казалось бы и нет больше проблем, однако данный навык превратился в современное прикладное искусство, которое подразумевает применение незаурядных инженерных способностей.

В США было организованно специальное соревнование FMT – Frequency Measuring Tests в котором и сейчас, с удовольствием, принимают участие их радиолюбители. Но эти сигналы плохо распространяются на другие континенты и даже при желании тяжело в них участвовать. В Азии совсем практически невозможно.

Теория и практика измерений.

Очевидно, что для любых высокоточных измерений всегда нужно самому отталкиваться от эталонных значений величин, в нашем случае от эталона частоты — находящегося в лаборатории радиолюбителя. Этим эталоном нужно засинхронизировать опорный генератор своего приемника для возможности применения методики дальнейшего сличения частот.

Сейчас доступны относительно недорогие рубидиевые малогабаритные генераторы – стандарты частоты, которые дают долговременную стабильность лучше -11 степени.

Однако есть и другой способ получить высокостабильный опорный сигнал у себя в шеке, основанный на приеме частотных и временных меток со спутников системы Navstar GPS.

Точность опорного сигнала такого самодельного генератора, будет лучше – минус 10 степени. (+_ 0.001 Гц)

Получая сигналы со спутников, можно синхронизировать свой местный опорный генератор . Данная методика лежит в основе построения блоков GPSDO.

Однако, для начинающих свои эксперименты радиолюбителей, достаточно освоить некоторые методики калибровки своего уже имеющегося оборудования (приемник и компьютер), чтобы достичь точности определения неизвестной частоты — до значений точности около одного Гц.

Тем не менее у нас стоит задача на порядок (в десять раз) лучше определять абсолютную частоту с точностью в десятые доли герца, при ограниченном времени измерения, при наличии помех, федингов и доплеровского сдвига в реальном эфире.

Как это сделать?

Первое — это научиться принимать и четко фиксировать своим приемником, эталонные сигналы круглосуточно присутствующие на диапазонах – 5, 10, 15 Мгц. Принимая эти сигналы, вы можете калибровать свое оборудование и быть точно уверены в своих измерениях, произвольно перестраховываясь и улучшая свою методику, хоть до изнеможения 🙂

Второе – выбрать для себя методы, каким образом отображать и анализировать сигналы.

В данном вопросе очень широкое поле деятельности. Методы многочисленные и принципиально разные, выбор которых зависит от ваших возможностей и имеющейся измерительной аппаратуры. На данный момент есть несколько основных практик.

Наиболее наглядным, привлекательным и несложным, является метод анализа сигналов с помощью программы SpectrumLab .

А так-же Fldigi программа попроще.

Калиброванный по частоте приемник настраивается на вам известную частоту, после чего на спектроанализаторе (мониторе компьютера) вычисляется сдвиг, который добавляется или вычитается к частоте на индикаторе вашего приемника. Данный способ позволяет видеть сдвиг в единицы и доли герца.

Также есть метод сличения по фигурам Лиссажу, который довольно быстрый. Если ваш приемник имеет шаг перестройки в один герц, то настройка на частоту и ее определение составляет всего несколько секунд. Для этого нужен желательно аналоговый двухканальный осциллограф.

Комбинация этих двух методов, дает приличный результат, без обязательного наличия другого дорогостоящего оборудования.

Посмотрите подразделы кнопки «Теория и практика», в котором подробно описаны некоторые примеры от наиболее опытных специалистов.

Хочу отдельно остановиться на очень важном вопросе приобретения навыков измерений, которые можно развить только на практике. Дело в том, что аномалии распространения радиоволн будут влиять на результаты ваших измерений и только приобретенный опыт позволит вам правильно интерпретировать полученные значения, которые нужно будет предоставить в отчете.

Таким образом, наиболее правильные данные предоставит тот радиолюбитель, кто сможет в комплексе учесть все возможные искажения которые нам преподносит, как сюрприз, нестабильная ионосфера.