«Ломаем стереотипы» — какие рации лучше работают в лесу

Многочисленные продавцы («эффективные менеджеры от радиосвязи») активно рекламируют как «лучшие рации для работы в лесу — для рыбалки, охоты и походов» портативные радиостанции диапазонов 433 МГц ( LPD ) и 446 МГц ( PMR ), попутно называя их «безлицензионными» и законными для использования в России .

Давайте разберёмся, соответствует ли это утверждения действительности.

Начнём с законности использования.

В России для свободного использования гражданами (без оформления разрешений, платы за частоту в Радиочастотном центре, регистрации радиостанций в Роскомнадзоре) выделены 3 диапазона частот :

• 27 МГц с разрешённой выходной мощностью передатчика от 4 до 12 Вт в зависимости от типа модуляции
• 433 МГц (с разрешённой выходной мощностью передатчика до 0,01 Вт )
• 446 МГц (с разрешённой выходной мощностью передатчика до 0,5 Вт )

Если в лесу использовать радиостанции диапазонов 433 МГц или 446 МГц с разрешёнными (очень низкими) уровнями мощности — дальность связи будет исчезающе малой.

Поэтому эти продавцы предлагают гораздо более мощные ( 5 Вт и даже 10 Вт ) радиостанции под видом «разрешённых» — что не соответствует действительности, т.к. такие рации совсем не относятся к «разрешённым» для гражданской радиосвязи.

Теперь рассмотрим главное — дальность и стабильность радиосвязи в условиях плотного леса с обилием зелени и перепадами высот в зависимости от рабочей частоты используемых радиостанций

В условиях плотного леса с густым подлеском, зеленью, перепадами высот у радиостанций диапазона 27 МГц с адекватными параметрами и антеннами есть существенные преимущества перед высокочастотными рациями.

С точки зрения теории это объясняется двумя доминирующими в данных условиях факторами:

1. Из-за законов дифракции радиоволна не может обогнуть препятствие, превышающее длину волны. В диапазоне 27 МГц длина волны — 11 метров , а в диапазонах 433/446 МГц — около 0,7 м . Поэтому радиоволны в диапазоне 27 МГц способны огибать гораздо более существенные препятствия (примерно в 16 раз более протяжённые, чем в диапазоне 433/446 МГц ). Поэтому неровности рельефа и плотные группы деревьев низкочастотные радиоволны ( 27 МГц ) огибают, а высокочастотные ( 433/446 МГц ) — не в состоянии обогнуть.
2. Чрезвычайно важный фактор — который мало кто из продавцов радиостанций учитывает (а большинство и не знает) — это то, что поглощение энергии радиоволн плотной листвой, хвоей, корой, ветками и стволами деревьев (из-за спектра поглощения входящей в их состав воды — за счёт «диэлектрического нагрева», межмолекулярного трения полярных молекул воды) резко возрастает с ростом частоты радиоволны . Кстати, тот же механизм нагрева используется в микроволновой печи.

Как измерили дотошные американцы, на том расстоянии, на котором на частоте 30 МГц плотная листва поглощает энергию радиоволны на 48 дБ — на частоте 100 МГц поглощение уже 86 дБ.

Для тех, кто не очень дружит с дБ — приведу аналогию из акустики:

48 дБ — негромкий голос, а 86 дБ — грохот проносящегося поезда.

Т.е. поглощение энергии радиоволн лесной «зеленью» на частотах 136-174 МГц (VHF) на несколько десятков дБ , а на частотах 400-520 МГц (UHF) — на много десятков дБ сильнее , чем на частотах так называемого Си-Би ( Citizen Band , cb ) диапазона 27 МГц .

Это многократно превышает разницу в уровне эффективности компактных антенн (на низких частотах компактные антенны имеют меньший коэффициент усиления, чем на высоких частотах — т.к. степень укорочения низкочастотных компактных антенн относительно полноразмерных гораздо больше), т.е. делает несостоятельным основной аргумент сторонников высокочастотных радиостанций для связи в лесу.

Но это не означает того, что любые портативные рации диапазона 27 МГц будут в лесу работать лучше высокочастотных — у радиостанций должны быть адекватные параметры приёмо-передающего тракта и хорошие антенны с высоким резонансным усилением (такие портативные радиостанции диапазона 27 МГц выпускает, например, Конструкторское бюро Беркут ).

Вот пример теста работы разных (отечественных производства КБ Беркут и зарубежных) портативных радиостанций в условиях плотного леса с перепадами высот:

На дальность радиосвязи оказывают влияние огромное число заранее не предсказуемых факторов — природные (обусловленные солнечной и грозовой активностью) и техногенные электромагнитные помехи, характер (проводимость) почвы, насыщенность её влагой (у влажной выше проводимость — выше дальность радиосвязи), рельеф местности (чем выше точки связи — тем больше дальность), высота оператора.

Даже то, как именно оператор держит радиостанцию — «парой пальчиков» или плотно обхватив рацию ладонью (лучше последнее) и на каком расстоянии от головы держит (особенно при передаче; чем дальше — тем лучше) влияет на эффективность антенно-излучающей системы и дальность радиосвязи.

Теория теорией, а как практика?

Приведу в качестве примера несколько тестов работы портативных радиостанций разных диапазонов частот ( 27 МГц , 145 МГц , 433 МГц ) в условиях плотного леса с перепадами высот (спутниковые фотографии с профилем рельефа для контрольных точек приведены в видео).

Начну с большого весеннего 2020г теста работы в лесу, когда проверялось много моделей радиостанций разных диапазонов частот и разных производителей на нескольких контрольных точках:

Показателен тест работы радиостанции, проведённый вдоль Киевского шоссе за МКАД- ом, на территории «Новой» Москвы (достаточно высокий уровень электромагнитных помех, чередующиеся полосы леса и застройки, перепады высот):

Проверка работы на достаточно больших расстояниях (последняя точка — 8,6 км ) раций диапазонов 27 МГц, 145 МГц и 433 МГц со штатными компактными и удлинёнными ( 38 / 48 / 50 см ) антеннами в условиях плотного леса с перепадами высот:

Проверка работы в лесу раций диапазонов 27 МГц , 145 МГц , 433 МГц со штатными компактными антеннами, на одной точке ребёнок (малый рост), на второй — взрослый (высокий):

В заключение приведу осенний тест работы в условиях город-лес раций разных диапазонов частот, в котором видно, что совсем не любые радиостанции диапазона 27 МГц работают в лесу лучше высокочастотных. Принявшая участие в этом тесте импортная радиостанция диапазона 27 МГц Alan 42 DS не смогла заработать из-за достаточно слабых параметров и неэффективной антенны.

Например, избирательность по побочным каналам у Алана 42 всего 60 дБ против 100 дБ у отечественных радиостанций диапазона 27 МГц серии Штурман , что в условиях достаточно высокого уровня помех в данном тесте — одна контрольная точка в данном тесте находилась недалеко от промышленной зоны в городе, остальные точки связи были в лесу — привело к тому, что Алан 42 не смог обеспечить связь даже на 1-ой контрольной точке, тогда как радиостанции производства КБ Беркут серии Штурман на всех контрольных точках обеспечили стабильную радиосвязь и вышли победителями теста:

Во всех указанных тестах (и во многих других, подборку можно посмотреть на канале КБ Беркут ) портативные радиостанции диапазона 27 МГц производства КБ Беркут (с адекватными параметрами приёмо-передающего тракта и эффективными штатными антеннами с высоким резонансным усилением) обеспечивают более стабильную и дальнюю радиосвязь в условиях плотного леса с обилием зелени и значительными перепадами высот, чем импортные высокочастотные ( 145 МГц и, тем более, 433/446 МГц ) радиостанции (проверялись с мощностью передатчика от 5 до 10 Вт ).

В заключение приведу два отзыва о работе в условиях леса с «зеленью» и перепадами высот от владельцев радиостанций.

Начну с работы высокочастотных радиостанций:

Здравствуйте! Я не специалист , но вот по факту уходя на рыбалку ( лес, перепады, поле ) с VHF nx-220 через 2 км связь с например tk-2140 уже неустойчивая (( . Антенны оригинальные на 145, 500. Покупал специально для надёжности и дальности. Не пойму почему. Обещали до 30 км аж.

Уточню — Kenwood NX-220E — это профессиональная, поддерживающая работу в цифровом и в аналоговом режимах радиостанция диапазона VHF ( 136-174 МГц ) с ценою на день написания статьи около 39 тысяч рублей за штуку , а Kenwood TK-2140K — примерно аналогичная, с таким же «ценником».

Теперь приведу недавний отзыв от покупателя радиостанций Штурман-180 (диапазон 27 МГц , производство КБ Беркут ):

Купил этот товар. оценка 5 08 июля 2020 17:03:04

Удалось установить связь на расстоянии более 7 км через леса-поля с переносными антеннами — первое впечатление о рациях очень хорошее.

Если Вы интересуетесь радиосвязью — ставьте лайки и подписывайтесь на канал Конструкторского Бюро Беркут в Дзене.