Радиоволны

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Непрозрачность атмосферы Земли для различных длин волн электромагнитного излучения, включая радиоволны.
Анимированная схема излучения радиоволн

Радиово́лныэлектромагнитные волны с длинами волн, располагающимися в электромагнитном спектре вплоть до инфракрасного диапазона. К радиоволнам относят электромагнитные волны с частотами от 3 кГц до 3 ТГц, что соответствует длине волны от 100 километров до 0,1 миллиметра[1].

Радиоволны, являясь электромагнитными волнами, распространяются в свободном пространстве со скоростью света. Естественными источниками радиоволн являются вспышки молний и астрономические объекты. Искусственно созданные радиоволны используются для стационарной и мобильной радиосвязи, радиовещания, радиолокации, радионавигации, спутниковой связи, организации беспроводных компьютерных сетей и в других бесчисленных приложениях.

В зависимости от значения частоты (длины волны) радиоволны относят к тому или иному диапазону радиочастот (диапазону длин волн). Можно также вести классификацию радиоволн по способу распространения в свободном пространстве и вокруг земного шара[2].

Диапазоны радиочастот и длин радиоволн[править | править вики-текст]

Радиочастоты — частоты или полосы частот в диапазоне 3 кГц — 300 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.

Закон РФ «О связи» устанавливает следующие понятия, относящиеся к радиочастотам:

  • 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.

Использование диапазонов по радиослужбам регламентируется Регламентом радиосвязи Российской Федерации и международными соглашениями.

По регламенту международного союза электросвязи 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.

Обозн-е МСЭ Длины волн Название волн Диапазон частот Название частот Энергия фотона, эВ, Применение
ELF 100 Мм — 10 Мм Декамегаметровые 3—30 Гц Крайне низкие (КНЧ) 12,4 фэВ — 124 фэВ Связь с подводными лодками, геофизические исследования
SLF 10 Мм — 1 Мм Мегаметровые 30—300 Гц Сверхнизкие (СНЧ) 124 фэВ — 1,24 пэВ Связь с подводными лодками, геофизические исследования
ULF 1000 км — 100 км Гектокилометровые 300—3000 Гц Инфранизкие (ИНЧ) 1,24 пэВ — 12,4 пэВ Связь с подводными лодками
VLF 100 км — 10 км Мириаметровые 3—30 кГц Очень низкие (ОНЧ) 12,4 пэВ — 124 пэВ Служба точного времени, радиосвязь с подводными лодками
LF 10 км — 1 км Километровые 30—300 кГц Низкие (НЧ) 124 пэВ — 1,24 нэВ Радиовещание, радиосвязь земной волной, навигация
MF 1000 м — 100 м Гектометровые 300—3000 кГц Средние (СЧ) 1,24 нэВ — 12,4 нэВ Радиовещание и радиосвязь земной волной и ионосферная
HF 100 м — 10 м Декаметровые 3—30 МГц Высокие (ВЧ) 12,4 нэВ — 124 нэВ Радиовещание и радиосвязь ионосферная, загоризонтная радиолокация, рации
VHF 10 м — 1 м Метровые волны 30—300 МГц Очень высокие (ОВЧ) 124 нэВ — 1,24 мкэВ Телевидение, радиовещание, радиосвязь тропосферная и прямой волной, рации
UHF 1000 мм — 100 мм Дециметровые 300—3000 МГц Ультравысокие (УВЧ) 1,24 мкэВ — 12,4 мкэВ Телевидение, радиосвязь тропоферная и прямой волной, мобильные телефоны, рации, микроволновые печи, спутниковая навигация.
SHF 100 мм — 10 мм Сантиметровые 3—30 ГГц Сверхвысокие (СВЧ) 12,4 мкэВ — 124 мкэВ Радиолокация, интернет, спутниковое телевещание, спутниковая- и радиосвязь прямой волной, беспроводные компьютерные сети.
EHF 10 мм — 1 мм Миллиметровые 30—300 ГГц Крайне высокие (КВЧ) 124 мкэВ — 1,24 мэВ Радиоастрономия, высокоскоростная радиорелейная связь, радиолокация (метеорологическая, управление вооружением), медицина, спутниковая радиосвязь.
THF 1 мм — 0,1 мм Децимиллиметровые 300—3000 ГГц Гипервысокие частоты, длинноволновая область инфракрасного излучения 1,24 мэВ — 12,4 мэВ Экспериментальная «терагерцовая камера», регистрирующая изображение в длинноволновом ИК (которое излучается теплокровными организмами, но, в отличие от более коротковолнового ИК, не задерживается диэлектрическими материалами).

Классификация ГОСТ 24375-80 не получила широкого распространения и в ряде случаев вступает в противоречие с национальными стандартами (ГОСТ) в области радиоэлектроники. 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.

На практике[3] под низкочастотным диапазоном часто подразумевают диапазон звуковых частот, под высокочастотным — весь радиодиапазон, от 30 кГц и выше, в том числе, диапазон ВЧ. В отечественной литературе диапазоном СВЧ в широком смысле иногда называют диапазоны УВЧ, СВЧ и КВЧ (от 0.3 до 300 ГГц), на Западе этому соответствует широко распространенный термин микроволны.

Классификация по способу распространения[править | править вики-текст]

Прямые волны — радиоволны, распространяющиеся в свободном пространстве от одного объекта к другому, например, от одного космического аппарата к другому, в некоторых случаях, от земной станции к космическому аппарату и между атмосферными аппаратами или станциями. Для этих волн влиянием атмосферы, посторонних объектов и Земли можно пренебречь.

Земные или поверхностные — радиоволны, распространяющиеся вдоль сферической поверхности Земли и частично огибающие ее вследствие явления дифракции. Способность волны огибать встречаемые препятствия и дифрагировать вокруг них, как известно, определяется соотношением между длиной волны и размерами препятствий. Чем короче длина волны, тем слабее проявляется дифракция. По этой причине волны диапазонов УВЧ и выше очень слабо дифрагируют вокруг поверхности земного шара и дальность их распространения в первом приближении определяется расстоянием прямой видимости (прямые волны).

Тропосферные — радиоволны диапазонов ОВЧ и УВЧ, распространяющиеся за счет рассеяния на неоднородностях тропосферы на расстояние до 1000 км.

Ионосферные или пространственные — радиоволны длиннее 10 м, распространяющиеся вокруг земного шара на сколь угодно большие расстояния за счет однократного или многократного отражения от ионосферы и поверхности Земли.

Направляемые — радиоволны, распространяющиеся в направляющих системах (радиоволноводах)

Примеры[править | править вики-текст]

Примеры выделенных радиодиапазонов[править | править вики-текст]

Название Полоса частот Длины волн Энергия фотона, эВ,
Диапазон средних волн (MW) 530—1610 кГц 565,65—186,21 м 2,19—6,66 нэВ
Диапазон коротких волн 5,9—26,1 МГц 50,8—11,49 м 24,4—107,9 нэВ
Гражданский диапазон 26,965—27,405 МГц 11,118—10,940 м 111,5—113,3 нэВ
Телевизионные каналы: с 1 по 5 48—100 МГц 6,25—3,00 м 198,5—413,6 нэВ
Кабельное телевидение 100—174 МГц
Телевизионные каналы: с 6 по 12 174—230 МГц 1,72—1,30 м 719,6—951,2 нэВ
Кабельное телевидение 230—470 МГц
Телевизионные каналы: с 21 по 39 470—622 МГц 6,38—4,82 дм 1,94—2,57 мкэВ
Диапазон ультракоротких волн (UKW) 62—108 МГц (кроме 76—90 МГц в Японии) 1 м 256,42—446,65 нэВ (кроме 314,31—372,21 нэВ)
ISM-диапазон
Диапазоны военных частот 29.50—31.75 МГц
Диапазоны частот гражданской авиации 108—136 МГц
Морские и речные диапазоны

Диапазоны радиочастот в гражданской радиосвязи[править | править вики-текст]

В России для гражданской радиосвязи выделены три диапазона частот:

Название Полоса частот Описание
«11-метровый», Си-Би, Citizens’ Band — гражданский диапазон 27 МГц С разрешённой выходной мощностью передатчика до 10 Вт
«70 см», LPD, Low Power Device — маломощные устройства 433 МГц Выделено 69 каналов для носимых радиостанций с выходной мощностью не более 0,01 Вт
PMR, Personal Mobile Radio — персональные рации 446 МГц Выделено 8 каналов для носимых радиостанций с выходной мощностью не более 0,5 Вт

Некоторые диапазоны гражданской авиации[править | править вики-текст]

Полоса частот Описание
2182 кГц Аварийная частота, используется только для передачи сигналов SOS (MAYDAY)
74,8—75,2 МГц Маркерные радиомаяки
108—117,975 МГц Радиосистемы навигации и посадки.
118—135,975 МГц УКВ-радиосвязь (командная связь).
121,5 МГц Аварийная частота, используется только для передачи сигналов SOS (MAYDAY)
328,6—335,4 МГц Радиосистемы посадки (глиссадный канал)
960—1215 МГц Радионавигационные системы

Некоторые диапазоны РЛС[править | править вики-текст]

Полоса частот Длины волн Описание
3—30 МГц HF, 100—10 м Радары береговой охраны, «загоризонтные» РЛС
50—330 МГц VHF, 6—0,9 м Обнаружение на больших дальностях, исследования земли
1—2 ГГц L, 30—15 см Наблюдение и контроль за воздушным движением
2—4 ГГц S, 15—7,5 см Управление воздушным движением, метеорология, морские радары
12—18 ГГц Ku, 2,5—1,67 см Картографирование высокого разрешения, спутниковая альтиметрия
27—40 ГГц Ka, 1,11—0,75 см Картографирование, управление воздушным движением на коротких дистанциях, специальные радары, управляющие дорожными фотокамерами

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Радиоволны и частоты
  2. М. П. Долуханов. Распространение радиоволн. М.: Сов. радио, 1972.
  3. Е. Г. Геннадиева, В. Г. Дождиков, А. В. Кульба, Ю. С. Лифанов, В. Н. Саблин, М. И. Салтан; под ред. В. Н. Саблина. Краткий энциклопедический словарь по радиоэлектронике и радиопромышленности. — Москва: Диво, 2006. — С. 276. — 286 с. — ISBN 5-87012-028-4 (В пер.).

Источники[править | править вики-текст]

  • Справочник по радиоэлектронным системам. Под ред. Б. Х. Кривицкого. В 2-х тт. — М.: Энергия, 1979.
  • Закон РФ «О связи».
  • Международный Регламент радиосвязи.

Ссылки[править | править вики-текст]