Василиса▶ Я жду вашего обращения. Что Вы хотите узнать?
Логотип
Непрозрачность атмосферы Земли для различных длин волн электромагнитного излучения , включая радиоволны.
Анимированная схема излучения радиоволн

Радиово́лны  — электромагнитные волны с частотами до 3 ТГц , распространяющиеся в пространстве без искусственного волновода . Радиоволны в электромагнитном спектре располагаются от крайне низких частот вплоть до инфракрасного диапазона . С учётом классификации Международным союзом электросвязи радиоволн по диапазонам, к радиоволнам относят электромагнитные волны с частотами от 0,03 Гц до 3 ТГц, что соответствует длине волны от 10 млн. километров до 0,1 миллиметра .

В широком смысле радиоволнами являются всевозможные волновые процессы электромагнитного поля в аппаратуре (например, в волноводных устройствах, в интегральных схемах СВЧ и др.), в линиях передачи и, наконец, в природных условиях, в среде, разделяющей передающую и приёмную антенны .

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 подвижной 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 .

Диапазоны радиочастот и длин радиоволн

Радиочастоты — частоты или полосы частот в диапазоне от 3 Гц до 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 механическом колебании, 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 выдаётся 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*10 N Гц до 3*10 N 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 тропосферная и прямой волной, мобильные телефоны , рации, УВЧ-терапия ,

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 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 распространённый термин микроволны .

Также в отечественной учебной и научной литературе сложилась классификация диапазонов, согласно которой мириаметровые волны называют сверхдлинными волнами (СДВ), километровые — длинными волнами (ДВ), гектометровые — средними волнами (СВ), декаметровые — короткими волнами (КВ), а все остальные, с длинами волн короче 10 м, относят к ультракоротким волнам (УКВ) .

Классификация по способу распространения

Прямые волны  — радиоволны, распространяющиеся в свободном пространстве от одного предмета 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 предметов и Земли можно пренебречь.

Земные или поверхностные  — радиоволны, распространяющиеся вдоль сферической поверхности Земли и частично огибающие её 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 счёт 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 счёт однократного или многократного отражения от ионосферы и поверхности Земли.

Направляемые  — радиоволны, распространяющиеся в направляющих системах ( радиоволноводах ).

Примеры

Примеры выделенных радиодиапазонов

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 2—4 ГГц 15—7,5 см
Диапазоны военных частот 29.50—31.75 МГц
Диапазоны частот гражданской авиации 108—136 МГц
Морские и речные диапазоны

Диапазоны радиочастот в гражданской радиосвязи

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

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

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 K u , 2,5—1,67 см Картографирование высокого разрешения, спутниковая альтиметрия
27—40 ГГц K a , 1,11—0,75 см Картографирование, управление воздушным движением на коротких дистанциях, специальные радары, управляющие дорожными фотокамерами

См. также

Примечания

  1. Регламент радиосвязи. Статьи. — Швейцария, Женева: МСЭ, 2012. Статья 1.5.
  2. ГОСТ 24375—80 Радиосвязь. Термины и определения
  3. Рекомендация ITU-R V.431-7. Номенклатура диапазонов частот и длин волн, используемых в электросвязи
  4. Геннадиева Е. Г., Дождиков В. Г., Кульба А. В. и др. Краткий энциклопедический словарь по радиоэлектронике и радиопромышленности / Под ред. В. Н. Саблина. М.: Диво, 2006. С. 276.
  5. В. В. Никольский, Т. И. Никольская. Электродинамика и распространение радиоволн. М.: Наука, 1989. С. 467.
  6. М. П. Долуханов . Распространение радиоволн. М.: Сов. радио, 1972.
  7. 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.).
  8. Кубанов В. П. Влияние окружающей среды на распространение радиоволн. — Самара: ПГУТИ, 2013. — 92 с.
  9. S-диапазон   (рус.)  // Википедия. — 2018-01-14.

Источники

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

Ссылки

© 2014-2019 ЯВИКС - все права защищены.
Наши контакты/Карта ссылок