Высокая частота - High frequency

Для высокоскоростной алгоритмической торговли см. высокочастотная торговля.
Высокая частота
Частотный диапазон
От 3 до 30 МГц
Диапазон длин волн
От 100 до 10 м
Радио группы
ITU
1 (ELF) 2 (SLF) 3 (УНЧ) 4 (VLF)
5 (НЧ) 6 (СЧ) 7 (ВЧ) 8 (УКВ)
9 (УВЧ) 10 (СВЧ) 11 (КВЧ) 12 (THF)
ЕС / НАТО / США ECM
IEEE
Другое ТВ и радио
Положение ВЧ в электромагнитный спектр.

Высокая частота (HF) это ITU обозначение[1] для диапазона радиочастота электромагнитные волны (радиоволны) от 3 до 30 мегагерц (МГц). Он также известен как декаметровая лента или декаметровая волна поскольку его длины волн колеблются от одного до десяти декаметры (от десяти до ста метров). Обозначаются частоты непосредственно ниже HF. средняя частота (MF), а следующая полоса более высоких частот известна как очень высокая частота (VHF) диапазон. Диапазон HF - основная часть коротковолновый диапазон частот, поэтому связь на этих частотах часто называют коротковолновое радио. Поскольку радиоволны в этом диапазоне могут отражаться обратно на Землю ионосфера слой в атмосфере - метод, известный как "пропустить" или "небесная волна "распространение - эти частоты подходят для дальней связи через межконтинентальные расстояния и для гористой местности, которая препятствует Поле зрения коммуникации.[2] Полоса частот используется международными коротковолновыми радиовещательными станциями (3,95–25,82 МГц), авиационной связью, государственными станциями времени, метеостанциями, любительское радио и группа граждан услуги, среди прочего.

Характеристики распространения

Современный Icom M700Pro двусторонняя радиосвязь для морской КВ радиосвязи.

Доминирующим средством междугородной связи в этом диапазоне является небесная волна ("пропустить") распространение, при котором радиоволны, направленные под углом в небо преломлять обратно на Землю из слоев ионизированный атомы в ионосфера.[3] С помощью этого метода КВ радиоволны могут распространяться за горизонт, вокруг кривой Земли и могут приниматься на межконтинентальных расстояниях. Однако пригодность этой части спектра для такой связи сильно зависит от сложной комбинации факторов:

В любой момент времени для данного «пропущенного» пути связи между двумя точками частоты, на которых возможна связь, задаются этими параметрами.

Максимальная используемая частота регулярно опускается ниже 10 МГц в темноте в течение зимних месяцев, а летом, при дневном свете, она может легко превышать 30 МГц. Это зависит от угла падения волн; он самый низкий, когда волны направлены прямо вверх, и выше при менее острых углах. Это означает, что на больших расстояниях, где волны касаются ионосферы под очень острым углом, МПЧ может быть намного выше. Самая низкая используемая частота зависит от поглощения в нижнем слое ионосферы (D-слой). Это поглощение сильнее на низких частотах, а также сильнее при повышенной солнечной активности (например, при дневном свете); полное поглощение часто происходит на частотах ниже 5 МГц в дневное время. Результатом этих двух факторов является то, что полезный спектр смещается в сторону более низких частот и в Средняя частота (MF) в течение зимних ночей, в то время как в полный летний день более высокие частоты, как правило, более полезны, часто в более низких УКВ ассортимент.[нужна цитата ]

Когда все факторы оптимальны, возможна связь по всему миру на ВЧ. Во многих других случаях возможен контакт между континентами и океанами. В худшем случае, когда группа «мертва», нет связи за пределами ограниченного грунтовая волна пути возможны независимо от сил, антенны или используются другие технологии. Когда трансконтинентальный или мировой путь открыт на определенной частоте, цифровой, SSB и азбука Морзе связь возможна с использованием удивительно низкой мощности передачи, часто порядка милливатт, при условии, что подходящие антенны используются на обоих концах, и что их мало или нет рукотворный или естественное вмешательство.[4] В таком открытом диапазоне помехи, возникающие на большой территории, влияют на многих потенциальных пользователей. Эти вопросы важны для военных, безопасности[5] и любительское радио пользователи КВ диапазонов.

Использует

Любительская радиостанция с двумя КВ трансиверами.
Типичный Яги антенна используется канадским радиолюбителем для междугородной связи
Боинг 707 использовала КВ антенну, установленную на верхней части хвостового оперения [6]

Основными пользователями высокочастотного спектра являются:

Полоса высоких частот очень популярна среди любительское радио операторы, которые могут воспользоваться преимуществами прямой, междугородной (часто межконтинентальной) связи и «фактором острых ощущений», возникающим в результате установления контактов в различных условиях. Международный коротковолновый радиовещание использует этот набор частот, а также кажущееся сокращение числа "служебных" пользователей (морские, авиационные, военные и дипломатические интересы), которые в последние годы склонились к менее изменчивым средствам связи (например, , через спутники ), но может поддерживать ВЧ-станции после переключения для резервных целей.

Однако развитие Автоматическое установление ссылки Технология, основанная на MIL-STD-188-141 для автоматического подключения и выбора частоты, наряду с высокими затратами на использование спутников, привели к возрождению использования HF в государственных сетях. Разработка высокоскоростных модемов, таких как соответствующие стандарту MIL-STD-188-110C, которые поддерживают скорость передачи данных до 120 килобит / с, также увеличила удобство использования HF для передачи данных и передачи видео. Разработка других стандартов, таких как СТАНАГ 5066 обеспечивает безошибочную передачу данных за счет использования ARQ протоколы.

Некоторые способы связи, например непрерывная волна азбука Морзе передачи (особенно любительское радио операторы) и одинарная боковая полоса голосовые передачи более распространены в ВЧ диапазоне, чем на других частотах, из-за их природы сохранения полосы пропускания, но широкополосные режимы, такие как телевизионные передачи, обычно запрещены относительно небольшой частью ВЧ диапазона. электромагнитный спектр Космос.

Шум, особенно искусственные помехи от электронных устройств, как правило, сильно влияет на диапазоны ВЧ. В последние годы среди некоторых пользователей ВЧ-спектра возникли опасения по поводу "широкополосной связи по линиям электропередач" (BPL ) Интернет доступ, который практически разрушительно влияет на ВЧ-связь. Это связано с частотами, на которых работает BPL (обычно соответствует диапазону HF), и тенденцией утечки сигнала BPL из линий электропередач. Некоторые поставщики BPL установили режекторные фильтры, чтобы заблокировать определенные части спектра (а именно, любительские радиодиапазоны), но остается много споров по поводу использования этого метода доступа. Другие электронные устройства, включая плазменные телевизоры, также могут отрицательно влиять на ВЧ спектр.

В авиации системы ВЧ связи необходимы для всех трансокеанских перелетов. Эти системы включают частоты до 2 МГц, чтобы включать 2182 кГц международный канал бедствия и вызова.

Верхняя часть HF (26,5-30 МГц) имеет много общих характеристик с нижней частью VHF. Части этого раздела, не предназначенные для любительского радио, используются для местной связи. К ним относятся CB радио около 27 МГц, радиоканалы от студии к передатчику (STL), радиоуправление устройства для моделей и передатчиков радиопейджинга.

Некоторые метки радиочастотной идентификации (RFID) используют HF. Эти теги обычно известны как HFID или HighFID (высокочастотная идентификация).

Антенны

Наиболее распространенными антеннами в этом диапазоне являются проволочные антенны, такие как проволочные диполи и ромбическая антенна; в верхних частотах, многоэлементный дипольные антенны такой как Яги, четырехъядерный, и логопериодические антенны. Мощные коротковолновые радиовещательные станции часто используют большой провод. занавески.

Антенны для передачи небесных волн обычно изготавливаются из горизонтальных диполи или петли с нижним питанием, оба из которых испускают горизонтально поляризованный волны. Предпочтение передачи с горизонтальной поляризацией обусловлено тем, что (приблизительно) только половина мощности сигнала, передаваемого антенной, проходит прямо в небо; примерно половина движется вниз к земле и должна "подпрыгивать" в небе. Для частот в верхнем КВ диапазоне земля лучше отражает горизонтально поляризованный волны и лучший поглотитель энергии от вертикально поляризованный волны. Эффект уменьшается с увеличением длины волны.

Для получения, случайные проволочные антенны часто используются. В качестве альтернативы, те же самые направленные антенны, используемые для передачи, полезны для приема, поскольку большая часть шума исходит со всех сторон, а полезный сигнал идет только с одного направления. Приемные антенны на большие расстояния (ионосферные) обычно могут быть ориентированы либо вертикально, либо горизонтально, поскольку преломление через ионосферу обычно скремблирует поляризацию сигнала, и сигналы принимаются непосредственно с неба на антенну.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Рекомендация МСЭ-R V.431-7, Номенклатура диапазонов частот и длин волн, используемых в электросвязи» (PDF). ITU. Архивировано из оригинал (PDF) 31 октября 2013 г.. Получено 28 января 2015.
  2. ^ Хармон, Джеймс V .; Fiedler, Ltc David M; Лам, лейтенант Ret John R. (весна 1994 г.). «Автоматизированная ВЧ связь» (PDF). Армейский коммуникатор: 22–26. Получено 24 декабря 2018.
  3. ^ Сейболд, Джон С. (2005). Введение в радиочастотное распространение. Джон Уайли и сыновья. С. 55–58. ISBN  0471743682.
  4. ^ Пол Харден (2005). «Солнечная активность и распространение ВЧ». QRP Amateur Radio Club International. Получено 2009-02-22.
  5. ^ «Радиолюбительская экстренная связь». American Radio Relay League, Inc., 2008. Архивировано с оригинал 29 января 2009 г.. Получено 2009-02-22.
  6. ^ Шокист, Марк. «Программа антенных переходников». VIP клуб.

дальнейшее чтение

  • Маслин Н.М. "ВЧ-связь - системный подход". ISBN  0-273-02675-5, Taylor & Francis Ltd, 1987 г.
  • Джонсон, E.E., и др., "Передовая высокочастотная радиосвязь". ISBN  0-89006-815-1, Artech House, 1997 г.
  • Narayanamurti, V .; Störmer, H.L .; Чин, М. А .; Gossard, A.C .; Вигманн, В. (1979-12-31). "Избирательное прохождение высокочастотных фононов сверхрешеткой:" диэлектрический "фононный фильтр". Письма с физическими проверками. Американское физическое общество (APS). 43 (27): 2012–2016. Дои:10.1103 / Physrevlett.43.2012. ISSN  0031-9007.
  • Беджани, Булос-Поль; Дамье, Филипп; Арнульф, Изабель; Тивард, Лайонел; Бонне, Анн-Мари; Дормон, Дидье; Корню, Филипп; Пиду, Бернар; Самсон, Ив; Агид, Ив (1999-05-13). «Переходная острая депрессия, вызванная высокочастотной стимуляцией глубокого мозга». Медицинский журнал Новой Англии. Массачусетское медицинское общество. 340 (19): 1476–1480. Дои:10.1056 / nejm199905133401905. ISSN  0028-4793. PMID  10320386.
  • Лю, Х.С. (15 мая 1991 г.). «Аналитическая модель высокочастотного резонансного туннелирования: отклик первого порядка на переменный ток». Физический обзор B. Американское физическое общество (APS). 43 (15): 12538–12548. Дои:10.1103 / Physrevb.43.12538. ISSN  0163-1829. PMID  9997055.
  • Sipila, M .; Lehtinen, K .; Порра, В. (1988). «Система высокочастотного периодического измерения формы сигнала во временной области». Протоколы IEEE по теории и методам микроволнового излучения. Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE). 36 (10): 1397–1405. Дои:10.1109/22.6087. ISSN  0018-9480.
  • Morched, A .; Marti, L .; Оттевангерс, Дж. (1993). «Модель высокочастотного трансформатора для ТЭМ». Транзакции IEEE по доставке энергии. Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE). 8 (3): 1615–1626. Дои:10.1109/61.252688. ISSN  0885-8977.

внешняя ссылка