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L'introduzione dei ripetitori FM

Date:2020/12/28 9:36:17 Hits:
Operare su ripetitori FM VHF / UHF è una delle attività più popolari nella radio amatoriale. Per il nuovo prosciutto, le operazioni del ripetitore FM sono spesso le prime e più comuni esperienze in onda, ma l'accesso ai ripetitori rappresenta anche una significativa vessazione iniziale per il superamento del nuovo prosciutto. Padroneggiare i concetti integrati di coppie di frequenze, toni o altri metodi di squelch, programmazione dei canali del ricetrasmettitore e protocolli in diretta del ripetitore è la prima significativa sfida operativa che molti prosciutti incontreranno nel loro nuovo hobby.





Questo articolo introduce concetti fondamentali delle operazioni del ripetitore FM per il nuovo prosciutto e descrive una visione di alto livello dell'anatomia e del funzionamento tipici del ripetitore FM. L'obiettivo è demistificare i ripetitori e aiutare il tecnico appena licenziato a superare lo stupore iniziale sui ripetitori. Cominciamo alla grande con la radioamatori con una solida base nei ripetitori!


Nozioni di base sul ripetitore: 

Come suggerisce il nome, un ripetitore FM ripete il segnale radio. È solo una stazione radio amatoriale progettata per lo scopo speciale di ritrasmettere istantaneamente il segnale mentre viene ricevuto. In genere, una stazione ripetitore FM si trova in una posizione elevata, forse su una collina o montagna, o su una torre o edificio considerevole. Una stazione ripetitrice può anche ritrasmettere con una potenza superiore rispetto a quella utilizzata da un operatore con un ricetrasmettitore portatile o un'altra stazione che trasmette al ripetitore. Di conseguenza, il relè del ripetitore FM del tuo segnale viene trasmesso su un'area molto più ampia di quella che puoi ottenere con la tua sola stazione. Il vantaggio fondamentale è che gli operatori che sono geograficamente separati distanze significative possono utilizzare il ripetitore per ottenere il contatto radio quando le operazioni simplex non sono fattibili o pratiche a causa della separazione o del terreno.


Inoltre, poiché un ripetitore FM utilizza frequenze pubblicate e invariate, è un modo conveniente per i dilettanti a portata di mano di riunirsi in onda. Gruppi di operatori amatoriali useranno un ripetitore per gestire reti, riunioni in onda in orari prestabiliti, di solito per uno scopo specifico o un argomento di interesse. Le reti sui ripetitori possono anche essere convocate da agenzie amatoriali di risposta alle emergenze radio per coordinare gli aiuti di emergenza in una vasta area all'interno del raggio d'azione del ripetitore.

Mentre più tipi di ripetitori sono gestiti da dilettanti in tutto il mondo, il tipo più comune è il ripetitore vocale FM che utilizza le frequenze VHF o UHF. Ma i ripetitori sono gestiti utilizzando la modalità a banda laterale singola, le modalità digitali e le frequenze HF. In questo articolo faremo riferimento quasi esclusivamente ai ripetitori FM VHF / UHF più comuni per la modalità voce o telefono.

Funzionamento del ripetitore FM: 

Cosa devi fare per utilizzare un ripetitore FM con il tuo ricetrasmettitore? Consideriamo gli aspetti pratici del funzionamento del ripetitore utilizzando un esempio. Quindi possiamo costruire su queste basi per una comprensione più approfondita delle funzioni del ripetitore.


Quando un ripetitore FM riceve il segnale, deve ritrasmetterlo su una frequenza diversa. Non può ritrasmettere sulla stessa frequenza che si sta utilizzando per raggiungere il ripetitore - ciò provocherebbe un circuito di retroazione in cui il ricevitore del ripetitore si "sentirebbe" trasmettere e quindi tenterebbe di ritrasmettersi! Il problema sta lì.

Coppie di frequenza: invece, i ripetitori usano coppie di frequenza: una frequenza viene utilizzata per ricevere segnali dagli utenti del ripetitore e un'altra frequenza viene utilizzata per ritrasmettere quei segnali ricevuti. Considera l'esempio della banda da 70 centimetri UHF nel grafico seguente. Ogni stazione chiamante trasmette al ripetitore usando 442.725 MHz. Ogni stazione controlla il ripetitore usando una frequenza di 447.725 MHz. Quando l'operatore radio HT pedonale trasmette il suo segnale (frecce rosse), la trasmissione 442.725 MHz viene ricevuta dal ripetitore e ritrasmette il segnale su 447.725 MHz per essere ricevuto da qualsiasi altra stazione che controlla quella frequenza del ripetitore. Qualsiasi altra stazione, come la stazione mobile SUV (frecce blu) funziona esattamente allo stesso modo, trasmettendo sulla frequenza più bassa 442.725 MHz e ascoltando sulla frequenza più alta 447.725 MHz.



 

Queste frequenze accoppiate vengono spesso chiamate "frequenza di ascolto" e "frequenza di conversazione", considerate dal punto di vista degli operatori chiamanti. Ovviamente, diversi ripetitori FM useranno coppie di frequenza diverse e bande amatoriali completamente diverse, e questo è solo un esempio di coppia di frequenza dalla banda di 70 centimetri. (Vedi l'articolo di Shack Talk sulla scelta dei ripetitori.)

Offset:

Si noti nel nostro esempio che la differenza tra la frequenza di ascolto (447.725 MHz) e la frequenza di conversazione (442.725 MHz) è esattamente 5 MHz. Questa differenza tra le frequenze accoppiate del ripetitore è chiamata offset o spostamento. I valori standard per gli offset del ripetitore sono stabiliti per ciascuna banda, ma questi sono solo consigli. La maggior parte dei ripetitori segue gli offset standard come segue, ma non tutti:

Dilettante
 Nastro Standard
Offset Esempio di coppia, Ascolta / Parla (MHz)
2-meter gruppo musicale
0.6 MHz (600 kHz)
147.345 / 147.945 (+)
Banda di 70 centimetri
5 MHz
 449.125 / 444.125 (-)
Banda di 1.25 metri
1.6 MHz 
224.940 / 223.340 (-)


Un offset della coppia di frequenze può essere positivo (+) o negativo (-). In altre parole, la frequenza di conversazione potrebbe essere maggiore (+) o inferiore (-) rispetto alla frequenza di ascolto. Lo spostamento, positivo o negativo, è sempre determinato dalla direzione della frequenza di conversazione rispetto alla frequenza di ascolto. Quindi, nel nostro esempio di immagine sopra, il ripetitore ha un offset negativo poiché la frequenza di conversazione è inferiore alla frequenza di ascolto. Nell'esempio di banda di 2 metri nella tabella sopra l'offset è positivo poiché la frequenza di conversazione (147.945 MHz) è superiore alla frequenza di ascolto (147.345 MHz).

Canali del ricetrasmettitore: a questo punto ti starai chiedendo come è possibile far funzionare facilmente la radio in questo modo, spostandosi tra le frequenze di ascolto e conversazione durante una conversazione in diretta. È semplice, davvero. Programmerai un canale di memoria nella tua radio per un ripetitore attraverso il quale desideri comunicare. Come il ripetitore FM, il canale di memoria programmato utilizzerà due frequenze diverse, la coppia di ascolto e conversazione. Quando ci si sintonizza sul canale di memoria programmato per il ripetitore, la radio passerà automaticamente alla frequenza di trasmissione ogni volta che si preme il pulsante per parlare e tornerà automaticamente alla frequenza di ascolto quando si rilascia il tasto PTT. Pertanto, le comunicazioni radio attraverso un ripetitore diventano altrettanto semplici dei contatti simplex a singola frequenza direttamente tra due stazioni.

Toni di squelch: Tuttavia, molti ripetitori utilizzano una ruga aggiuntiva che sarà necessario includere nella programmazione del canale o il ripetitore ignorerà le trasmissioni. Un ripetitore userà spesso un metodo speciale di squelch nel suo ricevitore ed è necessario includere le informazioni di squelch corrette nella trasmissione per aprire lo squelch del ripetitore. Uno dei metodi più comuni di squelch del ripetitore impiegato negli Stati Uniti è un tono audio a bassa frequenza che viene trasmesso continuamente insieme al segnale vocale. Se questo segnale continuo non viene trasmesso nel segnale, lo squelch del ripetitore non verrà aperto e il ripetitore non riceverà la trasmissione.

Questo metodo di squelch è noto come sistema di squelch codificato a tono continuo o CTCSS. (A volte questo è anche indicato come tono PL dai prosciutti, un marchio Motorola che fa riferimento a "linea privata", ma non è affatto privato!) Un ripetitore utilizzerà un singolo tono stabilito da una serie di frequenze standard 42. Quando si programma un canale nella radio per un ripetitore specifico, è necessario selezionare il tono CTCSS appropriato utilizzato dal ripetitore e assicurarsi che la funzione di trasmissione CTCSS sia attivata per il canale. Se eseguita correttamente, la trasmissione includerà automaticamente il tono continuo selezionato e il ripetitore riceverà felicemente il segnale. I ripetitori spesso filtrano il tono CTCSS dalle ritrasmissioni in modo che non venga ascoltato come audio dalle stazioni riceventi.


Set standard di toni CTCSS (Hz)

67.0
 82.5
 100.0
123.0
151.4
186.2
225.7
69.3
85.4
103.5 
127.3 
156.7
192.8
229.1
71.9
88.5
107.2
131.8
162.2
203.5
233.6
74.4
91.5
110.9
136.5
167.9
206.5
241.8
77.0
94.8
114.8
141.3
173.8
210.7
250.3
79.7
97.4
118.8 
146.2
179.9
218.1
254.1

   
Altri metodi di ripetizione dello squelch sono talvolta implementati, sebbene negli Stati Uniti il ​​CTCSS sia il più comune. Digital-Coded Squelch (DCS) utilizza un flusso di dati o codici digitali per aprire lo squelch del ripetitore, mentre il semplice squelch vettore apre lo squelch ogni volta che viene rilevato un segnale portante RF (ovvero, nessun tono o codice speciale di squelch).

Coordinamento del ripetitore: probabilmente puoi immaginare che se due ripetitori FM che implementano la stessa coppia di frequenze hanno intervalli di trasmissione che si sovrappongono, si verifica un problema di interferenza significativo. Ad esempio, un singolo operatore nel raggio di entrambi i ripetitori potrebbe causare l'attivazione di entrambi i ripetitori quando è prevista una sola attivazione, eventualmente interferendo con le comunicazioni in corso sul ripetitore di attivazione accidentale. Poiché i ripetitori tendono ad avere una portata significativa, è importante assicurarsi che siano coordinati per evitare interferenze reciproche. La considerazione della separazione geografica del ripetitore, della potenza di trasmissione, nonché l'uso di diverse coppie di frequenze e un'attenta selezione del CTCSS o di altri metodi di squelch aiutano a evitare conflitti tra ripetitori.

I coordinatori regionali di frequenza sono selezionati da operatori e organizzazioni le cui stazioni sono idonee a essere ripetitori. Il coordinatore raccomanda frequenze della coppia di ripetitori e altri parametri della stazione per evitare interferenze. Il coordinatore delle frequenze può essere esso stesso un gruppo o un'organizzazione composta da operatori di ripetitori o rappresentanti di club.

Protocolli on-air: essere consapevoli del fatto che ogni ripetitore FM avrà una comunità di operatori regolari che lo usano, e queste comunità tendono a sviluppare una sorta di personalità per il ripetitore. Alcuni ripetitori possono avere politiche o regole stabilite per il suo utilizzo. Ad esempio, molti ripetitori ad ampia area (ripetitori che raggiungono una gamma molto ampia) possono avere una politica di traffico prioritario o una politica di "non straccio da masticare". Cioè, gli operatori di ripetitori desiderano mantenere il ripetitore disponibile per comunicazioni a lungo raggio di natura più importante rispetto al controllo dello stato di salute del gatto del tuo amico nel mezzo di un QSO di chiacchiere inattivo di un'ora. Tuttavia, altri ripetitori possono essere designati in modo specifico per la masticazione di stracci, per tirarli su, e in generale divertirsi in onda secondo le norme della parte 97 della FCC. È consigliabile monitorare un ripetitore per un po ', contattare l'operatore del ripetitore, cercare informazioni sul ripetitore online o informarsi con altri prosciutti prima di utilizzare ampiamente un ripetitore. Conosci la personalità del ripetitore!

Molti ripetitori FM ospiteranno reti regolari in orari prestabiliti. Acquisire familiarità con il programma degli eventi del ripetitore e pianificare di evitare l'uso durante le reti programmate o altri eventi in onda. Se sei impegnato in un QSO e un altro operatore interviene per avvisarti che una rete inizierà presto sul ripetitore, concedi gentilmente il tuo privilegio alla frequenza e forse prendi parte alla rete se ti interessa.

Se desideri far conoscere la tua presenza su un ripetitore FM, magari per prendere un contatto casuale, è sufficiente indicare il segnale di chiamata in onda - non sono necessarie altre elaborazioni! Molti operatori che usano le stazioni mobili si attaccheranno sul "cellulare" al loro segnale di chiamata per chiarire che non si trovano nella loro stazione di casa. I prosciutti che operano da una postazione fissa diversa dalla loro stazione di residenza registrata aggiungono spesso il termine "portatile" al loro identificativo di chiamata. Ma "CQ" (chiamando qualsiasi stazione) viene raramente utilizzato sui ripetitori FM e la maggior parte degli operatori salterà anche l'uso della fonetica a causa del carattere chiaro e silenzioso tipico della maggior parte dei ripetitori FM.

È possibile ascoltare toni di cortesia su un ripetitore che indicano la fine di una trasmissione ripetuta e questi toni sostituiscono l'uso di termini come "sopra" alla fine di una trasmissione. In genere sentirai anche il ripetitore identificarsi con schemi di tono Codice Morse o tramite ID vocale registrato o elettronico almeno ogni 10 minuti. Una buona regola empirica durante un QSO esteso è identificare la propria stazione ogni volta che il ripetitore si identifica, aiutandoti a rispettare la regola di identificazione di 10 minuti della Parte 97 FCC.

Per la maggior parte delle conversazioni casuali tramite ripetitore, la lingua comune e la cortesia comune sono la norma. Sentirai alcuni segnali Q emessi dagli operatori sui ripetitori, quindi è utile avere familiarità con i segnali Q più comunemente usati come QSO, QSY, QRM, QSL e altri. Ma il principiante avrà pochi problemi ad adattarsi immediatamente alla maggior parte dei ripetitori.

Tuttavia, quando una rete tattica viene convocata su un ripetitore FM, forse per operazioni di comunicazione di eventi pubblici o una rete tattica per comunicazioni di emergenza, la natura casuale della comunicazione in onda è notevolmente ridotta, specialmente se la rete è occupata dal traffico. Durante una rete tattica le trasmissioni saranno sintetiche e al punto, con protocolli specifici implementati da una stazione di controllo della rete.  

Quindi, trova i ripetitori FM nella tua zona, monitorali per un po 'e fai le tue ricerche. Fai programmare i tuoi canali radio e vai in onda con uno o più ripetitori adatti alle tue esigenze e preferenze!

Come funzionano i ripetitori:

Comprendere un po 'come sono progettati i ripetitori FM e come funzionano migliorerà la tua comprensione delle loro operazioni in onda. I ripetitori non sono molto diversi dagli altri ricetrasmettitori, ma sono stati aggiunti alcuni componenti specializzati per influire sulla funzione di ripetizione tramite coppie di frequenze e per automatizzare il controllo del ripetitore. Diamo un'occhiata in superficie sotto il cofano di un tipico ripetitore FM. Seguire nello schema a blocchi semplificato di seguito dell'architettura del ripetitore più semplice.



 


Duplexer: i segnali RF in ingresso da una stazione trasmittente vengono ricevuti dall'antenna del ripetitore e diretti a un componente chiamato duplexer. Un duplexer è un dispositivo che consente di utilizzare contemporaneamente una singola antenna per trasmettere e ricevere due diverse frequenze. Perché è necessario, chiedi?

Necessariamente, un ripetitore deve ricevere e trasmettere allo stesso tempo, sebbene su due frequenze diverse. Quando un trasmettitore ad alta potenza e un ricevitore di grande sensibilità operano nella stessa banda l'uno vicino all'altro in frequenza, il segnale del trasmettitore travolgerà il ricevitore anche se le frequenze sintonizzate per la trasmissione e la ricezione non sono identiche. Un tipico sistema di ricezione non può respingere o filtrare adeguatamente il potente scoppio del trasmettitore. Di conseguenza, il forte segnale ritrasmesso del ripetitore maschererà il segnale in ingresso più debole proveniente da una stazione distante, rendendo inutile il ripetitore ... a meno che non venga introdotto un duplexer.

Un duplexer è un insieme di circuiti risonanti che fungono da filtro RF molto nitido ed efficace. Questo circuito di filtraggio applicato sul lato ricevitore del ripetitore mantiene la frequenza del trasmettitore fuori dal ricevitore: la frequenza di trasmissione viene rifiutata e non è consentito procedere al ricevitore, ma la normale frequenza di ricezione del ripetitore può passare. Inoltre, il duplexer rifiuta la normale frequenza di ricezione sul lato di trasmissione, richiedendo che tutta la potenza del segnale ricevuto sia diretta sul percorso del lato di ricezione, consentendo al segnale di trasmissione di passare all'antenna senza impedimenti.


 


Un'alternativa all'utilizzo di un duplexer in un ripetitore è quella di disporre antenne separate per la trasmissione e la ricezione che siano fisicamente separate da una distanza sostanziale in modo che il segnale forte trasmesso non sovraccarichi il ricevitore. A causa della sfida fisica e delle lunghe linee di alimentazione che questa disposizione presenta, lo scenario più comune è l'uso di un duplexer con una singola antenna.

I duplexer sono tipicamente costruiti come cavità cilindriche di materiale altamente conduttivo, come l'argento, e di solito almeno? lunghezza d'onda lunga per le frequenze del ripetitore utilizzate. La cavità e i componenti associati sono progettati per essere circuiti risonanti di Q molto alto, il che significa che solo una gamma di frequenze molto ristretta sarà risonante e passerà attraverso il circuito con una buona efficienza. In questo modo, le cavità del duplexer fungono da filtri molto nitidi che possono essere sintonizzati per far passare solo una stretta banda di frequenze nella banda di ricezione o nella banda di trasmissione del ripetitore.

Controller: un ripetitore utilizza il controllo automatico poiché nessun operatore di controllo è costantemente presente alle sue funzioni. Un controller ripetitore è un dispositivo elettronico che viene interposto funzionalmente tra il ricevitore e il trasmettitore del ripetitore per orchestrare le funzioni del ripetitore.

Il controller accetta i segnali audio emessi dal ricevitore e li instrada verso l'ingresso del trasmettitore. Il controller attiva automaticamente il trasmettitore quando vengono ricevuti i segnali per la ritrasmissione, avvia le trasmissioni di identificazione della stazione del ripetitore con la regolarità corretta e memorizza i dati o l'audio per la trasmissione del segnale di chiamata della stazione, i toni di cortesia e altre informazioni.

Il controller può anche rilevare toni speciali o altri segnali trasmessi al ricevitore in remoto dall'operatore della stazione allo scopo di implementare o modificare le funzioni di controllo. Ad esempio, un operatore ripetitore può trasmettere sequenze di toni DTMF al ricevitore per iniziare una patch telefonica, una connessione radio a una linea fissa telefonica tradizionale. Altre funzioni di controllo possono modificare la potenza del ripetitore, i toni di cortesia, la durata del tempo di sospensione durante il quale il ripetitore continua a trasmettere dopo la fine di un segnale ricevuto o altre funzioni.

Questo è un involucro:

Il duplexer e il controller sono i due componenti più significativi di una moderna stazione ripetitore FM che aumentano le normali funzioni di trasmissione e ricezione del ricetrasmettitore, ma non sono gli unici. Tieni presente che il nostro diagramma a blocchi sopra è la rappresentazione più semplice e molti ripetitori FM includono altri componenti specializzati per funzioni specifiche, inclusi quelli di gestione dell'alimentazione tra le varie parti del ripetitore.



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