Радиоволны делают так: пиу-пиу (краткий гайд по SWL)

Этот пост не про то, как стать радиолюбителем, сдать экзамен, получить позывной и QSL с ISS (они передатчик вырубили).

Этот пост для тех, кто ищет для себя что-то новое, но при этом хорошо забытое старое. На стыке физики и современных технологий. Как и любое хобби, это - абсолютное бесполезное, местами дорогое, жрущее время, не имеющее смысла, полное ебанутых ачивок но прекрасное в кратике моменты, когда все работает как нужно.

Кто не понял - мы занырнем в мир SDR (Software defined radio) и SWL (Short Wave Listening).

Нам понадобятся: болтик, гаечка, объебыши металла, болгарка и сварка (нет, сварка и болгарка не нужны), пара проводов, веревка и любознательность.

Ниже я расскажу каких прикольных результатов можно достичь при практически нулевом пороге вхождения, но не смогу объяснить зачем.

Часть первая. Что можно, а что нельзя.

Слушать можно, передавать нельзя. Передавать можно на безлицензионных частотах и мощностях, но разве это хобби? Разве что Meshtastic, но сегодня не про него.
На самом деле передавать, конечно, можно, законы физики вас тут не остановят, дальше - как пойдет. Хорошей идеей бросить вызов обществу будет передача чего-нибудь на частоте 121.5, главное передатчик помощнее и встать поближе к аэропорту.

Частота?

Отбросим эту дурацкую физику, для нас все просто. Радиоволна - она волна, значит у нее есть длина волны (расстояние между гребнями) и частота. Волны летят адово со скоростью C в среде. Делятся на диапазоны по длинам волн (и\или частотам). Чем выше длина волны, тем ниже частота и наоборот. В интернете полно формул из учебников по физике, как перевести одно в другое. Это понадобится.

Что интересного можно слушать?

Разберем несколько классических примеров того, что может показаться интересным. Заодно рассмотрим необходимые понятия.
SDR
Software defined radio. Ресивер (или трансивер), в котором окончательная настройка и обработка сигнала выполняются программно. Иными словами есть устройство, которое только слушает эфир и переводит его в цифровой поток. И есть ПО, которое из этого выделяет нужный сигнал, применяет к нему нужные преобразования и отдает дальше.

Ресиверы бывают на любой вкус и цвет и прелесть в том, что даже с откровенно посредственным устройством (RTL SDR, 40 баксов в комплекте с требухой) можно получить результат. Верхний порог не ограничен, у меня самый простой донгл RTL SDR v4 с алишечки, обладатели SDRPlay и прочих Yaesu презрительно усмехаются.

Антенна
То, что собственно принимает сигнал. От нее зависит гораздо больше, чем от самого приемника. Основная проблема в том, что физику практически невозможно обмануть, поэтому для приема разных диапазонов нужны разные антенны и в какой-то момент размер начинает значить. Позже мы построим антенну для коротких волн и она займет всю мою крышу.

Из плюсов: при работе на прием рукожопость при постройке и настройке антенн практически не влияет на успех. Ну а на передачу нам все равно работать нельзя.

Диполь, Яги, Inverted V, штырь и прочие слова - это потом.

Авиационный диапазон 118-137

Тут вообще ничего сложного нет. В качестве антенны подойдет палка сантиметров на 120, или диполь (две палки) по 60 каждая, модуляция АМ (Амплитудная Модуляция - у нас тут не википедия, поэтому для нас это кнопка в программе). Нужен аэропорт рядом.
Можно найти частоты в справочнике, можно мониторить эфир.

Что интересного можно услышать в авиадиапазоне? Ну, самолеты и диспетчеров. Приятно послушать фоном эфир, попредставлять, что же происходит, открыть параллельно Flightradar и следить за каким-нибудь самолетиком.

ADS-B

Кстати, Flightradar можно сделать самому.
Транспондеры ADS-B вещают довольно уверено, протокол открытый. Антенна нужна покороче, в качестве софта подойдет dump1090. Авторы в своей мудрости уложили в название и частоту вещания. Как компилировать и запускать написано на гитхабе.
В результате у вас будет свой ресивер, который будет показывать все самолетики, что летают с включенными трансиверами в вашей зоне видимости.

Практической пользы, как я уже говорил, никакой. Разве что Flightradar так и работает, просто у них сеть этих ресиверов больше.

Прогноз погоды

Вот тут уже интересно. Это первый вызов, в котором нам придется следить за временем, местоположением, настройками и то успех не гарантирован.
В качестве антенны по прежнему подойдет диполь, но лучше направленная антенна Яги. Нужен будет ISS-tracker или любой другой софт, который может предсказывать пролет спутников над местностью. Наша цель - погодные спутники Метеор, имеющие полярные орбиты и вещающие вниз то, что видят. Построчно. Крайне странным способом (LRPT). Сигнал можно принять, записать и превратить в картинку. В дополнение к SDR софту нужен будет Satdump. Писать надо в raw, оно же IQ, оно же НЕ (повторяю НЕ) audio.

На выходе можно получить прогноз погоды на сейчас.

Вот это уже интересно.

Чем выше пролет, тем больше шансов записать что-то полезное.

Разница на лицо.

SWL

Собственно прослушивание других чуваков. Вот тут уже придется мастерить антенну покруче, в основном из-за того что короткие волны не такие уж и короткие. Или можно сгонять в горы, там помех нет и принять можно даже на палку. Записывал общение из города Ливны с Америкой на палку длиной в метр. Но с Монблана.

После этого захотелось повторить из города, но тут уже физику не обмануть, поэтому будем строить антенну. 18-21 Мгц (радиолюбители телефоном работают и там и там) означает довольно большой разброс в длинах волн. Для 18 Мгц четверть волны это больше 4 метров, а для 21 МГц это меньше 3.5 метров, поэтому сделаем антенну, которая будет работать на прием одинаково херово, но будет.

Если коротко, то что мы хотим сделать, так это соединить два куска провода (длины которых равны четверти длины волны) так хитрожопо, чтобы волна, когда через них пролетала, колбасила внутри электроны и давала сигнал.

Для этого возьмем балун (BAlanced - UNbalanced - устройство, которое нужно, чтобы сбалансированный сигнал с обоих половинок нашего полотна превратить в несбалансированный между оплеткой и центральной жилой кабеля, который идет в ресивер), примотаем к нему два отрезка провода (чуть меньше 4 метров длиной, чтобы как-то попасть в диапазон), подвесим повыше и закрепим веревкой. Другие концы проводов закрепим к земле на растяжки веревкой, чтобы получилась гиганская перевернутая V. Экономит место.

Собирается за 10 минут. И оно работает.

Я даже ничего не настраивал, не перемерял лучи линейкой. Просто начал слушать эфир, записал пару обменов между Россией и Шотландией и решил набросать пост.
Ценности никакой.

Заключение

Тут нет технических гайдов (но я с удовольствием расскажу все, что знаю в комментариях), нет примеров потрясающих открытий (хотя сегодня явно записался какой-то радар, интересно будет за ним понаблюдать), нет ничего такого, что радиолюбитель с оптыном не знал бы.

Скорее это обзор результатов, которые можно получить за цену пары обедов в Берлине. И если хоть что-то из этих результатов зинтересовало - можно дерзать, покупать приемники, строить антенны, писать эфир. А если нет - то и не можно, как я уже говорил - SWL это абсолютно бесполезная, но местами увлекательная фигня.