La radio est la transmission et la réception de rayonnement électromagnétique avec des longueurs d'onde plus longues que celle de la lumière infrarouge. Vous êtes pardonné si cette définition n'avait pas de sens, cependant, et jusqu'à il y a quelques années, elle ne le serait pas non plus pour moi. La technologie radio alimente presque toute la connectivité sans fil autour de nous: Bluetooth, WiFi, 3G, 4G et votre four à micro-ondes - tous fonctionnent selon les principes de la radio. La technologie a plus de cent ans, et pourtant j'ai réalisé que j'en savais très peu.

J'ai donc décidé de commencer à apprendre et j'ai contacté mon association nationale de radioamateurs, la Pakistan Amateur Radio Society (PARS), membre de l'Union internationale des radioamateurs (IARU), qui à son tour représente la radio amateur auprès de l'Union internationale des télécommunications (UIT), l'agence des Nations Unies dont le travail consiste à coordonner les opérations et les services de télécommunications dans le monde entier. PARS gère quelques répéteurs radio à travers le pays, et l'un d'entre eux était à Lahore, où je vis.

Alors que la radio utilise fondamentalement la même technologie depuis que Guglielmo Marconi a mené ses premières expériences en 1895, l'amélioration de la conception des circuits et des techniques de traitement du signal nous a permis de transmettre beaucoup plus et beaucoup plus loin qu'auparavant. Désormais, il est possible pour une personne possédant un ordinateur portable et un équipement de moins de 30 USD de recevoir une large gamme de fréquences radio, et c'est exactement ce que nous ferons.

Dans ce didacticiel sur la radio définie par logiciel, je vais configurer un dispositif radio défini par logiciel (SDR) et une antenne, et écouter une conversation entre deux opérateurs de radio amateur agréés via le répéteur Lahore. J'utiliserai ensuite le même équipement pour recevoir une image transmise par la Station spatiale internationale, un vaisseau spatial en orbite autour de la Terre, et l'utiliser pour réclamer le prix ARISS SSTV, démontrant à quel point il est facile de parcourir le spectre radio avec un équipement bon marché et d'être reconnu . Grâce au matériel utilisé dans cet article, vous ne pouvez recevoir que des transmissions radio et ne pas transmettre les vôtres, mais c'est très bien puisque vous avez de toute façon besoin d'une licence de radio amateur avant de le faire.

Mise en garde! Il est très facile d'effectuer une activité illégale avec des équipements radio, c'est pourquoi cet article vous mettra continuellement en garde et citera la loi. L'auteur vit et a mené légalement ces expériences au Pakistan. Alors que les lois fédérales sur la radio au Pakistan sont sévèrement restrictives, votre juridiction peut l'être davantage. En 2019, un expert des Nations Unies arrêté en Tunisie pour posséder le même appareil radio défini par logiciel que nous utiliserons. Il est de votre responsabilité de vous assurer que vous vous conformez aux lois locales lorsque vous effectuez des expériences radio. Veuillez noter cependant que je ne suis pas avocat et que cela ne constitue pas un avis juridique. Vous devez consulter votre propre avocat pour obtenir des éclaircissements.

Si vous habitez au Pakistan, vous devez obtenir un abonnement PARS d'écoute en ondes courtes (SWL) avant d'obtenir un récepteur radio . La loi pakistanaise sur la télégraphie sans fil, 1933, interdit la possession d’appareils de télégraphie sans fil; cependant, les membres de SWL sont autorisés à posséder des séquestres. Contactez-moi pour une lettre de référence PARS, si vous souhaitez devenir membre.

Configuration de notre antenne dipolaire et de notre récepteur SDR

«Qu'est-ce qu'une radio« définie par logiciel »?» Je vous entends demander!

Une radio définie par logiciel est un appareil radio dans lequel la plupart des composants électriques «émulent» dans le logiciel. Avant la montée en puissance des SDR, vous auriez besoin d'un circuit dédié pour effectuer la tâche de traitement des signaux vers et depuis la radio. Des choses comme filtrage du signal , mélange de fréquences , détection des ondes radio , l'amplification du signal, la modulation / démodulation, etc. ont été réalisées avec des circuits dédiés. Cependant, comme les ordinateurs sont devenus plus rapides, nous pouvons exécuter ces fonctions dans le logiciel à la place, ce qui rend ces types de radios définis par logiciel.

Un récepteur SDR populaire (et bon marché) est le récepteur de diffusion vidéo numérique (DVB-T) avec le contrôleur et le circuit intégré du tuner Realtek RTL2832U. Alors que leur objectif initial était de recevoir de la vidéo, ceux-ci sont désormais réutilisés pour recevoir des signaux radio et sont désormais connus sous le nom de dispositifs RTL-SDR. J'utiliserai le Récepteur et dipôle RTL-SDR de RTL-SDR.com . Il coûte actuellement 29,95 $, expédié dans le monde entier, est livré avec un oscillateur à compensation de température (TCXO) et un té de polarisation, ce qui est génial à avoir, mais qui dépasse la portée de cet article à discuter. Il est également livré avec un kit d'antenne dipôle réglable , vous permettant d'écouter des signaux de ~ 70 MHz à ~ 1030 MHz.

Jour 2 d'ARISS Int'l F2F:
David Honess de l'ESA ouvre les sessions d'aujourd'hui en proposant d'excellents moyens d'impliquer les enfants dans les projets de radio amateur ISS en utilisant Raspberry Pi, RTL-SDR, les communications en mode SSTV, etc. via un lien en ligne avec notre réunion F2F à Montréal. pic.twitter.com/Mp25cljrAH

- ARISS (@ARISS_status) 27 juin 2019

Le kit dipôle RTL-SDR que j'utilise a également été recommandé par les représentants de l'Agence spatiale européenne lors de la réunion internationale en face-à-face de la radio amateur dans l'espace (ARISS) en juin 2019.

L'installation de l'antenne est facile. Vissez les longues broches de l'antenne au centre, montez-la sur une fenêtre avec la ventouse fournie et ouvrez les bras dipôles à exactement 49,65 cm (1 pied 7,55 pouces) chacun. Connectez l'extrémité femelle du câble le plus long fourni à l'extrémité mâle du dipôle, l'extrémité mâle du câble le plus long à votre SDR, puis montez l'antenne verticalement aussi haut que possible à l'extérieur. De préférence sur une fenêtre, en utilisant le support à ventouse fourni. Voici à quoi cela devrait ressembler:

Enfin, vissez l'extrémité pendante du long câble dans votre SDR et branchez votre SDR sur le port USB de votre ordinateur. À ce stade, vous pouvez utiliser n'importe quel nombre d'applications SDR, mais comme je suis sur MacOS, où les options sont limitées, je vais utiliser CubicSDR .

brew cask install cubicsdr

Lors de l'ouverture de CubicSDR, une boîte de dialogue vous sera présentée pour sélectionner votre SDR et ses paramètres. Choisissez le Generic RTL2832U OEM comme je l'ai choisi dans l'image, et modifiez la fréquence d'échantillonnage à 2,048 MHz

Lorsque CubicSDR démarre, vous pouvez commencer à parcourir le spectre immédiatement. Je recommande de commencer par des émissions de radio FM familières. Voici une vidéo de moi parcourant les stations de radio locales car elles sont disponibles pour moi à Lahore.

Ensuite, nous écoutons deux opérateurs de radio amateur sur le répéteur de Lahore, mais avant de commencer, parlons de ce qu’est même la radio amateur.

Qu'est-ce que la radio amateur?

'D'accord, mais qu'est-ce que la radio' amateur '?' Je vous entends demander cette fois!

La radio amateur est l'utilisation du spectre radioélectrique par des opérateurs agréés pour des activités non commerciales. Ceux-ci peuvent inclure la communication, la formation, l'expérimentation, la contestation, ou plus. Chaque juridiction peut également avoir sa propre définition juridique. Les opérateurs radioamateurs sont limités à l'utilisation des fréquences dédiées au service amateur.

«Service amateur» désigne un service de radiocommunication à des fins d'autoformation, d'intercommunication et d'enquêtes techniques effectuées par des amateurs, c'est-à-dire par des personnes dûment autorisées en vertu du présent Règlement et intéressées par la technique radiophonique uniquement à des fins personnelles et sans intérêt pécuniaire; - Règlement de 2004 sur les services de radio amateur, Pakistan

Cela étant réglé, regardons quelles sont nos fréquences radioamateurs locales. Ils sont publiés avec les définitions de tout par le Conseil pakistanais d'attribution des fréquences, dans un document intitulé le Tableau d'attribution des bandes de fréquences du Pakistan . Je maintiens un un résumé de tous pour une référence facile, mais voici les bandes de très haute fréquence (VHF):

Unité	Gamme de fréquences	UIT - Région 3	Allocations du Pakistan
MHz	144 - 146	AMATEUR AMATEUR-SATELLITE 5 216	AMATEUR AMATEUR-SATELLITE
MHz	146 - 148	AMATEUR FIXÉ MOBILE 5 217	AMATEUR FIXÉ MOBILE

Cela dit, voici un note importante sur les aspects juridiques : Le RTL-SDR et cette configuration sont incroyablement puissants. Même si vous n’avez accès qu’à une petite partie des plages amateurs désignées du Pakistan (ou de votre région), qui s’étendent généralement de 1 800 kHz à 250 GHz, d’autres services fonctionnent sur le spectre. Vous devez savoir quels services vous pouvez, ou plus important encore, ne pas écouter: au Pakistan, comme au Royaume-Uni, vous ne pouvez pas écouter les transmissions qui ne vous sont pas destinées, ni destinées à être ouvertes au public , cela peut entraîner une amende ou une peine de prison au Pakistan conformément à la loi de 1996 sur les télécommunications (réorganisation) du Pakistan et à la loi de 2016 sur la prévention de la criminalité électronique. il est de votre entière responsabilité de consulter les lois locales . Aux États-Unis, les émissions que vous pouvez écouter dépendent de votre juridiction locale.

Écoute d'opérateurs radioamateurs sur le répéteur de Lahore

'Vous voulez que je vous demande ce qu'est un répéteur, n'est-ce pas?' tu demandes. Et je suis content que vous ayez posé la question.

Lorsque les appareils radio se parlent, ils ont tous leurs propres limites de portée. Imaginez qu'Alice et Bob voulaient se parler, mais la distance entre eux était bien plus grande que ce que leurs radios pouvaient transmettre. Maintenant, Alice et Bob pourraient mettre à niveau leurs radios, mais cela coûterait cher. Au lieu de cela, ils peuvent mettre leur argent en commun et installer un répéteur entre eux. Le répéteur peut être super puissant, ou juste assez puissant pour que ses transmissions les atteignent tous les deux.

Un répéteur est un appareil qui, eh bien, répète ce qu'il entend. Il perroquet ce qu'il entend sur une fréquence sur une autre fréquence. Le but d'un répéteur est d'étendre la portée des autres radios. Il est généralement placé dans un endroit central et très haut pour lui donner une ligne de vue dégagée vers la zone qu’il couvre. Il peut également produire une grande quantité d'énergie afin que les radios très éloignées puissent également l'entendre. Dans l'illustration ci-dessus, nous voyons visuellement comment un répéteur peut aider deux petites radios portatives à se parler sur de grandes distances. C'est exactement ainsi que fonctionne le répéteur Lahore, sauf avec plus de puissance.

Le répéteur de Lahore fonctionne à une fréquence de 147,360 MHz *. Avant de vous régler sur cette fréquence, réglez votre sélecteur de modulation sur la modulation de fréquence à bande étroite (NBFM / NFM), nous en apprendrons plus sur son fonctionnement plus tard. À cette fréquence, vous entendrez une série de tonalités toutes les cinq minutes. J'en ai enregistré un pour vous ici:

Quels sont ces tons, exactement? Un coup d'œil à la forme d'onde nous donnera un indice.

Si vous n’avez pas déjà compris, c’est du code Morse. Puisque cette forme d'onde est une représentation de l'amplitude et du temps, les bips courts sont des points et les bips longs sont des tirets. L'audio signale donc .-.. … .-. qui décode en LHR, l'abréviation de la ville de Lahore. Cela vous indique que le répéteur est en ligne, que vous êtes réglé sur la bonne fréquence et que vous écoutez le répéteur Lahore.

Pendant que j'attendais, j'ai demandé à mon ami et opérateur de jambon agréé Badar Jamal, AP2BDR, le chef du chapitre PARS Lahore, d'avoir une conversation rapide avec moi pendant que j'étais à l'écoute du répéteur de Lahore. J'ai une autorisation spéciale de l'Autorité des télécommunications du Pakistan pour faire fonctionner une radio sous la supervision d'un opérateur agréé comme AP2BDR. La conversation a eu lieu à un moment particulièrement difficile où le spectre était très pollué, donc il y a du bruit. De plus, malgré mes meilleurs efforts pour mettre une certaine distance entre moi et le RTL-SDR, mes transmissions semblent dominer l'appareil à certains moments, mais voici la conversation ci-dessous. Je travaille sous une extension de l’indicatif d’appel de PARS sous le nom AP2ARS / novembre.

Et voilà comment écouter une conversation radio amateur entre deux opérateurs agréés sur un répéteur. Le processus serait le même s'ils transmettaient sans répéteur parce que le RTL-SDR n'émet pas. La configuration est cependant un peu plus compliquée pour les équipements de transmission car ils doivent émettre à une fréquence différente de celle à laquelle ils reçoivent. Si vous êtes comme moi, cela vous a laissé plus de questions que de réponses. J'expliquerai la science derrière cela dans la section suivante.

Recevoir des photos d'un vaisseau spatial: événements SSTV de la Station spatiale internationale

La Station spatiale internationale (ISS) est un grand satellite artificiel en orbite autour de la Terre. Il s'agit d'un laboratoire de recherche sur l'environnement spatial détenu conjointement par cinq agences spatiales différentes: NASA (États-Unis), Roscosmos (Russie), JAXA (Japon), ESA (Europe) et CSA (Canada) par le biais d'un ensemble d'accords et de traités complexes. Puisque la station spatiale internationale est un vaisseau spatial, exploité par un équipage, c'est techniquement un vaisseau spatial, et comme il tourne autour de la Terre, c'est aussi un satellite.

L'ISS gère un service amateur par satellite sous la radio amateur sur la Station spatiale internationale ou le programme ARISS. Ce service vous permet contacter l'ISS où vous pouvez parler à des radio-astronautes amateurs, mais de temps en temps, ARISS organise des événements spéciaux de télévision à balayage lent (SSTV) où il diffuse des images sur 145,8 MHz en mode FM à bande étroite. Un de ces événements s'est produit entre le 1er et le 4 août 2019, appelé l'activité SSTV commémorative ARISS Garriott. L'événement «célèbre la vie et les réalisations de l'astronaute, scientifique et pionnier de la radio amateur Owen Garriott avec un événement commémoratif SSTV présentant des images du travail de Garriott avec la radio amateur lors de ses missions dans l'espace.» Il a été le premier jambon à opérer depuis l'espace.

Pour cet événement, j'ai posé mon dipôle et mon RTL-SDR sur le toit. Le signal était incroyablement faible, cependant, en utilisant mon RTL-SDR, je n'ai réussi à obtenir une image partielle que lors d'une passe exceptionnellement forte. J'ai utilisé un équipement alternatif pour le reste de l'événement. Cependant, d'autres membres du PARS ont eu plus de succès avec les RTL-SDR et une antenne fabriquée par eux-mêmes utilisant des tubes en cuivre et un câble coaxial. Le processus d'écoute du signal était très similaire au précédent, à l'exception d'une étape supplémentaire: la prise en compte de l'effet Doppler.

Nom: effet Doppler

une augmentation (ou diminution) de la fréquence du son, de la lumière ou d'autres ondes lorsque la source et l'observateur se rapprochent (ou s'éloignent) l'un de l'autre. L'effet provoque le changement soudain de hauteur perceptible dans une sirène qui passe, ainsi que le décalage vers le rouge vu par les astronomes.
- Google

L'effet Doppler, ou décalage Doppler, est le changement apparent de fréquence lorsque l'émetteur se rapproche. Pensons à une sirène d'ambulance. Comme il vient vers nous, il est aigu, mais quand il nous dépasse, il fait cette chose étrange où le son change soudainement et devient plus bas. Enfant, j'ai toujours pensé que c'était bizarre: pourquoi les ambulanciers m'ont-ils fait ça? Comment ont-ils su qu'ils me dépassaient quand j'étais à l'intérieur? Il s'avère que cela arrive à tout le monde, et pas seulement au son. L'effet Doppler est apparent dans toutes les ondes, y compris la radio et la lumière. Le Blueshift est lorsque les étoiles nous semblent bleues, une fréquence d'onde plus élevée, lorsqu'elles viennent vers la Terre, et le redshift est lorsqu'elles apparaissent en rouge, une fréquence plus basse, lorsqu'elles s'éloignent. Pour une démonstration, je recommande cet excellent vidéo .

Le décalage Doppler se manifeste dans les communications radio des satellites par une augmentation de la hauteur lorsque le satellite se déplace vers vous, et une diminution soudaine à mesure qu'il s'éloigne. Sur la cascade du SDR, cela ressemblerait à ceci:

Pour compenser l'effet, j'ai gardé ma radio légèrement au-dessus de 145,8 MHz lorsque le satellite se levait, je l'ai abaissée lorsque le satellite atteignait son apex, et je l'ai modifiée plus bas quand elle s'est installée. N'oubliez pas que même si j'ai reçu un partiel, ce que j'ai reçu était l'audio suivant:

Si vous jouez ceci et exécutez un décodeur SSTV, comme l'application Android Robo36, réglé sur le mode PD120, vous devriez obtenir l'image suivante:

Une photo hommage à Owen Garriot, le premier jambon opérant depuis l'espace. Une image authentique que j'ai reçue directement d'un vaisseau spatial. En utilisant cette image, j'ai remporté le prix ARISS SSTV.

Voyons maintenant comment fonctionne la technologie radio.

Démystifier la radio: la science derrière la magie

Très bien, donc, si vous êtes comme moi, vous voulez en savoir plus. Comment un homme parlant dans un micro transmet-il des ondes invisibles (que sont même des ondes?) Qui sont captées («captées?») Par une autre boîte magique à l'autre bout, et transformées en son? Tant de questions. Commençons. Si, au début, certains de ces concepts n’ont pas de sens, restez avec moi jusqu’à la fin. Discutons:

• Courant alternatif et comment il produit des ondes magnétiques
• Le spectre électromagnétique et les radiofréquences
• Comment les émetteurs-récepteurs radio encodent la voix et la décodent à partir des ondes radio

Courant alternatif et comment il produit des ondes électromagnétiques

Vous êtes probablement conscient du courant continu, par exemple lorsque vous connectez une LED à une batterie 12V. Ce type d'électricité produit une tension constante et est connu sous le nom de courant continu (DC). Si nous devions tracer le flux de courant dans le fil, nous obtiendrions quelque chose comme ceci:

Vous savez probablement que le courant traversant un fil provoque un champ magnétique constant dans un cercle autour de lui. Cela ressemble un peu à ceci:

Vous pouvez regarder cet effet démontré dans cette Vidéo Youtube.

Cependant, DC ne fait rien pour la radio. Nous utilisons son frère le plus intéressant et le plus mortel: le courant alternatif (AC). Le courant alternatif est différent du courant continu car au lieu de donner une tension constante à la charge, il alterne entre donner et prendre. Le courant alternatif est ce que vous obtiendriez si vous vous connectez à l'alimentation principale de votre maison. Au Pakistan, nous obtenons 230 volts en alternance à 50 Hz ou hertz (ne vous inquiétez pas du hertz pour le moment), ce qui est similaire au Royaume-Uni, mais en Amérique du Nord, vous obtenez 120 volts à 60 Hz. Par souci de simplicité, supposons qu’il fonctionne à 1 Hz. Voici un graphique de ce à quoi mon électricité ressemblerait:

Maintenant, voici la chose intéressante à propos du courant alternatif: à cause d'un courant changeant, nous allons maintenant provoquer un champ magnétique changeant autour du fil. Les champs magnétiques changeants ont une propriété particulière, ils induisent des courants dans les fils qu'ils traversent! C'est ce qu'on appelle l'induction électromagnétique. Toute la radio est essentiellement un rayonnement électromagnétique et une induction par des ondes CA. Voici une vidéo d'un homme faisant fonctionner une ampoule sur une antenne dipôle, réglée à la même longueur que la nôtre, et un signal dans la bande de 2 mètres:

La bande de 2 mètres est, d'ailleurs, la même bande sur laquelle nous avons entendu parler AP2BDR et AP2AUM, mais quelle est cette «bande» dont je parle? Voyons cela ensuite lorsque nous en apprendrons davantage sur les fréquences radio.

Fréquences radio et spectre électromagnétique

Le rayonnement électromagnétique (EM) fait référence aux ondes avec des composants électromagnétiques qui se propagent dans l'espace. Dans la vidéo ci-dessus, vous avez vu un homme émettre un rayonnement EM avec une antenne dipôle, puis le recevoir dans une autre. C’est exactement ce que nous avons fait dans notre expérience, mais avec moins de puissance. Les ondes radio sont de l’énergie électromagnétique, mais elles ne sont pas la seule chose qui puisse être classée comme telle. Certains autres exemples incluent la lumière, les radiations ionisantes comme les rayons X et les rayons gamma. La différence entre tout cela est la vitesse à laquelle l'EM oscille. Ceci est mesuré à la fois en fréquences et en longueur d'onde, et parfois, pour les portées radioamateur, exprimées en «bandes métriques». Nous allons jeter un coup d'oeil.

Un cycle est le nom donné à une oscillation complète et est généralement mesuré d'un pic à l'autre sur le graphique. La «fréquence» d'une onde est le nombre de cycles qu'elle traverse en une seconde, et l'unité qui l'indique est le hertz (Hz). Dans le diagramme ci-dessus, nous mesurons une fréquence de 1 cycle par seconde, soit 1 Hz. Cela signifie que l'onde AC oscille, entre donner et prendre du courant, 1 fois par seconde.

Pour comprendre la longueur d'onde, imaginons visuellement à quoi ressemblerait notre courant alternatif dans un fil. Imaginons que le temps s’arrête et que nous examinons un courant alternatif inconnu passant par un fil. Les pics élevés sont là où le fil est polarisé positivement, les vallées peu profondes sont là où le fil est polarisé négativement.

En regardant visuellement le fil, pouvez-vous mesurer la longueur d'un cycle en mètres? N'oubliez pas qu'un cycle est mesuré d'un pic à l'autre. Lorsque vous avez la réponse, lisez à l'avance.

Ce que vous venez de mesurer est la longueur d’onde d’un signal dans un fil. La relation entre la longueur d'onde d'un signal et sa fréquence

$ lambda = frac {c} {f} fois VF $

Où $ f $ est la fréquence de l'onde en Hz, $ c $ est la vitesse de constante de la lumière exprimée en mètres par seconde, $ lambda $ est le mètre de longueur d'onde et $ VF $ est le facteur de vitesse.

Le $ VF $ est donné par l'équation:

$ VF = v / c $

Où $ v $ est la vitesse à laquelle le signal se propage à travers le matériau.

Pour l'instant, supposons que les signaux se propagent à travers tout le matériel à $ c $, ce qui fait $ v = c $, $ VF = 1 $, et nous pouvons simplifier notre équation pour que la longueur d'onde devienne:

$ lambda = frac {c} {f} $

Vous rencontrerez cette équation simplifiée dans de nombreux endroits, mais comprenez que ce n'est vrai que pour EM dans le vide.

Lorsque nous faisons passer un courant alternatif à travers une antenne parfaite, il émet de l'énergie électromagnétique très efficacement. Voici une visualisation:

Remarquez comment le rayonnement EM oscille exactement à la même fréquence que le courant alternatif appliqué à l'antenne? C'est pourquoi un courant alternatif de 450 hertz alimenté à une antenne émettra un signal radio de 450 hertz.

Dans notre expérience ci-dessus, nous avons entendu AP2BDR et AP2AUM parler à 147,360 MHz *, soit un mégahertz, soit 147 360 000 hertz *. La longueur d'onde pour cette fréquence est de 2,03 mètres (79,92 pouces). Cela nous amène à notre dernière approximation: les bandes métriques.

Les bandes de compteurs ne sont que des estimations des longueurs d'onde. Si vous dites à un opérateur radio amateur que vous utilisez la bande de 2 mètres, il comprendra les fréquences qui sont d'environ 2 mètres de longueur d'onde.

Le spectre électromagnétique fait référence à la gamme de fréquences et à leurs classifications. En gros, il existe 3 grandes catégories: les ondes radio, la lumière et les rayonnements ionisants, mais ces trois phrases ne traduisent pas la profondeur du spectre lui-même.

Selon l'UIT, les ondes radio commencent dans la gamme de fréquences extrêmement basses (ELF), commençant à 3 Hz, et se terminent dans la gamme de fréquences extrêmement hautes, se terminant à 300 GHz. Après cette fréquence, le rayonnement EM devient lumière, un peu plus loin, il devient lumière visible, un peu plus loin, il commence à devenir dangereux sous forme de rayonnement ionisant.

Comment les émetteurs-récepteurs radio encodent et décodent les données vocales des ondes radio

«Un trans… quoi, maintenant? Je vous entends demander.

Un émetteur-récepteur est simplement un appareil qui peut à la fois transmettre et recevoir des signaux radio. Nous n'avons pas nécessairement besoin que les deux parties aient des émetteurs-récepteurs; un message radio peut être envoyé si une seule personne n'a qu'un récepteur.

Il existe de nombreux schémas d'encodage et de décodage du signal, mais pour l'instant, nous ne discuterons que des deux principaux, dont l'un que nous avons utilisé dans l'expérience ci-dessus: la modulation d'amplitude (AM) et la modulation de fréquence (FM). Si vous jouez avec votre autoradio pendant un certain temps, les termes AM et FM vous sont probablement très familiers. Voyons exactement comment ils fonctionnent.

Tout d'abord, introduisons deux formes d'onde: une onde porteuse et un signal d'information que nous prévoyons d'encoder. L'onde porteuse est juste un signal d'onde simple oscillant à une fréquence particulière, dans notre enregistrement, tout comme l'illustration, notre onde porteuse était une onde sinusoïdale (forme douce ascendante et descendante) à une fréquence de 147,360 MHz *. Le signal d'information, ce sont les données que vous voulez encoder, et dans notre expérience, c'était l'audio de la conversation entre AP2BDR et AP2AUM.

En AM, le signal est codé dans l'onde porteuse en modulant l'amplitude de l'onde elle-même, ce qui signifie que l'onde porteuse devient plus haute, mais reste à la même fréquence. En FM, cependant, le signal est codé dans l'onde porteuse en modulant la fréquence, ce qui signifie que l'onde porteuse reste à la même hauteur, mais la fréquence varie un peu.

Dans notre conversation, nous avons utilisé la FM. La FM donne généralement un son plus clair et est plus résistante au bruit ou à la distorsion que AM, car la distorsion se manifeste par un changement d'amplitude. Cependant, la FM se fait au prix de l'utilisation d'une gamme de fréquences plutôt que d'une fréquence spécifique. La largeur de la plage de fréquences dépend de votre filtre. Dans notre exemple, nous avons utilisé la FM à bande étroite (NBFM); cependant, les stations de radio commerciales utilisent la FM à large bande (WBFM). Cela rend le son de la station plus riche et plus résistant à la distorsion, mais nécessite une plus grande plage de fréquences.

Conclusion

Nous avons appris le fonctionnement des radios et certaines réglementations radio, nous avons mis en place un dipôle de réception et exploré le spectre à l'aide d'une radio définie par logiciel, et nous avons appris quelques notions de physique derrière les ondes radio ainsi que les méthodes fondamentales d'encodage et de décodage du signal. La radio peut sembler magique, et personnellement je le pense toujours, mais c'est une technologie tout à fait remarquable. Dans un article ultérieur, je pourrais discuter de GNURadio et de la façon dont il est possible d’émuler la fonctionnalité radio dans un logiciel.

J'espère que vous souhaitez en savoir plus sur la radio. À l’aide de votre SDR, vous pouvez explorer les signaux produits par vos propres appareils, tels que les signaux du porte-clés de votre voiture ou d’une sonnette sans fil. N'oubliez pas de vous assurer que vous effectuez vos expériences dans les limites de la loi. Et si vous décidez de devenir opérateur radio amateur, vous pouvez commencer à transmettre et à avoir vos propres conversations! Au Pakistan, il est légal d’émettre à partir d’une station de radio gérée par un amateur agréé, et sous sa supervision, s’il vous forme. Je vous recommande de rejoindre PARS ou votre association de radio amateur locale pour plus d'informations.

La meilleure ressource que j'ai trouvée sur la radio amateur est le Manuel ARRL pour les communications radio . Il a été fortement recommandé, et bien que le contenu du livre soit incroyablement technique à première vue, après quelques lectures, il commence à avoir un sens. C'est une ressource inestimable et je me retrouve souvent à y revenir. Cependant, c'est un livre payant, mais si vous cherchez quelque chose pour commencer immédiatement, lisez les cinq premiers chapitres de Réseaux sans fil dans les pays en développement , un livre gratuit (comme dans libre) et un ebook (gratuit) qui couvrent le matériel dont j'ai discuté plus en détail.

*Remarque: PARS a demandé que je ne publie pas de chiffres réels en ligne. Ce sont des exemples techniquement précis, mais les vrais ne sont disponibles que pour les membres du PARS.

Comprendre les bases

À quoi sert la radio définie par logiciel?

La radio définie par logiciel peut être utilisée pour toutes les applications radio traditionnelles, mais de manière beaucoup plus flexible. Cela permet le prototypage et le développement d'applications radio de nouvelle génération. Dans cet article, cependant, nous utilisons un RTL-SDR pour simplement recevoir des signaux FM à bande étroite.

Comment fonctionne la radio définie par logiciel?

Une radio définie par logiciel fonctionne en implémentant des composants matériels traditionnels dans un logiciel sur un ordinateur personnel ou un système embarqué.

Qu'est-ce qu'une forme d'onde dans la radio définie par logiciel?

Une forme d'onde est une représentation d'une onde sur une période de temps. Dans la radio définie par logiciel, c'est la même chose qu'une forme d'onde dans la radio ordinaire. Il peut être utilisé pour représenter le son en cours de modulation ou de démodulation, le signal émis, rayonné ou reçu, ou toute autre onde dans le processus.

Qu'est-ce que le SDR dans la radio amateur?

SDR peut être utilisé dans la radio amateur comme toute autre application radio. La radio amateur est un passe-temps d'exploration, et les amateurs peuvent donc utiliser le SDR comme récepteur ou comme émetteur. Ils peuvent même l'utiliser pour créer de toutes nouvelles applications radio.

Qu'est-ce que RTL dans RTL-SDR?

RTL est l'abréviation de RTL2832U. Le chipset Realtek RTL2832U était un choix populaire pour les récepteurs de diffusion vidéo numérique (DVB-T), dont le but initial était de recevoir de la vidéo. Il a été découvert que ceux-ci pouvaient être piratés et transformés en récepteurs SDR à large bande. Ces appareils sont connus sous le nom de RTL-SDR.

Pouvez-vous transmettre avec SDR?

Cela dépend du SDR. Si vous avez le bon matériel, oui, vous pouvez, mais pas avec le RTL-SDR. Certains SDR compatibles avec la transmission incluent le HackRF, le PlutoSDR, le LimeSDR, le LimeSDR Mini, etc.