Любительское телевидение

В Северной Америке любительские радиодиапазоны, подходящие для передачи телевизионного сигнала (достаточно широкие для такого сигнала), находятся на более высоких частотах, чем вещательные VHF-каналы. Самый низкочастотный любительский диапазон, подходящий для передачи телевидения, — это 70 сантиметров, который находится между вещательными каналами 13 и 14. Хотя он находится вне диапазона вещательных телевизионных каналов, эта частота попадает в кабельные частоты на каналах 57-61 (IRC) (420—450 МГц)^[4]. Таким образом, передачи ATV можно просматривать, установив телевизор или аналоговый кабельный приёмник на кабельный вход и подключив внешнюю антенну. Для более чувствительного приёма некоторые пользователи применяют специально созданный преобразователь частоты ATV, который представляет собой разновидность приставки. Также используются другие диапазоны для ATV, большинство из которых находятся в УВЧ-области на частотах выше вещательного УВЧ-ТВ. 33 сантиметра и 23 сантиметра — два других часто используемых диапазона для ATV, но для приёма этих более высоких диапазонов требуется использование преобразователя частоты.

Большинство сигналов ATV передаются либо в амплитудной модуляции (AM), либо в вестигиальной боковой полосе (VSB) NTSC (стандарт аналогового ТВ в Северной Америке). DSB AM и VSB AM сигналы по своей природе совместимы друг с другом, и большинство телевизоров могут принимать оба типа. DSB-AM сигналы состоят из несущей и обеих боковых полос. VSB-AM — это когда DSB-AM фильтруется, и нижняя боковая полоса сильно ослабляется на частотах более 1,25 МГц от несущей. VSB-фильтр можно добавить к передатчику DSB-AM, чтобы получить VSB-сигнал. Фильтры, в зависимости от мощности, стоят от 100 до 1000 долларов США. По практическим причинам большинство индивидуальных пользователей ATV передают в DSB-AM, а VSB используется ретрансляторами. На диапазонах 33 см и выше может использоваться частотная модуляция (FM), а на СВЧ и КВЧ любительских диапазонах FM используется чаще, чем VSB или AM. FM ATV несовместим с AM/VSB ATV, и для приёма сигналов необходим отдельный демодулятор, например аналоговый спутниковый приёмник.

2-метровый диапазон (144—148 МГц) находится в пределах кабельного канала 18, но при ширине 4 МГц он слишком узок для полной полосы 6 МГц аналогового канала NTSC; его аудиоканал выходит за пределы диапазона. Для использования в качестве телевизионной частоты необходимо применять узкополосный формат, несовместимый с большинством телевизоров, и выполнять преобразование.

2-метровый диапазон часто используется операторами ATV для координации между собой посредством FM-голосовой связи. Операторы, ищущие ATV-контакт, могут сначала попытаться вызвать на регионально признанной ATV-частоте связи, обычно 144,34 МГц, а затем договориться о частоте ATV для передачи видео. 2-метровая частота может использоваться на протяжении всего контакта для обратной связи с текущей станцией, передающей видео. Принимающая станция может предложить отправляющей станции корректировки, например направление антенны, для улучшения качества принимаемого видео.

70-сантиметровый диапазон (420—450 МГц) — наиболее часто используемый любительский диапазон для ATV. Сигналы, передаваемые на этом диапазоне, обычно распространяются на большие расстояния, чем на более высокочастотных диапазонах, при одинаковой мощности передатчика и усилении антенны. Диапазон находится между вещательными ТВ-каналами 13 и 14, которые составляют 210—216 МГц и 470—476 МГц соответственно. Распространение похоже на самые низкие УВЧ-вещательные каналы.

Кроме того, этот диапазон можно легко принимать, просто настроив любой аналоговый телевизор или кабельный приёмник на указанные ниже кабельные ТВ-каналы и подключив внешнюю ТВ-антенну. Любительские ТВ-сигналы намного слабее вещательных, поэтому часто используется предусилитель для улучшения приёма.

Примечания по использованию:

1. В Канаде и районах США к северу от обозначенной границы «Линия A» радиолюбителям запрещено передавать на этих каналах^[5][6][7].
2. Обычно используется как выход ретранслятора ATV. На этом канале должны использоваться VSB-фильтры, чтобы сигнал оставался в пределах любительского диапазона.
3. Частоты каналов 58 и 59 часто смещаются для ограничения помех в слабосигнальных и спутниковых поддиапазонах (431—433 и 435—438 МГц соответственно). Многие современные CATV-приёмники могут принимать частоты со смещением до 1 МГц.
4. В настоящее время редко используется из-за активного использования FM-ретрансляторов в этом диапазоне.
5. Для соблюдения полосы пропускания любительского радио одновременно в одном регионе может использоваться максимум два канала, а частоты видеонесущих должны отличаться минимум на 12 МГц, чтобы сигналы не мешали друг другу.
6. Не может использоваться в радиусе 160 километров от Joint Base Cape Cod для защиты PAVE PAWS^[8][9].

33-сантиметровый диапазон (902—928 МГц) — следующий по частоте любительский диапазон, доступный для ATV в Северной Америке. Этот диапазон уникален для региона 2 МСЭ, и редко доступен для любительского использования в регионах 1 или 3 МСЭ^[10]. Этот диапазон также используется многими устройствами, включая ISM-устройства и нелицензированных пользователей Часть 15, поэтому вероятность помех здесь выше, чем на других диапазонах.

Эти каналы могут приниматься многими новыми аналоговыми кабельными приёмниками и телевизорами, которые могут настраиваться на каналы выше 125.

Примечания по использованию:

1. Доступен, но нет известных случаев использования.
2. В некоторых районах Колорадо и Вайоминга радиолюбителям запрещено передавать ATV на этом канале^[11].
3. Может создавать помехи растущему использованию FM в поддиапазоне 927—928 МГц.
4. По техническим причинам одновременно в одном регионе может использоваться максимум два канала, а частоты видеонесущих должны отличаться минимум на 12 МГц, чтобы сигналы не мешали друг другу.

Кроме того, 33 см — это самый низкочастотный диапазон, на котором используется более качественное частотно-модулированное любительское телевидение. Этот формат обеспечивает лучшее качество изображения, чем стандартное AM-телевидение. Формат FM-телевидения идентичен аналоговому спутниковому телевидению с большой антенной и может приниматься некоторыми тюнерами, способными работать на таких низких частотах^[12]. В противном случае требуется специализированный FM-приёмник любительского телевидения.

23-сантиметровый диапазон (1,24-1,3 ГГц) — третий по частоте диапазон, доступный для ATV. Аналоговые спутниковые приёмники с большой антенной (TVRO) могут быть переоборудованы для недорогого приёма ATV в этом диапазоне. Такие приёмники могут декодировать FM-телевидение при подключении внешней антенны к входу LNB. Благодаря низкой стоимости и простоте переоборудования старых аналоговых спутниковых приёмников, это самый популярный диапазон для FM-любительского телевидения.

Часто используемые FM-каналы 23 см:

• 1,255 ГГц
• 1,265 ГГц

Этот диапазон также используется для AM/VSB-телевидения, хотя для этого требуется специализированный приёмник.

Примечания по использованию:

1. На этом канале должны использоваться VSB-фильтры, чтобы сигнал оставался в пределах любительского диапазона.
2. Все частоты видеонесущих отличаются на 12 МГц, чтобы каждый канал мог использоваться одновременно в одном регионе без взаимных помех.
3. Недоступен в некоторых штатах Новой Англии из-за помех с радиолокационной системой FAA в Каммингтоне, Массачусетс^[13].

Помимо перечисленных выше, существуют и другие любительские диапазоны, которые реже используются для ATV:

• В 13-сантиметровом диапазоне:
  • 2,4175 ГГц используется для ATV-линков.
  • 2,4415 ГГц — наиболее часто используемая FM-частота ATV в этом диапазоне. Используется 6,0 МГц аудиосубноситель и девиация 4 МГц.
• В 9-сантиметровом (3,4 ГГц) и 5-сантиметровом (5,8 ГГц) диапазонах в некоторых регионах есть ATV-линки.
• В 3-сантиметровом диапазоне 10,4 ГГц — широкополосный FM-канал, который может использоваться как вход ретранслятора ATV.

Рекорд дальности для ATV установлен между Гавайями и Калифорнией на 434 МГц^[14].

Эксперименты с цифровыми режимами несколько отстают от европейских, но приобрели новую актуальность в связи с переходом на цифровое вещание. В настоящее время WR8ATV имеет выход с использованием DVB-S, который считается первым ретранслятором DATV в США^[15].

В настоящее время на МКС работает DATV-даунлинк в любительском диапазоне 2,4 ГГц. Геостационарный спутник QO-100 имеет широкополосный транспондер с DATV-аплинками в диапазоне 2,4 ГГц и даунлинками в любительском диапазоне 10 ГГц.

В Европе, где обычно выделяется более узкий 70-сантиметровый диапазон, чем в США, большинство любительских телевизионных передач в настоящее время осуществляется в частотной модуляции на 1,3 ГГц и выше. Используемые частоты зависят от национальных разрешений. В большинстве стран континентальной Европы наиболее распространённая частота — 1,255 ГГц. Другие диапазоны, часто используемые для ATV, — это 13 см (~2,3–2,45 ГГц) и 3 см (~10 ГГц), хотя ATV используется на большинстве микроволновых диапазонов.

В нескольких странах используются кроссбэнд-ретрансляторы с AM-входами на 430 МГц и FM-выходами на 1,255 ГГц, в других — FM-ATV входы на 13 см и выходы на 3 см.

В Великобритании значительная активность происходит с использованием внутриполосных ретрансляторов. Обычно они имеют вход на 1,248, 1,249 или 1,255 ГГц и выход на 1,308, 1,312 или 1,316 ГГц, хотя используются и другие частоты. Симплексная работа осуществляется на этих или других частотах, выбранных для предотвращения помех другим пользователям диапазона, например 1,285 ГГц. В последнее время проводятся эксперименты с цифровыми режимами по стандартам DVB-S и DVB-T. Новые передачи DATV требуют меньшей полосы пропускания, чем FM-ATV, и обеспечивают более высокое качество изображения. Однако неизбежные задержки обработки, вызванные временным сжатием, приводят к задержке сигнала DATV на секунду и более, что может сделать видеосвязь менее естественной по сравнению с «мгновенной» аналоговой системой.

Обычно частотно-модулированное ТВ используется на частотах выше 1,24 ГГц (1 240 МГц), где имеется достаточная полоса пропускания для таких широкополосных передач. Это часто используется как входная частота ретранслятора, а выход осуществляется в стандартной VSB на четырёх перечисленных выше каналах.

• ниже 1,24 ГГц: вестигиальная боковая полоса (VSB)
• выше 1,24 ГГц: FM, PSK и др.

Качество передачи выражается как «уровень p»; «p» означает «picture» (изображение). Уровни p варьируются от нуля до пяти, увеличиваясь по мере улучшения видимости изображения. P-0 означает состояние, при котором видны только синхроимпульсы, но изображение слишком зашумлено для просмотра; это происходит при минимальном уровне сигнала 3 дБ. Каждый уровень представляет собой увеличение на 6 дБ по сравнению с предыдущим; P-5 на 30 дБ выше P-0 и означает идеально чистое изображение^[16].

С увеличением частоты передачи атмосферные потери на трассе возрастают, особенно на частотах выше 10 ГГц. Кроме того, дальнее распространение за горизонт по ионосферному скачку слоя F обычно не происходит на более высоких частотах, а рельеф и искусственные сооружения могут влиять на распространение сигналов, блокируя или перенаправляя их. Такие факторы, как E-слойное распространение, тропосферное усиление и дифракция на остром крае, могут увеличить полезную дальность сигналов^[17].

Контент, создаваемый ATV, включает:

• С 1968 по 2004 год любительское телевидение обеспечивало закулисную координацию ежегодного новогоднего Парада роз в Пасадене, Калифорния.
• Хэм-ТВ (как его также называют) обеспечивает видеокоординацию многих общественных мероприятий и, наряду с традиционной любительской радиосвязью, даёт «глаза» при стихийных бедствиях.
• Американские станции часто ретранслировали NASA TV, когда они не использовались, особенно во время миссий шаттлов. NASA TV, как произведение правительства США, не имеет авторских прав и может свободно ретранслироваться без разрешения, а также не требует ручного программирования самой любительской станции. Аналогично, другой контент из общественного достояния может включать телевизионные эпизоды и фильмы с истекшими авторскими правами — особенно немое кино в ситуациях, когда требуется контент без звука, — с оговоркой, что этот контент должен быть запрограммирован.
• В последнее время любительское телевидение вновь стало популярным в мире радиоуправляемых моделей как способ передачи FPV-видео при управлении моделями самолётов или другими радиоуправляемыми устройствами.