Hagyományos és modern rádióamatőr üzemmódok összehasonlítása
Minden hónap első szerdáján Műszaki Kört tartanak a fonyódi, HG3RVB átjátszón. Az alábbi cikk a szeptemberi előadás jegyzetéből készült. HA3MGA Gábor tollából.
Fontos kiemelni, hogy a lenti dokumentumnak nem célja a tudományos pontosság, nem érdemes tized decibeleken és tized Wattokon lovagolni. Továbbá nem célja “vallási” kérdésekkel foglalkozni, úgy, mint melyik is az igazi üzemmód, meg milyen üzemmódot használnak az “igaz”i rádióamatőrök, vagy, hogy egyáltalán kik is az “igazi” rádióamatőrök.
Ezen dokumentum célja mindössze annyi, hogy szigorúan elméleti síkon és műszaki szempontból összehasonlítsa a különféle rádióamatőr üzemmódokat és az érzékenységükből determinálható teljesítményigényüket.
Hagyományos üzemmódok érzékenysége
Hagyományos üzemmódok alatt alapvetően a WSJT-X előtti digitális és nem digitális üzemmódokat értem. Ide tartozik többek között a CW, SSB (távbeszélő), RTTY, PSK31/63 és az Olivia.
A különféle forrásokban valamelyest eltérő érzékenységet adnak a fenti pirossal bekeretezett üzemmódokra. SSB (távbeszélő) esetén például több forrás is +6 dB minimális jel/zaj viszonyt adja meg a legalább 3-mas érthetőséghez, míg az 5-öshöz jellemzően +10 dB-t.
Távírónál (CW) szintén változó értékeket lehet találni, itt sebességtől függően -12 és -13 dB minimális jel/zaj viszonyt említenek 12 WPM-es sebesség és egy jó, tapasztalt operátor esetén.
Ugyanez igaz az PSK31-re ahol a jellemző értékek -12 és -10 dB illetve az RTTY esetében -8 és -5 dB.
Fontos! Az összes fenti jel/zaj viszony adat 2500 Hz-es sávszélességre vonatkozik!
Az Olivia esetén, a DX forgalomban legnépszerűbb 8/250-es üzemmódban az Fldigi kézikönyve minimális -14 dB-es jel/zaj viszonyt ad meg a sikeres dekódoláshoz. Ez nagyjából egybevág a saját tapasztalataimmal. A fenti jel/zaj viszony adatok szintén 2500 Hz-es sávszélességre vonatkoznak!
A modern digitális üzemmódok érzékenyége
A legnépszerűbb WSJT-X üzemmódok dekódolási határértékei fent láthatóak az “S/N Treshold (dB)” oszlopban, szintén 2500 Hz sávszélességre vonatkoztatva. Az adatok a WSJT-X hivatalos dokumentációjából származnak. Kiegészítésként megjegyzendő, hogy FT8 esetén, ha az AP dekódolás be van kapcsolva, akkor a maximális elérhető érzékenység -24 dB.
Szükséges teljesítmény
Az alábbi táblázat abból a feltevésből indul ki, hogyha egy adott távoli ellenállomás 5W ERP teljesítménnyel -30 dB jel/zaj viszonnyal a WSPR dekódolási határán vesz minket, akkor a többi üzemmód dekódolásához mekkora minimális teljesítmény szükséges. Az adatok ERP-ben, effektív kisugárzott teljesítményben értendőek, illetve a minimális jel/zaj adatok 2500 Hz sávszélességre vonatkoznak.
A fenti táblázatból néhány értéket kiragadva tisztán látszik, hogy ha WSPR-ben elégendő 5W, akkor FT8-ban már legalább 40W szükséges. Távíróban (CW) pedig 315W. Illetve SSB (távbeszélő)-ben 3-mas érthetőséghez egészen sokkoló 20 kW kell! Igen, 20 ezer W! Azaz ha a WSPR teljesítmény igényét vesszük 1-nek, akkor az FT8 8-szor, a CW 63-szor az SSB (távbeszélő) pedig 4000-szer nagyobb teljesítményt igényel!
Itt nagyon fontos megjegyezni, hogy bemutatásra kerülő teljesítmény arányok szempontjából teljesen mindegy, hogy a távoli VK2XYZ állomás egy 5 elemes full-size Yagival hall minket WSPR-ben -30 dB-el vagy a ruhaszárító kötéllel! Ha ugyanezt az állomást el akarjuk érni ugyanazzal az antennával ugyanazon terjedési viszonyok között, akkor a fenti arányok alapján alakulnak a minimálisan szükséges teljesítmények.
Ugyanígy, hogyha az adott távoli állomás 1W ERP-vel hall minket -30 dB-el, akkor a szükséges teljesítmény FT8-ban már csak 8W. Távíróban (CW) pedig ez esetben elég 63W, de SSB (távbeszélő)-ben a 3-mas érthetőséghez még mindig 4 kW szükséges!
Visszafelé számolva, egy mai átlagos asztali rádióval 100W-al FT8-azni olyan, mintha az ember 800W-al távírózna vagy 50 kW-al fóniázna (SSB).
A fentiekből az is látszik, hogy ha mondjuk a terjedésre CW üzemmódban vagyunk kíváncsiak és emiatt 5W ERP-vel futtatunk egy WSPR beacon-t, még ez az 5W is túl sok lehet. Ha 100W ERP-vel tudunk dolgozni távíróban, célszerű csak 1,5W-al üzemeltetni a WSPR beacon-ünket, hogy valósabb képet kapjunk a terjedésről. SSB (távbeszélő) esetén, ha szintén csak 100W ERP-vel tudunk dolgozni, akkor a WSPR beacon teljesítmény igénye mindössze 10 mW. Igen, 10 milliwatt! Nem véletlen, hogy a WSJT-X-ben 0 dBm azaz 1 mW-tól lehet kiválasztani a leadandó WSPR teljesítményeket.
Összegzés
Gyakran hallani a különböző átjátszókon, hogy “nagyon jól megy az új antenna, ilyen-olyan DX QSO-kat csináltam vele FT8-ban és WSPR-ben 5W-al hallottak még Ausztráliában is”. Tekintettel a modern digitális üzemmódok extrém dekódolási érzékenységére, az előbbi állítás igen csak becsapós. Jellemzően a külföldi blog-okon szeretik főleg a kitelepülő, SOTA, POTA és egyéb könnyű rövidhullámú antennák képességeit demonstrálni FT8-ban. Ez szintén a nesze semmi, fogd meg jól kategória, ebből nem igazán lehet épkézláb következtetéseket levonni egy antenna teljesítőképességével kapcsolatban CW, hagyományos digi vagy SSB (távbeszélő) üzemmódokban. Ha egy antenna “jól megy” FT8-ban, akkor az csak annyit jelent, hogy jól megy FT8-ban. A modern WSJT-X üzemmódok extrém érzékenysége miatt sokkal többet nem! Ugyanakkor könnyen lehet, hogy távíróban vagy a hagyományos digitális üzemmódokban már “bevérzik a szeme” a csoda antennának, nem is beszélve az SSB (távbeszélő)-ről. Ennek ellentéteként, ha egy antenna tényleg jól dolgozik az SSB (távbeszélő) DX forgalomban, az nem fog „kétségbe esni” távíróban vagy a hagyományos digitális üzemmódokban, illetve szabályosan “repülni” fog FT8/4-ben.
A WSPR-nek még az FT8-at is jóval meghaladó érzékenysége miatt pedig átgondolandóak az alkalmazott teljesítmények, amennyiben az ember a távíró vagy a hagyományos digitális üzemmódok használhatóságról szeretne képet kapni. Mindez hatványozottan igaz az SSB (távbeszélő) esetén.
Továbbá az is elmondható, hogy a távíró (CW) érzékenysége nagyjából a hagyományos digitális üzemmódokkal mérhető össze, ahol az RTTY valamivel kevésbé érzékeny, illetve az Olivia valamivel érzékenyebb. Emiatt nem igaz az a gyakran hallott állítás sem, hogy egy hagyományos digitális QSO kisebb műszaki felkészültséget igényel antenna és teljesítmény szempontjából, mit egy távíró QSO.
Végső konklúzióként megállapítható, hogy az SSB (távbeszélő) igényli messze a legnagyobb műszaki felkészültséget antenna és teljesítmény tekintetében, az FT8 a pedig a legkisebbet, ahol a különbség akár 2-3 nagyságrend is lehet! A mai modern WSJT-X üzemmódokban már akár a lehangolt kerítéssel vagy ereszcsatornával, viszonylag szerény adó teljesítményekkel is igen jó DX eredményeket lehet elérni. Ha mindehhez hozzáadjuk, hogy e modern digitális üzemmódokhoz nem szükséges meg tanulni sem távírózni, sem angolul beszélni, nincs is mit csodálkozni a népszerűségükön…