3. Класифікація діапазонів радіочастот і радіохвиль.

Радиоизлучение (радиоволны, радиочастоты) — электромагнитное излучение с длинами волн 5×10⁻⁵—10¹⁰ метров и частотами, соответственно, от 6×10¹² Гц и до нескольких Гц. Радиоволны используются при передаче данных в радиосетях.

Использование диапазонов по радиослужбам регламентируется Регламентом радиосвязи и международными соглашениями.

На практике под низкочастотным диапазоном подразумевается звуковой диапазон, а под высокочастотным — весь радиодиапазон, выше 30 кГц, в том числе сверхвысокочастотный (свыше 300 МГц).

Радиосвязь можно разделить на радиосвязь:

• без применения ретрансляторов по длинам волн:

- СДВ-связь

- ДВ-связь

- СВ-связь

- КВ-связь

- КВ-связь земной (поверхностной) волной

- КВ-связь ионосферной (пространственной волной) волной

- УКВ-связь

- УКВ связь прямой видимости

- тропосферная связь

• с применением ретрансляторов:

- Спутниковая связь,

- Радиорелейная связь,

- Сотовая связь.

Нельзя путать понятие о длине волны, на которой работает радиостанция, с дальностью ее действия, т. е. с расстоянием, на котором передачи этой станции могут быть приняты.

Дальность действия радиостанции зависит от длины волны, но не отождествляется с нею. Так, передача станции, работающей на волне длиной в несколько десятков метров, может быть услышана на расстоянии в несколько тысяч километров, но не всегда слышна наиболее близких расстояниях. В то же время передача радиостанции, работающей на волне длиной в сотни и тысячи метров, часто не слышна на таких больших расстояниях, на которых слышны передачи коротковолновых станций.

Каждая радиовещательная станция работает на определенной, отведенной для нее частоте, называемой несущей. Длины волн различных радиостанций неодинаковы, но строго постоянны для каждой из них. Это и дает возможность принимать передачи каждой радиостанции в отдельности, а не все одновременно.

В зависимости от длины радиоволны, они подразделяются на мириаметровые, километровые, гектометровые, декаметровые, метровые, дециметровые, сантиметровые, миллиметровые и децимиллиметровые.

Радиоволны имеют многообразное применение: радиовещание, радиотелефонная связь, телевидение, радиолокация, радиометеорология и др. Во всех перечисленных случаях являются средством передачи на расстояние без проводов той или иной информации: речи, телеграфных сигналов, изображения. Радиоволны используются для определения направления и расстояния до различных объектов (радиодальномер), для получения сведений о строении верхних слоев атмосферы, Солнца, планет и т.п.

Радиочастоты — частоты или полосы частот в диапазоне 3 кГц — 3000 ГГц, которым присвоены условные наименования. Этот диапазон соответствует частоте переменного тока электрических сигналов для вырабатывания и обнаружения радиоволн. Так как большая часть диапазона лежит за границами волн, которые могут быть получены при механической вибрации, радиочастоты обычно относятся к электромагнитным колебаниям.

Радиочастота — частота электромагнитных колебаний, устанавливаемая для обозначения единичной составляющей радиочастотного спектра;

Диапазон частот — полоса частот, которой присвоено условное наименование. Диапазон частот — одно из важнейших понятий радиотехники, а также физико-технических дисциплин в целом. Это понятие имеет общий характер, то есть можно говорить или о диапазоне рабочих частот какого-либо конкретного устройства, или о диапазоне, выделенном какой-то радиослужбе, или, например, об обобщённой разбивке всей полосы радиочастот.

Радиочастотный спектр — совокупность радиочастот в установленных Международным союзом электросвязи пределах, которые могут быть использованы для функционирования радиоэлектронных средств или высокочастотных устройств.

Частоты электромагнитных колебаний, применяемых в современных устройствах радиосвязи, занимают столь обширную область, что условия их распространения существенно различаются. Поэтому радиоволны делят на ряд диапазонов по частотам так, что внутри каждого диапазона природные условия распространения остаются относительно однообразными. Рассмотрим некоторые виды радиоволн по диапазонам:

Таблица 3.1 - Классификация радиоволн по диапазонам и способу распространения

Длины волн λ, м	Название диапазона	Полоса частот f , Гц	Название полосы	Преимущественный механизм (способ) распространения	Применение
более 10 км	Cверхдлинные волны (СДВ)	менее 30 кГц
100 000 000 000 км — 100 000 км	Инфразвуковые и звуковые радиоволны	до 3 Гц
100 000 км — 10 000 км	Декамегаметровые	3—30 Гц	Крайне низкие (КНЧ; ELF)		Связь с подводными лодками
10 000 км — 1 000 км	Мегаметровые	30—300 Гц	Сверхнизкие (СНЧ; SLF)		Связь с подводными лодками
1 000 км — 100 км	Гектокилометровые	300—3000 Гц	Инфранизкие (ИНЧ; ULF)
100 км — 10 км	Мириаметровые	3—30 кГц	Очень низкие (ОНЧ; VLF)	Земные волны (поверхностные)	Связь с подводными лодками
10 км — 1 км	Длинные волны (ДВ), Километровые	30—300 кГц	Низкие (НЧ; LF)	Земные волны (поверхностные)	Радиовещание, радиосвязь
1 км — 100 м	Средние волны (СВ), Гектометровые	300—3000 кГц	Средние (СЧ; MF)	Земные волны (поверхностные) Ионосферные волны (пространственные)	Радиовещание, радиосвязь
100 м— 10 м	Короткие волны (КВ), Декаметровые	3—30 МГц	Высокие (ВЧ; HF)	Ионосферные волны (пространственные)	Радиовещание, радиосвязь

Длины волн λ, м	Название диапазона	Полоса частот f , Гц	Название полосы	Преимущественный механизм (способ) распространения	Применение
10 м — 0,1 мм	Ультракороткие волны (УКВ)	30 МГц—3000 ГГц
10 м — 1 м	Метровые	30—300 МГц	Очень высокие (ОВЧ; VHF)	Тропосферные волны, Прямые волны, Пространственные (в МВ диапазоне)	Телевидение, радиовещание, радиосвязь
1 м — 100 мм	Дециметровые	300—3000 МГц	Ультравысокие (УВЧ; UHF)		Телевидение, радиосвязь, мобильные телефоны, микроволновые печи
100 мм — 10 мм	Сантиметровые	3—30 ГГц	Сверхвысокие (СВЧ; SHF)		Радиолокация, спутниковое телевидение, радиосвязь, беспроводные компьютерные сети, спутниковая навигация
10 мм — 1 мм	Миллиметровые	30—300 ГГц	Крайне высокие (КВЧ; EHF)		Радиоастрономия, высокоскоро-стная радиорелейная связь, метеорологические радиолокаторы
1 мм — 0,1 мм	Децимиллиметровые Субмиллиметровые (Микрометровые).	300—3000 ГГц	Гипервысокие частоты, длинноволновая область инфракрасного излучения
780—380 нм	Оптические радиоволны	429 ТГц — 750 ТГц

С учётом особенностей распространения, генерации и (отчасти) излучения весь диапазон принято делить на ряд поддиапазонов:

• сверхдлинные волны,

• длинные волны,

• средние волны,

• короткие волны,

• метровые волны,

• дециметровые волны,

• сантиметровые волны,

• миллиметровые волны

• субмиллиметровые волны

Весьма широкий участок радиоволн, отведенный для радиовещательных станций, условно подразделен на несколько диапазонов, имеющих неодинаковые свойства:

- длинноволновый (сокращенно ДВ),

- средневолновый (СВ),

- коротковолновый (КВ),

- ультракоротковолновый (УКВ).

Длинные волны (от 30000м до 300м, частота от 10 до100кГц). Для связи набольшие расстояния с помощью этих волн нужны передатчики огромной мощности. Кроме того в этом диапазоне невозможна работа большого числа р/станций одновременно.

В странах СНГ длинноволновый диапазон охватывает радиоволны длиной от 735,3 до 2000 м, что соответствует частотам 408—150 кГц;

- средневолновый — радиоволны длиной от 186,9 до 571,4 м (радиочастоты 1605— 525 кГц);

- коротковолновый — радиоволны длиной от 24,8 до 75,5 (радиочастоты 12,1—3,95 МГц);

- ультракоротковолновый — радиоволны длиной от 4,11 до 4,56 м (радиочастоты 3—65,8 МГц).

Средние волны (от 300 до 200м или от 100 до 150 кГц).

Промежуточные и короткие волны имеют длину соответственно от 200 до 50м и 50-10м. Вещательные р/с занимают диапазон от 25 до 75 и от 200 до 2000м. В диапазоне от 200 до 10м можно разместить без взаимных помех 3000 телефонных р/с,. а телеграфных еще больше. КВ имеют огромную дальность действия по сравнению с др. волнами при относительно небольших мощностях передатчиков.

Радиочастоты коротковолновых вещательных станций неравномерно распределены по диапазону: больше всего их работает на волнах длиной около 25, 31, 41 и 50 м. Соответственно этому коротковолновый радиовещательный диапазон подразделяется на 25, 31, 41 и 50-метровый поддиапазоны.

Согласно международному соглашению волна длиной 600 м (500 кГц) отведена для передачи сигналов бедствия кораблями в море — SOS. На этой волне работают все морские аварийные радиопередатчики, на эту волну настроены приемники спасательных станций и маяков.

Недостатком КВ является сильная зависимость их распространения от времени суток и времени года (и от погодных условий). В настоящее время на КВ работает множество радиостанций со всех стран мира. Этот диапазон является самым насыщенным.

УКВ: Радиоволны УКВ диапазона называют также метровыми волнами; вообще же ультракороткими волнами называют все волны короче 10 м. В этом диапазоне ведутся телевизионные передачи, работают связные радиостанции, оборудованные на автомашинах пожарной охраны, такси, медицинского обслуживания населения на дому, безопасности движения и т.д.

- метровые от 10 до 1м (от 30 до 300МГц),

- дециметровые от 100 до 10см (300 – 3000МГц),

- сантиметровые от 10 до 1см (3000 – 30000МГц),

- миллиметровые от 10 до 1мм (30000 – 300000МГц).

В УКВ диапазоне можно разместить очень большое число радиостанций без взаимных помех. Эти волны являются единственно-пригодными для связи с космическими кораблями и для ТВ. УКВ можно излучать узким пучком в одном направлении, что нашло применение в радиолокации.

Радиоволны УКВ диапазона называют также метровыми волнами; вообще же ультракороткими волнами называют все волны короче 10 м. В этом диапазоне ведутся телевизионные передачи, работают связные радиостанции, оборудованные на автомашинах пожарной охраны, такси, медицинского обслуживания населения на дому, безопасности уличного движения.

Примеры выделенных радиодиапазонов

- Диапазон средних волн с амплитудной модуляцией (AM волны) (530–1610 кГц).

- Диапазоны коротких волн (5.9–26.1 МГц).

- Гражданский диапазон (26.965–27.405 МГц).

- Частоты телевизионных каналов: (48.5—862.0 МГц).

- Диапазон ультракоротких волн c частотной модуляцией (FM волны) (87,5–108МГц, кроме 76–90 МГц в Японии).

- ISM диапазон (Industrial, Scientific and Medical) промышленные, научные и медицинские диапазоны 900—929 МГц и 2,4—2,4835 ГГц.

- Диапазоны военных частот42-48 МГц, (224-280 МГц военная авиация).

- Диапазоны частот гражданской авиации(108-118 МГц навигационные для ILS , VOR) (118—136,975 МГц).

- Морские и речные диапазоны(330—336 МГц).

Диапазоны в акустике

- Инфразвуковой — ниже 20 Гц

- Звуковой — от 20 Гц до 20 кГц (в него полностью укладывается диапазон слышимых человеческим ухом частот).

- Ультразвуковой — от 20 кГц до 1 ГГц

- Гиперзвуковой — свыше 1ГГц