Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для высокоскоростной алгоритмической торговли см. Высокочастотную торговлю .
Высокая частота
Диапазон частот
От 3 до 30 МГц
Диапазон длин волн
От 100 до 10 м
Радио группы
ITU
1 (ELF) 2 (SLF) 3 (УНЧ) 4 (VLF)
5 (НЧ) 6 (СЧ) 7 (ВЧ) 8 (УКВ)
9 (УВЧ) 10 (СВЧ) 11 (КВЧ) 12 (THF)
ЕС / НАТО / США ECM
IEEE
Другое ТВ и радио
  • v
  • т
  • е
Положение ВЧ в электромагнитном спектре .

Высокая частота ( HF ) - это обозначение ITU [1] для диапазона радиочастотных электромагнитных волн (радиоволн) от 3 до 30 мегагерц (МГц). Он также известен как декаметровый диапазон или декаметровая волна, поскольку его длины волн находятся в диапазоне от одного до десяти декаметров (от десяти до ста метров). Частоты непосредственно ниже HF обозначаются как средние частоты (MF), тогда как следующая полоса более высоких частот известна как полоса очень высоких частот (VHF). Полоса HF является основной частью коротковолнового диапазона.диапазон частот, поэтому связь на этих частотах часто называют коротковолновым радио . Поскольку радиоволны в этом диапазоне могут отражаться обратно на Землю слоем ионосферы в атмосфере - метод, известный как " пропущенное " или " небесное " распространение, - эти частоты подходят для дальней связи через межконтинентальные расстояния и для горных ландшафтов, которые предотвратить связь в пределах прямой видимости . [2] Полоса частот используется , среди прочего, международными коротковолновыми радиовещательными станциями (3,95–25,82 МГц), авиационной связью, государственными станциями времени, метеостанциями, любительским радио и гражданскими службами.

Характеристики распространения [ править ]

Современная радиостанция двусторонней связи Icom M700Pro для морской КВ радиосвязи.

Основным средством связи на большие расстояния в этом диапазоне является распространение небесных волн ("пропуск"), при котором радиоволны, направленные под углом в небо, преломляются обратно на Землю от слоев ионизированных атомов в ионосфере . [3] С помощью этого метода КВ радиоволны могут распространяться за горизонт, вокруг кривой Земли и могут приниматься на межконтинентальных расстояниях. Однако пригодность этой части спектра для такой связи сильно зависит от сложной комбинации факторов:

  • Солнечный свет / темнота в месте передачи и приема
  • Близость передатчика / приемника к солнечному терминатору
  • Время года
  • Цикл солнечных пятен
  • Солнечная активность
  • Полярное сияние

В любой момент времени для данного «пропущенного» пути связи между двумя точками частоты, на которых возможна связь, задаются этими параметрами.

  • Максимальная полезная частота (МПЧ)
  • Самая низкая используемая высокая частота (LUF) и
  • Частота оптимальной передачи (FOT)

Максимальная используемая частота регулярно опускается ниже 10 МГц в темноте в течение зимних месяцев, а летом, при дневном свете, она может легко превышать 30 МГц. Это зависит от угла падения волн; он самый низкий, когда волны направлены прямо вверх, и выше, если углы меньше. Это означает, что на больших расстояниях, где волны касаются ионосферы под очень острым углом, МПЧ может быть намного выше. Самая низкая используемая частота зависит от поглощения в нижнем слое ионосферы (D-слой). Это поглощение сильнее на низких частотах, а также сильнее при повышенной солнечной активности (например, при дневном свете); полное поглощение часто происходит на частотах ниже 5 МГц в дневное время. Результатом этих двух факторов является то, что полезный спектр смещается в сторону более низких частот и вСредние частоты (СЧ) в течение зимних ночей, в то время как днем ​​летом более высокие частоты, как правило, более полезны, часто в более низком диапазоне УКВ . [ необходима цитата ]

Когда все факторы оптимальны, возможна связь по всему миру на ВЧ. Во многих других случаях возможен контакт между континентами и океанами. В худшем случае, когда полоса пропускания "мертва", связь за пределами ограниченных трактов земной волны невозможна, независимо от того, какие мощности, антенны или другие технологии задействованы. Когда трансконтинентальный или всемирный тракт открыт на определенной частоте, возможна цифровая связь , SSB и код Морзе с использованием удивительно низкой мощности передачи, часто порядка милливатт, при условии, что подходящие антенны используются на обоих концах и что мало или нет искусственного или естественного вмешательства. [4] В таком открытом диапазоне помехи, возникающие на большой территории, влияют на многих потенциальных пользователей. Эти вопросы важны для военных, пользователей безопасности [5] и радиолюбителей HF-диапазонов.

Использует [ редактировать ]

Любительская радиостанция с двумя КВ трансиверами.
Типичная антенна Яги, используемая канадским радиолюбителем для связи на большие расстояния.
Боинг 707 использовал КВ антенну, установленную на верхней части хвостового оперения [6]

Основными пользователями высокочастотного спектра являются:

  • Военные и правительственные системы связи
  • Авиационная связь воздух-земля
  • Любительское радио
  • Коротковолновое международное и региональное вещание
  • Морские перевозки "море-берег" и "судно-судно"
  • Загоризонтные радиолокационные системы
  • Связь Глобальной морской системы бедствия и безопасности (ГМССБ)
  • Службы Citizen's Band Radio по всему миру (обычно 26–28 МГц, верхняя часть ВЧ диапазона, которая ведет себя больше как низко- УКВ )

Высокочастотный диапазон очень популярен среди радиолюбителей , которые могут воспользоваться преимуществами прямой, междугородной (часто межконтинентальной) связи и «фактором острых ощущений», возникающим при установлении контактов в различных условиях. В международном коротковолновом радиовещании используется этот набор частот, а также сокращающееся число "служебных" пользователей (морские, авиационные, военные и дипломатические интересы), которые в последние годы склонились к менее изменчивым средствам связи ( например, через спутники ), но может поддерживать ВЧ станции после переключения в целях резервного копирования.

Однако разработка технологии автоматического установления связи на основе MIL-STD-188-141 для автоматического подключения и выбора частоты, наряду с высокими затратами на использование спутников, привело к возрождению использования ВЧ в государственных сетях. Разработка высокоскоростных модемов, таких как соответствующие стандарту MIL-STD-188-110C, которые поддерживают скорость передачи данных до 120 килобит / с, также увеличила удобство использования HF для передачи данных и передачи видео. Другие разработки стандартов, такие как STANAG 5066, обеспечивают безошибочную передачу данных за счет использования протоколов ARQ .

Некоторые режимы связи, такие как непрерывная передача кода Морзе (особенно радиолюбителями ) и однополосная голосовая передача, более распространены в ВЧ диапазоне, чем на других частотах, из-за их природы сохранения полосы пропускания, но широкополосные режимы, такие как Телепередачи, как правило, запрещены относительно небольшим участком электромагнитного спектра ВЧ .

Шум, особенно искусственные помехи от электронных устройств, как правило, сильно влияет на диапазоны ВЧ. В последние годы среди некоторых пользователей ВЧ спектра возросли опасения по поводу "широкополосного доступа по линиям электропередач" ( BPL ) в Интернет , который имеет почти разрушительное воздействие на ВЧ связь. Это связано с частотами, на которых работает BPL (обычно соответствует диапазону HF), и тенденцией утечки сигнала BPL из линий электропередач. Некоторые провайдеры BPL установили режекторные фильтры, чтобы заблокировать определенные участки спектра (а именно, любительские радиодиапазоны), но остается много споров по поводу использования этого метода доступа. Другие электронные устройства, включая плазменные телевизоры, также могут отрицательно влиять на ВЧ спектр.

В авиации системы ВЧ связи необходимы для всех трансокеанских перелетов. Эти системы включают частоты до 2 МГц, включая международный канал бедствия и вызова 2182 кГц .

Верхняя часть HF (26,5-30 МГц) имеет много общих характеристик с нижней частью VHF. Части этого раздела, не предназначенные для любительского радио, используются для местной связи. К ним относятся радиостанции CB около 27 МГц, радиоканалы от студии к передатчику (STL), устройства радиоуправления для моделей и передатчики радиопейджинга.

Некоторые метки радиочастотной идентификации (RFID) используют HF. Эти теги широко известны как HFID или HighFID (высокочастотная идентификация).

Антенны [ править ]

Наиболее распространенными антеннами в этом диапазоне являются проволочные антенны, такие как проволочные диполи и ромбическая антенна ; на верхних частотах - многоэлементные дипольные антенны, такие как Yagi , четырехъядерные и логопериодические антенны . Мощные коротковолновые радиовещательные станции часто используют большие проволочные завесы .

Антенны для передачи ионосферных волн обычно изготавливаются из горизонтальных диполей или петель с нижним питанием, которые излучают горизонтально поляризованные волны. Предпочтение передачи с горизонтальной поляризацией обусловлено тем, что (приблизительно) только половина мощности сигнала, передаваемого антенной, проходит прямо в небо; примерно половина движется вниз к земле и должна "подпрыгивать" в небе. Для частот в верхнем диапазоне ВЧ земля лучше отражает горизонтально поляризованные волны и лучше поглощает мощность вертикально поляризованных волн. Эффект уменьшается с увеличением длины волны.

Для приема часто используются случайные проволочные антенны . В качестве альтернативы, те же самые направленные антенны, используемые для передачи, полезны для приема, поскольку большая часть шума исходит со всех направлений, а полезный сигнал идет только с одного направления. Приемные антенны на большие расстояния (ионосферные) обычно могут быть ориентированы либо вертикально, либо горизонтально, поскольку преломление через ионосферу обычно скремблирует поляризацию сигнала, и сигналы принимаются непосредственно с неба на антенну.

См. Также [ править ]

  • Программа высокочастотных активных авроральных исследований
  • Высокочастотный Интернет-протокол
  • Распространение радио
  • Космическая погода
  • Критическая частота

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Рекомендация МСЭ-R V.431-7, Номенклатура полос частот и длин волн, используемых в электросвязи» (PDF) . ITU. Архивировано из оригинального (PDF) 31 октября 2013 года . Проверено 28 января 2015 .
  2. ^ Хармон, Джеймс V .; Fiedler, Ltc David M; Лам, лейтенант Ret John R. (весна 1994 г.). «Автоматизированная ВЧ связь» (PDF) . Армейский коммуникатор : 22–26 . Проверено 24 декабря 2018 года .
  3. ^ Сейболд, Джон С. (2005). Введение в радиочастотное распространение . Джон Уайли и сыновья. С. 55–58. ISBN 0471743682.
  4. ^ Пол Харден (2005). «Солнечная активность и распространение ВЧ» . QRP Amateur Radio Club International . Проверено 22 февраля 2009 .
  5. ^ "Радиолюбительская аварийная связь" . American Radio Relay League, Inc. 2008. Архивировано из оригинала на 29 января 2009 года . Проверено 22 февраля 2009 .
  6. ^ Шокист, Марк. «Программа антенного ответвителя» . VIP клуб.

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Маслин Н.М. «ВЧ-связь - системный подход». ISBN 0-273-02675-5 , Taylor & Francis Ltd, 1987 г. 
  • Джонсон, Э.Е. и др., "Передовая высокочастотная радиосвязь". ISBN 0-89006-815-1 , Artech House, 1997 г. 
  • Narayanamurti, V .; Störmer, HL; Чин, Массачусетс; Госсард, AC; Вигманн, В. (1979-12-31). "Избирательное прохождение высокочастотных фононов сверхрешеткой:" диэлектрический "фононный фильтр". Письма с физическим обзором . Американское физическое общество (APS). 43 (27): 2012–2016. DOI : 10.1103 / physrevlett.43.2012 . ISSN  0031-9007 .
  • Беджани, Булос-Поль; Дамье, Филипп; Арнульф, Изабель; Тивард, Лайонел; Бонне, Анн-Мари; Дормон, Дидье; Корню, Филипп; Пиду, Бернар; Самсон, Ив; Агид, Ив (1999-05-13). «Переходная острая депрессия, вызванная высокочастотной стимуляцией глубокого мозга». Медицинский журнал Новой Англии . Массачусетское медицинское общество. 340 (19): 1476–1480. DOI : 10.1056 / nejm199905133401905 . ISSN  0028-4793 . PMID  10320386 .
  • Лю, ХК (1991-05-15). «Аналитическая модель высокочастотного резонансного туннелирования: отклик первого порядка на переменный ток». Physical Review B . Американское физическое общество (APS). 43 (15): 12538–12548. DOI : 10.1103 / Physrevb.43.12538 . ISSN  0163-1829 . PMID  9997055 .
  • Sipila, M .; Lehtinen, K .; Порра, В. (1988). «Система высокочастотного периодического измерения формы сигнала во временной области». IEEE Transactions по теории и методам микроволнового излучения . Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE). 36 (10): 1397–1405. DOI : 10.1109 / 22.6087 . ISSN  0018-9480 .
  • Morched, A .; Marti, L .; Оттевангерс, Дж. (1993). «Модель высокочастотного трансформатора для ТЭМ». IEEE Transactions on Power Delivery . Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE). 8 (3): 1615–1626. DOI : 10.1109 / 61.252688 . ISSN  0885-8977 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Томислав Стимац, " Определение частотных диапазонов (VLF, ELF ... и т.д.) ". Домашняя страница IK1QFK (vlf.it).
  • Дуглас С. Смит, веб-страница высокочастотных измерений; Индекс и технические лакомые кусочки . DC Smith Consultants, Лос-Гатос, Калифорния.
  • Модели распространения высоких частот , its.bldrdoc.gov.
  • Распространение высокочастотных волн , cscamm.umd.edu.
  • « Высокочастотный шум » (PDF)
  • " Преимущества КВ радио " Codan
  • Солнечные условия для КВ-радио