В эфире Санкт-Петербурга и Ленинградской области долгое время отсутствовали УКВ маяки диапазонов 144 и 432 МГц.
Что затрудняло определение тропосферного прохождения. Но в 2021 году ситуация изменилась.

В феврале 2021 года в городе Приозерск на севере Карельского перешейка был включен маяк с позывным RB1CA, мощностью 5 Вт на частоте 144420 кГц.
Наблюдая за уровнем сигнала которого можно делать вывод об улучшении рефракции, то есть огибания радиоволнами горизонта. При повышенной рефракции наблюдается так называемый "проход" - дальнее тропосферное распространение радиоволн, с помощью которого радиолюбители осуществляют радиосвязи на УКВ с корреспондентами, которые находятся за горизонтом.

Маяку присвоен позывной сигнал RB1CA, автор и владелец Борис UA1CCB. Передатчик зарегистрирован в Роскомнадзоре.
Высота установки - 24 над уровнем моря и 35 над уровнем земли, квадрат QTH Locator - KP51BA.

Каково точное место установки маяка RB1CA?

Маяк установлен на мачте радиотрансляционной вышки. Радиомачта для FM-радиостанции находятся в Приозерске, но её положение установить не удалось. Маяк расположен где-то в квадрате KP51BA 😁

Запись работы маяка RB1CA

Радиомаяк работает попеременно в трех режимах, один из которых набирающий популярность машинно-генерируемый режим (MGM) под названием PI4. Этот режим интересен тем, что позволяет принимать сигнал при низком отношении сигнал/шум. Мне хотелось установить факт работы маяка и записать его в формат WAV / MP3 и по возможности сфотографировать антенну.

В выходной день, субботу 13 марта 2021 года съездил в Приозерск. Предлагаю отчет о поездке и своё небольшое исследование на тему CW / PI4 Beacon.

Запись работы маяка RB1CA на 144.420 МГц выполнена с помощью приёмника RTL-SDR (тюнер FC00013 - не самая хорошая замена R820T) и ноутбука с программой SDR# версии 1700.

Рабочий цикл передачи составляет 100% и циклически повторяется каждую минуту. Передача состоит из 3 частей:

• модуляция PI4 длиной 25 секунд,
• позывной с QTH-локатором длительностью 15 секунд
• немодулированная несущая - 20 секунд.

Цифровой режим PI4 на "водопаде"

Сигнал PI4 состоит из 4 тонов.
Расшифровка символов приведена в описании режима PI4 (PDF).

Настройка приемника на радиомаяк

Настройка радиостанции должна производится на 800 Гц ниже частоты маяка. То есть если частота 144820.00 кГц, настраиваться нужно на 144819.200 в режиме USB. Настройку в режиме USB можно производить на слух (когда тон маяка примерно соответствует частоте тона телеграфа 800 Гц). Минимальная точность настройки на частоту составляет ±50 Гц.

Для более точной настройки, которая компенсирует отклонение частоты задающего генератора трансивера, можно использовать метод "нулевых биений" (термин "нулевые биения" означает настройку с тоном 0 Гц).

1. Включить режим CW,
2. отключить электронный ключ (KEY) и режим передачи (BK).
3. Нажать ключ. Будет слышен непрерывный тональный сигнал c частотой тона настроечного генератора 800 Гц (частота тона задаётся в меню трансивера).
4. Настроиться близко от частоты 144.820, и вращением ручки ручки настройки частоты добиться совпадения высоты тона маяка и частоты тонального генератора.
5. При точном совпадении двух частот не будет заметно на слух биений, значит настройка частоты трансивера завершена.
6. Также, в FT-857/FT-897 при точной настройке частоты в режиме CW начинает гореть синий светодиод в верхней части лицевой панели.

Если используется приемник (а не трансивер), можно использовать образец тона 800 Гц, запустив его воспроизведение, например, на смартфоне. Синусоидальный настроечный сигнал с частотой 800 Гц приведен ниже.

Декодирование PI4

Для декодирования существуют программы для Windows Pi4RX или MSHV.

Дальность работы маяка

Если двигаться на автомобиле по трассе А-121 "Сортавала" в сторону Приозерска, шумоподавитель начинает открываться у поворота на Сосново - расстояние 55 км до Приозерска. Затем сигнал пропадает и появляется вновь. Максимальной силы достигает на въезде в Приозерск, в районе моста через реку Вуоксу.

Следует учесть, что поляризация антенны передатчика и приемника отличаются - у маяка она горизонтальная, а у автомобильной антенны вертикальная. Поэтому, при использовании антенн горизонтальной поляризации дальность может быть больше.

Расчет карты покрытия маяка

В программе Radio Mobile рассчитал трассы для приема маяка. С обоих сторон выбраны антенны с усилением 7 dbi, ненаправленные (Omni). Высота установки антенны маяка учтена при расчете. Высоту приемной антенны взял 2 метра - невысокая мачта для транспортировки в багажнике автомобиля.

1. Для обычных условий распространения (отсутствие тропо) - 95% времени - 346 дней в году.
   

2. Для улучшенного тропосферного прохождения (наличие слабого тропо) - 33% времени - 120 дней в году.
   

Расчет карт покрытия RB1CA выполнен для горизонтальной поляризации в условных S-баллах уровня сигнала. В программу кроме рельефа местности, введена растительность и задан умеренно-континентальный климат.

Наиболее выгодные QTH для приема маяка

Выполнил несколько расчётов трасс для окрестностей Санкт-Петербурга для хороших условий прохождения (вероятность приёма 70% времени года).

1. Железнодорожная станция Орехово
   
   Сигнал/шум 18 дБ.

2. Большая Ижора на южном берегу Финского залива (на горе h=15 метров)
   
   Сигнал/шум 5 дБ.

3. Санкт-Петербург с крыши 9-этажного дома (h=20 метров), местных препятствий нет.
   
   Сигнал/шум 7 дБ.

4. С-Петербург из квадрата KO96CU с земли
   
   Сигнал/шум 0 дБ.

5. Гора около деревни Капорское около Аннино (h=100м).
   
   Сигнал/шум 10 дБ.

При отсутствии прохождения (т.е. вероятность приёма 98% времени) сила сигнала значительно хуже - 0 баллов в Санкт-Петербурге. Например, при осадках и циклоне, сильно ветре. В таких метео условиях прием гарантирован не дальше Орехово - Сосново (на расстоянии 55-60 км от передатчика). В случае более высокой чувствительности приёмника (малошумящего усилителя около антенны - LNA) и антенных решеток из антенн Яги длиной 5-8 метров дальность приёма увеличивается, но многое зависит от рельефа местности в направлении на север.

Сводная таблица УКВ маяков

Callsign	QTH Loc.	Freq	Az	ODX, км
RB1CA	KP51BA	144.433	355	116
OH7VHF	KP32TV	144.433	4	278
OH2VHH	KP20MH	144.470	277	280
SK4MPI	JP70NJ (Aurore)	144.412	330 (A)	2000
OH2UHF	KP20BB	432.443	274	342
OH6UHF	KP13GM	432.432	317	566
OH2SHF	KP20BB	1296.928	274	342
OH3SHF	KP11TM	1296.850	298	400
OH9SHF	KP36OI	1296.945	349	725

---

Полезные ссылки:

• https://ua1zfgsite.wordpress.com/pi4-mode/
• https://automatic.sral.fi/index.php?p=list&stype=beacon&repstatus=QRV
• https://cubesat.hammania.net/