Методология от SP5LST, измерение расстояний до маяка FMT

Дисциплина FMT — как следующий виток развития

одного из направлений радиолюбительского хобби

Развитие новых технологий предопределяет и новые направления.  В радиолюбительстве спектр интересов очень широк, но я рассмотрю в этой статье   FMT — Frequency Measure Tests.

Это новое и пока ещё малоизвестное среди радиолюбителей направление.

Расскажу немного о своем опыте участия в таких  уникальных соревнованиях.

21 апреля 2023 года я принял участие в своих первых соревнованиях FMT, организованных ARRL. Мой позывной SP5LST. 

Особенности участия: нужно иметь соответствующее оборудование и   измерительные приборы, а также  опыт быстрой настройки на частоту передаваемого сигнала с последующем накоплением статистики для точного определения частоты.

Мне удалось не только поучаствовать, но и на практике доказать возможность точных измерений при межконтинентальной дальности. Точность определения частоты на диапазоне 80 метров у меня составила 0,3 Гц, на диапазоне 40 метров – 0.4 Гц.

  Условия и результаты можно посмотреть на сайте https://fmt.arrl.org

Весной 2023 года была запущена станция RU0LL  — радиомаяк FMT в режиме передачи коротких импульсов длительностью 50мс.

Основной задачей маяка, является излучение специальных сигналов, создающий инструмент для  определения расстояний. Маяк доступен каждому для возможности калибровки своего радиолюбительского оборудования, по заведомо известным величинам.

Каждый радиолюбитель, имея в своем распоряжении набор измерительной техники и стандарт времени, может принять участие в соревнованиях, организованных по следующему принципу. После калибровки и проверки своего оборудования, в определенный день проведения соревнований, передается такой же импульсный сигнал как и в обычном режиме, только со смещением по времени относительно 1PPS.

Это и есть главная задача инженера радиолюбителя — определить это смещение максимально точно. Чем больше участников с разных регионов земного шара, тем больше данных и накапливаемая статистика результатов, способствующая   изучению радиолюбителями прохождения сигналов и влиянию различных величин на конечный результат. И конечно же, каждому интересно какое место он занял в итоговой таблице результатов.

Для меня целесообразность и смысл этого направления — в любознательности и тяге к неизвестности, быть первопроходцем, желание созидать.  И  я надеюсь, что найдутся такие же энтузиасты, которые с удовольствием включатся в процесс и мы будем вместе развивать это интересное направление радиолокации.

Как я это делаю?

Моя скромная домашняя лаборатория позволяет принимать сигнал и вычислять длительности импульсов. Каждый импульс синхронизирован с сигналом 1PPS. Следовательно, чтобы измерить расстояние до передающего радиомаяка — мы должны иметь в своем распоряжении локальный сигнал 1PPS. Основной прибор который нам потребуется — это двухканальный осциллограф.

На один вход мы подаем локальный сигнал 1PPS, а на другой – низкочастотный сигнал радиомаяка с приёмника. Триггер синхронизации развёртки устанавливается от сигнала 1PPS.  Сдвиг во времени на экране осциллографа, между двумя импульсами приходящими на разные входы осциллографа — будет являться задержкой радиосигнала.

По известной формуле 1мс = 300км мы получим вычисленное расстояние до передающего устройства.

Также, если позволяет приемная аппаратура радиолюбителя, то можно измерять длительность очень точных импульсов маяка FMT 50 мс,  для возможности сверок и проведения различных калибровок. На приведенных фотографиях результаты моих исследований. Наиболее важным моментом в процессе таких измерений — является вычисление задержки времени возникающее в каждом приемном оборудования. По моим наблюдениям, при первых измерениях опорных сигналов станции RWM в России, я наблюдал погрешность около 5мс. Это добавляло дополнительно 1500км, чего не может быть по определению. Я предположил, что мой трансивер IC-7300 имеет внутреннюю задержку на преобразование аналогового сигнала в цифровой.  Александр RU0LL в своей лаборатории измерил с помощью своих приборов приемники разных эпох. Предположения подтвердились: каждый приемник, имея в своем тракте DSP, вносит существенную задержку в конечный выходной аудио сигнал. Поэтому, чтобы гарантировано точно измерить расстояние от радиомаяка до приемного оборудования — нужно знать и учитывать эту задержку.