Метровая частота что такое
2.1. Распространение, зоны приема метровых (ОВЧ) и дециметровых (УВЧ) волн
2.1. Распространение, зоны приема метровых (ОВЧ) и дециметровых (УВЧ) волн
Общей особенностью для метровых и дециметровых волн является то, что они распространяются, в основном, в пределах прямой видимости. Напряженность поля волн убывает с увеличением расстояния от передающей антенны. У границы зоны прямой видимости возникают колебания уровня напряженности поля из-за огибания поверхности земли (явление дифракции) и искривление траектории волн за счет преломления в атмосфере (явление рефракции). Ввиду отражения от поверхности земли и преломления, обусловленного неоднородным строением атмосферы, в точку приема приходят две или более волн со случайными фазами и амплитудами. На распространение метровых и дециметровых волн также влияют метеорологические условия (температура, влажность, давление и т. д.), рельеф местности и многое другое.
Поскольку относительная диэлектрическая проницаемость воздуха в атмосфере убывает с высотой, траектория радиоволны получается искривленной, причем степень искривления зависит от характера изменения электрических свойств атмосферы. Поэтому дальность передачи телевизионного вещания несколько больше, чем рассчитанная теоретически. С учетом рефракции дальность радиовидимости увеличивается примерно на 15% по сравнению с оптической (прямой видимостью) и определяется формулой:
где r- расстояние радиовидимости, км;
Н- высота установки передающей антенны, м;
НАПРИМЕР, если Н = 150 м, а h = 10 м, то дальность радиовидимости составит г = 4.12 (150^0.5 + 10^0.5) = 63,5 км. Если же приемная антенна находится на крыше девятиэтажного дома (h=30 м), то дальность г = 4.12(150^0.5+30^0.5) = 73 км. Следовательно, при увеличении высоты подвеса антенн дальность радиовидимости увеличивается.
Область распространения метровых и дециметровых волн удобно разделить на три зоны: освещенную (зона, ограниченная пределами прямой видимости), полутени и тени.
Под освещенной зоной следует понимать зону гарантированного приема телевизионных передач (до 0,8r). Это пространство, в пределах которого обеспечивается напряженность электромагнитного поля, достаточная для регулярного и качественного приема телевизионных сигналов с помощью любого телевизора. В ближней зоне (несколько километров от передающей антенны), напряженность поля характеризуется большой неравномерностью в виде периодических максимумов и минимумов, обусловленных интерференцией в точке приема между прямой и отраженной от поверхности Земли радиоволной. При установке антенны необходимо учитывать, что напряженность поля изменяется так, как показано на графике рис. 2. 2 [2. 1].
Рис. 2. 2. Расположение максимумов напряженности поля
Высоту первого ближайшего к земле максимума можно определить по приведенной ниже формуле (справедлива для расстояния до 25 км):
R- расстояние между передающей и приемной антеннами, м;
А второй максимум (hm2) будет находиться на высоте в 3 раза, а третий — в 5 раз большей, чем первый максимум. Для ближней зоны также характерен спад уровня сигнала, поскольку прием может осуществляться от боковых лепестков диаграммы направленности.
С увеличением расстояния от передающего центра напряженность поля падает, при этом действующее значение напряженности электромагнитного поля Ед определяется уравнением
Р- мощность передатчика, кВт;
(относительно изотропной антенны). Если G выражено относительно полуволнового диполя, то под корень вводится множитель 1.64 при этом формула имеет вид
Для получения амплитудного значения напряженности поля, полученные значения при расчетах увеличивают в 2^0.5, т.е. в 1.4 раза.
Для удобства расчетов в ряде случаев напряженность поля выражают в децибелах по отношению к напряженности поля, равной 1 мкВ/м, и обозначают дБ/мкВ/м. В этом случае:
где Е- напряженность поля, дБ;
R- расстояние между передающей и приемной антеннами, км;
Р- мощность передатчика, кВт;
n- КПД фидера антенны в относительных единицах
Так как высота антенн (передающих и приемных) в большинстве случаев намного меньше расстояния между ними, то при удалениях менее 0,8 расстояния радиовидимости напряженность поля с достаточной для практических целей точностью можно рассчитать по формуле Б.А. Введенского[2.2]:
где Е- напряженность поля, мВ/м;
Формула 2.6 применяется при соблюдении неравенств:
В чем отличие МВ и ДМВ диапазонов
Большинство антенн, используемых населением, предназначены для приёма программ метрового диапазона, в то время как цифровое эфирное телевещание осуществляется в дециметровом диапазоне. Для уверенного приёма цифровых программ рекомендуется заменить приёмные антенны метрового диапазона на дециметровые или всеволновые.
В ЧЕМ ОТЛИЧИЕ МВ И ДМВ ДИАПАЗОНОВ
Сигналы эфирного телевидения передаются при помощи ультракоротких радиоволн, (УКВ), в полосе частот от 48 до 862 МГц. Эта полоса частот условно разделена на 5 диапазонов, объединенных в две группы:
метровый или МВ (VHF), диапазоны I, II, III (48- 230 МГц);
дециметровый или ДМВ (UHF), диапазоны IV, V (470–862 МГц).
В разных странах существуют некоторые различия в распределении телевизионных каналов между диапазонами эфирного телевидения. В стандарте, используемом в странах СНГ, метровый диапазон включает в себя 1–12 каналы, дециметровый 21–69 каналы.
Для приёма цифрового эфирного телевидения потребуется комнатная или уличная антенна, в зависимости от отдалённости передающей телебашни.
КАКИЕ МОДЕЛИ АНТЕНН ПОЗВОЛЯЮТ ПРИНИМАТЬ ЦИФРОВОЕ ЭФИРНОЕ ТЕЛЕВИДЕНИЕ?
В качестве примера можно использовать антенны Саратовского электромеханического завода «РЭМО».
Если вы хотите смотреть аналоговое телевидение и цифровое эфирное, то вам необходимо использовать антенный сумматор, в который подключите и аналоговое ТВ и ДМВ-антенну для приёма цифрового эфирного телевидения.
Можно ли обойтись без антенны для качественного приёма сигнала цифрового эфирного телевидения?
Можно, только если вы находитесь в непосредственной близости от передатчика. Попробуйте вместо антенны подключить любой кусок проволоки или кабеля. Если сигнал будет качественным и стабильным, то антенна даже не понадобится.
Помните! Цифровое эфирное телевидение стандарта DVB-T2 от антенны кабельного телевидения работать не будет, т. к. сигнал поставляется в другом стандарте вещания, либо в обычном, аналоговом формате.
Диапазоны частот и длин волн
Спектр электромагнитных полн простирается до частот выше 10 24 Гц. Этот очень широкий сложный диапазон делится на поддиапазоны с различными физическими свойствами.
Разделение частот по поддиапазонам ранее выполнялось в соответствии с исторически сложившимися критериями и в настоящее время устарело. Это привело к возникновению современной классификации диапазонов частот, которая в настоящее время используется на международном уровне. Однако в литературе все еще можно встретить традиционно сложившиеся названия диапазонов частот.
На Рисунке 1 изображен диапазон частот, занятый электромагнитными волнами, и показано его деление на поддиапазоны.
Рисунок 1. Диапазоны частот и длин волн, используемые в радиолокации
Рисунок 1. Диапазоны частот и длин волн, используемые в радиолокации
Рисунок 1. Диапазоны частот и длин волн, используемые в радиолокации
Диапазоны и поддиапазоны частот называют заглавными буквами. Такой подход возник еще на заре радиолокации, когда точное значение рабочей частоты радиолокационного средства старались держать в тайне.
Рисунок 2. Некоторые радиолокаторы и их диапазоны частот
Рисунок 2. Некоторые радиолокаторы и их диапазоны частот
Рисунок 2. Некоторые радиолокаторы и их диапазоны частот
Радиолокационные системы работают в широком диапазоне излучаемых частот. Чем выше рабочая частота радиолокатора, тем сильнее влияют на распространение электромагнитных волн атмосферные явления, такие как дождь или облака. Но одновременно с этим на более высоких частотах достигается лучшая точность работы радиолокационного средства. На Рисунке 2 показаны диапазоны частот электромагнитных волн, используемые радиолокационными средствами.
А- и В-диапазоны (ВЧ и ОВЧ)
Однако, в последнее время, интерес к использованию этих диапазонов частот в радиолокации возвращается, поскольку на этих частотах технологии снижения радиолокационной заметности Stealth не обеспечивают требуемого эффекта.
С-диапазон (УВЧ)
Существует не так много радиолокационных систем, разработанных для этого частотного диапазона (от 300 МГц до 1 ГГц). Эти частоты хорошо подходят для радиолокационного обнаружения и сопровождения спутников и баллистических ракет на больших расстояниях. Радиолокаторы, работающие в этом диапазоне частот, используются для раннего обнаружения и предупреждения о целях как, например, обзорный радиолокатор в системе противовоздушной обороны средней дальности MEADS (Medium Extended Air Defense System). Некоторые метеорологические радиолокационные системы, например, предназначенные для построения профиля ветра, работают в этом диапазоне, поскольку распространение электромагнитных волн на таких частотах слабо зависит от облаков и дождя.
D-диапазон (L-диапазон)
Этот частотный диапазон (от 1 до 2 ГГц) является предпочтительным для работы радиолокаторов дальнего обнаружения с дальностью действия до 250 морских миль (около 400 километров). Они излучают импульсы высокой мощности с широким спектром и, зачастую, с внутриимпульсной модуляцией. Вследствие кривизны земной поверхности максимальная дальность обнаружения ограничена для целей, находящихся на малых высотах. Такие цели, по мере увеличения дальности, очень быстро исчезают за радиогоризонтом.
Если букву L подразумевать как первую в слове Large (большой), то обозначение L-диапазон является хорошей мнемонической рифмой для большого размера антенны или большой дальности действия.
E/F-диапазон (S-диапазон)
В этом диапазоне атмосферное ослабление выше, чем в D-диапазоне. Радиолокаторам, работающим в этом диапазоне, требуется значительно большая излучаемая мощность для того, чтобы достичь хороших значений максимальной дальности действия. В качестве примера можно привести радиолокатор средней мощности MPR (Medium Power Radar) с импульсной мощностью 20 МВт. В этом частотном диапазоне влияние погодных условий сильнее, чем в D-диапазоне. Поэтому несколько метеорологических радиолокаторов работают в E/F-диапазоне но, в основном, в тропических и субтропических климатических зонах, поскольку тут они могут «видеть» за пределами сильного шторма.
Специальные аэродромные обзорные радиолокаторы (Airport Surveillance Radar, ASR) используются в аэропортах для обнаружения и отображения положения самолетов в воздушном пространстве аэропортов, в среднем, на дальностях 50 … 60 морских миль (около 100 км). Аэродромные радиолокаторы определяют положение самолетов и погодные условия в районах как гражданских, так и военных аэродромов.
Обозначение S-диапазона ( Small, Short – малый, короткий), в противоположность обозначению L-диапазона, может трактоваться как обозначение меньших размеров антенн или меньшей дальности действия.
G-диапазон (С-диапазон)
I/J-диапазон (X- и Ku-диапазоны)
В этом диапазоне частот (от 8 до 12 ГГц) соотношение между используемой длиной волны и размером антенны существенно лучше, чем в диапазонах более низких частот. I/J-диапазон является сравнительно распространенным в военных применениях, таких как бортовые радиолокаторы, обеспечивающие функции перехвата воздушной цели и ведение огня по ней, а также атаки наземных целей. Очень малый размер антенны определяет хорошую применяемость. Системы наведения ракет в I/J-диапазоне имеют приемлемые размеры для комплексов, для которых важны мобильность и малый вес, а большая дальность действия не является основным требованием.
Этот диапазон частот широко используется в морских навигационных радиолокаторах как гражданского, так и военного применения. Небольшие и недорогие антенны с высокой скоростью вращения обеспечивают значительные максимальные дальности действия и хорошую точность. В таких радиолокаторах используются волноводно-щелевые и небольшие полосковые антенны, размещенные, как правило, под антенными обтекателями.
Специализированные радиолокаторы с обратной синтезированной апретурой (Inverse Synthetic Aperture Radar, ISAR) используются в морских воздушных средствах контроля загрязнения.
K-диапазон (K- и Ka-диапазоны)
V-диапазон
Вследствие явления рассеяния на молекулах (влияние влажности воздуха) затухание электромагнитных волн в этом диапазоне очень высокое. Радиолокационные применения здесь ограничены дальностью действия в несколько метров.
W-диапазон
В этом диапазоне наблюдаются два явления: максимальное затухание вблизи 75 ГГц и относительный минимум на частоте около 96 ГГц. Оба эти эффекта используются на практике. В автомобилестроении небольшие встроенные радиолокационные средства работают на частотах 75 … 76 ГГц в парковочных ассистентах, для просмотра слепых зон и ассистентах торможения. Высокое затухание (влияние молекул кислорода О2) снижает уровень помех от таких радиолокационных средств.
Радиолокационные установки, работающие на частотах от 96 до 98 ГГц, используются в качестве лабораторного оборудования. Они позволяют получить представление о применении радиолокации на чрезвычайно высоких частотах, таких как 100 ГГц.
В книге Merill Skolniks «Radar Handbook» (3-е издание) автор ссылается на более раннее стандартное буквенное обозначение IEEE для радиочастотных диапазонов (IEEE-Std. 521-2002). Эти буквенные обозначения (как показано на красной шкале на Рисунке 1) первоначально были выбраны для описания используемых диапазонов радиолокации еще во время Второй мировой войны. Но в настоящее время используемые частоты превышают 110 ГГц — сегодня существуют генераторы с фазовым управлением до 270 ГГц, мощные передатчики до 350 ГГц. Рано или поздно эти частоты будут использоваться и в интересах радиолокации. Одновременно с этим использование сверхширокополосных радиолокаторов выходит за границы традиционных радиолокационных диапазонов частот.
Различные обозначения радиолокационных диапазонов очень запутаны. Это не составляет трудностей для инженера или техника радиолокатора. Эти специалисты могут работать с различными диапазонами, частотами и длинами волн. Но они, как правило, не занимаются логистикой закупок, например, инструментов для обслуживания и измерения или даже нового радиолокатора целиком. К сожалению, менеджмент логистики, в основном, обучался бизнес-наукам. Поэтому у них будут возникать проблемы с запутанными обозначениями диапазонов. Теперь проблема состоит в том, чтобы утверждать, что генератор частоты для I и J-диапазона обслуживает радиолокатор X-диапазона и Ku-диапазона, а глушитель D-диапазона создает помехи для радиолокатора L-диапазона.
Сверхширокополосные радиолокаторы используют очень широкий частотный диапазон, выходящий за строгие границы классических диапазонов. Как лучше сказать: например, сверхширокополосный радиолокатор работает на частотах от E до H-диапазона, или он использует те же частоты от более высокого S-диапазона до более низкого X-диапазона?
Но пока производители будут называть предлагаемые радиолокационные средства с использованием старых обозначений диапазонов частот, до тех пор IEEE будет объявлять, что новые полосы частот: «… не согласуются с практикой радиолокации и не должны использоваться для описания радиолокационных частотных диапазонов». Я думаю, это всего лишь вопрос времени, и даже IEEE изменит свое мнение. Помните: не так давно метрическая система единиц измерения считалась неуместной в IEEE. И действительно, чтобы описать, какова длина мили, лучше сказать «одна миля», а не «1,853 километра». (Как жаль, что большинство людей в этом мире не знают, какова длина мили.)
Издатель: Кристиан Вольф, Автор: Андрій Музиченко
Текст доступен на условиях лицензий: GNU Free Documentation License
а также Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported License,
могут применяться дополнительные условия.
(Онлайн с ноября 1998 года)
Метровая частота что такое
Данный раздел дает общее представление о свойствах и использовании диапазонов радиочастотного спектра, перечисленных в таблице 1-1 главы 1. Подробную информацию об этих диапазонах, в т.ч. описание особенностей распространения радиоволн, включая физику и параметры взаимодействия с земной поверхностью, водой, атмосферой и ионосферой, а также направлений иcпользования, служб и технических средств пользователей диапазонов, см. в специальных публикациях по ссылкам в данной главе.
2.1. ДИАПАЗОНЫ СВЕРХДЛИННЫХ ВОЛН
2.1.1. Диапазоны ELF, лежащие ниже ELF/КНЧ
Данные диапазоны относятся к радиочастотному спектру достаточно условно, поскольку присутствующие в них естественные электромагнитные колебания вблизи поверхности Земли представлены, преимущественно, магнитной компонентой, обусловленной, главным образом, быстрыми вариациями магнитных полей земного ядра и магнитосферного динамо, сумма которых именуется геомагнитными пульсациями. Геомагнитные пульсации являются источником полезной информации в различных геофизических исследованиях, а также используются для мониторинга опасных для человека и технических систем уровней возмущенности геомагнитного поля.
Для целей радиосвязи данный участок частотного спектра электромагнитных колебаний интереса не представляет по причине нереализуемости передающих устройств и антенн в рамках существующего и прогнозируемого уровня техники, а также высокого уровня помех, которыми фактически являются геомагнитные пульсации.
Регламентом ITU данный диапазон не распределен
Рис.2.1. График измеренных (цветные) и прогнозируемых (серые) значений индекса возмущенности геомагнитного поля Kp.
2.1.2. Диапазон ELF/КНЧ
Длина волн этого диапазона сопоставима с длиной земного экватора, они полностью отражаются слоем D ионосферы, а их поглощение землей и водой незначительно. Поэтому они могут почти без затухания огибать весь земной шар за один или несколько периодов, а также проникать на глубину в несколько сот метров под воду и под землю.
В данном диапазоне лежит основная часть спектра резонансов Шумана и резонансов Альфвена, поэтому он используется для мониторинга последних в интересах различных геофизических и медико-биологических исследований, в т.ч. при исследовании процессов в литосфере, атмосфере, ионосфере и магнитосфере, а также при иследовании влияния сверхнизкочастотных электромагнитных полей на живые организмы.
Создание передающих устройств в данном диапазоне при современном уровне техники также проблематично, поэтому как диапазон радиосвязи он пока не востребован, однако соответствующие исследования в интересах связи с подводными и подземными объектами, находящимися на больших глубинах (сотни метров), ведутся.
Регламентом ITU данный диапазон не распределен
Рис.2.2. Спектр и сигналы резонансов Шумана в диапазоне КНЧ
2.1.3. Диапазон ELF/СНЧ
Регламентом ITU данный диапазон не распределен
Рис.1.3. Спектрограмма сигнала 82 Гц комплекса ЗЕВС
(источник иллюстрации: vlf.it)
2.1.4. Диапазон ULF/ИНЧ
Дальность распространения радиоволн этого диапазона, в отличие от предыдущих двух, уже не носит глобального характера, но все еще достаточно велика и может достигать 10 тыс. км и более. Они также способны проникать под воду и под землю, но на меньшие глубины. Однако для целей радиосвязи этот диапазон по совокупности таких параметров, как уровень помех, габариты антенн, дальность распространения волн и их проникающая способность, не востребован, уступая диапазонам ELF/СНЧ и VLF/ОНЧ.
Регламентом ITU данный диапазон не распределен
Рис.1.4. Спектрограммы сигналов вистлеров в диапазоне ИНЧ
(источник иллюстраций: spaceweather.com)
2.1.5. Диапазон VLF/ОНЧ
Радиоволны этого диапазона распространяются на меньшие расстояния и проникают на меньшие глубины по сравнению с радиоволнами диапазона ELF/ИНЧ. Однако, при все еще гигантских, но уже технически и экономически приемлемых размерах передающих антенн и мощностях передатчиков, в нем достигается достаточно высокая дальность устойчивой связи (до 5-10 тысяч км и более) и глубина проникновения под воду (до 6-10 м), в связи с чем он, в первую очередь, широко используется для организации односторонней связи с подводными лодками на ближней и средней дистанции, причем не только в США и РФ, но и в других, развитых в военно-промышленном отношении, странах, в частности, в ряде стран НАТО.
Данный диапазон также был и еще остается востребован в системах передачи сигналов эталонных частот, точного времени и метеорологической информации, в системах дальней радионавигации (в т.ч. в системах Альфа и Омега), для передачи сигналов синхронизации, оповещения о чрезвычайных ситуациях и т.д., при этом на уровне передающих комплексов часто совмещаясь с комплексами связи с подводными лодками.
С этого диапазона (с 8,3 кГц) начинается распределение частот регламентом ITU.
Рис.2.5. Схема и панорама антенн VLF радиостанции ВМФ США (Cutler, ME) для связи с ПЛ.
(источник иллюстрации: Ed Kardjala. The biggest little antenna in the world.)
2.2. ДИАПАЗОН ДЛИННЫХ ВОЛН LF/НЧ
Рис.2.6. Радиопередатчик DCF77, его радиосигнал и наручные часы, синхронизируемые по этому радиосигналу (источник иллюстраций: www.ptb.de)
2.3. ДИАПАЗОН СРЕДНИХ ВОЛН MF/СЧ
2.4. ДИАПАЗОН КОРОТКИХ ВОЛН HF/ВЧ
Связь поверхностной волной в КВ диапазоне возможна лишь на расстояниях, измеряемых десятками км. Однако за счет поочередного отражения от ионосферы и земли радиоволны этого диапазона могут распространяться на весьма значительные расстояния, измеряемые тысячами километров, а при благоприятных условиях и на расстояния 10-20 тысяч км. В то же время, в связи с зависимостью свойств ионосферных слоев от частоты, времени суток и года, солнечной активности и других факторов, дальнее распространение коротких волн нестабильно, и эта нестабильность растет с ростом частоты.
За счет скачкообразного распространения КВ радиоволн зоны приема чередуются с т.н. мертвыми зонами, в которые отраженные от ионосферы волны не попадают. Кроме того, за счет кратковременных флуктуаций в ионосферных слоях и интерференции радиоволн в точке приема за счет их многолучевого распространения, для связи на КВ характерны замирания (фединги), в т.ч. очень глубокие, которые могут иметь место, в отличие от диапазона средних волн, в любое время суток, особенно в высокочастотной области. Еще одним недостатком является значительное ухудшение прохождения в верхней части КВ диапазона в периоды минимума солнечной активности.
В связи со своей «дальнобойностью» при малых габаритах антенн и малых мощностях передатчиков КВ диапазон востребован практически всеми радиослужбами, включая и спутниковые (на прием). Он предоставляет широчайшие возможности радиовещанию, а также любительской связи. В связи с возможностью изготовления направленных антенн с диаграммой, изменяемой путем механического вращения самой антенны или изменения фазы питающих напряжений ее излучающих элементов (фазированные антенные решетки), с этого диапазона начинается использование радиочастотного спектра радиолокаторами, в первую очередь, загоризонтными, радиотелескопами радиоастрономической службы, а также средствами активного воздействия на ионосферу типа HAARP.
Рис.2.8. Армейский КВ приемник прошлого века Р-250М, современный радиолюбительский КВ трансивер и компьютерная карта КВ-приемника
2.5. ДИАПАЗОНЫ УЛЬТРАКОРОТКИХ ВОЛН
В отечественной теории и практике радиоволны с длиной волны менее 10 метров относят к ультракоротким. Их особенностью является то, что они обладают малой дифракцией, т.е. не могут огибать земную поверхность, и проходят, не отражаясь, сквозь ионосферу, уходя в космическое пространство. По этим причинам УКВ радиоволны распространяются в пределах прямой видимости, за исключением некоторых особых случаев, характерных для низкочастотной области и связанных с рассеянием на неоднородностях тропосферы, а также отражением от метеорных следов, от спорадического ионосферного слоя Es при его образовании и от ионосферных областей полярных сияний.
Несмотря на общие особенности ультракоротких волн, каждый их диапазон имеет свои характерные особенности, связанные в т.ч. с их поглощением атмосферой, пропускной способностью радиочастотного спектра и ограничениями технической реализации приемо-передающих средств.
2.5.1. ДИАПАЗОН МЕТРОВЫХ ВОЛН VHF/ОВЧ
Рис.2.9. Телевизионная коллективная антенна 1-12 каналов (слева) и антенна любительского диапазона 2м для связи через Луну (справа)
2.5.2. ДИАПАЗОН ДЕЦИМЕТРОВЫХ ВОЛН UHF/УВЧ
Надо также отметить, что габариты антенн диапазона ДМВ позволяют строить из них компактные фазированные антенные решетки с управляемой диаграммой направленности для РЛС подвижных сухопутных и морских объектов, например, для мобильных систем ПВО.
Рис.2.10. Корабельный комплект морской спутниковой связи INMARSAT (слева) и мобильная РЛС ПВО с фазированной антенной решеткой ДМВ диапазона (справа)
2.5.3. ДИАПАЗОН САНТИМЕТРОВЫХ ВОЛН SHF/СВЧ
С этого диапазона уже начинается полный набор проблем с распространением радиоволн в атмосфере и ионосфере, в т.ч. поглощение, мерцание, дисперсия, изменение частоты, вращение плоскости поляризации, временнЫе задержки и пр. В то же время, габариты антенн здесь уменьшаются настолько, что становится возможным применение компактных параболических антенн с очень высоким коэффициентом направленного действия, что необходимо для приема радиосигналов с геостационарных спутников, например, сигналов спутникового телевидения. Габариты высокоэффективных фазированных антенных решеток в этом диапазоне позволяют компактно размещать их на летательных аппаратах. Кроме того, сверхвысокая частота позволяет получать высокое разрешение радиолокации и измерять скорость объектов по доплеровскому смещению отраженного сигнала. По этим причинам данный диапазон широко используется в бортовых РЛС целеуказания и в РЛС систем управления воздушным движением, а также в радарах дорожно-патрульных служб.
В нижней своей части сантиметровый диапазон востребован теми же системами, что и диапазон дециметровых волн. В частности, здесь представлен верхний диапазон сетей WiFi, верхние диапазоны (фидерные линии) системы морской спутниковой связи INMARSAT, системы воздушной и морской радионавигации, радиорелейные линии фиксированной службы, а также любительская связь, в т.ч. спутниковая и с отражением от Луны.
Кроме того, различные эффекты взаимодействия со средой, в т.ч. указанные выше, которые, с одной стороны, негативно влияют на радиосвязь, с другой стороны позволяют получать ценную информацию о данной среде. Поэтому сантиметровый диапазон широко востребован спутниковыми системами дистанционного зондирования земли и наземными системами зондирования атмосферы и ионосферы, в т.ч. в метеорологии.
Рис.2.11. Бортовая РЛС с фазированной антенной решеткой (слева) и экран погодного радара (справа)
2.5.4. ДИАПАЗОН МИЛЛИМЕТРОВЫХ ВОЛН EHF/КВЧ
В связи с дефицитом ресурсов более низких частот, освоение миллиметрового диапазона становится делом ближайшего будущего. В частности, его планируется использовать для систем сотовой связи 5G, а также для систем HAPS (High Altitude Platform Systems), основанных на применении ретрансляторов, располагаемых на высоте 20-25 километров, например, на аэростатах.
Особо следует отметить, что в этом диапазоне планировал управлять погодой, в частности, в целях нейтрализации торнадо, «папа» суперпроекта HAARP Бернард Дж. Истлунд.
Рис.2.12. Аэростат системы HAPS, полицейский радар и проект Истлунда Tornado mitigation
2.5.5. ДИАПАЗОН ДЕЦИМИЛЛИМЕТРОВЫХ ВОЛН HHF/ГВЧ
Внимание! Данный диапазон, особенно в русскоязычных источниках, часто называется диапазоном субмиллиметровых волн.
Как уже отмечалось в главе 1, децимиллиметровое радиоизлучение фактически лежит в нижнем участке спектра дальнего инфракрасного излучения, поэтому отнесение его к радиочастотному ресурсу сомнительно. Тем не менее в регламенте ITU интервал частот от 300 до 3000 ГГц присутствует, хотя и не распределен.
В настоящее время этот диапазон находится в стадии фундаментальных исследований и опытно-экспериментальных разработок, поэтому подробно и объективно говорить о его возможностях и проблематике, а также о представленных в нем службах не приходится. Однако ему предсказывают большое будущее в области систем технического зрения, в т.ч. в области разнообразных систем идентификации, опознавания, охраны, безопасности, сканирования и т.д. Это связано с возможностью получения изображений наблюдаемых объектов с высоким разрешением, сравнимым с разрешением инфракрасных систем, но при этом еще и с возможностью видеть через определенные препятствия, непрозрачные для оптического излучения, например, через пластиковые панели и оболочки, перегородки из керамики (т.е. из кирпича!), через биологические ткани и др.
Несмотря на преимущественно исследовательскую стадию освоения децимиллиметров есть и определенные практические результаты, например, в части использования этого диапазона в астрономии, спектроскопии, сканировании багажа и пассажиров на предмет обнаружения запрещенных к провозу предметов и др.
Рис.2.13. Схема лампы обратной волны для генерации децимиллиметровых колебаний