X-диапазон — обозначение диапазона частот в микроволновой радиодиапазоне электромагнитного спектра . В некоторых случаях, например, в технике связи , частотный диапазон X-диапазона устанавливается довольно неопределенно и составляет примерно 7,0–11,2 ГГц . [ нужна цитата ] В радиолокационной технике диапазон частот указан Институтом инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) как 8,0–12,0 ГГц. Диапазон X используется для радаров , спутниковой связи и беспроводных компьютерных сетей .
X-диапазон используется в радиолокационных приложениях, включая непрерывные , импульсные, однополяризационные , двойной поляризации, радары с синтезированной апертурой и фазированные решетки . Поддиапазоны радиолокационных частот X-диапазона используются в гражданских , военных и правительственных учреждениях для мониторинга погоды , управления воздушным движением , управления движением морских судов , слежения за обороной и определения скорости транспортных средств для правоохранительных органов. [1] [2]
X-диапазон часто используется в современных радарах. Более короткие волны X-диапазона обеспечивают получение изображений с более высоким разрешением от радаров высокого разрешения для идентификации и распознавания целей. Метеорологические радары X-диапазона обладают значительным потенциалом для наблюдений на коротких дистанциях, но потеря мощности сигнала ( затухание ) в дождливых условиях ограничивает их использование на больших дистанциях. [3]
Сегмент X-диапазона от 10,15 до 10,7 ГГц используется для наземной широкополосной связи во многих странах, таких как Бразилия, Мексика, Саудовская Аравия, Дания, Украина, Испания и Ирландия. [4] Alvarion , CBNL , CableFree и Ogier создают для этого системы, хотя каждая из них имеет собственную воздушную связь. DOCSIS (Спецификация интерфейса передачи данных по кабельному кабелю), стандарт, используемый для предоставления клиентам кабельного Интернета , использует некоторые частоты X-диапазона. Домашнее/бизнесовое CPE имеет один коаксиальный кабель с адаптером питания, подключаемый к обычному кабельному модему. Частота гетеродина обычно составляет 9750 МГц, такая же, как для LNB спутникового телевидения Ku-диапазона . В двусторонних приложениях, таких как широкополосная связь, обычно используется смещение TX 350 МГц.
Небольшие части диапазона X выделены Международным союзом электросвязи (ITU) исключительно для телекоммуникаций в дальнем космосе. Основным пользователем этого распределения является американская сеть дальнего космоса НАСА (DSN). Объекты DSN расположены в Голдстоуне, штат Калифорния (в пустыне Мохаве ), недалеко от Канберры, Австралия , и недалеко от Мадрида, Испания , и обеспечивают непрерывную связь с Земли практически в любой точке Солнечной системы независимо от вращения Земли. (Станции DSN также способны использовать более старые и более низкие частоты радиосвязи в дальнем космосе S-диапазона , а также некоторые более высокие частоты на более или менее экспериментальной основе, например, в диапазоне K. )
Известные программы исследования дальнего космоса , в которых использовалась связь X-диапазона, включают спускаемые аппараты «Викинг» на Марс ; миссии « Вояджер » к Юпитеру , Сатурну и дальше; орбитальный аппарат « Галилео -Юпитер» ; миссия «Новые горизонты» к Плутону и поясу Койпера , марсоход «Кьюриосити» и орбитальный аппарат Сатурна «Кассини-Гюйгенс» . [5]
Важным использованием связи в диапазоне X стали два посадочных модуля программы «Викинг» . Когда планета Марс проходила рядом с Солнцем или позади него, если смотреть с Земли, спускаемый аппарат «Викинг» передавал одновременно две несущие непрерывных волн, одну в S-диапазоне и одну в X-диапазоне, в направлении Земли, где они были зафиксированы наземными станциями DSN . Проводя одновременные измерения на двух разных частотах, полученные данные позволили физикам-теоретикам проверить математические предсказания Общей теории относительности Альберта Эйнштейна . Эти результаты являются одними из лучших подтверждений общей теории относительности. [ нужна цитата ]
Новая европейская двойная марсианская миссия ExoMars также будет использовать связь в X-диапазоне на приборе LaRa для изучения внутренней структуры Марса и проведения точных измерений вращения и ориентации Марса путем мониторинга двусторонних доплеровских частотных сдвигов между поверхностью. платформа и Земля. Он также обнаружит изменения углового момента из-за перераспределения масс, например, миграции льда из полярных шапок в атмосферу. [ нужна цитата ]
Международный союз электросвязи (МСЭ), международный орган, распределяющий радиочастоты для гражданского использования, не уполномочен выделять полосы частот для военной радиосвязи . То же самое относится и к военным спутникам связи X-диапазона . Однако, чтобы удовлетворить военные потребности в радиочастотном спектре, например, для фиксированной спутниковой службы и подвижной спутниковой службы , страны НАТО заключили Совместное соглашение НАТО о гражданских и военных частотах (NJFA). [6]
Регламент радиосвязи Международного союза электросвязи разрешает любительскую радиосвязь в диапазоне частот от 10 000 до 10 500 ГГц [7] , а любительская спутниковая работа разрешена в диапазоне от 10 450 до 10 500 ГГц. Любители называют его 3-сантиметровым диапазоном , а AMSAT — X-диапазоном .
Детекторы движения часто используют частоту 10,525 ГГц. [8] Для детекторов светофора предлагается частота 10,4 ГГц . Comreg в Ирландии выделил 10,450 ГГц для датчиков трафика в качестве SRD. [9]
Многие спектрометры электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) работают на частоте около 9,8 ГГц.
Ускорители частиц могут питаться от радиочастотных источников X-диапазона. Затем частоты стандартизируются на уровне 11,9942 ГГц (Европа) или 11,424 ГГц (США), [10] [11], что является второй гармоникой C-диапазона и четвертой гармоникой S-диапазона . Европейская частота X-диапазона используется для компактного линейного коллайдера (CLIC) .