HF + Lühisaade + NVIS + EMCON — Praktiline Juhend

NVIS (Near Vertical Incidence Skywave — Seniitkiirgusega side, vertikaalse ionosfääripeegeldusega) põhialused #

NVIS tähendab signaali suunamist enam-vähem otse üles kus see peegeldub ionosfäärilt tagasi maa peale ca 500 km raadiuses.

Saatejaama avastamine (positsioneerimine/suuna leidmine maa peal (DF — Direction Finding)) vajab selleks mitu jaama samas raadiuses JA triangulatsiooni. Oluliselt raskem kui VHF (Very High Frequency) / UHF (Ultra High Frequency) puhul.

Optimaalsed sagedused #

• 3–10 MHz NVIS jaoks (tavaliselt 40m/7 MHz ja 80m/3,5 MHz amatöörsagedusalad)
• 40m = päeval, 80m = öösel (ionosfääri tingimuste tõttu)
• Püsi alla kohaliku kriitilise sageduse, muidu signal läbib ionosfääri ega peegeldu (vt märkus 1)

Antenn NVISi jaoks #

• Horisontaalne dipool riputatuna 3–8 m kõrgusele maast (intuitiivne oleks kõrgele, aga NVISi jaoks on vaja madalal)
• Traatantenn, odav, peidetav, paigaldatav minutitega
• Mitte vertikaalne ega Yagi — need saadavad signaali horisondi suunas

Lühisaade (Burst Transmission) #

Kontseptsioon #

• Koosta sõnum võrguühenduseta (offline)
• Paki ja krüpteeri
• Saada kogu sõnum lühima võimaliku ajaakna jooksul
• Traditsiooniline analoogsaade: sekundid. Digitaalne: millisekundid kuni sekundid.

Praktilised lahendused #

JS8Call

• Põhineb WSPR (Weak Signal Propagation Reporter) edasiarendusel
• Salvestus-ja-edastus (store-and-forward) sõnumside üle HF (High Frequency — kõrge sagedus)
• Ei ole päris lühisaade, kuid väga madal võimsus, kitsas ribalaius, raske täpselt suundleida
• Töötab koos Winlinkiga päris e-posti edastuseks

Winlink* + VARA HF

• Pakitud, veatolerantne HF e-post
• Edastusaeg suhteliselt lühike edastatava andmemahu kohta
• Winlinki väravad väljaspool okupeeritud territooriumi = väline side

Käsitsi lühisaade (vanakool) #

• Eelkrüpteeritud tekst → teisenda morseks
• Saada maksimaalse mugava kiirusega ühes sessioonis
• Katkesta ühendus kohe
• Raskem kõnega, lihtne digitaalrežiimidega

Lühisaateks vajalik riistvara #

• Xiegu G90 (4–20 W, kompaktne, ~300 €) või IC-705 (võimekam, ~900 €)
• Sülearvuti/Raspberry Pi, millel töötab JS8Call või VARA
• Eelkirjutatud makrod — ühe klahvivajutusega saadab järjekorda pandud sõnumi

Krüpteerimine #

Lahendusvariandid #

• JS8Call-il puudub sisseehitatud krüpteerimine — vaja lisada lisakiht
• age või GPG (GNU Privacy Guard — GNU privaatsuskaitse) sõnumi krüpteerimiseks enne raadioedastust
• Eeljagatud võtmed (PSK — Pre-Shared Key) jaotada enne okupatsiooni — PKI (Public Key Infrastructure — avaliku võtme taristu) pole vaja
• OTP (One-Time Pad) kõrgeima turvalisuse jaoks (päriselt murdmatu, kuid võtmejagamise probleem)

Võtmete jaotamine #

• Tee seda kohe, enne kui midagi juhtub
• USB-mälupulgad eeljagatud võtmetega usaldusväärsetele kontaktidele
• OTP lehed paberile trükitult

EMCON (Emission Control) (Saatekontrolli distsipliin) #

Saatmise reeglid #

• Ainult plaanilised ajaaknad — nt 07:00 ja 19:00, max 5 minutit
• Mõlemad pooled kuulavad esmalt, saadetakse ainult vajaduse korral (ei mingeid "keepalive" signaale)
• Vahele jäänud aken = proovi järgmisel korral uuesti, mitte ära hakjka muretsema
• Kinnita kättesaamist AINULT üks kord

Füüsiline OPSEC (Operational Security) #

• Ära saada kunagi oma elukohast või varjupaigast
• Vähemalt 500 m kaugusel elu-/magamiskohast
• Võimalusel iga kord eri asukohast
• Traatantenn üles/alla alla 5 minutiga — harjuta!

RF (Radio Frequency) distsipliin #

• Madalaim võimsus, mis töö ära teeb (S5 (vt jump)) raport on piisav)
• 1 W 40m NVIS-iga katab Eesti öösel usaldusväärselt
• Suur võimsus = lihtsam suundleidmine, mitte parem side

Liikluse distsipliin #

• Eelkokkulepitud lühendkoodid / koodsõnad
• Mitte kunagi nimed, asukohad, üksuse info lihttekstis
• Isegi krüpteeritud liiklus peaks olema minimaalne — pikkus paljastab tegevusmustrid
• Valeajagraafikud / näivliiklus tõsise ohuastme korral (vana vastupanuliikumise nipp)

Minimaalne toimiv komplekt #

Kokku: ~530 € täielikult toimivaks varjatud HF andme+hääljaamaks

Võrgu topoloogia okupeeritud territooriumil #

[Väljaspool territooriumi]
    Winlinki värav / usaldusväärne operaator
               |
           HF / NVIS
               |
    [Mobiilne operaator A]  ←→  [Mobiilne operaator B]
     (mets, auto)                  (linn, katuselt lühidalt)
               |
    [Surnud postkast relee]
    (JS8Call sõlm, peidetud,
     päikeseenergia, inimest kohal pole,
     automaatne salvestus-ja-edastus)

Mehitamata relee sõlm on võtmetähtsusega — see võtab suundleidmise riski enda peale. Operaatorid saadavad sellele vaid lühidalt, relee töötab oma graafiku järgi.

Mida teha kohe #

1. Hangi amatöörraadio litsents — avab kõik HF sagedusalad legaalselt täna
2. Osta ja õpi riistvara selgeks enne kui seda vajad
3. Loo kontaktvõrk — kes on su 3–5 usaldusväärset kontakti väljaspool territooriumi
4. Jaota võtmed — age/GPG võtmed + hädaabi kontaktgraafik paberil
5. Harjuta välipaigaldust — antenn üles, JS8Call töötab, sõnum saadetud, paki kokku, alla 15 minuti

Lõhe "mul on varustus" ja "suudan efektiivselt töötada stressis ja/või pimedas" vahel on suur. Treeni!

Märkus 1 #

Ionosfäär ei ole ideaalne peegel – see peegeldab raadiolaineid ainult alla teatud sagedust mida nimetatakse kriitiliseks sageduseks (ka foF2). Sellest sagedusest kõrgemal läbib signaal ionosfääri ja kiirgub otse kosmosesse selmet tagasi põrgata.

Kriitiline sagedus varieerub vastavalt:

Kellaajale – päeval kõrgem (päikesekiirgus ioniseerib kihti rohkem), öösel madalam Aastaajale – suvel kõrgem Päikese aktiivsusele – päikese maksimaalse aktiivsusega aastatel kõrgem

Tüüpilised väärtused Eesti kohal:

Päeval: ~8–12 MHz Öösel: ~2–5 MHz

Seetõttu töötab 40m (7 MHz) päeval – see on tavaliselt päevasest kriitilisest sagedusest madalam, seega peegeldab see sagedust. 80m (3,5 MHz) töötab öösel – päevane kriitiline sagedus on piisavalt kõrge, et ka 80m peegeldaks, kuid öösel langeb kriitiline sagedus alla 7 MHz, seega läbiks 40m, samas kui 3,5 MHz peegeldab endiselt. Praktiline tähendus: kui edastate kell 03:00 sagedusel 7 MHz, võib teie signaal minna otse kosmosesse ja keegi 500 km raadiuses teid ei kuule. Lülitage 80 m peale.

Tegelikku kriitilist sagedust saab vaadata siit.

Näidis ja kuidas seda lugeda (keskmine graafik, foF2 MHZ):

Öine (00:00–06:00 ja ~21:00–24:00) #

• foF2 püsib sagedusel ~2–3 MHz
• 40m (7 MHz) on üle foF2 → läbib → NVIS-i jaoks kasutu
• 80m (3,5 MHz) on madalal tasemel marginaalne kuni üle foF2 → riskantne
• Parim: 160m (1,8 MHz), kui teie seade seda toetab, või leppige sellega, et öine NVIS-i levi on aprillis halb

Hommikune tõus (~06:00–09:00) #

• foF2 tõuseb sageduselt ~3 MHz kuni 6–7 MHz
• 40m muutub kasutatavaks umbes kell 08:00–09:00 kohaliku aja järgi

Päev (~09:00–19:00 kohaliku aja järgi) #

• foF2 haripunkt on ~10–12 MHz
• 40m (7 MHz) on mugavalt alla foF2 → püsiv NVIS
• 30m (10 MHz) on samuti sobiv
• 20m (14 MHz) — täpselt tipu juures või sellest kõrgemal → vahele jätta, mitte NVIS

Õhtune langus (~19:00–21:00) #

• foF2 langeb tagasi 7 MHz ulatuses
• 40 m aken sulgub, lülitub 80 m-le ~20:00 kohaliku aja järgi

Enne saatmist vaadake foF2 väärtust ja veenduge, et teie valitud sagedus on sellest madalam.

Märkus 2 #

S-ühikud on amatöörraadios kasutatav standardiseeritud signaalitugevuse skaala, mis algab S1-st S9-ni, seejärel S9+10dB, S9+20dB jne. S5 on usaldusväärse (kõne)side jaoks praktiline miinimum – teine jaam suudab teie sõnumi ilma suurema vaevata kopeerida. Üleminek S5-lt S9-le nõuab umbes 16 korda suuremat saatevõimsust (iga S-üksus ≈ 6 dB ≈ 4x võimsus). Seega 1W-lt 16W-le suurendamine annab vastuvõtjas umbes 2 S-ühiku võrra parema leviala – marginaalne sidevõimendus, kuid teie raadiosageduslik jalajälg on tuvastatav palju kaugemalt.

Praktikas digitaalsete režiimidega nagu JS8Call on S5 enam kui piisav – JS8Call on loodud dekodeerima signaale, mis on tunduvalt madalamad kui inimkõrv kuuleb, seega vajate tegelikult veelgi vähem. WSPR töötab kuni S1 ekvivalendini või alla selle.

Oluline siinse juhendi vaates: ärge kasutage 20W, sest saate. Kasutage 1–2W, veenduge, et teine jaam võtab teid vastu S5 või paremal tasemel ja jääge sellele võimsusele. Suurem võimsus ei parenda praktiliselt midagi kuid muudab teie asukoha leidmise oluliselt lihtsamaks.

vt ka Seniitkiirgusega side Eesti tingimustes (300 kHz – 30 MHz) Erko Kulu magistritöö