Сверхвысокая частота

редактировать

Диапазон 300–3000 МГц электромагнитного спектра

Сверхвысокая частота
Сверхвысокая частота (ITU)
Диапазон частот	300 МГц до 3 ГГц
Диапазон длин волн от	1 m до 1 dm
Связанные диапазоны	B / C / D / диапазоны E (НАТО) UHF и L / S-диапазоны (IEEE)
Сверхвысокие частоты (IEEE)
Диапазон частот	от 300 МГц до 3 ГГц
Диапазон длин волн	от 1 м до 3 dm
Связанные диапазоны	UHF (ITU) B / C диапазоны (NATO)

Ультравысокие частоты (UHF ) - это ITU обозначение для радиочастот в диапазоне от 300 мегагерц (МГц) до 3 гигагерц (ГГц), также известный как дециметровый диапазон, поскольку длины волн находятся в диапазоне от одного метра до одной десятой метра (один дециметр ). Радиоволны с частотами выше диапазона УВЧ попадают в диапазон частот сверхвысоких частот (СВЧ) или микроволновых. Сигналы с более низкой частотой попадают в ОВЧ (очень высокая частота ) или более низкие диапазоны. Радиоволны УВЧ распространяются в основном по прямой видимости ; они блокируются холмами и большими зданиями, хотя передача через стены зданий достаточно сильна для приема внутри помещений. Они используются для телевещания, сотовых телефонов, спутниковой связи, включая GPS, личных радиослужб, включая Wi-Fi и Bluetooth, рации, беспроводные телефоны и множество других приложений.

IEEE определяет диапазон UHF радара как частоты от 300 МГц до 1 ГГц. Два других радиолокационных диапазона IEEE перекрывают диапазон UHF ITU: диапазон L между 1 и 2 ГГц и диапазон S между 2 и 4 ГГц.

UHF телевизионная антенна в доме. Этот тип антенны, называемый антенной Яги-Уда, широко используется на частотах УВЧ..

Другой тип антенны, распространенный на УВЧ; отражательная антенная решетка телевизионная антенна, состоящая из двух широкополосных диполей типа «бабочка» перед плоским отражающим экраном. Антенна ориентирована так, чтобы принимать радиоволны с вертикальной поляризацией.

Содержание

1 Характеристики распространения
2 Антенны
3 Применения
4 Примеры распределения частот УВЧ
- 4.1 Австралия
- 4,2 Канада
- 4,3 Соединенное Королевство
- 4,4 США
5 См. Также
6 Ссылки
7 Внешние ссылки

Характеристики распространения

Радиоволны в диапазоне УВЧ почти полностью за счет распространения по прямой (LOS) и отражения от земли; в отличие от диапазона HF, отражение от ионосферы (небесная волна распространение) или земной волны практически отсутствует. Радиоволны УВЧ блокируются холмами и не могут выходить за горизонт, но могут проникать через листву и здания для приема внутри помещений. Поскольку длины волн УВЧ-волн сравнимы с размерами зданий, деревьев, транспортных средств и других обычных объектов, отражение и дифракция от этих объектов могут вызвать затухание из-за на многолучевое распространение, особенно в застроенных городских районах. Атмосферная влажность снижает или ослабляет мощность УВЧ-сигналов на больших расстояниях, а затухание увеличивается с увеличением частоты. ТВ-сигналы УВЧ, как правило, сильнее ухудшаются из-за влажности, чем более низкие диапазоны, такие как УКВ ТВ-сигналы.

Поскольку передача УВЧ ограничена визуальным горизонтом до 30–40 миль (48–64 км) и, как правило, на более короткие расстояния в зависимости от местности, это позволяет повторно использовать одни и те же частотные каналы другими пользователями в соседних географических регионах. области (повторное использование частоты ). Радио ретрансляторы используются для ретрансляции УВЧ-сигналов, когда требуется расстояние больше прямой видимости.

Иногда при подходящих условиях УВЧ радиоволны могут распространяться на большие расстояния по тропосферным каналам, поскольку атмосфера нагревается и охлаждается в течение дня.

Антенны

ТВ-антенна с угловым отражателем 1950-х годов

Длина антенны зависит от длины используемых радиоволн. Благодаря короткой длине волны антенны УВЧ получаются короткими и короткими; на частотах UHF четвертьволновой монополь, наиболее распространенная всенаправленная антенна имеет длину от 2,5 до 25 см. Длины волн УВЧ достаточно короткие, чтобы эффективные передающие антенны были достаточно малы для установки на карманные и мобильные устройства, поэтому эти частоты используются для двухсторонних наземных мобильных радиосистем, например рации, двусторонние радиостанции в транспортных средствах и для портативных беспроводных устройств ; беспроводные телефоны и сотовые телефоны. Всенаправленные УВЧ-антенны, используемые на мобильных устройствах, обычно представляют собой короткие штыри, гильзы диполи, резиновые антенны-утки или плоскую перевернутую F-антенну (PIFA) используется в мобильных телефонах. Всенаправленные УВЧ-антенны с более высоким коэффициентом усиления могут состоять из коллинеарных решеток из диполей и использоваться для мобильных базовых станций и антенн базовых станций сотовой связи.

Короткие длины волн также позволяют использовать антенны с высоким коэффициентом усиления, чтобы они были удобными небольшими. Антенны с высоким коэффициентом усиления для каналов связи точка-точка и приема телевидения в диапазоне УВЧ обычно представляют собой Yagi, логопериодические, угловые отражатели или отражающие антенные решетки. На верхнем конце полосы щелевые антенны и параболические тарелки становятся практичными. Для спутниковой связи используются спиральные и турникетные антенны, поскольку спутники обычно используют круговую поляризацию, которая не чувствительна к относительной ориентации передающей и приемной антенн. Для телевизионного вещания используются специализированные вертикальные излучатели, которые в большинстве своем представляют собой модификации щелевой антенны или антенной решетки : щелевые цилиндрические, зигзагообразные и панельные антенны.

Применения

УВЧ-телевещание удовлетворило потребность в дополнительных эфирных телевизионных каналах в городских районах. Сегодня большая часть полосы пропускания перераспределена для использования наземной мобильной радиосистемой, транкинговым радио и мобильным телефоном. Каналы УВЧ все еще используются для цифрового телевидения.

Поскольку на частотах УВЧ передающие антенны достаточно малы, чтобы их можно было установить на портативных устройствах, спектр УВЧ используется во всем мире для систем наземной подвижной радиосвязи, двусторонней радиосвязи используется для голосовой связи в коммерческих, промышленных, общественных и военных целях. Примеры: GMRS, PMR446 и UHF CB. Некоторые беспроводные компьютерные сети используют частоты УВЧ. Широко распространенные сотовые сети GSM и UMTS используют частоты UHF сотовой связи.

. Основные поставщики телекоммуникационных услуг развернули сотовые сети передачи голоса и данных в диапазоне VHF / UHF. Это позволяет подключать мобильные телефоны и мобильные вычислительные устройства к коммутируемой телефонной сети общего пользования, а Интернет.

радары УВЧ считаются эффективен для отслеживания истребителей-невидимок, если не бомбардировщиков-невидимок.

Примеры распределения частот УВЧ

Австралия

Полоса частот УВЧ для граждан (Сухопутная мобильная служба): 476–477 МГц
Телевизионное вещание использует каналы UHF между 503 и 694 МГц
Фиксированная связь точка-точка 450,4875 - 451,5125 МГц
Сухопутная подвижная служба 457,50625 - 459,9875 МГц
Подвижная спутниковая служба: 406,0000 - 406,1000 МГц
Примеры сегментов и услуг: Сухопутная подвижная связь для частного сектора, правительства Австралии, штата и территорий, железнодорожной отрасли и подвижной спутниковой связи

Канада

430–450 МГц: Любительское радио (диапазон 70 см)
470–806 МГц: Наземное телевидение (с выбранными каналами в полосе 700 МГц, оставшимися свободными)
1452 –1492 МГц: Цифровое аудиовещание (Диапазон L )
Многие другие частотные присвоения для Канады и Мексики аналогичны их аналогам в США

Соединенное Королевство

380–399,9 МГц: Служба наземного транкингового радио (TETRA) для использование в чрезвычайных ситуациях
430–440 МГц: любительское радио (диапазон 70 см )
446,0–446,2 МГц: европейская нелицензированная служба PMR =>PMR446
457–464 МГц: сканирующая телеметрия и телеуправление, предназначенные в основном для водоснабжения, газовой промышленности и электроэнергетики
606–614 МГц: радиомикрофоны и радиоастрономия
470–862 МГц: ранее использовались для аналогового телевидения каналы 21–69 (до 2012 г.).
- В настоящее время каналы 21–37, 39–48, а также 55 и 56 используются для цифрового телевидения Freeview. Канал 38 использовался для радиоастрономии, но был очищен, чтобы предоставить пользователям PMSE доступ на лицензированной совместной основе.
- 694–790 МГц: т.е. каналы 49–60 находятся в процессе очистки, чтобы позволить им каналы, которые должны быть выделены для сотовой связи 5G, однако каналы 55 и 56 используются для мультиплексов COM 7 и COM 8 для услуг HD.
- 791–862 МГц, т.е. каналы 61–69 включительно ранее использовались для лицензированные и общие беспроводные микрофоны (только канал 69) были с тех пор выделены для сотовой связи 4G.
863–865 МГц: используется для беспроводных систем, не требующих лицензирования.
863–870 МГц: Устройства ближнего действия, LPWAN IoT устройства, такие как NarrowBand-IoT.
870–960 МГц: сотовая связь (только GSM900 - Vodafone и O2), включая GSM -R и будущее TETRA
1240–1325 МГц: Любительское радио (диапазон 23 см )
1710–1880 МГц: 2G Сотовая связь (GSM1800)
1880–1900 МГц: DECT беспроводной телефон
1900–1980 МГц: сотовая связь 3G - восходящая линия связи мобильного телефона
2110–2170 МГц: сотовая связь 3G - нисходящая линия связи базовой станции
2310–2450 МГц: любительское радио (Диапазон 13 см )

США

UHF-каналы используются для цифрового телевизионного вещания как на эфирных каналах, так и на каналах кабельного телевидения. С 1962 года в соответствии с Законом о многоканальных приемниках в телевизионных приемниках требуются тюнеры УВЧ-каналов (в то время каналы 14-83). Однако из-за их более ограниченного диапазона и из-за того, что немногие телевизоры могли принимать их, пока не были заменены старые, каналы УВЧ были менее желательны для вещателей, чем каналы УКВ (и лицензии, продаваемые по более низким ценам).

Полный список распределения частот для телевидения США можно найти на странице North American Television Frequencies.

Существует значительный объем законной нелицензированной деятельности (беспроводные телефоны, беспроводные сети), сгруппированных в районе 900 МГц и 2,4 ГГц, регулируется Title 47 CFR Part 15. Эти диапазоны ISM - частоты с более высокой нелицензируемой мощностью, первоначально разрешенные для использования промышленным, научным, медицинским оборудованием - сейчас являются одними из самых загруженных в спектре, поскольку они открыты для всех. Частота 2,45 ГГц является стандартом для использования в микроволновых печах, рядом с частотами, выделенными для сетевых устройств Bluetooth.

Спектр от 806 МГц до 890 МГц (каналы УВЧ 70–83) был изъят у служб телевещания в 1983 году, в основном для аналоговой мобильной телефонии.

В 2009 году в рамках программы переход от аналогового к цифровому эфирному телевещанию, спектр от 698 МГц до 806 МГц (каналы 52–69 УВЧ) был исключен из телевизионного вещания, сделав его доступным для других целей. Например, канал 55 был продан Qualcomm за их услугу MediaFLO, которая позже была продана ATT и прекращена в 2011 году. Некоторым вещательным компаниям США были предложены стимулы для освобождения этого канала. рано, позволяя его немедленное мобильное использование. Запланированный FCC аукцион для этого недавно доступного спектра был завершен в марте 2008 года.

FCC разрешила американцам подключать любое устройство и любое приложение к 22 МГц радиочастотного спектра, который люди называют полосой 700 МГц. FCC не включил оптовое условие, которое требовало бы от владельца полосы перепродавать полосу пропускания третьим сторонам, которые затем могли бы обслуживать конечного пользователя. Google утверждал, что требование оптовой торговли стимулировало бы конкуренцию в Интернете. По состоянию на 2007 год 96% широкополосного доступа в стране контролировалось провайдерами DSL и кабельного телевидения. Оптовые условия могли означать третий вариант для интернет-услуг.

225–420 МГц: использование правительством, включая метеорологию, военную авиацию и федеральное двустороннее использование
420– 450 МГц: государственная радиолокация, любительский радиоспутник и любительский радиоприемник (диапазон 70 см ), MedRadio
450–470 МГц: UHF бизнес диапазон, General Mobile Radio Service и Family Radio Service двусторонние "рации", общественная безопасность
470–512 МГц: телеканалы нижнего диапазона 14–20 (совместно с общественной безопасностью сухопутной мобильной связью двусторонней радиосвязью в 12 крупных мегаполисах, которую планируется перевести на полосу 700 МГц к 2023 году)
512–608 МГц: среднечастотное телевидение каналы 21–36
608–614 МГц: канал 37 используется для радиоастрономии и беспроводной медицинской телеметрии
614–698 МГц: мобильная широкополосная связь совместно с телеканалами 38–51 выставлены на аукцион в апреле 2017 года. Телестанции переедут к 2020 году.
- 617–652 МГц: нисходящая линия мобильной широкополосной связи
- 652–663 МГц: беспроводные микрофоны (более высокий приоритет) и нелицензированные устройства (более низкий приоритет)
- 663–698 МГц: восходящая линия мобильной широкополосной связи
698–806 МГц: Продана на аукционе в марте 2008 года ; участники торгов получили полное распространение после того, как переход на цифровое телевидение был завершен 12 июня 2009 г. (ранее телеканалы УВЧ диапазона 52–69)
806–816 МГц: общественная безопасность и реклама 2-полосная (ранее телеканалы 70–72)
817–824 МГц: диапазон ESMR для широкополосных мобильных услуг (мобильный телефон) (ранее общественная безопасность и коммерческая двусторонняя связь)
824– 849 МГц: франшизы сотовой связи A и B, терминал (мобильный телефон) (ранее телеканалы 73–77)
849–851 МГц: системы коммерческой авиации «воздух-земля» (Gogo )
851–861 МГц: общественная безопасность и коммерческая двусторонняя связь (ранее телеканалы 77–80)
862–869 МГц: полоса ESMR для широкополосных мобильных услуг (базовая станция) (ранее общественная безопасность и коммерческая двусторонняя связь)
869–894 МГц: франшизы сотовой связи A и B, базовые станции (ранее телеканалы 80–83)
894–896 МГц: коммерческие авиационные системы «воздух-земля» (Gogo )
896–901 МГц: коммерческое двустороннее радио
901–902 МГц: узкополосное PCS: коммерческие узкополосные мобильные услуги
902–928 МГц: диапазон ISM, любительское радио (диапазон 33 см ), беспроводные телефоны и стереосистема, радиочастотная идентификация, каналы передачи данных
928–929 МГц: SCADA, мониторинг аварийных сигналов, системы считывания показаний счетчиков и другие узкополосные услуги для внутреннего использования компании
929–930 МГц: пейджеры
930–931 МГц: узкополосная PCS: коммерческие узкополосные мобильные службы
931–932 МГц: пейджеры
932–935 МГц: фиксированные микроволновые службы: распространение видео, аудио и других данных
935–940 МГц: коммерческая двусторонняя радиосвязь
940–941 МГц: узкополосная PCS: коммерческая узкополосная мобильная связь
941–960 МГц: фиксированная связь со смешанными студийными передатчиками, SCADA, другие.
960–1215 МГц: Воздушная радионавигация
1240–1300 МГц: Любительское радио (диапазон 23 см )
1300–1350 МГц: Радиолокационные системы дальнего действия
1350–1390 МГц: Военные системы управления воздушным движением и мобильные телеметрические системы на испытательных диапазонах
1390–1395 МГц: Предложить d беспроводная медицинская телеметрия. TerreStar не предоставил услуги в установленные сроки.
1395–1400 МГц: беспроводная медицинская телеметрия
1400–1427 МГц: исследование Земли, радиоастрономия и космос исследование
1427–1432 МГц: Служба беспроводной медицинской телеметрии
1432–1435 МГц: Предлагаемая служба беспроводной медицинской телеметрии. TerreStar не смог предоставить услуги в установленные сроки.
1435–1525 МГц: Военное использование в основном для воздушной мобильной телеметрии (поэтому недоступно для цифрового аудиовещания, в отличие от Канада / Европа)
1525–1559 МГц: Skyterra нисходящий канал (Ligado запрашивает разрешение FCC для наземного использования)
- 1526–1536 МГц: предлагаемая линия вниз Ligado
- 1536–1559 МГц: предлагаемая защитная полоса
1559–1610 МГц: Радионавигационная спутниковая служба (RNSS) Верхний диапазон L
- 1563– 1587 МГц: GPS диапазон L1
- 1593–1610 МГц: ГЛОНАСС диапазон G1
- 1559–1591 МГц: Galileo Диапазон E1 (перекрывается с GPS L1)
1610–1660,5 МГц: мобильная спутниковая служба
- 1610–1618: Globalstar восходящая линия
- 1618–1626,5 МГц: Iridium восходящая и нисходящая линия связи
- 1626,5–1660,5 МГц: Skyterra восходящая линия (Ligado запрашивает разрешение FCC для наземного использования)
  - 1627,5 –1637,5 МГц: предлагаемый Ligado восходящая линия 1
  - 1646,5–1656,5 МГц: предлагаемая линия восходящей связи 2 Лигадо
1660,5–1668,4 МГц: радиоастрономические наблюдения. Передача не разрешена.
1668,4–1670 МГц: Радиоастрономические наблюдения. Метеорологические аэростаты могут использовать спектр после предварительного уведомления.
1670–1675 МГц: геостационарный оперативный спутник окружающей среды передачи на три земные станции на острове Уоллопс, штат Вирджиния; Гринбелт, Мэриленд, и Фэрбенкс, AK. Лицензия на общенациональную широкополосную связь в этом диапазоне принадлежит дочерней компании Crown Castle International Corp., которая пытается предоставлять услуги в сотрудничестве с Ligado Networks.
1675–1695 МГц: федеральные метеорологические пользователи
1695–1780 МГц: AWS рабочий диапазон восходящего канала для мобильных телефонов (UL)
- 1695–1755 МГц: AWS-3 блоки A1 и B1
- 1710 –1755 МГц: AWS-1 блокирует A, B, C, D, E, F
- 1755–1780 МГц: AWS-3 блокирует G, H, I, J (различные федеральные агентства переходят к 2025 году)
1780–1850 МГц: исключительно для федерального использования (спутниковая связь ВВС, армейская сотовая система связи, другие агентства)
1850–1920 МГц: мобильный телефон PCS - порядок A, D, B, E, F, C, G, H блоки. A, B, C = 15 МГц; D, E, F, G, H = 5 МГц
1920–1930 МГц: DECT беспроводной телефон
1930–2000 МГц: базовые станции PCS - порядок A, D, B, E, F, C, G, H блоки. A, B, C = 15 МГц; D, E, F, G, H = 5 МГц
2000–2020 МГц: нижний канал нисходящей линии AWS-4 (мобильная широкополосная связь)
2020–2110 МГц: служба ретрансляции кабельной антенны, местное телевидение Служба передачи, вспомогательная служба телевещания, спутниковая служба исследования Земли
2110–2200 МГц: AWS нисходящая линия мобильной широкополосной связи
- 2110–2155 МГц: AWS-1 блоки A, B, C, D, E, F
- 2155–2180 МГц: AWS-3 блокирует G, H, I, J
- 2180–2200 МГц: верхний AWS-4
2200 –2290 МГц: НАСА слежение за спутниками, телеметрия и управление (космос-Земля, космос-космос)
2290–2300 МГц: Сеть дальнего космоса НАСА
2300–2305 МГц: любительская радиосвязь (диапазон 13 см, нижний сегмент)
2305–2315 МГц: блоки восходящей линии связи мобильной широкополосной службы WCS A и B
2315– 2320 МГц: WCS блок C (ATT преследует цель развертывания интеллектуальной сети )
2320–2345 МГц: Спутниковое радио (Sirius XM )
2345– 2350 МГц: WCS блок D (ATT стремится к развертыванию интеллектуальной сети )
2350–2360 млн Гц: блоки нисходящей линии мобильной широкополосной службы WCS A и B
2360–2390 МГц: системы посадки и безопасности самолетов
2390–2395 МГц: системы посадки и безопасности самолетов (вторичное развертывание в десятке из аэропорты), любительская радиосвязь в противном случае
2395–2400 МГц: любительская радиосвязь (диапазон 13 см, верхний сегмент)
2400–2483,5 МГц: ISM, IEEE 802.11, 802.11b, 802.11g, 802.11n беспроводной LAN, IEEE 802.15.4-2006, Bluetooth, радиоуправляемые самолеты (строго для расширенного спектра использования), микроволновые печи, Zigbee
2483,5–2495 МГц: Globalstar нисходящая линия связи и наземная служба малой мощности, подходящая для малых сот TD-LTE
2495–2690 МГц: образовательные службы радиовещания и широкополосной радиосвязи
2690–2700 МГц: диапазон только приема для радиоастрономии и исследование космоса

См. также

Ссылки

Внешние ссылки

США частоты каналов кабельного телевидения
Томислав Стимак, «Определение диапазонов частот (VLF, ELF... и др.) ». Домашняя страница IK1QFK (vlf.it).