В радио, longwave , long wave или long-wave , [1] и обычно сокращенно LW , [2] относится к частям радиоспектра с длинами волн больше, чем то, что изначально называлось средневолновым вещательным диапазоном. Термин является историческим, начиная с начала 20-го века, когда считалось, что радиоспектр состоит из длинноволновых (LW), средневолновых (MW) и коротковолновых (SW) радиодиапазонов. Большинство современных радиосистем и устройств используют длины волн, которые тогда считались бы «ультракороткими» (т. е. VHF , UHF и микроволновые ).
В современном использовании термин «длинноволновой» точно не определен, и его предполагаемое значение варьируется. Он может использоваться для радиоволн длиной более 1000 м [2], то есть частот [примечание 1] до 300 килогерц (кГц), [3] [4] включая низкочастотные (LF, 30–300 кГц) и очень низкочастотные (VLF, 3–30 кГц) диапазоны Международного союза электросвязи (МСЭ) . Иногда верхний предел принимается выше 300 кГц, но не выше начала диапазона вещания средних волн на частоте 520 кГц. [5]
В Европе, Африке и значительной части Азии ( регион 1 Международного союза электросвязи ), где для AM-вещания используется диапазон частот от 148,5 до 283,5 кГц [6] в дополнение к диапазону средних волн , термин «длинноволновый» обычно относится именно к этому диапазону вещания, который полностью попадает в низкочастотный диапазон радиоспектра (30–300 кГц). «Клуб длинноволновиков Америки» ( США ) интересуется «частотами ниже диапазона AM-вещания» [5] (т. е. всеми частотами ниже 520 кГц).
Из-за большой длины волны радиоволны в этом диапазоне частот могут преломляться над препятствиями, такими как горные хребты, и распространяться за горизонт, следуя контуру Земли. Этот режим распространения, называемый земной волной , является основным режимом в длинноволновом диапазоне. [7] Ослабление силы сигнала с расстоянием за счет поглощения в земле ниже, чем на более высоких частотах, и падает с частотой. Низкочастотные земные волны могут быть приняты на расстоянии до 2000 километров (1200 миль) от передающей антенны. Очень низкочастотные волны ниже 30 кГц могут использоваться для связи на трансконтинентальных расстояниях, могут проникать в соленую воду на глубину сотен футов и используются военными для связи с затопленными подводными лодками .
Низкочастотные волны также могут иногда распространяться на большие расстояния, отражаясь от ионосферы (фактический механизм — это рефракция ), хотя этот метод, называемый распространением небесной волны или «пропусканием», не так распространен, как на более высоких частотах. Отражение происходит в ионосферном слое E или слоях F. Сигналы небесной волны могут быть обнаружены на расстоянии более 300 километров (190 миль) от передающей антенны. [8]
Ненаправленные маяки передают непрерывно в интересах радиопеленгаторов в морской и воздушной навигации. Они идентифицируют себя позывным в коде Морзе . Они могут занимать любую частоту в диапазоне 190–1750 кГц. В Северной Америке они занимают 190–535 кГц. В регионе МСЭ 1 нижний предел составляет 280 кГц.
В диапазоне есть институциональные вещательные станции, которые передают кодированные сигналы времени на радиочасы. Например:
Радиоуправляемые часы получают сигналы калибровки времени с помощью встроенных длинноволновых приемников. Они используют длинные волны, а не короткие или средние волны , поскольку длинноволновые сигналы от передатчика к приемнику всегда проходят по одному и тому же прямому пути через поверхность Земли , поэтому поправка на задержку времени прохождения сигнала от передающей станции к приемнику всегда одинакова для любого места приема.
Длинные волны распространяются по земным волнам , которые огибают поверхность Земли, в отличие от средних и коротких волн . Эти высокочастотные сигналы не следуют за поверхностью Земли дальше нескольких километров, но могут распространяться как небесные волны , « отражаясь » от разных слоев ионосферы в разное время суток. Эти разные пути распространения могут сделать задержку времени разной для каждого полученного сигнала. Задержка между тем, когда длинноволновый сигнал был отправлен с передатчика ( когда закодированное время было правильным), и тем, когда сигнал был получен часами (когда закодированное время немного запаздывает), зависит от расстояния по суше между часами и передатчиком и скорости света в воздухе , которая также очень близка к постоянной. Поскольку задержка времени по сути одинакова, один постоянный сдвиг вперед от времени, закодированного в сигнале, может компенсировать все длинноволновые сигналы, полученные в любом месте от одной и той же станции сигнала времени.
Вооруженные силы Великобритании, Российской Федерации, США, Германии, Индии и Швеции используют частоты ниже 50 кГц для связи с находящимися под водой подводными лодками .
В Регламенте радиосвязи МСЭ диапазон 135,7–137,8 кГц выделен (на вторичной основе) для любительского радио во всем мире с ограничением мощности 1 Вт EIRP. Регуляторные органы многих стран лицензируют любителей на его использование.
В Северной Америке в 1970-х годах частоты 167, 179 и 191 кГц были выделены недолго просуществовавшей Службе экстренной связи США .
В настоящее время в Соединенных Штатах Часть 15 правил FCC разрешает нелицензированное использование диапазона 160–190 кГц с выходной мощностью передатчика/усилителя на антенну не более 1 Вт, с антенной высотой не более 15 метров (49 футов); это называется низкочастотным экспериментальным радио (LowFER). Диапазон 190–435 кГц используется для навигационных маяков .
Частоты от 472 до 479 кГц доступны лицензированным радиолюбителям как новый диапазон 630 м , часть ныне несуществующего морского диапазона , но его часто считают поддиапазоном средних волн .
Шведская станция SAQ, расположенная на радиостанции Varberg Radio Station в Гриметоне, является последним оставшимся в рабочем состоянии длинноволновым передатчиком Alexanderson Alternator . Хотя станция прекратила регулярное обслуживание в 1996 году, она была сохранена как объект Всемирного наследия и ежегодно проводит не менее двух демонстрационных передач на частоте 17,2 кГц. [9]
Длинные волны используются для вещания только в пределах Региона 1 МСЭ. Длинноволновые вещатели расположены в Европе, Северной Африке и Монголии .
Обычно большая географическая область может быть покрыта длинноволновым вещательным передатчиком по сравнению со средневолновым . Это связано с тем, что распространение земной волны испытывает меньшее затухание из-за проводимости земли на более низких частотах. [10]
Многие страны прекратили использовать ДВ для вещания из-за низкой аудитории, отсутствия ДВ на новых потребительских приемниках, растущего уровня помех, энергетической неэффективности АМ и высоких затрат на электроэнергию на передатчиках.
В 2014 и 2015 годах Россия закрыла все свои длинноволновые вещательные передатчики. [11]
По состоянию на 2024 год более половины частот LW не заняты, а некоторые из оставшихся служб планируется закрыть. BBC Radio 4 (Великобритания) объявила, что прекратит отдельное программирование для передач LW в 2024 году в попытке перевести слушателей на другие средства прослушивания. Дата закрытия передач LW пока не объявлена. [12]
С принятием Женевского плана частот 1975 года несущие частоты длинных волн стали точными кратными 9 кГц; в диапазоне от 153 до 279 кГц. Исключением была франкоязычная станция Europe 1 в Германии, которая сохраняла прежнее разнесение каналов до тех пор, пока длинноволновая служба не была прекращена в 2019 году. Другие исключения — все монгольские передатчики, которые на 2 кГц выше международно признанных каналов. [ необходимо разъяснение ]
До 1970-х годов некоторые длинноволновые станции в Северной и Восточной Европе и Советском Союзе работали на частотах до 433 кГц. [13]
Некоторые радиовещатели, например, передающая станция Дройтвич в Великобритании, получают свои несущие частоты от атомных часов , что позволяет использовать их в качестве частотных стандартов . Дройтвич также транслирует канал данных с низкой скоростью передачи битов, используя узкосдвиговую фазовую манипуляцию несущей, для Radio Teleswitch Services .
Поскольку длинноволновые сигналы могут распространяться на очень большие расстояния, некоторые радиолюбители и слушатели коротких волн занимаются деятельностью, называемой DXing . DX-еры пытаются прослушивать далекие передачи, и они часто отправляют отчет о приеме на передающую станцию, чтобы сообщить ей, где их услышали. После получения отчета передающая станция может отправить слушателю QSL-карточку, чтобы подтвердить этот прием.
Был проверен прием длинноволновых сигналов на расстоянии более 17 000 километров (11 000 миль). [14]
{{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )