02-06-2023
Радиово́лны — электромагнитное излучение с длинами волн в электромагнитном спектре длиннее инфракрасного света. Радиоволны имеют частоту от 3 кГц до 300 ГГц, и соответствующую длину волны от 100 километров до 1 миллиметра. Как и все другие электромагнитные волны, радиоволны распространяются со скоростью света. Естественными источниками радиоволн являются молнии и астрономические объекты. Искусственно созданные радиоволны используются для стационарной и мобильной радиосвязи, радиовещания, радиолокации и других навигационных систем, спутников связи, компьютерных сетей и других бесчисленных приложений. Различные частоты радиоволн по-разному распространяются в атмосфере Земли: длинные волны могут покрыть часть Земли очень последовательно, более короткие волны могут отражаться от ионосферы и распространяются по всему миру, и с еще более короткими длинами радиоволны изгибаются или отражаются очень слабо и распространяются в пределах прямой видимости.
О радиоволнах впервые в своих работах в 1868 году рассказал Джеймс Максвелл[1]. Он предложил уравнение, которое описывает световые и радиоволны, как волны электромагнетизма. В 1887 году Генрих Герц экспериментально подтвердил теорию Максвелла, получив в своей лаборатории радиоволны длиной в несколько десятков сантиметров[2].
Радиочастоты — частоты или полосы частот в диапазоне 3 кГц — 3000 ГГц, которым присвоены условные наименования. Этот диапазон соответствует частоте переменного тока электрических сигналов для вырабатывания и обнаружения радиоволн. Так как большая часть диапазона лежит за границами волн, которые могут быть получены при механической вибрации, радиочастоты обычно относятся к электромагнитным колебаниям.
Закон РФ «О связи» устанавливает следующие понятия, относящиеся к радиочастотам:
Использование диапазонов по радиослужбам регламентируется Регламентом радиосвязи Российской Федерации и международными соглашениями.
По регламенту международного союза электросвязи радиоволны разделены на диапазоны от 0.3*10N Гц до 3*10N Гц, где N - номер диапазона. Российский ГОСТ 24375-80 почти полностью повторяет эту классификацию.
Обозн-е МСЭ | Длины волн | Название волн | Диапазон частот | Название частот | Энергия фотона, эВ, | Применение |
---|---|---|---|---|---|---|
ELF | 100 Мм — 10 Мм | Декамегаметровые | 3—30 Гц | Крайне низкие (КНЧ) | 12.4 фэВ — 124 фэВ | Связь с подводными лодками, геофизические исследования |
SLF | 10 Мм — 1 Мм | Мегаметровые | 30—300 Гц | Сверхнизкие (СНЧ) | 124 фэВ — 1,24 пэВ | Связь с подводными лодками, геофизические исследования |
ULF | 1000 км — 100 км | Гектокилометровые | 300—3000 Гц | Инфранизкие (ИНЧ) | 1,24 пэВ — 12,4 пэВ | Связь с подводными лодками |
VLF | 100 км — 10 км | Мириаметровые | 3—30 кГц | Очень низкие (ОНЧ) | 12,4 пэВ — 124 пэВ | Связь с подводными лодками |
LF | 10 км — 1 км | Километровые | 30—300 кГц | Низкие (НЧ) | 124 пэВ — 1,24 нэВ | Радиовещание, радиосвязь |
MF | 1000 м — 100 м | Гектометровые | 300—3000 кГц | Средние (СЧ) | 1,24 нэВ — 12,4 нэВ | Радиовещание, радиосвязь |
HF | 100 м — 10 м | Декаметровые | 3—30 МГц | Высокие (ВЧ) | 12,4 нэВ — 124 нэВ | Радиовещание, радиосвязь, рации |
VHF | 10 м — 1 м | Метровые волны | 30—300 МГц | Очень высокие (ОВЧ) | 124 нэВ — 1,24 мкэВ | Телевидение, радиовещание, радиосвязь, рации |
UHF | 1000 мм — 100 мм | Дециметровые | 300—3000 МГц | Ультравысокие (УВЧ) | 1,24 мкэВ — 12,4 мкэВ | Телевидение, радиосвязь, Мобильные телефоны, рации, микроволновые печи, спутниковая навигация. |
SHF | 100 мм — 10 мм | Сантиметровые | 3—30 ГГц | Сверхвысокие (СВЧ) | 12,4 мкэВ — 124 мкэВ | Радиолокация, интернет, спутниковое телевидение, радиосвязь, Беспроводные компьютерные сети. |
EHF | 10 мм — 1 мм | Миллиметровые | 30—300 ГГц | Крайне высокие (КВЧ) | 124 мкэВ — 1,24 мэВ | Радиоастрономия, высокоскоростная радиорелейная связь, метеорологические радиолокаторы, медицина |
THF | 1 мм — 0,1 мм | Децимиллиметровые | 300—3000 ГГц | Гипервысокие частоты, длинноволновая область инфракрасного излучения | 1,24 мэВ — 12,4 мэВ | Экспериментальная «терагерцовая камера», регистрирующая изображение в длинноволновом ИК (которое излучается теплокровными организмами, но, в отличие от более коротковолнового ИК, не задерживается диэлектрическими материалами). |
Классификация ГОСТ 24375-80 не получила широкого распространения и в ряде случаев вступает в противоречие с национальными стандартами (ГОСТ) в области радиоэлектроники. На практике под низкочастотным диапазоном подразумевается звуковой диапазон, а под высокочастотным — весь радиодиапазон, выше 30 кГц, в том числе сверхвысокочастотный (свыше 300 МГц).Традиционные обозначения радиочастотных диапазонов на Западе сложились в ходе Второй мировой войны. В настоящее время они закреплены в США стандартом IEEE, а также международным стандартом ITU.
Название | Полоса частот | Длины волн | Энергия фотона, эВ, |
---|---|---|---|
Диапазон средних волн(MW) | 530—1610 кГц | 565,65—186,21 м | 2,19—6,66 нэВ |
Диапазон коротких волн | 5,9—26,1 МГц | 50,8—11,49 м | 24,4—107,9 нэВ |
Гражданский диапазон | 26,965—27,405 МГц | 11,118—10,940 м | 111,5—113,3 нэВ |
Телевизионные каналы: с 1 по 5 | 48—100 МГц | 6,25—3,00 м | 198,5—413,6 нэВ |
Телевизионные каналы: с 6 по 12 | 174—230 МГц | 1,72—1,30 м | 719,6—951,2 нэВ |
Телевизионные каналы: с 21 по 39 | 470—622 МГц | 6,38—4,82 дм | 1,94—2,57 мкэВ |
Диапазон ультракоротких волн(UKW) | 62—108 МГц (кроме 76—90 МГц в Японии) | 1м | 256,42—446,65 нэВ (кроме 314,31—372,21 нэВ) |
ISM-диапазон | |||
Диапазоны военных частот | 29.50-31.75 МГц | ||
Диапазоны частот гражданской авиации | |||
Морские и речные диапазоны |
В России для гражданской радиосвязи выделены три диапазона частот:
Название | Полоса частот | Описание |
---|---|---|
«11-метровый», Си-Би, Citizens’ Band — гражданский диапазон | 27 МГц | С разрешённой выходной мощностью передатчика до 10 Вт |
«70 см», LPD, Low Power Device — маломощные устройства | 433 МГц | Выделено 69 каналов для носимых радиостанций с выходной мощностью не более 0,01 Вт; |
PMR, Personal Mobile Radio — персональные рации | 446 МГц | Выделено 8 каналов для носимых радиостанций с выходной мощностью не более 0,5 Вт. |
Полоса частот | Описание |
---|---|
2182 кГц | Аварийная частота, используется только для передачи сигналов SOS (MAYDAY) |
74,8—75,2 МГц | Маркерные радиомаяки |
108—117,975 МГц | Радиосистемы навигации и посадки. |
118—135,975 МГц | УКВ-радиосвязь (командная связь). |
121,5 МГц | Аварийная частота, используется только для передачи сигналов SOS (MAYDAY) |
328,6—335,4 МГц | Радиосистемы посадки (глиссадный канал) |
960—1215 МГц | Радионавигационные системы |
Полоса частот | Длины волн | Описание |
---|---|---|
3—30 МГц | HF, 100-10 м | Радары береговой охраны, «загоризонтные» РЛС |
50—330 МГц | VHF, 6—0,9 м | Обнаружение на больших дальностях, исследования земли |
1—2 ГГц | L, 30—15 см | Наблюдение и контроль за воздушным движением |
2—4 ГГц | S, 15—7,5 см | Управление воздушным движением, метеорология, морские радары |
12—18 ГГц | Ku, 2,5—1,67 см | Картографирование высокого разрешения, спутниковая альтиметрия |
27—40 ГГц | Ka, 1,11—0,75 см | Картографирование, управление воздушным движением на коротких дистанциях, специальные радары, управляющие дорожными фотокамерами |
Электромагнитный спектр | |
---|---|
γ-излучение | рентген | УФ | видимый свет | ИК | терагерцевое излучение | микроволны | радиоволны | |
Видимый спектр | фиолетовый | синий | голубой | зелёный | жёлтый | оранжевый | красный |
Микроволны | W | V | Q | Ka | K | Ku | X | C | S | L |
Радиоволны | КВЧ/EHF | СВЧ/SHF | УВЧ/UHF | ОВЧ/VHF | ВЧ/HF | СЧ/MF | НЧ/LF | ОНЧ/VLF | ИНЧ/ULF | СНЧ/SLF | КНЧ/ELF |
Длины волн | Ультракороткие волны | Короткие волны | Средние волны | Длинные волны |
Радиоволны.