Записки программиста

Есть такая движуха среди радиолюбителей, называется работа в QRP. Это когда вы используете мощность 5 Вт или меньше вместо типичных 100 Вт. Идея заключается в том, что разница между 100 Вт и 5 Вт составляет чуть больше двух делений на шкале S-метра. Значит, в большинстве случаев вы проведете радиосвязь с рапортом 57 вместо 59+, но все равно проведете. А если результат одинаков, то незачем использовать большую мощность.

Примечание: Работа с мощностью больше 5 Вт называется QRO. Работа с мощностью 1-0.1 Вт называется QRPp, а с мощностью меньше 0.1 Вт — QRPpp. Как ни странно, радиосвязи проводят и с такими мощностями.

Но зачем?

В этом разделе я предлагаю рассмотреть вопрос о том, что же привлекает людей в QRP. Приведенный список не претендует на полноту. Его задача — помочь читателю составить общую картину о происходящем.

Важно! Начинающим радиолюбителям я бы рекомендовал начинать со 100 Вт. Этим вы существенно снизите себе порог вхождения в любительское радио. Дело в том, что на первых порах эффективность ваших антенн скорее всего будет оставлять желать лучшего. Высокая мощность поможет компенсировать эту проблему, и хоть как-то провести первые радиосвязи. А там в процессе уже разберетесь и всему научитесь. Про получение позывного и всякое такое ранее рассказывалось в этом посте.

Что меня привлекло в QRP, это то, что работать с мощностью 100 Вт в какой-то момент просто перестает быть интересным. Ты слышишь корреспондента, он тебя слышит. У него 100 Вт (или больше), у тебя 100 Вт. Пять девять, пять девять. Семь три, семь три. И так сотни, тысячи раз. Это становится рутиной, перестает приносить радость. Но в чем же радость от QRP? Давайте проведем мысленный эксперимент.

Представьте себя на месте одного из тех операторов, что работают в эфире киловаттом на общий вызов. Само собой разумеется, вам откликается множество 100-ваттных корреспондентов, все на одно лицо. И тут среди этой толпы приглашает не какой-нибудь очередной R2AUK, а R2AUK/QRP. Что характерно, слышно его не намного хуже остальных корреспондентов. Конечно же, вам сразу становится интересно, а точно ли корреспондент работает с мощностью 5 Вт (некоторые 10 Вт тоже называют QRP, что неверно), а что у него за трансивер с таким музыкальным сигналом, а на какую антенну он работает и как она повернута, и вот это вот все. Сразу разговор завязался! Забавно еще бывает, когда какой-нибудь 100-ваттный корреспондент принимает вас 59, а вы его — 58.

Ну хорошо, допустим, что лулзы засчитаны. Что еще? Еще QRP — это малый вес и объем.

Представьте, что вы едете на слет радиолюбителей. Вы берете с собой любимый 100-ваттный трансивер, Yaesu FT-891. Его вес составляет 1.9 кг. Трансивер потребляет 0.95 А в одном только режиме приема, а на передачу — до 23 А. Значит, чтобы проработать в эфире какое-то приличное время, нужен аккумулятор на 12400 мАч или такого порядка. Это максимум 12 часов работы, в реальности ближе к 6-8 часам. Такой LiPo аккумулятор весит около 1 кг. Антенна должна быть рассчитана на 100 Вт, что означает большой тяжелый балун, ну а если не балун, то дополнительный тюнер, смотря что за антенна. Вместе с кабелем это еще 1 кг. Если вы едете на слет после работы и у вас с собой ноутбук с зарядкой к нему, это еще 2 кг. Добавьте сюда 10-иметровую удочку с оттяжками и еще какие-нибудь мелочи, и вот имеем 7 кг. Уже многовато. А ведь хочется взять еще и УКВ-рацию и может быть антенный анализатор на всякий случай.

К сожалению, мне уже не 18 лет, и длительное время носить на себе 7+ кг мне спина не позволяет. Для сравнения, типичный QRP-трансивер со встроенным аккумулятором и тюнером весит 1 кг и без подзарядки проработает пару дней. К нему нужна еще какая-нибудь легенькая антеннка, например, G5RV. Опционально — удочка, если вы не очень хорошо забрасываете веревки на деревья, можно без оттяжек (также см предыдущую ссылку). При таком весе, и существенно меньшем объеме, можно брать радейку в любые поездки, и вообще постоянно иметь ее при себе, на всякий случай.

QRP — это эффективные антенны. Да, вы работаете с малой мощностью, но никто ничего не говорил про антенны! QRP остается QRP независимо от того, работаете ли вы на inverted-V или на пять элементов Уда-Яги. Когда у вас в распоряжении всего лишь 5 Вт, вы не можете позволить себе потерять пару процентов в кабеле, еще несколько процентов из-за КСВ 2, еще половину энергии отправить в зенит, и так далее. Ваша задача состоит в том, чтобы направить максимум доступной энергии в сторону корреспондента. Как результат, вы развиваетесь в роли конструктора антенн.

По тому же принципу, никто ничего не говорил об используемых видах связи. Нравится BPSK, FT8, а может быть вообще SSTV? Пожалуйста, никто не запрещает. Провести радиосвязь с Австралией в FT8 с мощностью 5 Вт. Вообще-то говоря, не звучит, как что-то невозможное. Разве провести радиосвязь на 10 000 и более километров, используя 5 Вт, не веселее, чем сделать то же самое с мощностью 40 Вт?

Можно назвать еще много интересного, что дает QRP. Вы оттачиваете навыки работы в эфире. Вы имеете меньший счет за электричество. Вы не создаете помех соседям, другим радиолюбителям и самому себе. Последнее дает доступ к целому направлению в любительском радио — созданию секретных indoor антенн. Кроме того, вы не боитесь нанести вред здоровью родственников и домашних животных, подходящим близко к вашей антенне. В конце концов, 5 Вт — это мощность УКВ-рации, излучающей у вашего уха.

Наконец, вы снижаете порог вхождения в конструирование антенн, тюнеров и трансиверов. Чем меньше мощность, тем проще конструкция, и тем дешевле компоненты. Опять же, есть целое направление — повторное использование компонентов из сломанных стиральных машин, сгоревших микроволновок, и всякого такого. Быть радиолюбителем и не тратить ни копейки на свое хобби. Как вам такой челлендж? Используя солнечную энергию, вы сможете даже за электричество не платить.

Fun fact! Любители QRP и/или работы в полевых условиях часто используют для общего вызова в SSB следующие частоты: 3.775 МГц, 7.175 МГц и 14.342.5 МГц.

При желании список можно продолжить, но я думаю, что общую картину вы получили. Главное, что нужно знать о QRP: люди получают фан. Все остальное неважно.

Выбор трансивера

Есть очень простой способ начать работать в QRP. Берете свой 100-ваттный трансивер и выкручиваете мощность в минимум. Попробуйте поработать так день или два в эфире. Вы удивитесь, но скорее всего разницы почти не будет (в предположении, что ваша антенна эффективна). Конечно, какая-то часть корреспондентов вас, вероятно, не примет. Но разве количество проведенных радиосвязей имеет какое-то значение? Кому как, но лично для меня одна успешная радиосвязь при работе в QRP стоит десяти обычных радиосвязей.

Такой вариант неплох для начала, но полное погружение возможно только с QRP-трансивером. На первичном и вторичном рынках представлено множество соответствующих моделей. Я не могу рекомендовать какой-то конкретный трансивер, поскольку это не в последнюю очередь дело вкуса, а также доступного бюджета. Кроме того, к моменту, когда вы будете читать эти строки, ситуация непременно изменится, и все мои рекомендации безнадежно устареют. Лучший совет, который я могу дать, следующий. Зайдите на YouTube и посмотрите столько обзоров на существующие трансиверы, сколько сможете. Затем выберите тот, который нравится вам больше всего.

Мой выбор пал на трансивер Xiegu X5105 (читается «зайгу»):

Данный трансивер работает на всех любительских КВ-диапазонах, а также на средневолновом диапазоне 160 метров. Имеется поддержка модуляции SSB, AM и FM, а также телеграфа. Выходная мощность регулируется от 0.1 до 5 Вт, что позволяет работать не только в QRP, но и в QRPp. Вес устройства составляет 0.95 кг при размерах 160x100x46 мм. На корпусе есть две откидные ножки, что позволяет разместить трансивер под углом. Что меня особенно привлекло в Xiegu X5105, это наличие встроенного антенного тюнера и встроенного аккумулятора на 3800 мАч. То есть, все, что нужно, собрано в одном корпусе, не считая разве что антенны.

Измеренная выходная мощность трансивера соответствует заявленной. При разряженном аккумуляторе мощность не проседает. Для сравнения, популярные QRP-трансиверы Yaesu FT-817ND и FT-818ND печально известны тем, что при питании от встроенного аккумулятора выдают только 2.5 Вт. Мануалы на устройства прямым текстом говорит о данной особенности. Однако продавцы нередко предпочитают о ней умолчать.

Охлаждение трансивера полностью пассивное. То есть, кулеров вообще не предусмотрено. Во время работы устройство становится слегка теплым. Можно сказать, что почти не греется.

Измеренное потребление тока составило 0.35-0.45 А при работе на прием, в зависимости от громкости динамика. Включение или отключение DSP-фильтров на потребление тока не влияет. При передаче в SSB с мощностью 5 Вт трансивер потребляет 1.4 А без компрессора и 1.7 А с включенным компрессором. Максимальное потребление тока я наблюдал при использовании AM, 2.1 A. Для зарядки устройства можно использовать недорогой блок питания на 14 В и 1.5 А. От блока питания на 3 A можно работать на передачу из дома. Подобный блок питания обойдется вам в 7-8$. В комплекте с трансивером он не идет.

На фото видно, что тангента, идущая вместе с трансивером, имеет множество кнопок. Практически все управление трансивером можно осуществлять с тангенты. С нее можно изменять частоту, переключать диапазоны, делать прямой ввод частоты (функция F-INP), переключать модуляцию, управлять тюнером и фильтрами. Кроме того, на тангенту выведена кнопка XFC, предназначенная для передачи в эфир сохраненных сообщений, например, в телеграфе. Также предусмотренно две программируемые кнопки.

Fun fact! Внешне тангента является полной копией тангенты ICOM HM-151. Из любопытства я решил обзавестись данной моделью. Выяснилось, что микрофон и кнопка PTT работают, однако в отношении всех остальных кнопок тангента несовместима с трансивером. Это большой недостаток трансиверов Xiegu — не похоже, чтобы где-либо можно было купить запасную тангенту к ним отдельно от трансивера.

Интересно, что при этом трансивер можно использовать и без тангенты. Корпус устройства имеет динамик, микрофон, и кнопку PTT. Это очень удобно, если вы в основном работаете телеграфом или цифровыми видами связи. Тангенту можно убрать куда-нибудь в шкаф и забыть про нее. Если вдруг вам все-таки захочется провести пару радиосвязей в SSB, все необходимое встроено в корпус. А еще трансивер можно использовать как рацию. Как это выглядит в действии, можно посмотреть в видео Great Walkie Talkie QRP contact! with XIEGU X5105, снятом словацким радиолюбителем Paul Timkovic, OMØET.

Поговорим о цифровых видах связи, раз уж я про них вспомнил. К сожалению, трансивер не имеет встроенной звуковой карты. Подключение внешней осуществляется через разъем Mini-DIN-8. Чтобы трансивер с ней заработал, в меню нужно найти настройки LIN и LOUT и переключить их в ON. Звуковую карту с нужным разъемом нетрудно найти на интернет-барахолках. Если же вы используете SignaLink, то к нему продаются соответствующий кабель, p/n SLCAB8PM. Но цена обоих вариантов, как водится, неоправданно завышена. Тут каждый сам решает, что ему проще — провести вечер с паяльником, или заплатить лишние 70$. Лично я почитал инструкцию на трансивер и обжал должным образом кабель к уже имеющемуся у меня SignaLink.

А вот что трансивер имеет встроенное — это вывод промежуточной частоты. Соответствующий разъем MCX находится на левом боку корпуса. Сам же вывод ПЧ включается изменением настройки «IF output» на ON. Настройка находится среди тех, что появляются при долгом удержании кнопки MENU. ПЧ можно подать на RTL-SDR через кабель «SMA Male to MCX Male» и использовать программу Gqrx в качестве панадаптера:

Промежуточная частота, как можно видеть на скриншоте — 70.455 МГц. Здесь все чуточку перепутано, в смысле, что в Gqrx нужно использовать LSB на 20 метрах и USB на 40 метрах. Но в остальном вывод ПЧ работает без нареканий.

Встроенный тюнер был протестирован на антенне G5RV с длиной плеча около 13 метров (см фото). Обычно такую антенну удается настроить на все КВ диапазоны от 80 до 10 метров. Тюнер в X5105 без труда справился с задачей на диапазонах от 40 до 10 метров, но на 80 метрах смог настроить антенну только с КСВ 2. Возможно, если поиграться с размерами плеч, то он справится лучше, но я поленился инвестировать в это время. В диапазонах 20 и 40 метров было проведено несколько радиосвязей в SSB без особых проблем. На 80 метрах фокус не удался. Это не удивительно, если учесть малую мощность, высокий уровень шума на диапазоне, низкое расположение антенны (10 метров от земли), некоторые потери в тюнере и КСВ 2. Как уже отмечалось, при работе в QRP вы не можете позволить себе лишние потери и излучение в зенит.

Помимо описанного выше в трансивере можно включать / выключать преамплифаер и аттенюатор, есть всевозможные фильтры (NB, NR, NOTCH, …), эквалайзер, компрессор, расстройка, ячейки памяти. В общем, все функции современных трансиверов, ставшие уже стандартными. Из нестандартных функций есть простенькая спектрограмма (SRM), возможность строить графики КСВ, а также встроенный декодер CW, BPSK и RTTY. Декодер CW работает не очень хорошо, впрочем, как и везде. Характерно, что функция передачи сохраненных сообщений (XFC) работает не только в телеграфе, но также в BPSK и RTTY. Полноценно поработать в цифре без компьютера, к сожалению, не получится. Но при желании можно расковырять, что происходит между тангентой и трансивером при нажатии XFC, и сделать какой-нибудь BPSK-маяк на Arduino.

Ну и, конечно же, обзор был бы неполным без перечисления дефектов. Мне удалось обнаружить следующее:

• Число процентов на индикаторе аккумулятора — это не сколько ему осталось до полного разряда, а отношение текущего напряжения к максимальному. При достижении где-то 67% устройство выключается. Аккумулятора хватает на все выходные при моем обычном режиме использования;
• Для полного заряда аккумулятора требуется напряжение не менее 13.8 В. При меньшем напряжении он сможет зарядиться лишь до уровня 97%;
• Динамик на корпусе негромко шипит во время зарядки устройства. Если вам это мешает, можно подключить к трансиверу наушники;
• Однажды в режиме декодирования BPSK прошивка зависла. В таком случае устройство можно перезагрузить удержанием клавиши ON/OFF в течение 10-15 секунд;
• Кнопка XFC есть только на тангенте. Мне кажется, телеграфистам было бы удобно активировать эту функцию кнопками на корпусе. Тогда тангента была бы точно не нужна;

Это, конечно, не фатальные недостатки, а скорее мелкие придирки. Кроме того, есть шанс, что озвученные проблемы исправят в одном из обновлений прошивки.

Дополнение: Все-таки трансивер умеет отображать напряжение аккумулятора в вольтах вместо процентов. Переключение индикатора производится долгим удержанием кнопки NB.

В целом, я очень доволен Xiegu X5105. Насколько мне известно, это один их лучших QRP-трансиверов, существующих на сегодняшний день. Особенно в контексте отношения цена / качество.

Заключение

Хотелось бы поделиться еще одним наблюдением. QRP-трансиверы дают больше гибкости, чем обычные, 100-ваттные. Допустим, иногда вы хотите работать с большой мощностью. Очень хорошо, заведите в дополнение к своему QRP-трансиверу усилитель. Тогда дома вы сможете работать с мощностью 100 Вт, а на природу выезжать на легке, с одним только QRP-трансивером. Если вы захотите еще больше мощности, вам понадобится обновить только усилитель, а не трансивер. Если трансивер сломался или просто надоел вам, то нужно починить / заменить только трансивер. Модульность! Обратная сторона такой модульности заключается в большем количестве кабелей и проводов, большем занимаемом месте на столе, и, вероятно, большей суммарной стоимости оборудования.

Само собой разумеется, я не утверждаю, что якобы все радиолюбители должны работать в QRP или что-то в таком духе. Кому-то нравится работать на КВ из автомобиля на укороченную штыревую антенну. Естественно, QRP в таком случае не только не нужен, но и скорее всего навредит. Кого-то прет паять киловаттные ламповые усилители и собирать пайлапы. А кто-то вообще любит работать в телеграфе, и ему абсолютно все равно, какая мощность при этом используется. И знаете, кто из них прав? Все! Потому что люди получают фан, и это главное.

Дополнение: Избирательность в X5105 могла бы быть лучше. Если на частоте 10.1177 МГц в телеграфе работает радиостанция с уровнем S7-S9, то она заглушает более слабый сигнал на частоте 10.118 МГц, и никакие DSP-фильтры не помогают. Yaesu FT-891 при тех же условиях позволяет без проблем выделить нужный сигнал. Виктор PA8MM сообщил, что аналогичная проблема есть и в его QRP-трансивере, Elecraft KX2.

Дополнение: Вас также могут заинтересовать статьи Солнечная панель для QRP-трансивера, Впечатления от КВ-трансивера Elecraft KX3 и Знакомство с открытым SDR-трансивером Amber.

Метки: Беспроводная связь, Девайсы, Любительское радио.