Frekvenčný rozsah je v kurze široko používaný pojem fyzické a technické disciplíny, najmä v rádiotechnike. Pod týmto pojmom sa rozumie prevádzkový dosah zariadenia aj pridelený na vysielanie konkrétnej rádiovej službe. Môžeme hovoriť aj o rozdelení celého rádiového frekvenčného rozsahu.
Medzinárodné predpisy prísne regulujú použitie rôzne systémy rádiokomunikačné vysielanie (vrátane satelitu) s presne vymedzeným rozsahom. Je to diktované potrebou zabezpečiť kompatibilitu rôznych systémov a eliminovať vzájomné rušenie.
Podľa Rádiokomunikačného poriadku je územie Zeme rozdelené do troch rozsiahlych oblastí. Prvá zahŕňa Európu, Rusko, Mongolsko a Afriku. Druhým je územie Ameriky (severná aj južná). Tretím je južná a juhovýchodná Ázia, Austrália a tichomorská oblasť. Každý región má svoje vlastné rozdelenie rádiových frekvenčných pásiem.
Pre satelitnú komunikáciu nariadenia poskytujú frekvenčné rozsahy s symbolov: L, S, C, X, Ku, Ka, K rozsah od 1452 MHz do 86,0 GHz. Prevažná väčšina satelitných systémov pracuje v pásmach C a Ku. Kapela Ka sa aktívne rozvíja v Európe a Amerike, ale u nás zatiaľ nenašla široké uplatnenie.
Účinnosť antény závisí od počtu vlnových dĺžok, ktoré zapadajú do priemeru antény. Keď sa frekvencia zvyšuje, znižuje sa (tieto hodnoty sú nepriamo úmerné) a na príjem vysokofrekvenčných signálov nie sú potrebné veľké antény. Frekvenčný rozsah C je prijímaný anténou s rozmermi 2,5-4,5 metra a pre príjem vĺn v K-pásme je potrebná veľkosť antény len 10-15 cm Pri rovnakých rozmeroch majú antény pracujúce vo vysokom rozsahu vyšší zisk.
V rozhlasovom vysielaní má každá vysielacia stanica aj svoj frekvenčný rozsah. Existuje klasifikácia rádiových vĺn podľa rozsahu a vlnovej dĺžky. Podľa nej sú vlny:
Dekametrické s vlnovou dĺžkou rádovo 10 000 – 100 000 kilometrov, ktorých frekvencie sú klasifikované ako extrémne nízke (3 – 30 Hz).
Megametrické (vlnová dĺžka - 1000-10 000 kilometrov), frekvenčný rozsah - do 300 Hz.
Hektokilometer (s dĺžkou 100-1000 kilometrov), súvisiaci s ultranízkymi frekvenciami (do 3000 Hz).
Extra dlhé (dĺžka - 10-100 kilometrov) - veľmi nízke (do 30 kHz).
Dlhé (dĺžka je 1-10 kilometrov) - nízke (do 300 kHz).
Stredné (dĺžka 100-1000 metrov) - stredné frekvencie, do 3000 kHz.
Krátke, s dĺžkou 10-100 metrov - to je tzv. vysoké frekvencie (frekvencia do 30 MHz).
Ultra krátke alebo metrové (dĺžka 1-10 metrov), veľmi vysoké (do 300 MHz).
Decimeter (dĺžka 10-100 centimetrov), ultravysoký, do 3000 MHz.
Centimetrové (dĺžka 1-10 centimetrov), ultravysoké (až 30 GHz).
Milimeter (dĺžka 1-10 milimetrov), extrémne vysoký (až 300 GHz).
Frekvenčný rozsah 300-3000 GHz sa vzťahuje na tzv. hypervysoký frekvenčný rozsah.
V počiatočných fázach rozvoja rádiovej komunikácie sa používali hlavne vlny s dlhým a ultradlhým dosahom. Ale keď sa rozšírili po zemskom povrchu, boli potrebné silné vysielacie zariadenia. Stabilný príjem sa realizuje na stredných vlnách, ale je na nich náročné zabezpečiť dosah prenosu a tento dosah využíva najmä lokálne rozhlasové vysielanie s polomerom niekoľko stoviek kilometrov.
Krátke vlny poskytujú väčší dosah, ale sú náchylné na rušenie a skreslenie signálu. Väčšinou sa používajú v leteckej a námornej navigácii a na hlavných komunikačných linkách.
Hlavnou výhodou vysokofrekvenčných rozsahov je možnosť použitia antén, ktorých rozmery sú porovnateľné s vlnovou dĺžkou, ktorá je účinná len pri splnení tejto podmienky. Konštrukcia diaľkových komunikačných systémov založených na šírení vĺn v rámci hraníc viditeľnosti je možná s využitím
LikBez > O rádiových komunikáciách
2–25 MHz
Krátkovlnný rozsah (HF) vám umožňuje organizovať komunikáciu na veľké vzdialenosti (až po transkontinentálnu). Krátke vlny boli široko používané v období 40-60-tych rokov na organizovanie komunikácie na veľké vzdialenosti. Z filmov a kníh mnohí vedia, ako sa vymieňali správy počas 2. svetovej vojny, v období prieskumu severu a Antarktídy, počas práce geologických skupín a záchranných výprav. Od začiatku 80. rokov nové komunikačné technológie (káblové, mobilné, satelitné pripojenie) postupne nahradili dosť rozmarné vysokofrekvenčné rádiové komunikácie z tradičného sektora diaľkových komunikácií. Krátke vlny začali nezaslúžene odsúvať do úzadia. Ale transformácie prebiehajúce v krajinách s bývalými plánovanými ekonomikami si vynútili hľadanie lacných a nezávislých metód komunikácie na diaľku. Záujem o „zabudnuté“ KV pásmo sa opäť začal prejavovať.
HF rádiová komunikácia je zvyčajne spojená s zemou v tmavom zasneženom lese a odvážnym rádiovým operátorom, ktorý so zamrznutými prstami odklepáva ďalšie hlásenie do Centra. Alebo bradatý geológ, ktorý sa cez praskavý hluk snaží privolať vrtuľník chorému priateľovi. V moderných vysokofrekvenčných komunikáciách „romantika“ zvyčajne nespočíva v ničom inom správna inštalácia antény a zvyšok, ako sa hovorí, je otázkou technológie.
Moderné krátkovlnné rádiové stanice umožňujú vytvárať komunikačné systémy, ktoré sú svojimi schopnosťami blízke pomerne zložitým systémom v rozsahu VHF. K dispozícii je selektívne volanie aj automatický výber najlepšia frekvencia komunikáciu a schopnosť prenášať faxové správy, šifrovanie reči a mnoho ďalšieho. Existujú kompaktné modely na inštaláciu do vozidiel a dokonca aj prenosných rádiových staníc, ktorých schopnosti nie sú o nič horšie ako tie stacionárne. V súčasnosti vyrábané HF rádiostanice majú vysokú citlivosť a selektivitu, výstupný výkon až 100 wattov a viac. Do tohto typu zariadení prenikli moderné digitálne a mikroprocesorové technológie, ktoré používateľom poskytujú množstvo doplnkových funkcií, ktoré uľahčujú život radistu. Je ťažké nazvať „rádiovým operátorom“, napríklad manažérom banského závodu, ktorý zo svojej kancelárie riadi prácu desiatok objektov nachádzajúcich sa stovky alebo dokonca tisíce kilometrov od vedenia.
Nevýhody HF radu zahŕňajú ťažkosti s miniaturizáciou rádiových staníc, veľké veľkosti antény (desiatky metrov), nízka odolnosť proti šumu (v dňoch dobrého prenosu signálu počuť na zvolenej frekvencii prenos z opačnej strany Zeme). Výhodou je úplná autonómia na veľké vzdialenosti, nízke náklady na vybavenie v porovnaní s akýmikoľvek inými typmi komunikácie, ktoré poskytujú rovnaký dosah.
Používa sa hlavne na komunikáciu:
medzi vzdialenými bodmi na veľké vzdialenosti až po transkontinentálnu komunikáciu;
v ťažko dostupných oblastiach (lesy, púšte) a oblastiach s ťažkým terénom (kopce, hory);
S vozidiel na veľké vzdialenosti stoviek a tisícok kilometrov;
S prenosné rádiá na veľké vzdialenosti (desiatky a stovky kilometrov) a oblasti s ťažkým terénom (kopce, hory);
nízkorýchlostný digitálny prenos dát (súbory, e-maily, faxy);
na výmenu telemetrických údajov so vzdialenými a ťažko dostupnými objektmi (meteostanice, brány, čerpacie stanice a tak ďalej.).
25,6–30 MHz
„Civilné“ pásmo je „CB“ alebo ako sa často nazýva „27 MHz“. Jediný rozsah, v ktorom môžu rádiokomunikačné zariadenia používať súkromné osoby bez obmedzení.
Vysoký komunikačný dosah v rovinatých vidieckych oblastiach a nízke náklady na účastnícke zariadenia robia tento rozsah veľmi atraktívnym pre väčšinu rôzne kategórie užívateľov od farmárov, rybárov a pastierov až po veľké stavebné, banské a dopravné organizácie.
A hoci najväčšia účinnosť dosahu bude v rovinatých vidieckych oblastiach, prax používania CB ukázala, že pri správnej organizácii systému a optimálnom umiestnení antén základňových staníc je možné dosiahnuť vysokokvalitnú a spoľahlivú rádiovú komunikáciu cez veľké vzdialenosti aj v podmienkach priemyselného mestského rušenia a výškových budov. Príkladom je aktívny rozvoj súkromných taxislužieb v Taškente pomocou rádiovej komunikácie CB.
V tomto rozsahu dochádza k šíreniu rádiových vĺn okrem priamočiarych aj odrazom od ionosféry Zeme, preto bude dosah rádiového signálu a jeho kvalita veľmi závisieť od stavu ionosféry a slnečnej aktivity a môže; sa značne líšia v závislosti od rôzne dni a cez deň.
Ionosférický prenos rádiových vĺn môže zvýšiť komunikačný dosah na niekoľko tisíc kilometrov. Toto sa deje hlavne v letný čas roku a v období slnečnej aktivity. Počas takýchto prechádzok môžete ľahko chatovať s Moskvou alebo Samarou, precvičiť si znalosti cudzích jazykov, kontaktovať cudzie krajiny. Pre niektorých sa nadväzovanie diaľkových spojení na CB stalo formou športu.
Medzi nevýhody „civilnej“ komunikácie treba poznamenať vysokú citlivosť na rušenie, preťaženie kanálov v dňoch priaznivého šírenia rádiových vĺn (vysielače vzdialené tisíce kilometrov), nízku účinnosť prenosných rádiových staníc v dôsledku krátkych antén, dlhých dĺžka antény mobilných rádiostaníc (asi 1,5 m).
Napriek týmto nedostatkom zostáva CB komunikácia najpopulárnejším komunikačným prostriedkom na svete. Vďaka nízkym nákladom na vybavenie a zjednodušenému registračnému postupu ho používajú poľnohospodárske organizácie, vodiči vozidiel, outdooroví nadšenci a veľká armáda obyčajných ľudí, pre ktorých sú rádiové komunikácie jednoducho obľúbenou zábavou. Nie je prehnané povedať, že v CB pásme funguje viac rádií ako na všetkých ostatných frekvenciách dokopy.
Najvýhodnejšie pre rádiovú komunikáciu:
medzi stacionárnymi a autorádia pri použití účinných základných antén;
medzi vozidlami pri jazde po diaľnici, mimo mesta, v kolóne alebo v krátkej vzdialenosti od seba (5–15 km);
medzi poľnohospodárskymi zariadeniami (kombajny, sejačky, zberače bavlny atď.) a medzi zariadeniami a riadiacimi strediskami (váženie, príjem, dopĺňanie paliva atď.) v rovinatých alebo kopcovitých oblastiach pomocou účinných základných antén;
v rámci mesta medzi mobilnými a stacionárnymi objektmi prostredníctvom dispečerských rádiostaníc s efektívne antény inštalované v dostatočnej výške.
33-50 MHz
Rozsah 33–50 MHz, zvyčajne nazývaný „nízke pásmo“, kvôli nedostatku vhodného termínu v ruštine. V bývalom ZSSR bol široko používaný a zostal takmer jediným servisným sortimentom, pre ktorý bolo možné zakúpiť zariadenia vyrobené v krajinách RVHP. Mnoho podnikov a organizácií využívalo rádiové stanice, najmä „Len“ a „Granit“ na riešenie potrieb prevádzkovej rádiovej komunikácie, a niektoré ich stále používajú. No ekonomické transformácie posledných rokov nás prinútili prehodnotiť naše názory na výber komunikačných zariadení. Najnovší západný vývoj sa nalial na náš trh a „nízke pásmo“ sa začalo nahrádzať vyššími frekvenčnými rozsahmi.
V súčasnosti sú v predaji rádiové stanice na 33–50 MHz vyrábané spoločnosťami Vertex, Motorola, Alan, Roger atď. To umožňuje organizáciám a oddeleniam nahradiť flotilu zastaraných a nefunkčných zariadení a využívať existujúce rádiové frekvencie. K dispozícii je množstvo prenosných modelov. Bohužiaľ, ceny za takéto zariadenia sú o niečo vyššie ako za podobné modely s vyššími frekvenciami.
Z hľadiska fyzikálnych vlastností zaujíma medzipolohu medzi KV a VKV pásmom, preto má vlastnosti oboch. Za určitých okolností umožňuje komunikáciu za rádiovým horizontom (odrazenou vlnou). Ale v zásade je komunikácia možná v rámci priamej viditeľnosti. Charakterizované miernym útlmom a menším odrazom. Najväčší dosah sa dosahuje vo vidieckych oblastiach s nízkou zástavbou a v rovinatých oblastiach.
136 – 174, 400 – 512 MHz
Vysoká odolnosť proti hluku a dobrý priechod signál umožňuje aktívne využitie týchto rozsahov pre organizáciu takmer všetkých servisných rádiokomunikačných systémov. Spodná časť rozsahu (VHF) je efektívnejšia vo vidieckych oblastiach, nízkopodlažných (do 3 poschodí) a stredne vysokých (do 5 poschodí) mestských budovách. Vrchná časť(DCV) sa uprednostňuje v priemyselných centrách a viacposchodových budovách.
V mnohých krajinách sa tieto pásma používajú na organizáciu rádiovej komunikácie so stránkovacím (VHF) a celulárnym (VHF). Hoci existuje tendencia prejsť na vyššie frekvenčné rozsahy (900, 1800 MHz)
Komunikácia je možná len v rámci viditeľnosti, preto sa vo väčšine prípadov používajú reléové systémy.
806–825, 851–870 MHz
Používa sa na organizovanie rádiokomunikačných systémov v mestách s výškovými budovami a v oblastiach s vysoký stupeň priemyselné rušenie. Veľmi vysoká odolnosť proti šumu a dobrý prenos signálu cez rôzne prekážky (dokonca aj kovové pletivá) umožňujú použitie tohto rozsahu tam, kde šírenie rádiových vĺn s nižšími frekvenciami nie je možné alebo je spojené s vysokými nákladmi (umiestnenie medziľahlých zosilňovačov, vysoké výšky antény atď.) . V mnohých krajinách po celom svete sa používa na organizáciu celulárnej rádiovej komunikácie. najmä bunkový v Uzbekistane je organizovaná presne v tomto rozsahu. Tradičné spektrum mobilných pevných liniek v USA.
Komunikácia je možná len v rámci rádiového horizontu. Rozsah sa vyznačuje vysokým stupňom odrazu rádiových vĺn od budov, konštrukcií a iných prírodných a umelých bariér, vďaka čomu je možná rádiová komunikácia v priemyselných oblastiach a priemyselných centrách s výškovými budovami. V niektorých prípadoch to možno vnímať ako výhodu (menej mŕtvych miest v dôsledku odrazov) a v iných prípadoch to môže byť veľký problém (rušenie).
Podľa fyzikálnych vlastností sa vyznačuje vysokým útlmom rádiových vĺn, v dôsledku čoho bude dosah komunikácie vo vidieckych oblastiach kratší ako pri nízkych frekvenciách.
Nevýhody zahŕňajú relatívne vysoké náklady na vybavenie v porovnaní so zariadeniami na nižších frekvenciách a ťažkosti pri vytváraní výkonných rádiových vysielačov pre prenosné stanice. Čiastočne je to spôsobené zvýšením energie prenášaného signálu pri vysokých frekvenciách, a to si zase vyžaduje vysokokapacitné napájacie zdroje (batérie), ktorých rozmery sú pri súčasnej úrovni rozvoja technológií ťažko realizovateľné. miniaturizovať.
FREKVENČNÉ ROZSAHY
Vysielačky možno na základe hodnotenia frekvencie rozdeliť do dvoch kategórií – profesionálne a amatérske.
Profesionálne vysielačky používa na vyhradených vnútrorezortných frekvenciách. Zvyčajne ide o rádiovú komunikáciu používanú v podnikoch, ako aj pre núdzové a vládne služby: ambulancia, dopravná polícia, ministerstvo pre mimoriadne situácie. Pre profesionálne prenosné vysielačky sa používajú frekvenčné rozsahy
Nízke pásmo (33 – 48,5 MHz, 57 – 57,5 MHz)
VHF (Very High Frequency) 136-174 MHz - rozsah VHF
UHF (Ultra High Frequency) 400-470 MHz - mikrovlnný rozsah
Ham rozhlasové stanice môžu využívať bežní občania. Pre legálne využívanie niektorých rádiových frekvenčných rozsahov (144-146 MHz, 430-440 MHz) je potrebné povolenie na výstavbu (nákup) a prevádzkovanie amatérskych rádiových staníc. Iné pásma sú povolené na voľné použitie s príslušným obmedzením výstupného výkonu vysielača
- CB ("Občianska kapela" - " občianska kapela") 26,965-27,855 MHz
(povolený výstupný výkon nie viac ako 10 W) - LPD (Low Power Device) 433,050 - 434,790 MHz. (69 kanálov)
(povolený výstupný výkon nie viac ako 0,01 W) - PMR (osobné mobilné rádio) 446,00625-446,09375 MHz (8 kanálov)
(povolený výstupný výkon nie viac ako 0,5 W)
27 MHz (CB), povolený výkon – až 10 W. Na tejto frekvencii môžete používať rádiá s akýmkoľvek typom antény (kompaktná, automobilová, stacionárna).
433 MHz (LPD). Povolený výkon - maximálne 0,01 W. Používajú sa vysielačky s kompaktnými integrovanými anténami.
446 MHz (PMR). Povolený výkon - maximálne 0,5 W. Komunikácia prebieha pomocou rádiových staníc s kompaktnými integrovanými anténami.
V skutočnosti má veľa továrenských rádií v radoch PMR a LPD výkon až 5 W. Zariadenia s výkonom do 0,01 W vo frekvenčnom rozsahu 433 MHz, ako aj do 0,5 W vo frekvenčnom rozsahu 446 MHz nie je potrebné registrovať.
Vlnová dĺžka v rádiách dosahu CB je 11 m Rádiová vlna dokáže prekonať prekážku polovičnej vlnovej dĺžky a rádiové stanice v tomto rozsahu sú optimálne na použitie v nerovnom teréne. Rádiová vlna obíde akýkoľvek nerovný terén alebo skupinu stromov s priemerom 5-6 metrov. Pri podobných elektrických parametroch zaručujú dlhší komunikačný dosah. Pri 27 MHz je možné elektromagnetické rušenie priemyselného pôvodu alebo intermodulácia. Dôvodom je preťaženie vzduchu v mestách. Pri použití rádií s kompaktnými anténami v meste alebo blízkom meste je komunikačný dosah nepredvídateľný.
V tomto rozsahu nie sú vylúčené „priechody na veľké vzdialenosti“, to znamená, že komunikácia môže prechádzať na veľmi dlhé vzdialenosti vrátane vytvorenia „rádiovej ozveny“ (vlastného signálu, ktorý obišiel planétu) v dôsledku spätného odrazu. z ionosféry.
S vysokou slnečnou aktivitou sa zvyšuje pravdepodobnosť „cestovania na dlhé vzdialenosti“. To negatívne ovplyvňuje dosah a kvalitu komunikácie na krátke vzdialenosti v dôsledku dodatočného intermodulačného rušenia.
Vlnová dĺžka obľúbených rozhlasových staníc s frekvenciami 433 a 446 MHz je približne 0,7 m, z tohto dôvodu nie je vhodná do drsného terénu alebo lesov. Rádiová vlna nie je schopná obísť ani 35-centimetrový kmeň stromu. Rádiové stanice na frekvenciách 433 a 446 MHz sú však optimálne pre mestské prostredie, pretože v tomto rozsahu je malý atmosférický šum a priemyselné elektromagnetické rušenie.
Rozsah komunikácie je ovplyvnený rôznymi faktormi, vrátane:
- elektromagnetické rušenie. LPD a PMR rádiá ich tolerujú lepšie ako CB, keďže úroveň priemyselného a atmosférického rušenia v pásmach 433/446 MHz je oveľa nižšia ako na 27 MHz. Preto v meste komunikačný dosah LPD/PMR staníc zaručuje lepší komunikačný dosah.
Vlnové efekty (difrakcia, interferencia). Umožňujú prekonávať prekážky menšie ako polovica vlnovej dĺžky. To vedie k tomu, že signál sa stáva nehomogénny vo vzdialenostiach porovnateľných s dĺžkou rádiovej vlny. Na nerovnom teréne alebo v horách fungujú rádiá SV lepšie ako ostatné.
V dôsledku odrazov od ionosféry sú pre CB rádiá možné „prechody na veľké vzdialenosti“. Pre stabilnú obojsmernú komunikáciu potrebujete dobrá anténa a určitý stav ionosféry. V pásmach LPD/PMR nie je možné „cestovať na dlhé vzdialenosti“.
Absorpcia energie rádiových vĺn povrchom zeme a stromov. Absorpcia sa zvyšuje so zvyšujúcou sa frekvenciou vĺn (vyhráva SW).
Pre vysielačky je dôležitá účinnosť antény.
Vertikálne bičové antény s dĺžkou štvrtiny alebo štvrtiny možno nazvať efektívnymi. dlhšie signálne vlny. Nasledujúce sú optimálne pre štvrťvlnové antény:
- SV – 2,78 m;
§ LPD – 17,3 cm;
§ PMR – 16,8 cm.
Do úvahy geometrická veľkosť antény. Dá sa však skrátiť pri zachovaní elektrickej „dĺžky“ pomocou predlžovacej cievky.
Ak je skrátená anténa vyrobená úzkopásmová, s veľkým rezonančným ziskom vo frekvencii, zvýši sa tým účinnosť kompaktných antén, ale iba pri prevádzke v úzkom frekvenčnom rozsahu, na ktorý je naladená.
U krátkovlnných LPD a PMR rádiostaníc nie je potrebné anténu výrazne skracovať, ale u dlhovlnných CB anténa skrátená až 20x znižuje dosah rádiovej komunikácie. Takéto vysielačky fungujú dobre len s dlhými anténami, ale ich používanie je nepohodlné.
Nedá sa s istotou povedať, ktorý rozsah je lepší.
Každý rozsah civilné komunikácie ich výhody a nevýhody, ktoré sú viditeľné v rôznych podmienkach. Pri výbere rozsahu sa riaďte prevádzkovými podmienkami.
Pre prímestské komunikácie, na veľké vzdialenosti v lese alebo na nerovnom teréne je lepšie uprednostniť rozhlasovú stanicu SV. Lepšia komunikácia v meste, najmä vo vnútri železobetónovej budovy alebo dopravy (bez externá anténa) poskytne LPD/PMR vysielačky. Ak nie je dôležitý rozsah, ale pohodlie nosenia a veľkosť, zvoľte LPD/PMR. Na prepravu vysielačky do zahraničia je lepšie vziať si PMR. Ak potrebujete kontaktovať profesionálne alebo amatérske rozhlasové stanice, oplatí sa to vyskúšať vysielačky LPD, keďže PMR kanály na 6,25 kHz sú posunuté okolo 446 MHz a väčšina amatérskych a profesionálnych staníc nemá segment 6,25 kHz.
