Частотные радиостанции. Использование радиочастотного диапазона в современном мире

Радиочастотные диапазоны

Наименование параметра Значение
Тема статьи: Радиочастотные диапазоны
Рубрика (тематическая категория) Радио

Согласно международной конвенции электросвязи (ᴦ. Монтре, 1965 ᴦ.), любые устройства и радиостанции, излучающие электромагнитные волны, должны быть регламентированы. Мировое пространство в отношении распределœения радиочастот делится на три района: первый - Европа и Африка, второй - Северная, Южная Америка и Гренландия, третий - Азия и Австралия. Россия и СНГ входят в состав первого района.

1. Высшая группа ʼʼ0ʼʼ - комплексы по производству радиопродукции в стереофоническом или (и) монофоническом режимах в диапазоне частот 40 Гц-15 кГц.

2. Подгруппа ʼʼ0ацʼʼ - комплексы но производству радиопродукции с аналого-цифровым оборудованием (с применением цифровых устройств записи-воспроизведения).

3. Подгруппа ʼʼ0аʼʼ - комплексы по производству радиопродукции с аналоговым оборудованием.

4. Первая группа ʼʼ1ʼʼ - комплексы по производству радиопродукции в монофоническом режиме в диапазоне частот 50 Гц-10 кГц.

Радиоволны составляют электромагнитное поле, создаваемое антенной системой в окружающем пространстве при питании ее током высокой частоты. Распространение электромагнитного поля напоминает движение волн по поверхности воды и происходит с высокой скоростью - 300 000 км/сек. Радиоволны, распространяющиеся вдоль поверхности Земли, называются поверхностными, а под различными углами - пространственными. И те, и другие распространяются в атмосфере. Атмосфера неоднородна, нижний ее слой (10-15 км) принято называть тропосферой, а верхний - ионосферой (до 500-600 км от поверхности Земли). В обычном состоянии воздух не проводит электричество, но под воздействием солнечных лучей происходит ионизация слоев воздуха, отчего ионы могут поглощать, отражать или искривлять направление радиоволн. Это качество особенно заметно на высоте более 80-100 км. Пространственные радиоволны, проходя через различные слои атмосферы, способны менять свое направление: чем выше степень ионизации слоев воздуха, тем больше будет искривление радиоволн. Поверхностные радиоволны обладают способностью искривлять траекторию своего движения, как бы следуя кривизне Земли, это явление принято называть рефракцией. При встрече с небольшим препятствием волна стремится обогнуть его. Это явление принято называть дифракцией. Электромагнитные волны, используемые для различных видов радиосвязи исходя из их длины, подразделяют на следующие диапазоны:

Длинные волны (AM) - километровые - длина волны 1-20 км; частота 148-408 КГц; амплитудная модуляция; первая категория качества (50 Гц-10 КГц); моновещание.

Освоение радиочастотного диапазона началось именно с длинных, точнее сверхдлинных волн, так как в качестве первых волновых излучателœей использовались машинные генераторы. Основное преимущество длинных волн - способность огибать препятствия (дифракция), следовательно, длинные волны подходят для вещания в условиях городской застройки или горной местности. Дальность распространения сигнала зависит от мощности передатчика и совершенно не зависит от состояния ионосферы. Радиосвязь на длинных волнах возможна только при помощи поверхностных радиоволн.

Прием радиовещания в данном диапазоне стабилен и почти не зависит от времени суток и сезона. Максимальная дальность распространения длинных волн - 2000 км. Благодаря этому диапазону государственное радиовещание охватывает огромные территории нашей страны, включая малозаселœенные районы Севера и Дальнего Востока. Тем не менее качество вещания зависит от промышленных помех и атмосферных явлений.

Поскольку энергию длинной волны сильно поглощает земная поверхность, применяются очень мощные передающие устройства, от 500 до 1500 кВт, установленные за пределами населœенных пунктов. Окупаемость передатчика, несмотря на огромный охват территории, невозможна. Beщание в данном диапазоне является затратным.

Средние волны (AM) - гектометровые - длина волны 575-187 м; частота 535-1605 КГц; амплитудная модуляция; первая категория качества (50 Гц-10 КГц); моновещание.

Степень поглощения этих волн ионосферой в значительной степени зависит от времени суток. Днем поглощение энергии средних волн значительно больше, чем в ночное время. По этой причине радиосвязь на большие расстояния за счёт пространственной волны возможна только в вечернее и ночное время.

Средние волны имеют достаточную дифракцию для распространения в условиях городской застройки, при этом уровень промышленных помех значителœен. В непромышленных зонах качество вещания отвечает первой категории, в городах - значительно ниже. Дальность распространения сигнала зависит от состояния ионосферы: днем сигнал, отражаясь от ионосферы (при высокой концентрации электронов), возвращается на землю чересчур слабым, а ночью (при низкой концентрации электронов в ионосфере) дальность распространения сигнала сильно увеличивается (до 2000 км).

Мощность применяемых передатчиков в диапазоне средних волн в дневное время может составлять 5-10 кВт, а в ночное время в принципе должна быть снижена в 10-20 раз.

В диапазоне средних волн для расширения зоны обслуживания применяется синхронное радиовещание (одна программа на одинаковой вещательной частоте распространяется несколькими передатчиками). В этом случае используются передатчики малой и средней мощности. Блистательным примером сетей синхронного вещания на средних волнах (549 килогерц)являлись программы ʼʼМаякаʼʼ, транслировавшиеся десятками и сотнями радиостанций на одной частоте. Это было большим достижением отечественной науки и техники - позывные ʼʼМаякаʼʼ были очень стабильны и принимались практически в любом уголке страны.

Короткие волны (AM) - декаметровые - длина волны 90-11 м; частота 3,95-26,1 КГц; амплитудная модуляция; первая категория качества (50 Гц-10 КГц); моновещание.

Распространение радиоволн в области приема земной волны из-за сильного поглощения почвой ограничено всœего несколькими десятками километров, в связи с этим главным достоинством KB является способность многократно отражаться от ионосферы и при малой мощности передатчиков распространяться на очень большие расстояния. Основная область применения - иновещание. Короткие волны являются пространственными.

Диапазон KB состоит из нескольких поддипазонов от 75 до 11 метров. В верхней части дипазона (75-49 м) уровень промышленных помех чрезвычайно высок. В поддиапазоне от 41 до 19 метров промышленные помехи незначительны. А в нижней части диапазона (16-11 м) атмосферные и промышленные помехи практически отсутствуют.

Короткие волны используются для вещания на зарубежные страны. ʼʼДневнойʼʼ поддиапазон (13, 16, 19 метров) используется в светлое время суток, ʼʼночнойʼʼ (25, 31, 41, 49 и 75) - в темное время суток.

Мощность передатчиков (от 50 Вт до 1500 кВт) может изменяться исходя из времени суток: ночью, достигает максимальных значений, а с рассветом должна быть снижена.

Одним из недостатков считается явление ʼʼзамиранияʼʼ радиоволн: сила принимаемого сигнала постепенно уменьшается, а иногда и полностью прекращается. Это происходит потому, что радиоволны распространяются от передатчика по разным путям, под разными углами, и на радиоприемник могут прийти одновременно несколько волн; складываясь, они могут либо усиливать, либо ослаблять друг друга. Существуют участки Земли, где прием коротких волн иногда невозможен. В пространстве между местом, где прекращается прием поверхностной волны, и местом возвращения на Землю отраженной пространственной волны образуется зона молчания.

В России короткие волны для вещания внутри страны почти не используются, основной объём вещания рассчитан на слушателœей за рубежом. Для космической радиосвязи KB непригодны, так как ионосфера для них непрозрачна.

Ультракороткие волны (УКВ-1, УКВ-2 /FM/) - метровые - (длина волны 4,6-2,8 м; частота 65,9-108 МГц; частотная модуляция; высшая категория качества (30 Гц-15 КГц); стерео- или моновещание. Поверхностные и пространственные волны.

FM-радиостанции (УКВ-2) появились в России сравнительно недавно, но они очень быстро завоевали своего слушателя высоким качеством звучания в эфире.

В диапазоне метровых волн по существу представлено несколько поддиапазонов: УКВ-1 - 65,9-74 МГц; УКВ-2 - 87,5-108 МГц.

Способность волны огибать препятствия в УКВ диапазоне минимальна, сигнал может распространяться только

в зоне прямой (почти оптической) видимости между передающей и приемными антеннами; данный диапазон свободен от атмосферных помех, а длят борьбы с промышленными и местными помехами (электродвигатели, системы зажигания автомобилей и т.д.) применяется частотная модуляция. Для увеличения зоны прямой видимости передающие и приемные антенны поднимают на максимально возможную высоту. Обычно расстояние прямой видимости составляет 40-50 км, однако благодаря небольшой рефракции может достигать 60-80 км.

УКВ диапазон идеален для вещания в больших и средних городах, передатчики с мощностью от 2 до 15 кВт могут располагаться в черте населœенных пунктов и из-за небольшой стоимости быстро окупаться коммерческими радиостанциями. При этом напряженность поля в метровом диапазоне неравномерна, так как прямые волны сталкиваются с отраженными от Земли и зданий волнами и в непосредственной близости от передатчика могут возникать звуковые искажения. По этой причине рекомендуется располагать передающие антенны на удалении от густонаселœенных районов.

Радиус зоны обслуживания обусловлен исключительно высотой передающей антенны. Для расширения зоны вещания крайне важно использовать ретрансляторы. УКВ волны прозрачны для ионосферы, в связи с этим в данном диапазоне может осуществляться космическая связь.

Радиочастотные диапазоны - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Радиочастотные диапазоны" 2014, 2015.

Согласно международной конвенции электросвязи (г. Монтре, 1965 г.), любые устройства и радиостанции, излучающие электромагнитные волны, должны быть регламентированы. Мировое пространство в отношении распределения радиочастот делится на три района: первый - Европа и Африка, второй - Северная, Южная Америка и Гренландия, третий - Азия и Австралия. Россия и СНГ входят в состав первого района.

1. Высшая группа «0» - комплексы по производству радиопродукции в стереофоническом или (и) монофоническом режимах в диапазоне частот 40 Гц-15 кГц.

2. Подгруппа «0ац» - комплексы но производству радиопродукции с аналого-цифровым оборудованием (с применением цифровых устройств записи-воспроизведения).

3. Подгруппа «0а» - комплексы по производству радиопродукции с аналоговым оборудованием.

4. Первая группа «1» - комплексы по производству радиопродукции в монофоническом режиме в диапазоне частот 50 Гц-10 кГц.

Радиоволны составляют электромагнитное поле, создаваемое антенной системой в окружающем пространстве при питании ее током высокой частоты. Распространение электромагнитного поля напоминает движение волн по поверхности воды и происходит с высокой скоростью - 300 000 км/сек. Радиоволны, распространяющиеся вдоль поверхности Земли, называются поверхностными, а под различными углами - пространственными. И те, и другие распространяются в атмосфере. Атмосфера неоднородна, нижний ее слой (10-15 км) называется тропосферой, а верхний - ионосферой (до 500-600 км от поверхности Земли). В обычном состоянии воздух не проводит электричество, но под воздействием солнечных лучей происходит ионизация слоев воздуха, отчего ионы могут поглощать, отражать или искривлять направление радиоволн. Это качество особенно заметно на высоте более 80-100 км. Пространственные радиоволны, проходя через различные слои атмосферы, способны менять свое направление: чем выше степень ионизации слоев воздуха, тем больше будет искривление радиоволн. Поверхностные радиоволны обладают способностью искривлять траекторию своего движения, как бы следуя кривизне Земли, это явление называется рефракцией. При встрече с небольшим препятствием волна стремится обогнуть его. Это явление называется дифракцией. Электромагнитные волны, используемые для различных видов радиосвязи в зависимости от их длины, подразделяют на следующие диапазоны:

Длинные волны (AM) - километровые - длина волны 1-20 км; частота 148-408 КГц; амплитудная модуляция; первая категория качества (50 Гц-10 КГц); моновещание.

Освоение радиочастотного диапазона началось именно с длинных, точнее сверхдлинных волн, так как в качестве первых волновых излучателей использовались машинные генераторы. Основное преимущество длинных волн - способность огибать препятствия (дифракция), следовательно, длинные волны подходят для вещания в условиях городской застройки или горной местности. Дальность распространения сигнала зависит от мощности передатчика и совершенно не зависит от состояния ионосферы. Радиосвязь на длинных волнах возможна только при помощи поверхностных радиоволн.

Прием радиовещания в данном диапазоне стабилен и почти не зависит от времени суток и сезона. Максимальная дальность распространения длинных волн - 2000 км. Благодаря этому диапазону государственное радиовещание охватывает огромные территории нашей страны, включая малозаселенные районы Севера и Дальнего Востока. Тем не менее качество вещания зависит от промышленных помех и атмосферных явлений.

Поскольку энергию длинной волны сильно поглощает земная поверхность, применяются очень мощные передающие устройства, от 500 до 1500 кВт, установленные за пределами населенных пунктов. Окупаемость передатчика, несмотря на огромный охват территории, невозможна. Beщание в данном диапазоне является затратным.

Средние волны (AM) - гектометровые - длина волны 575-187 м; частота 535-1605 КГц; амплитудная модуляция; первая категория качества (50 Гц-10 КГц); моновещание.

Степень поглощения этих волн ионосферой в значительной степени зависит от времени суток. Днем поглощение энергии средних волн значительно больше, чем в ночное время. Поэтому радиосвязь на большие расстояния за счет пространственной волны возможна только в вечернее и ночное время.

Средние волны имеют достаточную дифракцию для распространения в условиях городской застройки, при этом уровень промышленных помех значителен. В непромышленных зонах качество вещания отвечает первой категории, в городах - значительно ниже. Дальность распространения сигнала зависит от состояния ионосферы: днем сигнал, отражаясь от ионосферы (при высокой концентрации электронов), возвращается на землю слишком слабым, а ночью (при низкой концентрации электронов в ионосфере) дальность распространения сигнала сильно увеличивается (до 2000 км).

Мощность применяемых передатчиков в диапазоне средних волн в дневное время может составлять 5-10 кВт, а в ночное время в принципе может быть снижена в 10-20 раз.

В диапазоне средних волн для расширения зоны обслуживания применяется синхронное радиовещание (одна программа на одинаковой вещательной частоте распространяется несколькими передатчиками). В этом случае используются передатчики малой и средней мощности. Блистательным примером сетей синхронного вещания на средних волнах (549 килогерц)являлись программы «Маяка», транслировавшиеся десятками и сотнями радиостанций на одной частоте. Это было большим достижением отечественной науки и техники - позывные «Маяка» были очень стабильны и принимались практически в любом уголке страны.

Короткие волны (AM) - декаметровые - длина волны 90-11 м; частота 3,95-26,1 КГц; амплитудная модуляция; первая категория качества (50 Гц-10 КГц); моновещание.

Распространение радиоволн в области приема земной волны из-за сильного поглощения почвой ограничено всего несколькими десятками километров, поэтому главным достоинством KB является способность многократно отражаться от ионосферы и при малой мощности передатчиков распространяться на очень большие расстояния. Основная область применения - иновещание. Короткие волны являются пространственными.

Диапазон KB состоит из нескольких поддипазонов от 75 до 11 метров. В верхней части дипазона (75-49 м) уровень промышленных помех чрезвычайно высок. В поддиапазоне от 41 до 19 метров промышленные помехи незначительны. А в нижней части диапазона (16-11 м) атмосферные и промышленные помехи практически отсутствуют.

Короткие волны используются для вещания на зарубежные страны. «Дневной» поддиапазон (13, 16, 19 метров) используется в светлое время суток, «ночной» (25, 31, 41, 49 и 75) - в темное время суток.

Мощность передатчиков (от 50 Вт до 1500 кВт) может изменяться в зависимости от времени суток: ночью, достигает максимальных значений, а с рассветом может быть снижена.

Одним из недостатков считается явление «замирания» радиоволн: сила принимаемого сигнала постепенно уменьшается, а иногда и полностью прекращается. Это происходит потому, что радиоволны распространяются от передатчика по разным путям, под разными углами, и на радиоприемник могут прийти одновременно несколько волн; складываясь, они могут либо усиливать, либо ослаблять друг друга. Существуют участки Земли, где прием коротких волн иногда невозможен. В пространстве между местом, где прекращается прием поверхностной волны, и местом возвращения на Землю отраженной пространственной волны образуется зона молчания.

В России короткие волны для вещания внутри страны почти не используются, основной объем вещания рассчитан на слушателей за рубежом. Для космической радиосвязи KB непригодны, так как ионосфера для них непрозрачна.

Ультракороткие волны (УКВ-1, УКВ-2 /FM/) - метровые - (длина волны 4,6-2,8 м; частота 65,9-108 МГц; частотная модуляция; высшая категория качества (30 Гц-15 КГц); стерео- или моновещание. Поверхностные и пространственные волны.

FM-радиостанции (УКВ-2) появились в России сравнительно недавно, но они очень быстро завоевали своего слушателя высоким качеством звучания в эфире.

В диапазоне метровых волн по существу представлено несколько поддиапазонов: УКВ-1 - 65,9-74 МГц; УКВ-2 - 87,5-108 МГц.

Способность волны огибать препятствия в УКВ диапазоне минимальна, сигнал может распространяться только

в зоне прямой (почти оптической) видимости между передающей и приемными антеннами; данный диапазон свободен от атмосферных помех, а длят борьбы с промышленными и местными помехами (электродвигатели, системы зажигания автомобилей и т.д.) применяется частотная модуляция. Для увеличения зоны прямой видимости передающие и приемные антенны поднимают на максимально возможную высоту. Обычно расстояние прямой видимости составляет 40-50 км, однако благодаря небольшой рефракции может достигать 60-80 км.

УКВ диапазон идеален для вещания в больших и средних городах, передатчики с мощностью от 2 до 15 кВт могут располагаться в черте населенных пунктов и из-за небольшой стоимости быстро окупаться коммерческими радиостанциями. Однако напряженность поля в метровом диапазоне неравномерна, так как прямые волны сталкиваются с отраженными от Земли и зданий волнами и в непосредственной близости от передатчика могут возникать звуковые искажения. Поэтому рекомендуется располагать передающие антенны на удалении от густонаселенных районов.

Радиус зоны обслуживания обусловлен исключительно высотой передающей антенны. Для расширения зоны вещания необходимо использовать ретрансляторы. УКВ волны прозрачны для ионосферы, поэтому в данном диапазоне может осуществляться космическая связь.

2. РАДИОЧАСТОТНЫЕ ДИАПАЗОНЫ

И ОСОБЕННОСТИ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Классификация радиочастотных спектров приведена в табл. 8. В 5-8 радиочастотных диапазонах выделены участки, используемые для радиовещания (табл. 9.).

В настоящее время имеется три района распределения радиочастот (рис. 44): район I включает территории Европы (включая СССР и МНР) и Африки; район II -территории Северной и Южной Америки и Гренландию; район III - территории Азии (без СССР и МНР) и Австралии. По интенсивности атмосферных помех земной шар условно разделен на три зоны А , В, С (рис. 44).

Таблица 8

Номер частотного диапазона

Наименование частот

Диапазон частот

Диапазон волн

Очень низкие частоты - ОНЧ (мириаметровые волны)

3 - 30 кГц

100 - 10 км

Низкие частоты - НЧ (километровые волны)

30 - 300 кГц

10 - 1 км

Средние частоты - СЧ (гектометровые волны)

300 - 3000 кГц

1000 - 100 м

Высокие частоты - ВЧ (декаметровые волны)

3 - 30 МГц

100 - 10 м

Очень высокие частоты - ОВЧ (метровые волны)

30 - 300 МГц

10 - 1 м

Ультравысокие частоты - УВЧ (дециметровые волны)

300 - 3000 МГц

100 - 10 см

10

Сверхвысокие частоты - СВЧ (сантиметровые волны)

3 - 30 ГГц

10 - 1 см

11

Крайневысокие частоты - КВЧ (миллиметровые волны)

30 - 300 ГГц

10 - 1 мм

12

Децимиллиметровые волны

30 - 3000 ГГц

1 - 0,1 мм

Таблица 9

Номер частотного диапазона

Наименование волн*

Частота, МГц

Длина волны, м

Километровые (ДВ)

0,15 - 0,285

2000 - 735,3

Гектометровые (СВ )

0,525 - 1,605

575 - 187

Декаметровые (КВ)

3,2 - 3,4

90

3,95 - 4

75

4,75 - 4,995

62

5,005 - 5,06

59

5,95 - 6,20

49

7,1 - 7,30

41

9,5 - 9,775

31

11,7 - 11,975

25

15,1 – 15,45

19

17,7 - 17,9

16

21,45 - 21,75

13

26,6 - 26,1

11

Метровые

65,8 - 73

4,55 - 4,1

* - долгое время вместо термина «километровые волны» применялся термин «длинные волны» (ДВ), вместо «гектометровые волны» - «средние волны» (СВ ) и вместо «декаметровые волны» - «короткие волны» ( KB ). В справочнике используются обе группы терминов.

Рис. 44. К вопросу распределения радиочастот между странами.

В Европейскую зону радиовещания согласно Регламенту радиосвязи, входят страны района I , расположенные западнее 40° восточной долготы (от Гринвича) и севернее 30° северной широты.

Количество передатчиков в Европейской зоне радиовещании в 1948 г. составляло 600, а их суммарная мощность была равна 20х10 6 Вт. С учетом этих данных в 1948 г. был составлен Копенгагенский план распределения частот. Однако количество передатчиков и их суммарная мощность продолжали расти: в 1969 г. - 1280 шт. и 48х10 6 Вт, в 1974 г. - 1450 шт. и 65х10 6 Вт. Поэтому в 1975 г. в Женеве на Региональной конференции по радиовещанию на длинных и средних волнах был принят новый план распределения частот в ДВ и СВ диапазонах на период с 23 ноября 1978 по 23 ноября 1989 г. .

Соглашения конференции относятся к I и III районам. Для этих районов принята единая сетка частот с разносом несущих через 9 кГц, что позволяет существенно уменьшить взаимные помехи, имеющиеся при разных величинах разноса несущих частот . В диапазоне длинных волн частоты несущих следуют через частотный интервал 9 кГц следующим образом, кГц: 155, 164, 173, ... , 263, 272, 281 (всего 15 каналов). В диапазоне средних волн организовано 120 каналов. В табл. 10 приведены новые нумерации каналов и значения несущих .

Таблица 10

Номер канала

Частота несущей , кГц

старый

новый

старая

новая

529

531

539

540

548

549

112

112

1529

1530

113

113

1539

1539

114

114

1546

1548

115

115

1554

1557

116

116

1562

1566

117

117

1570

1575

118

118

1578

1584

119

119

1586

1593

120

120

1594

1602

121

Три канала с частотами 1485, 1584 и 1602 кГц выделены для передатчиков излучаемой мощностью до 1 кВт (каналы малой мощности). В диапазонах ДВ, СВ и KB радиовещательные станции в настоящее время работают с амплитудной модуляцией несущей. Однако для сокращения ширины спектра частот при удовлетворительных технико-экономических показателях рекомендуется применять однополосную или другого вида систему . Радиовещательный канал в ДВ, СВ диапазонах устанавливается от 9 кГц (по низкой частоте 4,5 кГц) до 20 кГц (по низкой частоте 10 кГц) с учетом местных условий по договоренности с заинтересованными администрациями.

В KB диапазоне радиоканалы имеют интервалы 5 кГц, а частота большинства радиостанций оканчивается цифрой 0 или 5. Однако и в этом диапазоне некоторым радиостанциям разрешается работать с полосой модулирующих частот до 10 кГц. В диапазоне MB передающие устройства работают с частотной модуляцией. Полоса частот модулирующего сигнала 30 - 15 000 Гц. Минимальный разнос несущих частот MB - ЧМ передающих станций, работающих в соседних зонах (для СССР), при передаче одинаковых программ равен 120 кГц, при передаче разных программ - 180 кГц.

В СССР радиовещание ведется при комплексном использовании всех диапазонов радиоволн: ДВ, СВ , KB и MB . Диапазон ДВ используется центральным радиовещанием для обслуживания больших территорий, диапазон СВ - для передач центрального и республиканского вещания, диапазон KB - для передач программ центрального вещания в отдаленные и труднодоступные районы страны. В некоторых областях страны KB диапазон (60 - 75 м) используют для местного вещания. Кроме того, KB диапазон используют для иновещания . Для радиовещания в диапазоне MB отведена полоса частот, равная 7,2 МГц. Применяется широкополосная частотная модуляция. Диапазон MB предназначен для передач программ центрального, республиканского и местного радиовещания. Радиовещательные станции, работающие в этом диапазоне, используются для подачи программ расположенным в зоне обслуживания районными сельским радиотрансляционным узлам.

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики»

Кафедра

" Радиосвязи, Радиовещания и Телевидения"

УЧЕБНАЯ ПРАКТИКА

РЕФЕРАТ

«Исследование использования радиочастотного диапазона и проблем использования »

Студент группы ИКТп- 43 Шлёнов Н. А.

(роспись) Фамилия И. О.

Руководитель Кирпичникова М. Ю.

(роспись) Фамилия И. О.

Самара, 2015

РЕЦЕНЗИЯ

Введение. 4

Диапазоны частот. 6

Использование радиочастотного диапазона в современном мире. 8

Проблемы использования. 10

Вывод. 16

Список использованной литературы.. 17

Введение

В данном реферате мы рассмотрим радиочастотный диапазон. Что это такое? Где им пользоются? И какие проблемы могут быть с ним?

Но вначале сделаем маленький экскурс в историю.

О радиоволнах впервые в своих работах в 1868 году рассказал Джеймс Максвелл. Он предложил уравнение, которое описывает световые и радиоволны, как волны электромагнетизма. Но первооткрывателем считается Генрих Герц. Герц приспособил индукционную катушку, чтобы генерировать гигантские искры в зазоре между парой небольших сфер на концах металлических стержней. Это была довольно обычная установка для демонстрационных опытов, однако Герц внес в нее кое-какие усовершенствования: стержни были длиннее, а сферы на концах, служившие конденсаторами, где накапливался заряд, больше, чем обычно. Ширину зазора можно было варьировать, а реостат (проводник с переменным сопротивлением) регулировал разность потенциалов в зазоре. Доведя сопротивление реостата до нуля, чтобы вызвать разряд, Герц с удивлением заметил, что слабые искры не прекращают проскакивать. На скамье рядом с прибором лежала еще одна металлическая катушка с парой контактов, куда были насажены сферы, а между ними оставлен зазор для искрового разряда. Во время работы с индукционной катушкой Герц (или, может, его жена) заметили не только ослепительную вспышку между сферами того контура, который катушка подпитывала, но и едва различимые искры в катушке поодаль (которая не была никуда подключена). Ученому выпал редчайший шанс. Как впоследствии писал он сам, «невозможно было прийти к этому явлению, основываясь только на теории».



Тогда Герц осознал, что странное и необъяснимое происшествие - знак чего-то нового. Совсем немного времени потребовалось, чтобы заключить, что контур-приемник реагировал именно на колебания тока в искровом промежутке первого контура, и измерить частоту колебаний с помощью простейшего стробоскопа - вращающегося зеркальца. Герц показал, что он наблюдал вовсе не явление индукции, как предполагал вначале: до катушки-детектора добиралось излучение, которому для этого приходилось пройти сквозь всю комнату. Длина волны излучения была невероятно большой, зато путешествовало оно со скоростью света. Так был открыт путь к радио и всему, что за ним последовало.

Но что же такое радиоволна - электромагнитное излучение с длинами волн в электромагнитном спектре длиннее инфракрасного излучения. Радиоволны имеют частоту от 3 кГц до 300 ГГц, и соответствующую длину волны от 1 миллиметра до 100 километров. Как и все другие электромагнитные волны, радиоволны распространяются со скоростью света. Естественными источниками радиоволн являются молнии и астрономические объекты. Искусственно созданные радиоволны используются для стационарной и мобильной радиосвязи, радиовещания, радиолокации и других навигационных систем, спутников связи, компьютерных сетей и других бесчисленных приложений. Различные частоты радиоволн по-разному распространяются в атмосфере Земли: длинные волны могут покрыть часть Земли очень последовательно, более короткие волны могут отражаться от ионосферы и распространяются по всему миру, и с ещё более короткими длинами радиоволны изгибаются или отражаются очень слабо и распространяются в пределах прямой видимости.

Дадим ещё несколько определений связанных с моей темой:

радиочастотный спектр - совокупность радиочастот в установленных Международным союзом электросвязи пределах, которые могут быть использованы для функционирования радиоэлектронных средств или высокочастотных устройств;

радиочастота - частота электромагнитных колебаний, устанавливаемая для обозначения единичной составляющей радиочастотного спектра;

распределение полос радиочастот - определение предназначения полос радиочастот посредством записей в Таблице распределения полос радиочастот между радиослужбами Российской Федерации, на основании которых выдается разрешение на использование конкретной полосы радиочастот, а также устанавливаются условия такого использования.

Закончив с введением мы приступим к следующей части моего реферата

Диапазоны частот

Российский ГОСТ- 24375 даёт следующую обобщённую разбивку радиочастотного диапазона,основанную на международных стандартах:

1. Очень низкие частоты - 3 – 30 кГц, соответствует сверхдлинным частотам.

2. Низкие частоты – 30 - 300 кГц, соответствует длинным волнам.

3. Средние частоты – 300 – 3000 кГц, соответствует средним волнам.

4. Высокие частоты – 3 - 30 МГц, соответствует коротким волнам.

5. Очень высокие частоты – 30 – 300 МГц, соответствует ультракоротким волнам.

6. Ультразвуковые частоты – 300 – 3000 МГц, соответствует дециметровым волнам.

7. Сверхвысокие частоты – 3 – 30 ГГц, соответствует сантиметровым волнам.

8. Крайне высокие частоты – 30 – 300 ГГц, соответсвует милиметровым волнам.

9. Гипервысокие частоты – 300 -3000 ГГц, соответствует субмиллиметровым волнам.

По регламенту международного союза электросвя-зи радиоволны разделены на диапазоны от 0.3*10N Гц до 3*10N Гц, где N - номер диапазона. Российский ГОСТ 24375-80 почти полностью повторяет эту классификацию. (РИС. 3)


Классификация ГОСТ 24375-80 не получила широкого распространения и в ряде случаев вступает в противоречие с национальными стандартами (ГОСТ) в области радиоэлектроники. На практике под низкочастотным диапазоном подразумевается звуковой диапазон, а под высокочастотным - весь радиодиапазон, выше 30 кГц, в том числе сверхвысокочастотный (свыше 300 МГц).Традиционные обозначения радиочастотных диапазонов на Западе сложились в ходе Второй мировой войны. В настоящее время они закреплены в США стандартом IEEE, а также международным стандартом ITU.

Также я хотел бы привести в примеры выделенных диапазонов:

РИС. 4


Также существует ещё множество разделений диапазонов:

1. Диапазоны радиочастот в гражданской радиосвязи

2. Диапазоны гражданской авиации

3. Диапазоны РЛС.

Дав характеристику диапазонам по полосе частот,длинам волн и названием волн мы приступаем к следующей части реферата.

Использование радиочастотного диапазона в современном мире

Используя ранее приведённые таблицы можно сразу сказать что диапазон использования крайне велик начиная с передачи изображения на телевизор до координирования полётов самолётов, от передачи сигнал на ваш радиоприёмник до передачи передачи сигнала SOS.


· Также с помощью радиосигнала приблизительно на диапазоне частот 2600 МГц мобильные операторы позволили нам на своих телефонах иметь высокоскоростной интернет (4G или LTE), который позволяет получить скорость равную 326.4 Мбит/с,


Рассказав про применение радиочастотного диапазона в современном мире, я хочу перейти к следующей части реферата.

Статьи по теме: