Очень высокая частота
Диапазон частот | от 30 МГц до 300 МГц |
---|---|
Диапазон длин волн | от 10 до 1 м |
Радиодиапазоны | ||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
ЧТО | ||||||||||||
| ||||||||||||
ЕС/НАТО/США ЕСМ | ||||||||||||
IEEE | ||||||||||||
Другое телевидение и радио | ||||||||||||
Очень высокая частота ( ОВЧ ) — это ITU. обозначение [1] для диапазона радиочастотных электромагнитных волн ( радиоволн ) от 30 до 300 мегагерц (МГц), с соответствующими длинами волн от десяти метров до одного метра. Частоты ниже ОВЧ обозначаются высокими частотами (ВЧ), а следующие более высокие частоты известны как сверхвысокие частоты (УВЧ).
Радиоволны УКВ распространяются в основном в пределах прямой видимости , поэтому они блокируются холмами и горами, хотя из-за рефракции они могут выходить за пределы визуального горизонта примерно на 160 км (100 миль). Обычно радиоволны в диапазоне ОВЧ используются в цифровом аудиовещании (DAB) и FM- радиовещании, телевизионном вещании , системах двусторонней наземной мобильной радиосвязи (чрезвычайные ситуации, бизнес, частное использование и военные), передаче данных на большие расстояния до нескольких десятков километров с помощью радиомодемов , любительской радиосвязи и морской связи . управления воздушным движением Системы связи и аэронавигации (например, VOR и ILS ) работают на расстоянии 100 километров (62 мили) или более от самолетов, находящихся на крейсерской высоте.
В Америке и во многих других частях света УКВ- диапазон I использовался для передачи аналогового телевидения . В рамках глобального перехода к цифровому наземному телевидению большинство стран требуют, чтобы вещатели транслировали телевидение в диапазоне УКВ с использованием цифрового, а не аналогового кодирования.
Характеристики распространения
[ редактировать ]Радиоволны в диапазоне ОВЧ распространяются в основном по путям прямой видимости и отражения от земли; в отличие от диапазона ВЧ , на более низких частотах наблюдается лишь некоторое отражение от ионосферы ( распространение небесной волны ). [2] Они не повторяют контур Земли, как земные волны , и поэтому блокируются холмами и горами, хотя, поскольку они слабо преломляются (изогнуты) атмосферой, они могут выходить за пределы визуального горизонта примерно на 160 км (100 миль). . Они могут проникать сквозь стены зданий и приниматься внутри помещений, хотя в городских районах отражения от зданий вызывают многолучевое распространение , что может мешать приему телевизионных сигналов. Атмосферный радиошум и помехи ( RFI ) от электрооборудования представляют меньшую проблему в этом и более высоких диапазонах частот, чем на более низких частотах. Диапазон ОВЧ является первым диапазоном, в котором эффективные передающие антенны достаточно малы, чтобы их можно было устанавливать на транспортных средствах и портативных устройствах, поэтому этот диапазон используется для двусторонней связи систем наземной мобильной радиосвязи , таких как рации , и двусторонней радиосвязи. связь с самолетами ( Airband ) и кораблями ( морская радиосвязь ). Иногда, при подходящих условиях, волны УКВ могут распространяться на большие расстояния по тропосферным каналам. из-за рефракции градиентов температуры в атмосфере.
Расчет прямой видимости
[ редактировать ]Дальность передачи УКВ зависит от мощности передатчика, чувствительности приемника и расстояния до горизонта, поскольку сигналы УКВ в нормальных условиях распространяются как явление, близкое к прямой видимости . Расстояние до радиогоризонта немного расширяется по сравнению с геометрической линией видимости до горизонта, поскольку радиоволны слабо отклоняются атмосферой назад к Земле.
Приближение для расчета расстояния до горизонта по прямой видимости (на Земле):
- расстояние в морских милях = где высота антенны в футах [ нужна ссылка ]
- расстояние в километрах = где — высота антенны в метрах. [ нужна ссылка ]
Эти приближения справедливы только для антенн, расположенных на высотах, малых 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 для оценки вероятной зоны покрытия предлагаемой передающей станции требуются более сложные расчеты. [ нужна ссылка ]
Антенны
[ редактировать ]УКВ - это первый диапазон, в котором длины волн достаточно малы, поэтому эффективные передающие антенны достаточно коротки, чтобы их можно было устанавливать на транспортных средствах и портативных устройствах. Четвертьволновая штыревая антенна на частотах УКВ имеет длину от 25 см до 2,5 метров (от 10 дюймов до 8 футов). Таким образом, длины волн VHF и UHF используются для двусторонней радиосвязи в транспортных средствах, самолетах, а также в портативных радиопередатчиках и рациях . В портативных радиостанциях обычно используются штыри или резиновые антенны-уточки , тогда как в базовых станциях обычно используются более крупные штыри из стекловолокна или коллинеарные массивы вертикальных диполей.
Что касается направленных антенн, то антенна Яги наиболее широко используется в качестве антенны с высоким коэффициентом усиления или «лучевой» антенны. Для приема телевидения используется Яги, а также логопериодическая антенна из-за ее более широкой полосы пропускания. Спиральные и турникетные антенны используются для спутниковой связи, поскольку в них используется круговая поляризация . Для еще большего усиления можно смонтировать несколько антенн Yagi или спиральных антенн вместе, чтобы получилась антенная решетка . Вертикальные коллинеарные решетки диполей можно использовать для создания всенаправленных антенн с высоким коэффициентом усиления , в которых большая часть мощности антенны излучается в горизонтальных направлениях. Телевизионные и FM-радиостанции используют коллинеарные решетки специализированных дипольных антенн, таких как антенны типа «крыло летучей мыши» .
Универсальное использование
[ редактировать ]Определенные части диапазона УКВ одинаково используются во всем мире. Некоторые национальные варианты использования подробно описаны ниже.
- 50–54 МГц: любительское радио, 6-метровый диапазон .
- 108–118 МГц: аэронавигационные маяки VOR и курсовой маяк системы посадки по приборам .
- 118–137 МГц: воздушный диапазон для управления воздушным движением , AM , 121,5 МГц — аварийная частота.
- 144–146 МГц: любительского радио 2-метровый диапазон (в некоторых регионах расширяется до 148 МГц).
- 156–174 МГц: диапазон морской подвижной связи УКВ для морской двусторонней радиосвязи на судах.
По стране
[ редактировать ]Австралия
[ редактировать ]Телевизионному диапазону УКВ в Австралии первоначально были выделены каналы с 1 по 10, причем каналы 2, 7 и 9 были назначены для первоначальных 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 по мере доступности. Первоначальным коммерческим службам в Хобарте и Дарвине были выделены каналы 6 и 8 соответственно, а не 7 или 9.
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 настройки для приема этих новых каналов. Большинство телевизоров той эпохи не были оборудованы для приема этих передач, и поэтому были модифицированы за счет владельцев, чтобы иметь возможность настраиваться на эти диапазоны; в противном случае владельцу пришлось бы покупать новый телевизор.
Несколько телевизионных станций были закреплены за 3, 4 и 5 ОВЧ-каналами, которые находились в диапазонах FM-радио, но еще не использовались для этой цели. Несколько примечательных примеров: NBN-3 Newcastle , WIN-4 Wollongong и ABC Newcastle на канале 5. В то время как некоторые станции Channel 5 были переведены на 5A в 1970-х и 80-х годах, начиная с 1990-х годов, Австралийское управление радиовещания начало процесс 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 телевизионные станции будут транслироваться в диапазоне УВЧ.
С тех пор стали доступны два новых канала ОВЧ, 9А 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 блоках частот DAB 9A, 9B и 9C.
УКВ-радио также используется для морской радиосвязи. [3] по достижимости на большие расстояния, сравнивая частоты УВЧ.
Пример распределения частот ОВЧ–УВЧ: [4]
- Радионавигация 60: 84–86 МГц.
- Фиксированная морская подвижная связь: 130–135,7 МГц
- Фиксированная воздушная радионавигация: 160–190 МГц.
- Вещательная воздушная радионавигация: 255–283,5 МГц.
- Воздушная радионавигация AUS 49 / Морская радионавигация (радиомаяки) 73: 315–325 МГц
Новая Зеландия
[ редактировать ]- 44–51, 54–68 МГц: телевидение диапазона I (каналы 1–3)
- 87,5–108 МГц: диапазона II радио
- 118–137 МГц: воздушный диапазон для управления воздушным движением , AM.
- 144–148 МГц: любительское радио, 2-метровый диапазон.
- 156–162,2 МГц: морское радио.
- 174–230 МГц: телевидение диапазона III (каналы 4–11)
До 2013 года четыре основные станции бесплатного вещания в Новой Зеландии использовали телевизионные диапазоны УКВ ( диапазон I и диапазон III ) для передачи сигналов новозеландским домохозяйствам. Другие станции, в том числе различные платные и региональные станции бесплатного вещания, были вынуждены вещать в диапазоне УВЧ , поскольку диапазон УКВ был сильно перегружен четырьмя станциями, делящими очень узкую полосу частот, которая была настолько переполнена, что одна или больше каналов не будут доступны в некоторых небольших городах.
Однако в конце 2013 года все телеканалы прекратили вещание в диапазонах УКВ, поскольку Новая Зеландия перешла на цифровое телевещание, требуя, чтобы все станции вещали либо на УВЧ, либо на спутнике (где УВЧ был недоступен) с использованием службы Freeview . [5]
Для получения дополнительной информации обратитесь к частотам австралийского телевидения .
Великобритания
[ редактировать ]Британское телевидение первоначально использовало диапазоны VHF I и III . Телевидение на УКВ было черно-белым и имело 405-строчный формат (хотя в конце 1950-х — начале 1960-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), начиная с конца 1960-х годов. С тех пор телевидение транслировалось как на ОВЧ, так и на УВЧ (УКВ представляет собой монохроматическое преобразование с понижением частоты 625-строчного цветного сигнала), за исключением BBC2 (который всегда вещал исключительно на УВЧ). Последние британские телевизионные передатчики УКВ закрылись 3 января 1985 года. Диапазон VHF III сейчас используется в Великобритании для цифрового аудиовещания , а диапазон VHF II используется для FM-радио , как и в большинстве стран мира.
Необычно то, что в Великобритании любительское радио находится на частоте 4 метра , 70–70,5 МГц.
США и Канада
[ редактировать ]Распределение частот между пользователями из США и Канады тесно скоординировано, поскольку большая часть населения Канады находится в пределах диапазона ОВЧ-радиосвязи от границы США. Определенные дискретные частоты зарезервированы для радиоастрономии .Общие службы в диапазоне ОВЧ:
- 30–49,6 МГц: лицензированная двусторонняя наземная мобильная связь с различными поддиапазонами. [а]
- 30–88 МГц: военные УКВ FM , включая SINCGARS.
- 43–50 МГц: беспроводные телефоны , FM-рации 49 МГц и радиоуправляемые игрушки, а также смешанная двусторонняя мобильная связь. Первоначально здесь работал диапазон FM-вещания (42–50 МГц), а затем был переведен на 88–108 МГц.
- 50–54 МГц: любительское радио, 6-метровый диапазон.
- 50,8–51 МГц: радиоуправляемые самолеты (на десяти фиксированных частотах с интервалом 20 кГц) с лицензией FCC на любительскую радиосвязь , летающие в соответствии с частью 97 FCC, правило 97.215. [6]
- 54–88 МГц, известный на международном уровне как « диапазон I »; здесь появятся некоторые станции DTV. См. частоты Панамериканского телевидения .
- 54–72 МГц Телеканалы 2–4 (VHF-Lo)
- 72–76 МГц: радиоуправляемые модели, промышленные пульты дистанционного управления и другие устройства. Модели самолетов работают на частоте 72 МГц, наземные модели - на частоте 75 МГц в США и Канаде, аэронавигационные маяки - на частоте 74,8–75,2 МГц.
- Телеканалы 5–6 76–88 МГц (VHF-Lo)
- 87,5–108 МГц: FM- радиовещание (87,9–91,9 некоммерческое, 92–108 коммерческое в США) (известное на международном уровне как « Band II »).
- 108–118 МГц: Аэронавигационные маяки VOR.
- 118–137 МГц: воздушный диапазон для управления воздушным движением , AM.
- 121,5 МГц — аварийная частота.
- 137–138 МГц Космические исследования, космические операции, метеорологический спутник [7]
- 138–144 МГц: сухопутная мобильная связь, вспомогательные гражданские службы, спутники, службы космических исследований и другие разные службы.
- 144–148 МГц: любительское радио, 2-метровый диапазон.
- 148–150 МГц: сухопутная мобильная, фиксированная, спутниковая.
- УКВ 150–156 МГц: « деловой диапазон », общественная безопасность, нелицензированная многоцелевая радиослужба (MURS) и другая наземная мобильная связь с двусторонней связью, FM.
- 156–158 МГц Морская УКВ радиостанция
- 156,8 МГц (канал 16) — частота морской чрезвычайной ситуации и контактная частота.
- 159,81–161,565 МГц железные дороги [б]
- 159,81–160,2 — это железные дороги только в Канаде, которые используются автотранспортными компаниями в США.
- 160.6–162 Беспроводные микрофоны и дистанционный прием ТВ/FM-вещания.
- 162,4–162,55: метеостанции NOAA , узкополосные FM-станции, станции Weatheradio Canada.
- 174–240 МГц, известный на международном уровне как « диапазон III ». Здесь начали вещание ряд каналов ЦТВ, особенно многие из станций, которые ранее были закреплены за этими каналами для аналоговой работы.
- Телевизионные каналы 174–216 МГц 7–13 (VHF-Hi)
- 174–216 МГц: профессиональные беспроводные микрофоны (малая мощность, только определенные точные частоты)
- 216–222 МГц: сухопутная подвижная, фиксированная, морская подвижная, [7]
- 222–225 МГц: 1,25 метра (США) (Канада 219–220, 222–225 МГц) любительское радио
- 225 МГц и выше (УВЧ): Военная авиационная радиостанция, 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, перекрывающий УКВ. [8]
УКВ телевидение
[ редактировать ]США Еще в 1938 году Федеральная комиссия по связи выделила телевизионное вещание в список каналов, включающий 19 каналов. Ситуация менялась еще трижды: 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 разными частотами, и, наконец, в 1948 году, когда был удален Канал 1 (аналоговые каналы). 2–13 остаются такими, какими были, даже на кабельном телевидении ). [9] Каналы 14–19 позже появились в диапазоне УВЧ, а канал 1 остался неиспользованным.
87,5–87,9 МГц
[ редактировать ]87,5–87,9 МГц — это радиодиапазон, который в большинстве стран мира используется для FM-вещания . Однако в Северной Америке эта полоса пропускания отведена 6-му телевизионному каналу УКВ (82–88 МГц). Аналоговый звук для телеканала 6 транслируется на частоте 87,75 МГц (регулируется до 87,74). Несколько станций, известных как Frankenstations , в первую очередь те, которые присоединяются к франшизе Pulse 87 , работают на этой частоте как радиостанции, хотя они используют телевизионные лицензии. В результате FM-радиоприемники, подобные тем, что установлены в автомобилях и предназначены для настройки на этот диапазон частот, могут принимать звук для программ в аналоговом режиме на местном телеканале 6, находясь в Северной Америке. Эта практика в основном прекратилась с переходом на цифровое телевидение в 2009 году, хотя некоторые из них существуют до сих пор.
Канал FM-вещания на частоте 87,9 МГц обычно закрыт для FM-аудиовещания; он зарезервирован для смещенных станций класса D, у которых нет других частот в обычном поддиапазоне 88,1–107,9 МГц, на которые можно было бы перейти. На данный момент только две станции имеют право работать на частоте 87,9 МГц: 10-ваттная KSFH в Маунтин-Вью, Калифорния , и 34-ваттный переводчик K200AA в Сан-Вэлли, Невада .
Нелицензионная деятельность
[ редактировать ]В некоторых странах, особенно в США и Канаде, в диапазоне FM-вещания доступна ограниченная работа с низким энергопотреблением без лицензии для таких целей, как микровещание и отправка выходного сигнала с компакт-дисков или цифровых медиаплееров на радиоприемники без разъемов для дополнительных входов, хотя в некоторых других странах это незаконно. Эта практика была легализована в Великобритании 8 декабря 2006 года. [10]
См. также
[ редактировать ]- ТВ-радио
- Список старейших радиостанций
- Апекс (радиодиапазон)
- FM-диапазон вещания
- Форматы движущихся изображений
- Отголоски лета в полярной мезосфере
- Частоты телеканалов
- Эффект ножа
- Всенаправленный диапазон УКВ
Примечания
[ редактировать ]- ^ Сегмент 42 МГц до сих пор используется дорожным патрулем Калифорнии , полицией штата Нью-Джерси , дорожным патрулем Теннесси и другими правоохранительными органами штата.
- ^ радиостанции Ассоциации американских железных дорог (AAR) Области 160 и 161 - это 91-канальные железнодорожные , выданные железной дороге. Например, AAR 21 имеет частоту 160,425 МГц и выдан Музею железной дороги Теннесси-Вэлли , а также другим железным дорогам, которым нужен канал AAR 21.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Рек. МСЭ-R V.431-7, Номенклатура полос частот и длин волн, используемых в телекоммуникациях» (PDF) . МСЭ. Архивировано из оригинала (PDF) 31 октября 2013 года . Проверено 20 февраля 2013 г.
- ^ Сейболд, Джон С. (2005). Введение в распространение радиочастот . Джон Уайли и сыновья. стр. 9–10. ISBN 978-0471743682 .
- ^ «Морская УКВ-радиостанция» . [[Австралийское управление по коммуникациям и средствам массовой информации|]].
- ^ «Австралийский план радиочастотного спектра» . Планирование. Австралийское управление по коммуникациям и средствам массовой информации.
- ^ «Переход на цифровые технологии. Когда мой район станет цифровым?» . godigital.co.nz . Министерство культуры и наследия. Архивировано из оригинала 17 октября 2011 года . Проверено 20 октября 2011 г.
- ^ «Электронный свод федеральных правил (ECFR)» . Архивировано из оригинала 26 января 2021 г. Проверено 5 марта 2019 г.
- ^ Jump up to: а б Канадская таблица распределения частот 9 кГц – 275 ГГц (изд. 2005 г. (пересмотрено в феврале 2007 г.). Промышленность Канады. Февраль 2007 г., стр. 29–30.
- ^ «Частоты каналов кабельного телевидения» . www.jneuhaus.com . Архивировано из оригинала 23 августа 2017 года . Проверено 27 апреля 2018 г.
- ^ «Что случилось с Первым каналом?» . tech-notes.tv . Технические заметки. Таблица 1. Архивировано из оригинала 17 марта 2017 года . Проверено 27 апреля 2018 г.
- ^ «Изменение в закон, позволяющее использовать FM-передатчики малой мощности для MP3-плееров» . Офком. 23 ноября 2006 г. Архивировано из оригинала 7 августа 2011 г. Проверено 2 октября 2012 г.