Radiotekniikkakysymykset

Perusteet

Kuka m��r�� radiotaajuuksien k�yt�st� Suomessa ?

Taajuuksien k�yt�st� Suomessa p��tt�� Telehallintokeskus http://www.thk.fi/. ansainv�lisesti asioista sovitaan ITU-R:ss� http://www.itu.int/ jossa jokaisella maalla on edustajansa.

Onko sitten olemassa jotain tiettyj� taajuuksia jota saa k�ytt�� vapaasti ?

Ihan vapaita taajuuksia ei ole, mutta joitain aika vapaita on olemassa. Taajuusalue 433,050 MHz - 434,790 MHz on varattu valvonta-, h�lytys-, kaukomittaus-, kauko-ohjaus- ja datasiirtolaitteille. Eli ns. luvasta vapautetuille laitteille. Esim. autojen h�lyttimien kauko-ohjaimet ovat t�ll� kaistalla. T�st� taajuuskaistasta kannatta muistaa, ett� se sijaitsee keskell� radioamat��rien taajuusaluetta, joten toisinaan t��ll� voi esiinty� hyvin voimakkaita h�iri�it�. Eli jos l�hist�ll� on k�ynniss� tehokas (jopa satoja watteja) radioamat��ril�hetin, ei varmuudella mik��n ko. taajuusaluetta k�ytt�v� kauko-ohjain toimi. Tyypillisesti t�ll�isiss� ISM-laitteiss� l�hetystehot ovat luokkaa 5-20 mW (suurin sallittu 25 mW).

Mikroaaltoalueella noin 2.45 GHz taajuuden ymp�rist�ss� on taajuuskaista luvasta vapautetulle lyhyen kantaman kommunikaatiolle (langattomat l�hiverkot, langaton videosiirto jne.). T�m� taajuuskaista on l�hell� samoja taajuuksia, joita mikroaalotuuni k�ytt��.

Vaikka laitteiden k�ytt� olisi luvasta vapautettua, niin mit� tahansa laitteita et saa noille taajuuksille viritell�. Laitteiden l�hetystehojen ja muiden ominaisuuksien pit�� pysy� m��r�yksien mukaisena sek� laitteiden t�ytyy olla tyyppihyv�ksyttyj�. Eli laitteita voidaan vasta tarkastuksen j�lkeen k�ytt�� luvatta.

Tyyppihyv�ksym�tt�mi� laitteita ei saa k�ytt�� mill��n taajuuskaistalla oli teho sitten mik� hyv�ns�! T�st� s��nn�st� poikkeuksena on radioamat��rialueilla toimivat radioamat��rien rrakentamant laitteet, joita koskevat on omat s��nt�ns�. T�ll�in k�ytt�j�ll� pit�� olla radioamat��rilupa, mutta laitteiden ei tarvitse olla tyyppihyv�ksyttyj� (m��r�ykset niiden pit�� silti t�ytt�� tai tulee ongelmia).

Miten toimitaan radioh�iri�tilanteissa ?

Jos radiol�hetin h�iritsee radioviestint�� tai muita radiolaitteita, radiol�hettimen haltijan tulee poistaa h�iri� tai rajoittaa sit�. Mik�li h�iri� kuitenkin johtuu h�iriytyv�n radiovastaanottimen ominaisuuksista (puutteellisesta h�iri�nsietokyvyst�), vastaanottimen haltijan asiana on poistaa h�iri�. Jos sek� h�iri�n aiheuttava ett� h�iritty radiolaite ovat s��nn�sten ja m��r�ysten mukaiset, osapuolten on ensisijaisesti kesken��n sovittava asia. Tarvittaessa Viestint�virasto ratkaisee asian.

Luvanvaraisuudesta vapautetut radiol�hettimet k�ytt�v�t yhteisi� kanavia yht�l�isin oikeuksin. T�m�n vuoksi edell� selvitetty� yleisperiaatetta ei voida soveltaa tilanteeseen, jossa luvanvaraisuudesta vapautetut radiolaitteet h�iritsev�t toisiaan sen vuoksi, ett� ne toimivat samoilla kanavilla.

Osa luvanvaraisuudesta vapautetuista radiol�hettimist� toimii taajuuksilla, jotka ovat my�s erilaisten radiotaajuuksia k�ytt�vien s�hk�laitteiden (ns. ISM- laitteet) k�yt�ss�. Radioliikennett� ei voida suojata n�iden laitteiden aiheuttamilta h�iri�ilt�. T�m�n vuoksi etenkin LA-, PR27- ja CB-radioliikenne k�rsii ajoittain my�s joidenkin samoilla taajuuksilla toimivien ISM- sek� induktiivisten laitteiden aiheuttamista h�iri�ist�.

My�s 2.4 GHz taajuusalue on paljon k�ytetty. Esimerkiski langattomat videolinkit ja samalla tajuusalueella toimivat langattomat verkot voivat h�irit� toisiaan. My�s mikroaaltouuneista saattaa tulla h�iri�it� t�lle taajuusalueelle.

Miten toteutan langattoman kauko-ohjaussysteemin ?

Klassiset vaihtoehtoiset (luvalliset/v�hemm�n laittomat) ratkaisut:

Itse tehdyn l�hettimen / vastaanottimen rakentaminen onnistuu kyll� mutta ei ole v�ltt�m�tt� helppoa tai halpaakaan. Tietoa luvasta vapautetusta radiolaitteista l�ytyy osoitteesta http://www.thk.fi/suomi/radio/n2438.htm.

Mist� voin ostaa kauko-ohjaukseen sopivia radiomoduuleita ?

Radiometrix valmistaa n�pp�ri� UHF FM data l�hetin- ja vastaanotinmoduuleita. N�m� toimivat 433.92MHz:ll� ja siirt�v�t tietoa maksimissaan 40Kbit/s. Lis�� tietoa moduuleista l�ytyy osoitteesta http://www.radiometrix.co.uk/.

Moduuleiden virallinen maahantuoja on TQ Electronic.

N�iden moduulien k�yt�ss� kannattaa huomioida, ett� ne toimiva alueella, jota my�s 70cm aluueella toimivat radioamat��ri saavat k�ytt�� paljon isommilla tehoilla (kymmeni� watteja verratuna moduulien 25 mW tehoon). Joten jos radioamat��ri kusoaa, niin voi olla, ett� data ei kulje. Datasiirrossa kannatta huomioidan, ett� mit� l�hemp�n� olet, sit� paremmin data menee l�pi. Tietenkin. Vaikka k�yt�tkin lyhyit� komentoja, kannattaa silti k�ytt�� jotain yksinkertaista virheenkorjausalgoritmia (vaikka (7,4) Hamming) ja useita toistokertoja jokaiselle komennolle.

Ei-luvanvaraiset sovellukset saavat sitten toimia amat��riliikenteen ehdoilla (eli toimii kun toimii). Sin�ns� moduulit toimivat laillisella alueella. N�iden moduulien k�yt�ss� kannattaa huomioida THK:n m��r�ykset, eli n�it� moduuleita k�ytt�vill� laitteilla pit�� olla THK:n hyv�ksynt� (ellet sitten ole radioamat��ri ja k�yt� niit� s��nt�jen mukaisiin kokeilutarkoituksiin). Moduuleilla pit�� l�hett� vain digitaalista dataa, koska analogisia l�hetteit� ei suvaita n�ill� taajuuksilla.

Esimerkki t�ll�isen radiomoduulin hy�dynt�misest� l�ytyy osoitteesta http://www.vaoltl.edu.hel.fi/paattot/MakelaJussi_LangTommi/indexrc.html l�ytyv�st� Tommi L�ng ja Jussi M�kel� Vallilan Ammattioppilaitokseen tekem�st� p��tt�ty�st�.

Siin� on k�ytetty Radiometrixin TX-2 ja RX-2 moduuleita ja tiedonsiirtonopeus on 9600 bit/s. Moduulit siirt�v�t signaalin (1/0) sellaisenaan puuttumatta sen sis�lt��n lainkaan (l�pin�kyvi�). Moduulien hintaluokka l�hetin/vastaanotinpatille on helposti l�hes sata euroa. Kyseisten moduulien pit�isi on hyv�ksyttyj� ja tarratkin tulee mukana (kannattaa varmistaa myyj�lt� ennen tilausta).

Miten voin siirt�� videosignaalia langattomasti ?

Normaalin television videol�hetys vaatii kaistaa noin 5 Mhz. Telehallintokeskuksen mukaan matalin taajuusalue yleisk�ytt�iseen videokuvan siirtoon olisi 2,4GHz ISM-alue. Kaupallisia ratkaisuja on olemassa hintaluokasta pari tonnia p�� yl�sp�in. Matalin taajuusalue jolla radioamat��rit saavat siirt�� el�v�� videokuvaa (l�hetyksen kaistanleveysvaatimusten rajoissa) on 1,29 GHz, joka on sin�ns� sopiva ett� voi katsella suoraan satelliittivirittimell�.

N�pp�r� piraatti rakentaa sopivan videol�hettimen esim. vanhan C-64:n videomodulaattorista. T�ll�isell� virityksell vaan helposti aiheuttaa h�iri�it� muille, j�� kiinni ja joutuu k�r�jille luvattomasta yleisradiotoiminnasta. Joissain ullkomailla myyh��n my�s halpoja t�m�n tyyppisi� l�hettimi�, mutta ne ovat ainakin Suomessa yht� luvattomia kuin nuo omatkin viritykset.

Milt� radiolaitteilta vaaditaan tyyppihyv�ksynt� ?

Suomessa vaaditaan tyyppihyv�ksynt� k�yt�nn�ss� kaikilta radioaaltoja s�teilem��n tarkoitetuilta vehkeilt�. Itse saa rakennella ainoastaan radioamat��ritaajuuksilla toimivia l�hettimi�, edellytt�en ett� on radioamat��rilupa.

Tarvitaanko radiol�hettimelle aina lupa ?

P��periaatteena on, ett� radiol�hettimen k�ytt� vaatii luvan. T�st� poikkeuksena tietyille tyyppihyv�ksytyille radiolaitteille, kuten matkapuhelimet, LA/PR -radiopuhelimet, pikkuautojen radio-ohjaimet jne. ei tarvitse hakea erikseen k�ytt�lupaa.

Mit� taajuusalueita radio-ohjattavat pienoismallit k�ytt�v�t ?

Halpisvehkeet k�ytt�v�t 27 MHz:n aluetta (LA-kanavien v�liin j��vi� taajuuksia). 35MHz taajuusalue on varattu nimenomaan lennokeille, jotka voivat nopeutensa ja painonsa vuoksi olla potentiaalisesti vaarallisia radioh�iri�n yll�tt�ess�.

Mist� l�yd�n FM-modulaattorin rakennusohjeen, jotta saan CD-soittimen ��nen kuulumaan autoradion kautta ?

Hifi-lehdess� numerossa 11/92 on julkaistu t�ll�isen laitteen rakennusohje. Hifi-lehden numerossa 1/1993 oli viel� pieni lis�ys t�h�n artikkeliin.

Miksi FM-l�hetykiss� k�ytt��n esikorjausta ?

Taajuusmoduloinnissa kohina kasvaa suhteessa taajuuden toiseen potenssiin, joten diskanttikohina olisi varsin hirve� heikossa kent�ss�, jos mit��n ei teht�isi.

Musiikki (ja viel� v�hemm�n puhe) pit�� sis�ll��n loppujen lopuksi melko v�h�n korkeita diskantti��ni�. Tuon FM kohinan takia diskantteja vahvistetaan l�hetysp��ss� jolloin diskantitkin aiheuttavat l�hes t�yden l�hettimen ohjauksen ja jotta ohjelma ei kuulostaisi diskanttivoittoisalta, tehd��n vastaava vaimennus vastaanottop��ss�, jolloin diskanttikohinat vaimenevat samassa suhteessa.

Meill� on k�yt�ss� 50 us (Amerikassa 75 us) aikavakio, eli vastaanottimessa on ensimm�isen kertaluokan (-6 dB/oktaavi) alip��st�suodin, jonka rajataajuus on 3185 Hz, eli vaste on tuolla taajuudella pudonnut -3 dB.

Datan l�hetys radion kautta

Miten kytken modeemin radioon ?

Tavallisen puhelinverkon modeemin kytkemisess� radioon ei ole mitenk��n helppia, koska nykyiset modeemit on suunniteltu toimimaan pelk�st��n kaksisuuntaisella puhelinlinjan siirtoyhteydell� (sen h�iri�ill� ja muilla ominaisuuksilla).

Tavallisessa puhelinlinjasa sek� tuleva ett� l�htev� ��ni kulkevat samaa johtoparia pitkin kuin taas radiot haluavat erillisen tuleban ja l�htev�n ��nen liit�nn�n. Puhelinlinjalla yhdell� parilla liikkuva kaksisuuntainen ��nisignaali voidaan erottaa erilliseksi tulevaksi ja l�htev�ksi signaaliksi niinsanotulla puhelinhybridikytkenn�ll� (lis�tietoja t�st� l�ytyy osoitteesta ). Tyypillinen radioyhteys on harvoin kaksisuuntainen (poikkeuksena NMT matkapuhelin) ja ominaisuuksiltaan erilainen kuin puhelinlinja (taajuusvaste-eroja, vaihevaste-eroja, erilaiset h�iri�t).

Radio tie siirrossa ratkaisee k�ytett�v� taajuusalue (h�iri�t), l�hetteen kaistan leveys (nopeus). Taajuus pit�isi valita huolellisesti mutta sitten tulee lupa asiat eteen, ja jos kaistan leveytt� halutaan niin sitten kysymys on, ett� mill� bandilla on tarpeeksi tilaa? LA porukat ovat rakentaneet monenlaisia modeemi virityksi� ja ovat toimineet v�h�n vaihtelevalla menestyksell�!

Yleens� joillain V.21 (300 bps) ja V.23 (1200 bps) modeemeilla saa aikaan yhteyden yksisuuntaisen huonommankin radiolinjan yli. NMT-puhelimissa voi koittaa joitain nopeampiakin modeemeja hyvill� yhteyksill�. Lis�tietoja modeemin k�ytt�misest� NMT-puhelimen kanssa saa osoittessa http://www.hut.fi/~then/matkapuhelin/nmt.html). GSM matkapuhelimeen ei kannata tavallista puhelinmodeemia yritt��k��n kytke�, koska GSM:n puhekoodaus ei pysty modeemin signaaleja kunnolla koodaamaan ja GSM-verkossa on omat valmiit palvelut dataliikennett� varten.

Saako LA-puhelimella l�hett�� dataa ?

Nykyisin LA-kaistoilla daa l�hett� dataa ja siell� toimiikin jo joitain pakettiradioverkkoja. Lis�tiedot mit� saa l�hett�� ja miten saa Telehallintokeskukselta.

Mit� lupia pit�� olla radiol�hettimen k�yt�ss� ja rakentamisessa ?

Siis radiolaitteella (l�hett�v�ll�) joko tulee olla THK:n tyyppihyv�ksynt� (yleens� hyv�ksymistarra), tai sitten laitetta hallussapit�v�ll� henkil�ll�/yhteis�ll� pit�� olla erillinen lupa. Jos haluat rakentaa radiol�hettimi�, niin rupea radioamat��riksi, niin saat jopa laillisesti k�ytt�� sit� itsetekem��si radiol�hetint�. Ja jos osaat tehd� toimivan radion, niin yhden pienell� opiskelulla kyll� p��set niist� muistakin tutkintoon vaadittavista osista l�pi.

Miten voin vastaanottaa s��tatelliittien kuvia ?

S��satelliittien vastaanottoon et tarvitse juuri muuta ihmeellist� kuin radion, antennin ja sopivan vastaanotto-ohjelman tietokoneeseen. Radioksi k�y 137-138 MHz:lle virittyv� skanneriradio, mutta niill� ei kovin hyvi� kuvia modifioimatta saa, sill� kaistanleveys on liian kapea. Hyv��n tulokseen tarvitset noin 137 MHz taajuudelle virittyv�n radion, jonka kaistaleveys olisi v�hint��n 40 kHz (monessa "tavallisessa" radiossa kaistanleveys on van 15 kHz).

Antennin joutuu radioon kyll� v�s��m��n, sill� radion omalla piiskalla ei signaalia l�ydy kuin satelliitin lent�ess� juuri p��lt� ja silloinkin huonosti. Ristidipoli on perinteinen antenniratkaisu, mutta PVC-putkesta ja koaksiaalikaapelista turattu helix antaa paremman tuloksen eik� ole sen vaikemapi rakentaa.

Tuo 137 MHz:n l�hete on FM-moduloitu 2400 Hz:n apukantoaallolla, jota AM-moduloidaan kuvasignaalilla. Yksinkertaista, mutta helppoa. Tuo 2400 Hz + signaali on siis samaa muotoa kuin vanha telekopioj�rjestelm� (facsimile, ei telefax).

Tietokoneen vastaanototto-ohjelmien k�ytt�misessa� tarvitaan tyypillisesti ��nikortti (joissain jotian yksinkertaista lis�elektroniikkaa ��nikortin sijaan). ��nikortiksi kelvannee melkein mik� vaan kunnollinen. De facto -vastaanottosofta on WXSAT (Windowsille).

Jotkut s��satelliitit k�ytt�v�t my�s korkeampaa 1668-1700 MHz taajuutta, jolloin tarvitaan lautasantenni ja mutkikkaampi vastaanotin (vertaa satelliittitelevisiovastaanotin).

Lis�tietoa aiheesta l�ytyy osoitteesta http://www.hut.fi/u/iisakkil/wxsat/ ja WXSAT-ohjelma l�ytyy osoitteesta http://ourworld.compuserve.com/homepages/HFFAX/toc20.htm. Hyv� tustustumisen arvoinen tietokokonaisuus aiheesta on osoitteesta http://www.ursa.fi/ursa/jaostot/tekokuut/slinkki/opas/wfopas.html saatava S��satelliittiharrastajan k�sikirja. Lis�ksi kannattaa ehk� viel� vilkaista osoitteeseen http://www.rig.org.uk/.

Mist� l�yd�n radioamat��ritutkinnon kysymyksi ?

Telehallintokeskuksen sivuilla on lista radioamat��rin p�tevyystutkintoihin kuuluvista osatutkinnoista. T�m� lista l�ytyy osoitteesta http://www.thk.fi/suomi/radio/racertif.htm. T�lt� sivulta l�ytyv�t my�s saatavilla olevat tutkintojen tietokannat.

Radioh�iri�t

Miten voin suodattaa audiolaitteista pois l�heisen radiol�hettimen aiheuttamia h�iri�it� ?

Hyvin paljon k�ytetty tapa vaimentaa l�hist|ll� olevien (alle 100 m) 1-100 MHz radiol�hettimien h�iri�t on kiert�� verkkojohto muutama metri sopivan ferriittirungon ymp�rille mahdollisimman l�hell� laitetta.

My�s h�iriintyv�t linjajohdot sek� kaiutinjohdot kannattaa kiert�� samalla ferriittirungon ymp�rille.

Miten teen audiosignaalille SSB-modulaatiossa tarvittavan 90 asteen vaihesiirron ?

Tyypillisin tapa tehd� t�m� vaihesiirto on tehd� se joukosta vastuksia ja kondensaattoreista koostuvan RC-suodatinketjun avulla. Er�s esimerkkikytkent� aiheesta l�ytyy osoitteesta http://dbserv.maxim-ic.com/appnotes.cfm?appnote_number=195.

Muita mahdollisuuksia homman tekemiseen on DSP-piirill� toteutettu sopiva allpass-suodatinratkaisu.


Tomi Engdahl <Tomi.Engdahl@iki.fi>

Takaisin hakemistoon