Rádiové vlny

Rádiové vlny  jsou elektromagnetické vlny s frekvencí do 3 THz , šířící se prostorem bez umělého vlnovodu [1] [2] . Rádiové vlny v elektromagnetickém spektru se pohybují od extrémně nízkých frekvencí až po infračervený rozsah . Vezmeme-li v úvahu klasifikaci rádiových vln podle dosahů Mezinárodní telekomunikační unií [3] [4] , rádiové vlny zahrnují elektromagnetické vlny s frekvencemi od 0,03 Hz do 3 THz, což odpovídá vlnové délce od 10  kilometrů do 0,1 milimetru .

V širokém smyslu jsou rádiové vlny všechny druhy vlnových procesů elektromagnetického pole v zařízeních (například ve vlnovodech, v mikrovlnných integrovaných obvodech atd.), v přenosových vedeních a konečně v přírodních podmínkách, v prostředí. oddělující vysílací a přijímací anténu [5] .

Rádiové vlny, které jsou elektromagnetickými vlnami, se šíří ve vakuu rychlostí světla . Přirozenými zdroji rádiových vln jsou blesky a astronomické objekty . Uměle generované rádiové vlny se používají pro pevnou a mobilní rádiovou komunikaci , rozhlasové vysílání , radar , radionavigaci , satelitní komunikaci , bezdrátové počítačové sítě a nespočet dalších aplikací.

V závislosti na hodnotě frekvence ( vlnové délky ) se rádiové vlny označují jedním nebo druhým rádiovým frekvenčním rozsahem (rozsah vlnových délek). Rádiové vlny můžete také klasifikovat podle způsobu, jakým se šíří ve volném prostoru a po celé zeměkouli [6] .

Rozsahy rádiových frekvencí a vlnových délek

Rádiové frekvence - frekvence nebo frekvenční pásma v rozsahu od 3 kHz do 3000 GHz, kterým jsou přiřazeny konvenční názvy. Tento rozsah odpovídá frekvenci střídavého proudu elektrických signálů pro generování a detekci rádiových vln. Protože většina rozsahu leží mimo meze vln, které lze získat mechanickými vibracemi, rádiové frekvence se obvykle označují jako elektromagnetické vibrace.

Zákon Ruské federace „o komunikacích“ zavádí následující pojmy související s rádiovými frekvencemi:

• rádiové spektrum - soubor rádiových frekvencí v mezích stanovených Mezinárodní telekomunikační unií, které lze využít pro provoz radioelektronických prostředků nebo vysokofrekvenčních zařízení;
• rádiová frekvence - frekvence elektromagnetických oscilací, nastavená tak, aby označovala jednu složku radiofrekvenčního spektra;
• rozdělení radiofrekvenčních pásem - určení účelu radiofrekvenčních pásem pomocí záznamů v tabulce rozdělení radiofrekvenčních pásem mezi rádiové služby Ruské federace , na základě kterých se vydává povolení k využívání konkrétního rádiového frekvenčního pásma a jsou rovněž stanoveny podmínky pro toto využívání.

Použití rozsahů pro rádiové služby je upraveno Radiokomunikačním řádem Ruské federace a mezinárodními dohodami.

Podle předpisů Mezinárodní telekomunikační unie jsou rádiové vlny rozděleny do rozsahů hranicemi od 0,3 10 N Hz do 3 10 N Hz na šířku jedné dekády , kde N  je číslo rozsahu. Ruská GOST 24375-80 téměř úplně opakuje tuto klasifikaci.

Ne.	označení ITU	Rozsah vlnových délek	Název vlnového pásma	Frekvenční rozsah	Název frekvenčního pásma	fotonová energie ,	aplikace
jeden	ELF	100 mm - 10 mm	Dekamegametr	3-30 Hz	Extrémně nízká ( ELF )	12.4 fev - 124 fev	Komunikace s ponorkami , geofyzikální průzkumy
2	SLF	10 mm - 1 mm	Megametr	30-300 Hz	Ultra nízké (VLF)	124 fev - 1,24 pev	Komunikace s ponorkami, geofyzikální průzkum
3	ULF	1000 km - 100 km	Hektokilometr	300-3000 Hz	Infralow (INF)	1,24 PEv - 12,4 PEv	Komunikace s ponorkami
čtyři	VLF	100 km - 10 km	Myriametr	3-30 kHz	Velmi nízká ( VLF )	12,4 PEv - 124 PEv	Služba přesného času , radiové spojení s ponorkami
5	LF	10 km - 1 km	Kilometr	30-300 kHz	Nízká (LF)	124 peV - 1,24 neV	Vysílání , pozemní rádiové komunikace , radionavigace
6	MF	1000 m - 100 m	Hektometrické	300-3000 kHz	střední (MF)	1,24 neV - 12,4 neV	Vysílání a radiová komunikace pozemními vlnami a ionosférou
7	HF	100 m - 10 m	Dekametr	3-30 MHz	Výšky (HF)	12,4 neV - 124 neV	Vysílání a rádiová komunikace ionosférické, radar nad horizontem , vysílačky
osm	VHF	10 m - 1 m	Metrové vlny	30-300 MHz	Velmi vysoká (VHF)	124 neV - 1,24 μeV	Televize , rozhlasové vysílání, radiová komunikace na troposférických a přímých vlnách, vysílačky, UHF terapie
9	UHF	1000 mm - 100 mm	decimetr	300-3000 MHz	Ultra vysoká (UHF)	1,24 UV - 12,4 UV	Televize, radiokomunikace s troposférickými a přímými vlnami, mobilní telefony , vysílačky, mikrovlnné trouby , satelitní navigace
deset	SHF	100 mm - 10 mm	centimetr	3-30 GHz	Ultra vysoká (UHF)	12,4 UV - 124 UV	Radar , internet , satelitní televize , satelitní a přímovlnné radiokomunikace, bezdrátové počítačové sítě
jedenáct	EHF	10 mm - 1 mm	Milimetr	30-300 GHz	Extrémně vysoká (EHF)	124 ueV - 1,24 meV	Radioastronomie , vysokorychlostní radiorelé , radar ( meteorologický , ovládání zbraní), lékařství , satelitní rádio
12	THF	1 mm - 0,1 mm	decimilimetr	300-3000 GHz	Hyper vysoké frekvence, daleko infračervené	1,24 meV - 12,4 meV	Experimentální "terahertzová kamera", která zachycuje obrazy v IR s dlouhými vlnovými délkami (které vyzařují teplokrevné organismy, ale na rozdíl od IR s kratšími vlnovými délkami není zdržováno dielektrickými materiály)

Klasifikace GOST 24375-80 není široce používána a v některých případech je v rozporu s národními normami (GOST) v oblasti radioelektroniky . Tradiční označení pro radiofrekvenční pásma na Západě se vyvinula během druhé světové války . V současné době jsou v USA zakotveny standardem IEEE a také mezinárodním standardem ITU.

V praxi [7] nízkofrekvenční rozsah často znamená audiofrekvenční rozsah , zatímco vysokofrekvenční rozsah znamená  celý rádiový rozsah, od 30 kHz a výše, včetně HF rozsahu. V domácí literatuře se mikrovlnný rozsah v širokém slova smyslu někdy nazývá UHF, mikrovlnný a EHF rozsah (od 0,3 do 300 GHz), na Západě to odpovídá rozšířenému pojmu mikrovlny .

Také v domácí naučné a vědecké literatuře se vyvinula klasifikace rozsahů, podle které se myriametrové vlny nazývají superdlouhé vlny (SDW), kilometrové vlny se nazývají dlouhé vlny (LW), hektometrické vlny jsou střední vlny (MW), dekametr vlny se nazývají krátké vlny (SW) a všechny ostatní, s vlnovými délkami kratšími než 10 m, se označují jako ultrakrátké vlny (VHF) [8] .

Klasifikace distribuce

• Přímé vlny  jsou rádiové vlny šířící se volným prostorem z jednoho objektu do druhého, například z jedné kosmické lodi do druhé, v některých případech z pozemské stanice do kosmické lodi a mezi atmosférickými zařízeními nebo stanicemi. U těchto vln lze zanedbat vliv atmosféry , cizích těles a Země.
• Pozemské nebo povrchové  rádiové vlny šířící se po kulovém povrchu Země a částečně jej obalující v důsledku jevu difrakce. Schopnost vlny obejít překážky a ohýbat se kolem nich, jak je známo, je určena poměrem mezi vlnovou délkou a velikostí překážek: čím kratší je vlnová délka, tím slabší je difrakce . Z tohoto důvodu jsou vlny UHF a vyšších frekvenčních rozsahů na povrchu zeměkoule velmi slabě difraktovány a rozsah jejich šíření v první aproximaci je určen vzdáleností přímky (přímé vlny).
• Troposférické  - rádiové vlny rozsahu VHF a UHF, šířící se rozptylem na nehomogenitách troposféry na vzdálenost až 1000 km.
• Ionosférické nebo prostorové  - rádiové vlny delší než 10 m, šířící se po zeměkouli na libovolně velké vzdálenosti v důsledku jednoduchých nebo vícenásobných odrazů od ionosféry a zemského povrchu.
• Vedené  - rádiové vlny šířící se ve vodicích systémech ( rádiové vlnovody ).

Příklady

Příklady přidělených rádiových pásem

název	Šířka pásma	Vlnové délky	Fotonová energie , eV ,
Středně vlnové pásmo (MW)	530-1610 kHz	565,65—186,21 m	2,19-6,66 neV
Krátký vlnový rozsah	5,9-26,1 MHz	50,8—11,49 m	24,4-107,9 neV
Občanský sortiment	26,965-27,405 MHz	11,118—10,940 m	111,5-113,3 neV
TV kanály : 1 až 5	48-100 MHz	6,25–3,00 m	198,5-413,6 neV
Kabelová televize	100-174 MHz
TV kanály: 6 až 12	174-230 MHz	1,72-1,30 m	719,6-951,2 neV
Kabelová televize	230-855 MHz
TV kanály: 21 až 39	470-622 MHz	6,38-4,82 dm	1,94-2,57 ueV
Pásmo ultrakrátkých vln (UKW)	62–108 MHz (kromě 76–90 MHz v Japonsku )	1 m	256,42-446,65 neV (kromě 314,31-372,21 neV)
Pásmo ISM	2-4 GHz	15-7,5 cm
Vojenská frekvenční pásma	1,5-80 MHz
Kmitočtová pásma civilního letectví	108-136 MHz
Pohoří moře a řek	300-350 MHz

Rádiofrekvenční pásma v civilních radiokomunikacích

V Rusku jsou pro civilní rádiové komunikace přiděleny tři frekvenční rozsahy:

Některé oblasti civilního letectví

Některé dosahy radarů

Viz také

• Frekvence
• Záření
• Odkaz
• Rádiová komunikace
• Radar

Poznámky

1. ↑ Radiokomunikační řád. články. — Švýcarsko, Ženeva: ITU, 2012. Článek 1.5.
2. ↑ GOST 24375-80 „Radiová komunikace. Termíny a definice".
3. ↑ Doporučení ITU-R V.431-7. Nomenklatura frekvenčních pásem a vlnových délek používaných v telekomunikacích . Získáno 14. prosince 2018. Archivováno z originálu 13. července 2018. (neurčitý)
4. ↑ Gennadieva E. G., Dozhdikov V. G., Kulba A. V. aj. Stručný encyklopedický slovník radioelektroniky a rozhlasového průmyslu / Ed. V. N. Sablina. M.: Divo, 2006. S. 276.
5. ↑ V. V. Nikolskij, T. I. Nikolskaja. Elektrodynamika a šíření rádiových vln. - M.: Nauka, 1989. - S. 467.
6. ↑ M. P. Doluchanov . Šíření rádiových vln. — M.: Sov. rádio, 1972.
7. ↑ E. G. Gennadieva, V. G. Dozhdikov, A. V. Kulba, Yu. S. Lifanov, V. N. Sablin, M. I. Saltan; vyd. V. N. Sablina. Stručný encyklopedický slovník radioelektroniky a rozhlasového průmyslu. - Moskva: Divo, 2006. - S. 276. - 286 s. - ISBN 5-87012-028-4 .
8. ↑ Kubanov V.P. Vliv prostředí na šíření rádiových vln. - Samara: PGUTI, 2013. - 92 s. . Staženo 3. listopadu 2017. Archivováno z originálu 15. prosince 2017. (neurčitý)

Literatura

• Příručka radioelektronických systémů. Ed. B. H. Krivitskij. Ve 2 sv. - M.: Energie, 1979.
• Mezinárodní radiokomunikační řád .
• GOST 24375-80 „Rádiová komunikace. Termíny a definice".

Odkazy

• Rádiové vlny a frekvence. Článek
• Seznamy různých rádiových frekvencí a pásem
• Korespondence frekvencí kanálových a frekvenčních rozhlasových stanic rozsahu LPD