SSB, AM и FM в переносных cb (27 МГц) рациях


Периодически поступают вопросы о том, почему мы (Конструкторское Бюро Беркут) не выпускаем переносных раций с однополосной амплитудной модуляцией (SSB — Single Side Band или в русской транскрипции приняты обозначения ОМ — Однополосная Модуляция, ОБП — Одна Боковая Полоса).

Переносные AM/FM cb рации Штурман-80М и Штурман-90
Переносные AM/FM cb рации Штурман-80М и Штурман-90
Попытаюсь ответить на подобные вопросы в данной статье.

Основные типы модуляции сигнала радиостанций в диапазоне 27 МГц

Основные (есть и другие) типы модуляции — и единственно разрешённые в России для гражданской радиосвязи в диапазоне 27 МГц — это:

  • частотная модуляция (FM), тип модуляции F3E
  • амплитудная модуляция (АМ) — тип модуляции А3Е
  • однополосная амплитудная модуляция (ОБП, SSB) — тип модуляции J3E

Рассмотрим достоинства и недостатки указанных типов модуляции

С точки зрения дальности и качества радиосвязи: самый неудачный тип модуляции — это амплитудная модуляция (AM).

Все электромагнитные помехи — как природного (обусловленные грозовой и солнечной активностью), так и техногенного происхождения носят амплитудный характер. Плотность электромагнитных помех в диапазоне 27 МГц достаточна высока — и для адекватной работы нужно применять не только радиостанции с хорошими (в части помехозащищённости) параметрами, но и с адекватным типом модуляции. АМ — плохой выбор.

Но в силу традиций водители-дальнобойщики используют именно амплитудную модуляцию (русскоязычные дальнобойщики работают на 15 канале Севр — 27,135 МГц — в АМ).

Поэтому если в рации есть режим амплитудной модуляции — это существенный плюс, обеспечивающий возможность связи с дальнобойщиками.

Лучше всего с импульсными амплитудными помехами справляются рации в режиме частотной модуляции (FM) — поэтому именно этот тип модуляции следует использовать для достижения максимальной дальности и качества радиосвязи в условиях плотного леса и перепадов высот (в этих условиях диапазон 27 МГц — при условии адекватных параметров аппаратуры — имеет преимущество перед высокочастотными диапазонами за счёт возможности радиоволн на этих частотах огибать существенные — 5-6 метров — неровности рельефа и плотные группы деревьев и меньшего уровня поглощения энергии радиоволны в плотном лесу).

Особняком стоит однополосная амплитудная модуляция (SSB).

Если сравнивать с амплитудной модуляцией (AM) — SSB обеспечивает более высокий уровень помехозащищённости.

Если сравнивать с реализацией в импортных автомобильных рациях диапазона 27 МГц режима FM — частотной модуляции (не самую удачную в силу конструктивных решений — недорогие широкополосные фильтры ПЧ, приводящие к низкой избирательности приёмника, смеситель редко обеспечивает большую ширину динамического диапазона, примитивный амплитудный пороговый шумоподавитель не в состоянии выделить из эфирно шума сигнал, слабее 0,5 мкВ) — то в сравнении с таким FM реализованный в тех же радиостанциях режим SSB лучше с точки зрения максимальной дальности радиосвязи, но хуже с точки зрения качества передачи речи (звук в SSB даже при точной подстройке частоты неестественный, «синтетический») и требует квалификации оператора и лишних усилий по подстройке частоты в каждом сеансе связи.

В импортных переносных рациях диапазона 27 МГц режим SSB не прижился в силу ряда обстоятельств:

  • существенное удорожание конструкции
  • неестественный звук даже при точной подстройке частоты
  • необходимость подстройки частоты в каждом сеансе связи для обеспечения приемлемого качества звука (причём появившиеся недавно в «больших» автомобильных и стационарных рациях достаточно эффективные микропроцессорные схемы автоматической подстройки частоты для SSB «фонят» — излучают помехи, ограничивающие чувствительность приёмника, даже полная экранировка узла не всегда адекватно решает эту проблему в плотной компоновке портативной рации — в достаточно большом корпусе автомобильной радиостанции эта проблема не так актуальна, там проще разнести узлы для обеспечения электромагнитной совместимости)

На деле зарубежными производителями была выпущена в серию только одна модель переносной Си-Би (27 МГц) с режимом SSB модуляции — Dragon SS-201, которая не отличалась продвинутыми параметрами (чувствительность приёмника в режиме SSB при С/Ш=10дБ всего лишь 0,8 мкВ — возможно (я и наши специалисты данную конструкцию не анализировали — это всего лишь предположение), более низких (численное значение чем меньше, тем лучше) значений не удалось достигнуть, в т.ч., из-за»фонящих» микропроцессорных схем автоподстройки частоты.

Производство этой модели — Dragon SS-201 с AM/FM/SSB закончилось стремительно (в отличии от долгое время продолжавшегося производства модели того же производителя Dragon SY-101 с AM/FM).

Теперь почему мы — Конструкторское Бюро Беркут — не выпускаем переносных раций с режимом SSB, если в современных импортных автомобильных радиостанциях с таким режимом SSB себя зарекомендовал в целом неплохо?

Главная причина в том, что мы в наших переносных радиостанциях реализовали режим частотной модуляции FM гораздо лучше, чем он реализован в импортных автомобильных и, тем более, переносных рациях диапазона 27 МГц.

Избирательность по побочным каналам (важная «комплексная» характеристика уровня помехозащищённости радиостанции) в наших современных радиостанциях более 100 дБ с провалом по зеркальному каналу до 85 дБ. Для сравнения — у импортных радиостанций диапазона 27 МГц всего лишь 60 дБ с провалом по зеркальному каналу до 40 дБ.

Чувствительность приёмника — если её измерять при уровне С/Ш=10дБ — у наших раций не более 0,1 мкВ в АМ и в FM (для сравнения — в том же Dragon SS-201 при 10 дБ С/Ш в АМ/FM 1 мкВ, в SSB — 0,8 мкВ),

Чувствительность шумоподавителя (минимальный сигнал, который открывает порог шумоподавителя — т.е. величина сигнала, который рация может выделить из эфирного шума) в рациях КБ Беркут благодаря совокупности параметров приёмника и эффективному спектральному шумоподавителю 0,05-0,07 мкВ, а у импортных Си-Би раций — 0,5 мкВ (отечественные рации КБ Беркут работают с сигналом в 8-10 раз более слабым).

Теперь по передатчику: адепты SSB указывают на то, что в режиме SSB — в отличии от режима АМ модуляции — нет паразитного (бесполезного) расхода львиной доли излучаемого сигнала на несущую (которая в АМ модуляции не несёт никакой полезной информации о сигнале) и на «лишнюю» боковую» полосу (в спектре АМ модуляции есть две боковые полосы и между ними несущая, в спектре SSB остаётся только одна из боковых полос — «верхняя» ( USBВБП) или «нижняя» — (LSBНБП), а всё «лишнее» убирается, что резко уменьшает напрасный расход энергии).

Но тут есть одно обстоятельство — работа в режиме SSB требует высоко линейных схем передатчика, которые вносят большие ограничения на КПД выходного каскада — в SSB КПД выходного каскада 20-40% (и чем ниже КПД в данном случае — тем выше линейность и лучше качество…)

В режиме АМ требования к линейности так же есть, но они послабее, чем в SSB.

У передатчиков производства КБ Беркут КПД на уровне 70-80% — что обеспечивает в режиме FM не меньшую энергетическую эффективность (с учётом априори низкого КПД передатчика в SSB).

Что бы ни говорили адепты SSB о «высокой помехозащищённости» этого режима — это относится только к сравнению с амплитудной модуляцией (АМ). Хорошо реализованный режим частотной модуляции (с высокой избирательностью, шириной динамического диапазона и правильным спектральным — а не амплитудным, как в импортных рациях — шумоподавителем) в условиях наличия природных или техногенных импульсных амплитудных помех обладает более высокой помехозащищённостью, чем SSB, т.к. амплитудный характер SSB до конца не «вывести». Хотя следует отметить, что относительно обычной амплитудной модуляции помехозащищённость SSB гораздо лучше.

Таким образом, наличие режима SSB в переносной рации вряд ли оправдано, т.к. в случае переносной радиостанции этот режим не приведёт к увеличению дальности радиосвязи относительно правильно организованного режима частотной модуляции FM (с хорошими параметрами приёмника и передатчика, позволяющими реализовать преимущества FM).

А вот режим амплитудной модуляции — самый неудачный из 3 рассмотренных в данной статье — применять в наших рациях (серии Штурман — с AM/FM модуляцией) всё же приходится — прежде всего для универсальности, чтобы рации можно было использовать в машине на трассе- для связи с дальнобойщиками.

В высокочастотных (136-174 и 400-520 МГц), широко представленных в России импортных переносных рациях практически всегда используется режим частотной модуляции (FM).

Оставьте комментарий