Очень высокая частота

Очень высокая частота ( VHF ) - это обозначение ITU ^[1] для диапазона радиочастотных электромагнитных волн ( радиоволн ) от 30 до 300 мегагерц (МГц) с соответствующими длинами волн от десяти метров до одного метра. Частоты непосредственно ниже VHF обозначаются как высокие частоты (HF), а следующие более высокие частоты известны как ультравысокие частоты (UHF).

Обычно используется для радиоволн в диапазоне ОВЧА являются Digital Audio Broadcasting (DAB) и FM - радио вещания, телевидения вещания, двухсторонняя наземные системы мобильной радиосвязи (аварийная ситуация, бизнес, частное использование и военные), большая дальность передачи данных до нескольких десятков километров с радиомодемами , любительским радио и морской связью . Коммуникационные и аэронавигационные системы управления воздушным движением (например, VOR и ILS ) работают на расстоянии 100 километров (62 миль) или более от самолетов на крейсерской высоте.

В Северной и Южной Америке и во многих других частях мира диапазон I VHF использовался для передачи аналогового телевидения . В рамках всемирного перехода к цифровому наземному телевидению большинство стран требует, чтобы радиовещательные компании транслировали телевидение в диапазоне УКВ с использованием цифрового, а не аналогового формата.

Характеристики распространения [ править ]

Радиоволны в диапазоне ОВЧ распространяются в основном по трассам прямой видимости и отраженным от земли путям; в отличие от ВЧ полосы есть только некоторые отражения на более низких частотах от ионосферы ( SkyWave распространения). ^[2] Они не следуют контуру Земли, как земные волны, и поэтому блокируются холмами и горами, хотя из-за того, что они слабо преломляются (изгибаются) атмосферой, они могут перемещаться за пределы видимого горизонта примерно на 160 км ( 100 миль). Они могут проникать через стены зданий и приниматься внутри помещений, хотя в городских районах отражения от зданий вызывают многолучевое распространение., которые могут мешать телевизионному приему. Атмосферные радиошумы и помехи ( RFI ) от электрического оборудования представляют меньшую проблему в этом и более высоких диапазонах частот, чем на более низких частотах. Диапазон VHF - это первый диапазон, в котором эффективные передающие антенны достаточно малы, чтобы их можно было устанавливать на транспортных средствах и портативных устройствах, поэтому диапазон используется для систем двусторонней наземной мобильной радиосвязи , таких как рации и двусторонней радиосвязи. связь с самолетами ( Airband ) и кораблями ( морское радио ). Иногда при подходящих условиях УКВ-волны могут распространяться на большие расстояния по тропосферным каналам. из-за преломления градиентами температуры в атмосфере.

Расчет прямой видимости [ править ]

Для аналогового телевидения дальность передачи ОВЧ зависит от мощности передатчика, чувствительности приемника и расстояния до горизонта, поскольку ОВЧ-сигналы распространяются в нормальных условиях как явление, близкое к прямой видимости . Расстояние до радиогоризонта немного расширено по линии прямой видимости до горизонта, так как радиоволны слабо отклоняются назад к Земле атмосферой.

Приблизительное значение для расчета расстояния до горизонта прямой видимости (на Земле):

• расстояние в морских милях = где высота антенны в футах ^{[ необходима цитата ]}${\ displaystyle 1,23 \ times {\ sqrt {A_ {f}}}}$${\ displaystyle A_ {f}}$
• расстояние в километрах = где высота антенны в метрах. ^{[ необходима цитата ]}${\ displaystyle {\ sqrt {12.746 \ times A_ {m}}}}$${\ displaystyle A_ {m}}$

Эти приближения действительны только для антенн на высоте, которая мала по сравнению с радиусом Земли. Они не обязательно могут быть точными в горных районах, поскольку ландшафт может быть недостаточно прозрачным для радиоволн.

В инженерных системах связи требуются более сложные вычисления для оценки вероятной зоны покрытия предлагаемой передающей станции. ^{[ необходима цитата ]}

Точность этих расчетов для сигналов цифрового телевидения обсуждается. ^[3]

Антенны [ править ]

VHF - это первый диапазон, в котором длины волн достаточно малы, чтобы эффективные передающие антенны были достаточно короткими для установки на транспортных средствах и портативных устройствах, четвертьволновая штыревая антенна на частотах VHF составляет от 25 см до 2,5 метров (от 10 дюймов до 8 футов) в длину. Таким образом, длины волн VHF и UHF используются для двусторонней радиосвязи в транспортных средствах, самолетах, портативных трансиверах и рациях . Портативные радиостанции обычно используют кнуты или резиновые антенны-утки , в то время как базовые станции обычно используют более крупные кнуты из стекловолокна или коллинеарные группы вертикальных диполей.

Для направленных антенн антенна Яги является наиболее широко используемой в качестве антенны с высоким коэффициентом усиления или "лучевой" антенны. Для телевизионного приема используется Яги, а также логопериодическая антенна из-за ее более широкой полосы пропускания. Для спутниковой связи используются спиральные антенны и антенны турникета, поскольку в них используется круговая поляризация . Для еще большего усиления можно установить вместе несколько яги или спиралей для создания антенных решеток . Вертикальные коллинеарные решетки диполей могут использоваться для создания всенаправленных антенн с высоким коэффициентом усиления., в котором большая часть мощности антенны излучается в горизонтальных направлениях. Телевизионные и FM-радиовещательные станции используют коллинеарные решетки специализированных дипольных антенн, таких как антенны типа « крыло летучей мыши» .

Универсальное использование [ править ]

Некоторые части диапазона VHF одинаково используются во всем мире. Некоторые национальные применения подробно описаны ниже.

• 50–54 МГц: радиолюбительский 6-метровый диапазон .
• 108–118 МГц: Аэронавигационные радиомаяки VOR и курсовой радиомаяк системы посадки по приборам .
• 118–137 МГц: воздушная полоса для управления воздушным движением , AM , 121,5 МГц - аварийная частота
• 144–146 МГц: 2-метровый диапазон любительского радио (в некоторых регионах расширяется до 148 МГц).

По стране [ править ]

Австралия [ править ]

Диапазон VHF TV в Австралии был первоначально выделен для каналов с 1 по 10, причем каналы 2, 7 и 9 были назначены для начальных служб в Сиднее и Мельбурне, а позже те же каналы были назначены в Брисбене, Аделаиде и Перте. Другие столицы и регионы использовали комбинацию этих и других частот, если это было возможно. Первоначальным коммерческим службам в Хобарте и Дарвине были выделены каналы 6 и 8, а не 7 или 9 соответственно.

К началу 1960-х годов стало очевидно, что 10 каналов УКВ недостаточно для поддержки роста телевизионных услуг. Это было исправлено добавлением трех дополнительных частотных каналов 0, 5A и 11. Старые телевизоры, в которых использовались поворотные тюнеры, требовали регулировки для приема этих новых каналов. Большинство телевизоров той эпохи не было оборудовано для приема этих передач, и поэтому были модифицированы за счет владельцев, чтобы иметь возможность настраиваться на эти диапазоны; в противном случае владельцу пришлось купить новый телевизор.

Несколько телеканалов были отнесены к 3, 4 и 5 каналам ОВЧ, которые входили в диапазоны FM-радио, но еще не использовались для этой цели. Парой ярких примеров были NBN-3 Newcastle , WIN-4 Wollongong и ABC Newcastle на канале 5. Хотя некоторые станции Channel 5 были переведены на 5A в 1970-х и 80-х, начиная с 1990-х, Австралийское управление радиовещания начало процесс по переместите эти станции в диапазоны УВЧ, чтобы освободить ценный спектр УКВ для его первоначальной цели - FM-радио. Кроме того, к 1985 году федеральное правительство решило, что новые телеканалы будут транслироваться в диапазоне УВЧ.

С тех пор стали доступны два новых ОВЧ, 9A и 12, которые используются в основном для цифровых услуг (например, ABC в столицах), а также для некоторых новых аналоговых услуг в региональных регионах. Поскольку канал 9A не используется для телевизионных услуг в Сиднее, Мельбурне, Брисбене, Аделаиде или Перте или вблизи них, цифровое радио в этих городах транслируется на частотах DAB, блоки 9A, 9B и 9C.

Радиостанция VHF также используется для морской радиосвязи ^{[4] из-} за ее дальности связи при сравнении частот UHF.

Пример распределения частот VHF – UHF: ^[5]

• Радионавигация 60: 84–86 МГц
• Фиксированная морская подвижная связь: 130–135,7 МГц
• Стационарная авиационная радионавигационная система: 160–190 МГц
• Радиовещание воздушной радионавигации: 255–283,5 МГц
• Воздушная радионавигация AUS 49 / Морская радионавигация (радиомаяки) 73: 315–325 МГц

Новая Зеландия [ править ]

• 44–51, 54–68 МГц: Band I Television (каналы 1–3)
• 87,5–108 МГц: Band II Radio
• 174–230 МГц: Band III Television (каналы 4–11)

До 2013 года четыре основных канала Free-to-Air TV в Новой Зеландии использовали диапазоны VHF Television ( Band I и Band III ) для передачи в домохозяйства Новой Зеландии. Другие станции, в том числе различные платные и региональные станции бесплатного вещания, были вынуждены вести вещание в диапазоне УВЧ , поскольку диапазон УКВ был очень перегружен четырьмя станциями, совместно использующими очень узкую полосу частот, которая была настолько переполнена, что одна или больше каналов не будет доступно в некоторых небольших городах.

Однако в конце 2013 года все телевизионные каналы прекратили вещание в диапазонах УКВ, поскольку Новая Зеландия перешла на цифровое телевизионное вещание, требуя, чтобы все станции транслировались либо в УВЧ, либо через спутник (где УВЧ был недоступен) с использованием услуги Freeview . ^[6]

Обратитесь к Австралазийским телевизионным частотам для получения дополнительной информации.

Соединенное Королевство [ править ]

Британское телевидение первоначально использовало диапазоны УКВ I и III . Телевидение на УКВ было черно-белым с 405- строчным форматом (хотя в конце 1950-х - начале 60-х годов проводились эксперименты со всеми тремя цветовыми системами - NTSC , PAL и SECAM, адаптированными для 405-строчной системы).

Британское цветное телевидение транслировалось на УВЧ (каналы 21-69) с конца 1960-х годов. С тех пор телевидение транслировалось как на VHF, так и на UHF (VHF представляет собой монохроматическое преобразование с понижением частоты из 625-строчного цветного сигнала), за исключением BBC2 (который всегда транслировался исключительно на UHF). Последние британские передатчики VHF TV закрылись 3 января 1985 года. VHF- диапазон III теперь используется в Великобритании для цифрового аудиовещания , а VHF- диапазон II используется для FM-радио , как и в большинстве стран мира.

Необычно то, что в Великобритании есть радиолюбители на 4 метра , 70-70,5 МГц.

США и Канада [ править ]

Распределение частот между пользователями из США и Канады тесно координируется, поскольку значительная часть населения Канады находится в пределах радиодиапазона УКВ на границе США. Некоторые дискретные частоты зарезервированы для радиоастрономии . Общие службы в диапазоне VHF:

• 30–49,6 МГц: Лицензированная двусторонняя наземная подвижная связь с различными поддиапазонами. ^[а]
• 30–88 МГц: военная УКВ FM , включая SINCGARS
• 43–50 МГц: беспроводные телефоны , рации с диапазоном частот 49 МГц и радиоуправляемые игрушки, а также смешанная двусторонняя мобильная связь. Первоначально здесь работал диапазон FM-вещания (42–50 МГц), а затем он был переведен на 88–108 МГц.
• 50–54 МГц: Радиолюбительский 6-метровый диапазон
  • 50,800–51 МГц: Радиоуправляемый самолет (на десяти фиксированных частотах с разносом 20 кГц) с лицензией FCC для любительской радиослужбы, выполняющий полеты в соответствии с частью 97 правила 97.215 FCC. ^[7]
• 54–72 и 76–88 МГц телевизионные каналы 2–6 (VHF-Lo), известные на международном уровне как "Band I"; здесь появятся некоторые станции DTV. См. Частоты вещания североамериканского телевидения
• 72–76 МГц: Радиоуправляемые модели, промышленный пульт дистанционного управления и другие устройства. Модели самолетов работают на 72 МГц, а наземные модели работают на 75 МГц в США и Канаде, а аэронавигационные радиомаяки - на 74,8–75,2 МГц.
• 87,5–108 МГц: FM- радиовещание (87,9–91,9 некоммерческих, 92–108 коммерческих в США) (международное название «Band II»)
• 108–118 МГц: аэронавигационные маяки VOR
• 118–137 МГц: воздушная полоса для управления воздушным движением , AM , 121,5 МГц - аварийная частота.
• 137–138 МГц Космические исследования, космические операции, метеорологический спутник ^[8]
• 138–144 МГц: сухопутная подвижная связь, вспомогательные гражданские службы, спутник, службы космических исследований и другие разные службы.
• 144–148 МГц: радиолюбительский 2-метровый диапазон
• 148–150 МГц: сухопутная подвижная, фиксированная, спутниковая
• 150–156 МГц: « Деловой диапазон УКВ », общественная безопасность, нелицензированная служба многоцелевого радиовещания (MURS) и другая двусторонняя наземная подвижная связь, FM
• Морская УКВ радиостанция 156–158 МГц ; 156,8 МГц (канал 16) - частота для аварийных и контактных сообщений на море.
• Железные дороги 159,81–161,565 МГц ^[b] 159,81–160,2 являются железными дорогами только в Канаде и используются автотранспортными компаниями в США.
• 160.6–162 Беспроводные микрофоны и дистанционный датчик для ТВ / FM-вещания
• 162.4–162.55: метеостанции NOAA , узкополосный FM, Weatheradio Canada Stations
• 174–216 МГц телевизионные каналы 7–13 (VHF-Hi), известные на международном уровне как «Band III». Здесь начал вещание ряд каналов DTV, особенно многие из станций, которые ранее были назначены этим каналам для аналоговой работы.
• 174–216 МГц: профессиональные беспроводные микрофоны (малое энергопотребление, только определенные точные частоты)
• 216–222 МГц: сухопутная подвижная, фиксированная, морская подвижная, ^[8]
• 222–225 МГц: 1,25 метра (США) (Канада 219–220, 222–225 МГц) любительское радио
• 225 МГц и выше (UHF): радиостанция военных самолетов, 243 МГц - аварийная частота (225–400 МГц) AM, включая HAVE QUICK , dGPS RTCM-104

Кабельное телевидение , хотя и не передается по воздуху, использует спектр частот, перекрывающийся УКВ. ^[9]

УКВ телевидение [ править ]

Федеральная комиссия по связи США еще в 1938 году отнесла телевизионное вещание к списку каналов, состоящему из 19 каналов. Это изменилось еще три раза: в 1940 году, когда канал 19 был удален и несколько каналов изменили частоты, затем в 1946 году, когда телевидение перешло с 18 каналов на 13, снова с другими частотами, и, наконец, в 1948 году, когда был удален канал 1 (аналоговые каналы). 2-13 остаются такими, какими были даже на кабельном телевидении ). ^[10]

87,5–87,9 МГц [ редактировать ]

87,5–87,9 МГц - это радиочастота, которая в большинстве стран мира используется для FM-вещания . Однако в Северной Америке эта полоса частот выделена телевизионному каналу ОВЧ 6 (82–88 МГц). Аналоговый звук для телеканала 6 транслируется на частоте 87,75 МГц (настраивается до 87,74). Несколько станций, в первую очередь те, которые присоединились к франшизе Pulse 87 , работали на этой частоте как радиостанции, хотя и использовали телевизионные лицензии. В результате FM-радиоприемники, такие как автомобильные и предназначенные для настройки на этот частотный диапазон, могут принимать звук для аналогового программирования на местном телеканале 6, находясь в Северной Америке.

Канал FM-вещания на частоте 87,9 МГц обычно запрещен для аудиовещания FM; он зарезервирован для перемещенных станций класса D, у которых нет других частот в нормальном поддиапазоне 88,1–107,9 МГц для перемещения. На данный момент только две станции имеют право работать на частоте 87,9 МГц: 10-ваттный KSFH в Маунтин-Вью, Калифорния и 34-ваттный транслятор K200AA в Сан-Вэлли, Невада .

Нелицензионная операция [ править ]

В некоторых странах, особенно в Соединенных Штатах и ​​Канаде, ограниченная безлицензионная работа с низким энергопотреблением доступна в диапазоне FM-вещания для таких целей, как микровещание и отправка выходного сигнала с компакт-дисков или цифровых медиаплееров на радиоприемники без дополнительных входных разъемов, хотя это незаконно в некоторых других странах. Эта практика была легализована в Соединенном Королевстве 8 декабря 2006 г. ^[11]

См. Также [ править ]

• Морское УКВ радио
• ТВ радио
• Список старейших радиостанций
• Apex (радиодиапазон)
• Диапазон FM-вещания
• Форматы движущихся изображений
• Летние эхо полярной мезосферы
• Частоты телеканалов
• Эффект лезвия ножа
• Инструментальная система посадки
• Всенаправленный VHF диапазон
• Высокая частота
• Низкая частота
• Чрезвычайно низкая частота
• Ультра низкая частота

Заметки [ править ]

Ссылки [ править ]