Терминология, используемая в любительском радио, часто бывает запутанной. Например, термины «широкополосная FМ» и «узкополосная FМ» могут иметь разные значения. Давайте рассмотрим полосу пропускания типичного ЧМ-сигнала и выясним, является ли он широкополосным или узкополосным по своей природе.

FM-сигнал расширяется по обе стороны от несущей частоты, чтобы занять определённый диапазон частот

Ширина полосы частот ЧМ-сигнала

Ширина полосы частот радиочастотного сигнала — это объём частотного спектра, который он занимает. Радиолюбители часто говорят о работе на определённой частоте, например, 146,52 МГц, но фактически передаваемый сигнал шире, чем просто эта частота. Иными словами, типичный ЧМ-сигнал на 146,52 МГц будет фактически распространяться в диапазоне от 146,514 МГц до 146,526 МГц (и, возможно, дальше).

Ширина полосы частот сигнала будет определяться в основном пиковым отклонением частоты ЧМ-сигнала. Пиковое отклонение частоты — это максимальное мгновенное изменение частоты относительно несущей частоты. (Несущая частота — это «частота покоя» сигнала без модуляции.) В ранние дни мобильной радиосвязи с ЧМ использовались более высокие пиковые отклонения частоты, обычно плюс-минус 15 кГц. Позже стандартное отклонение частоты было уменьшено до плюс-минус 5 кГц, что в то время считалось «узкополосным» и остаётся стандартом сегодня в США для любительского использования. (это упоминается, потому что вы можете найти старые технические статьи, в которых отклонение 5 кГц упоминается как «узкополосное».)

Можно подумать, что ширина полосы частот ЧМ-сигнала — это просто удвоенное пиковое отклонение частоты. То есть, для пикового отклонения 5 кГц мгновенная частота колеблется на 5 кГц в положительном направлении, а затем на 5 кГц в отрицательном направлении. Общее колебание частоты составляет 10 кГц. Но мир не так прост, поскольку частотное содержимое сигнала выходит за пределы этого колебания частоты в 10 кГц. Это поведение количественно определяется правилом Карсона. Наш типичный сигнал с отклонением 5 кГц фактически имеет ширину полосы около 16 кГц.

Что такое широкополосная ЧМ?

Сегодня в современном радиолюбительском оборудовании мы сталкиваемся с тремя видами отклонения частоты в ЧМ. Самое широкое из них используется для FM-вещания с пиковым отклонением в 75 кГц. По большинству стандартов это определённо широкополосный режим, и он используется для поддержки высококачественного звука, обычно ассоциируемого с FM-вещательными станциями. Многие трансиверы для УКВ/ДМВ радиолюбителей имеют возможность принимать FM-вещательные станции (от 88 до 108 МГц) и могут называть этот режим приёма широкополосной ЧМ. (Позже мы увидим, что эта терминология устаревает.)

Два других вида отклонения частоты в ЧМ, обычно доступных в радиолюбительском оборудовании, составляют 5 кГц и 2,5 кГц. Отклонение в 5 кГц считается стандартом и часто называется широкополосной ЧМ. Аналогично, отклонение в 2,5 кГц часто называют узкополосной ЧМ. Вы можете видеть, насколько это может сбивать с толку: то, что раньше считалось узким, теперь считается широким.

Эта таблица обобщает три вида отклонения частоты, их результирующую полосу пропускания и шаг канала. Шаг канала примерно соответствует полосе пропускания сигнала, но может отличаться в зависимости от того, насколько плотно были сжаты каналы.

Практические примеры оборудования

Обзор некоторых портативных радиостанций показывает, что производители используют относительно согласованную терминологию в своих продуктах.

У Yaesu FT-4XR в меню есть настройка W/N.DEV (широкое/узкое отклонение), где широкое отклонение соответствует 5 кГц, а узкое — 2,5 кГц. Функция приёма FM-вещания отделена от обычного использования в любительской радиосвязи. Поэтому при включении FM-радио оно автоматически переходит в гораздо более широкий режим FM.

Yaesu FT-5DR — более продвинутая радиостанция, которая включает цифровой режим C4FM от Yaesu. Она имеет множество типов модуляции на выбор, включая аналоговую FM. В обширном меню есть выбор «отклонения FM», которое можно установить на «широкое» или «узкое», то есть 5 кГц или 2,5 кГц. Опять же, функция приёма FM-вещания обрабатывается как отдельная функция радиостанции, автоматически используя более широкий режим FM.

ICOM ID-52A — это усовершенствованная радиостанция D-STAR, включающая несколько режимов работы, в том числе аналоговый FM. Трансивер имеет 5 режимов работы: FM, FM-N, AM, AM-N и DV. FM соответствует отклонению 5 кГц (широкий диапазон), а FM-N — отклонению 2,5 кГц (узкий диапазон). AM и AM-N — это режимы амплитудной модуляции, а DV — это D-STAR.

Недорогие радиостанции Baofeng (UV-5R и другие) имеют множество различных моделей и вариантов прошивки. Однако, как правило, функция приема FM-вещания остается отдельной, и в меню предусмотрен выбор широкого/узкого диапазона для отклонения FM (5 кГц и 2,5 кГц).

Радиостанции Anytone AT-D878 также имеют отдельную функцию приема FM-вещания и настройку полосы пропускания в меню настроек: «Широкополосный» для 5 кГц и «Узкополосный» для 2,5 кГц.

Обратите внимание, что во всех этих радио функция FM-вещания выделена отдельно, и для обозначения отклонения в 5 кГц используется термин Wide, а для отклонения в 2,5 кГц — Narrow.

Что, если я выберу неверную девиацию?

Подавляющее большинство аналоговых FM-ретрансляторов настроены на девиацию 5 кГц. (Это связано с тем, что многие используемые радиолюбительские устройства могут работать только с девиацией 5 кГц.) Если у вас нет веских причин поступать иначе (возможно, администратор вашего ретранслятора скажет вам использовать узкую девиацию), вам следует установить широкую (5 кГц) девиацию FM.

Если вы случайно установите на своей радиостанции девиацию 2,5 кГц, ваш сигнал будет иметь более низкий уровень модуляции и будет звучать тише на типичном ретрансляторе или симплексном канале. Если используемый вами ретранслятор настроен на узкополосную девиацию, а вы используете широкую девиацию, ваш сигнал будет звучать громче и может быть искажен. (Вы можете компенсировать это, говоря тише, но лучше всего изменить настройку на желаемый уровень девиации.)

В целом, широкополосные и узкополосные радиостанции могут общаться друг с другом, но вы можете столкнуться с раздражающе тихим звуком или громкими, искажёнными сигналами. Поэтому старайтесь правильно настроить свою радиостанцию, но мир не рухнет, если вы ошибетесь.

KØNR