Настало время очередного обзора на последние десять прочитанных мною книг. Книги эти оказались посвящены радио, электронике, антеннам, прохождению, и всякому такому. Если вас интересуют книги о программировании, их лучше поискать в предыдущих обзорах: 22-ой десяток , 21-ый десяток , 20-ый десяток , и далее по ссылкам.
Amateur Radio Transceiver Performance Testing
Bob Allison (WB1GCM)
Книга подробно описывает как тестируются трансиверы для обзоров в журнале QST, какой тест что означает, и на какие параметры следует обращать внимание в зависимости от вашего сценария использования (работа в полях, DX, и так далее). Вы узнаете, как выключение предусилителя или использование аттенюатора позволяет повысить разборчивость сигнала. В довесок идут забавные истории о том, как, будучи начинающим радиолюбителем, автор выбирал КВ-трансивер отталкиваясь исключительно от его внешнего вида, или удивлялся, почему дешевая УКВ-рация ничего не принимает не серьезную внешнюю антенну .
Заметьте, что обзоры многих трансиверов можно найти в сети по поисковым запросам вроде «FT-891 QST Review». Еще вы можете оформить годовую подписку на журнал QST на сайте ARRL . Подписка обойдется вам в 49$/год за цифровую версию и 76$/год за бумажную и цифровую версию.
Книга очень понравилась, рекомендую.
Portable Operating for Amateur Radio
Stuart Thomas (KB1HQS)
Книга о практических аспектах работы в полевых условиях, а также из автомобиля, с морского судна, и так далее. Рассказывается о выборе трансивера, антенны и источника питания. Описаны различные варианты портативных мачт, способы закидывания веревок и лесок на деревья. Также включен обзор существующих соревнований, дней активности и всякого такого.
Мне лично материал показалась немного поверхностным. Я надеялся прочитать что-нибудь про палатки, одежду, еду и на чем ее разогреть, что не забыть положить в аптечку… Увы, ничего этого в книге нет.
Другими словами, книжка приятная, но без особых откровений. Ее можно рекомендовать, как вводную, если вы никогда не слышали о работе в эфире из полей. Но если вы подписаны на тематические сайты и каналы на YouTube, то вряд ли узнаете много нового. Кстати, у автора есть сайт и канал на YouTube .
The ARRL Handbook for Radio Communications 2019. Vol 5: Equipment Construction and Station Accessories
ARRL Inc.
В этом томе описаны наиболее часто используемые радиолюбителями электронные компоненты, такие, как транзисторы, операционные усилители, различные интегральные схемы. Еще вы узнаете, как обжать коаксиальный кабель и что разные коаксиальные кабели имеют разные потери .
Сюда же включен обзор инструментов, таких, как отвертки, надфили, шуруповерты, паяльники. Поднимаются вопросы оказания первой медицинской помощи и техники безопасности при работе как с этими инструментами, так и различной химией (растворители, лаки, краски). Описаны разные техники пайки, те самые ground-plane construction и manhattan style, а также проектирование печатных плат. Как ни странно, в книге вообще не упоминается травление печатных плат в домашних условиях, ровно как и вырезание их на ЧПУ, нанесение маски и шелкографии, и так далее. Похоже, подобные развлечения не очень популярны среди американских радиолюбителей.
Отдельная глава посвящена обустройству шека. Из нее вы узнаете, как правильно заземлить радиолюбительское оборудование и как разместить трансивер в машине, чтобы при срабатывании подушек безопасности он не прилетел вам в лицо. Кроме того, рассматривается вопрос об удаленном управлении радиостанцией через интернет.
Особенно понравился раздел, посвященный пайке. Казалось бы, что нового можно о ней рассказать? Узнал, что для ручной пайки лучше всего подходит припой Sn63Pb37 (ПОС63). Именно такая пропорция олова и свинца обладает наименьшей температурой плавления, 176°C, и минимальным временем перехода из твердого состояния в жидкое и обратно. Для пайки рекомендуется использовать температуру на 60°C выше температуры плавления припоя, то есть, около 240°C для ПОС63. Рекомендуется температура 275°C, как подходящая для всех свинцовых припоев, и 315°C — для бессвинцовых.
Grounding and Bonding for Radio Amateur
Ward Silver (NØAX)
Тот же автор, что у трехтомника «Hands-On Radio Experiments». Книга о заземлении (grounding или earthing) и уравнении электрических потенциалов (bonding). Подробно рассматривается AC grounding, защита от грозы, а также защита от различных наводок (RFI).
Из книги вы узнаете, например, следующее. Провода, соединяющие грозорозрядник с заземлением не паяются, а обжимаются, потому что большой ток может расплавить припой. Для качественного заземления необходимо по крайней мере две медные трубы длиной по 2.44 метра (8 футов), вбитые или закопанные в землю на расстоянии не менее 1.83 метра (6 футов) и соединенные толстым проводом. Любая мачта должна находится на расстоянии не менее 6-15 метров от шека. Бетон в большинстве случаев является еще более лучшим проводником, чем почва, что позволяет использовать его для заземления в засушливых регионах. Такой вариант заземления известен, как Ufer ground .
Рассказывается, как из высоты мачты и числа грозовых дней в году оценить число ударов молнии в мачту за год. Если верить приведенным графикам, при высоте мачты 15 метров в окрестностях Москвы, где в году в среднем 20-30 дней наблюдается гроза , молния будет бить в мачту раз в 20 лет.
Книга что надо, рекомендую к прочтению.
Minimum QRP: Doing More With Under Five Watt Amateur Radio
Peter Parker (VK3YE)
В книге рассказывается о QRP трансиверах , в том числе наборах для сборки, полностью самодельных и б/у из 1970-х годов. Еще запомнился материал о различных источниках питания, включая экспериментальные. Например, мне бы в голову не пришло запитывать трансивер с помощью энергии человеческого голоса, как это делает Michael Rainey, AA1TJ .
Очень дельная глава про антенны, чего я не могу сказать, например, про такую же главу в книге «ARRL’s Low Power Communication, 3rd Edition». Видно, что автор действительно изучал теорию и делал в своей жизни не одну антенну. Только глава предполагает, что вы уже кое-что знаете про антенны. Нашлась глава о прохождении и работу на различных диапазонах, включая такую экзотику, как 2200 метров. Выше всяких похвал глава про стратегии работы в эфире и «прогретые» частоты.
Книга понравилась. Написана живым языком и читается легко. Я намерен ознакомиться с другими книгами автора . Кстати, у Peter’а есть сайт и канал на YouTube . Качество видео и звука на канале по современным меркам не высоко. Зато автор проводит какие-то невероятные радиосвязи со всем миром используя простые антенны и Yaesu FT-817.
The ARRL Handbook for Radio Communications 2019. Vol 6: Test Equipment, Troubleshooting, RFI and Index
ARRL Inc.
В последнем томе The ARRL Handbook рассказывается про различное измерительное оборудование: мультиметры , осциллографы , анализаторы спектра , частотомеры , антенные анализаторы . Вы узнаете, что такое полоса пропускания осциллографа, какое отношение имеет частота дискретизации к алиасингу , зачем в щупах осциллографа нужен компенсирующий конденсатор, и так далее. Еще книга описывает, как сделать КСВ-мост , делитель мощности (power devider, он же splitter / combiner), индикатор напряженности поля , тестер индуктивности, двухтональный генератор , ступенчатый аттенюатор и защиту от статики (static bleeder) .
Почему-то снова поднимается вопрос тестирования приемников и передатчиков, хотя он уже рассматривался в третьем томе. Есть отдельная глава на тему технического обслуживания и ремонта радиолюбительского оборудования. Очень понравилось почти что алгоритмическое описание поиска и устранения широкого спектра проблем. Тут же поднимается вопрос восстановления винтажной техники, в том числе устранение царапин и даже заделывание отверстий, просверленных кем-то в корпусе.
Есть глава про тонкости общения с соседями, которые жалуются на помехи в телевизоре, или наоборот, которых вы подозреваете в ненамеренном создании помех. Описывается тактика урегулирования конфликта, когда сосед заявился к вам с полицией, с объяснением специфичных для США законов в этой сфере, в частности Public Law 97-259. Хотя это и не применимо к России, все равно интересно, как дела обстоят в других странах. Еще вы узнаете, как опознать помехи от импульсных стабилизаторов напряжения по типичным пикам сигнала через каждые 40-80 кГц (иногда до 20-120 кГц). Обычно частота таких помех плывает со временем. А если вы слышите постоянную несущую на частоте около 10.120 МГц, 14.030 МГц, 21.052 МГц или 28.016 МГц, то виной с хорошей вероятностью являются Ethernet-сети , ваши или соседей.
Узнал, что на самом деле коэффициент укорочения и волновое сопротивление кабелей — это функции от частоты сигнала, хоть они и не сильно меняются с частотой. Например, коэффициент укорочения кабеля RG-11 меняется с 0.833 на частоте 3.5 МГц до 0.839 на частоте 30 МГц. Что же до волнового сопротивления, то на частотах до 2 МГц оно даже не является чисто активным. Подробности можно найти в конце раздела «25.7 Antenna System Measurements».
Magnetic Loop Antenna: Slightly Different Each Time, 4th Edition
Oldřich Burger (OK2ER), Marek Dvorský (OK2KQM)
Книга про магнитные рамочные антенны . Помимо прочего, из нее вы узнаете следующее. Как рассчитать эффективность антенны и на какое напряжение потребуется КПЕ. Если в антенне несколько витков, то как расстояние между ними влияет на эффективность и полосу антенны. Как вычислить минимальное расстояние до антенны, на котором безопасно находится радиолюбителю, в зависимости от частоты и используемой мощности. Рассмотрены различные способы согласования антенны с кабелем 50 Ом.
Еще вы узнаете, как менялись разные версии антенны MLA-M чешской компании BTV и некоторые другие антенны. Особенно мне понравились антенны необычной формы, напоминающие пирамиды. Такой вариант магнитной рамки предназначен для установки на крыше автомобиля или небольшого катера. Антенна может быть сложена в одну плоскость. Мне впервые попалось описание подобного дизайна. Картинки можно посмотреть здесь .
Вообще, интересно было почитать про антенны в контексте их промышленного производства. Как определяется, на какие продукты будет спрос. Как производится тестирование первых версий. Как доставить антенну покупателю, чтобы он мог ее собрать и настроить, и чтобы антенна при этом выдерживала 100 Вт. В магнитных рамках такая мощность приводит к возникновению токов, сравнимых с теми, что используются для сварки! При этом во время производства должен быть низкий процент брака, а цена продукта должна получиться не слишком безумной. Да, и антенна должна быть в меру эффективной для компромиссной. Взвесив все это, я теперь плохо представляю, как подобный бизнес может существовать.
Книга великолепная, читается на одном дыхании. Лучший источник информации по магнитным рамкам из всех, что мне до сих пор попадались. Не даром книга переиздавалась четыре раза.
The ARRL Antenna Book for Radio Communications, 24th Edition. Vol 1: Antenna Fundamentals
ARRL Inc.
Закончив с The ARRL Handbook, я решил приняться за другую популярную в узких кругах книгу, The ARRL Antenna Book. В отличие от предыдущих, 24-ое издание было разбито на четыре тома. Издание является последним на момент написания этих строк.
Первый том содержит вводную главу на тему что такое электромагнитная волна, входное сопротивление антенны, и так далее. Есть главы про диполи и вертикалы, рамочные антенны и магнитные рамки, главы про фазированные вертикалы, LPDA и моделирование антенн . Рассказывается о влиянии свойств земли на антенны и как эти свойства можно и замерить. Также в том вошла глава о прохождении.
Больше всего мне понравилось описание двух способов проверки того, что мы не наблюдаем какие-то артефакты антенного моделировщика. Во-первых, свойства антенны не должны сильно меняться с увеличением числа сегментов. Во-вторых, Average Gain должен быть в пределах 0.95-1.0 (общее усиление около 0 dB), если мы уберем все потери. То есть, антенна должна моделироваться над идеальной землей или в свободном пространстве. Так вот, если это свойство не выполняется, значит антенна работает, как усилитель или аттенюатор. Нам известно, что антенна не является ни первым, ни вторым, а значит мы имеем дело с ошибкой моделирования.
Propagation and Radio Science
Eric Nickols (KL7AJ)
Книгу можно коротко охарактеризовать, как попытку объяснить сложные физические эффекты, связанные с распространением радиоволн, простыми словами, с наглядными картинками и без формул. Фактически, это научно-популярная литература.
Из книги вы узнаете о том, как сильно на самом деле магнитное поле Земли влияет на прохождение, о том, что такое двойное лучепреломление (birefringence) и что при преломлении сигнала в ионосфере возникают O-лучи и X-лучи. Притом они имеют разную поляризацию, кстати, круговую, и могут распространятся в разном направлении. Отсюда следует, что в общем случае прохождение может быть односторонним.
Также книга убедительно показывает, что элевация вашего волнового канала важна не меньше, чем азимут, несмотря на то, что редкий радиолюбитель беспокоиться об элевации антенны на КВ. Самый простой способ управлять элевацией — это иметь складную мачту (crank-up tower), которая может поднимать антенну на разную высоту. К сожалению, большинство подобных мачт предназначены для работы только в двух положениях, полностью сложенном и полностью выдвинутом. Именно по этой причине серьезные радиоспортсмены строят мачты высотой 50+ метров. Это позволяет разместить несколько антенн на разной высоте. По любым другим соображениям использовать мачту выше λ/2 лишено смысла.
Еще из интересного вы узнаете, почему два ныряльщика, погруженных в пресную воду, могут успешно поддерживать связь при помощи УКВ-раций. Однако оставшийся на берегу или в лодке человек вряд ли сможет с ними связаться. В соленой воде радиосвязь на УКВ невозможна.
Автор убедительно показывает, что радиоволны не отражаются буквально от поверхности земли. На самом деле, радиоволны проникают под землю, и существенно глубже, чем принято думать. Приводятся цифры от пары метров до пары десятков метров в зависимости от длины волны и состава почвы. Таким образом, «отражение» происходит под землей. Следствием из этого является то, что inverted-V на высоте λ/4 от земли работает лучше, чем должен, потому что эффективная высота получается больше.
Наконец, приводится довольно обширный список малоизученных областей в мире радио. Например, поляризационная модуляция (polarization modulation) позволяет получить большую пропускную способность с очень маленькой полосой пропускания. На самом деле, сегодня нечто подобное уже используется, только не на КВ, а при передаче данных по оптоволокну . Еще один интересный вид модуляции, который следует иметь ввиду — модуляция направлением (directional modulation).
Книга совершенно замечательная. Читается на одном дыхании.
Radio Wave Propagation, Volume 1
Marcel De Canck (ON5AU)
Книга о распространении радиоволн. Довольно новая, 2019 год. Состоит из четырех томов, в каждом около 200 страниц. Автор решил сделать упор на множество цветных иллюстраций, считая, что они проще для понимания, чем текст.
Пока не могу сказать за все четыре тома, но первый можно коротко охарактеризовать, как путеводитель по программам VOACAP и Proplab Pro . Всевозможные особенности прохождения объясняются на примере моделей из этих программ. Достаточно оригинальный подход. Proplab Pro интересен тем, что на сегодняшний день это единственное ПО, моделирующее отдельно O-лучи и X-лучи.
Книга читается легко и приятно, что есть неоспоримый плюс. Окончательный вердикт мне хотелось бы вынести, когда я осилю все четыре тома.
У автора есть сайт . На нем вы найдете информацию о других его книгах. Некоторые распространяются бесплатно в электронном виде. Также обратите внимание на раздел с электронными копиями старых книг, которые трудно найти в наше время.
Вот и все, о чем я хотел сегодня рассказать. А что интересного вы читали в последнее время? Не обязательно на тему радио.
Дополнение: Рецензии на прочитанные книги: 24-ый десяток
