stringtranslate.com

Сверхвысокая частота

Сверхвысокая частота ( UHF ) — это обозначение МСЭ для радиочастот в диапазоне от 300  мегагерц (МГц) до 3  гигагерц (ГГц), также известном как дециметровый диапазон , поскольку длины волн находятся в диапазоне от одного метра до одной десятой метра (один дециметр ) . Радиоволны с частотами выше диапазона UHF попадают в сверхвысокие частоты (SHF) или микроволновый диапазон частот. Сигналы с более низкой частотой попадают в диапазон VHF ( очень высокая частота ) или более низкие диапазоны. Радиоволны UHF распространяются в основном по прямой видимости ; они блокируются холмами и большими зданиями, хотя передача через стены зданий достаточно сильна для приема внутри помещений. Они используются для телевизионного вещания , сотовых телефонов , спутниковой связи, включая GPS , персональных радиослужб , включая Wi-Fi и Bluetooth , раций , беспроводных телефонов , спутниковых телефонов и множества других приложений.

IEEE определяет диапазон УВЧ-радара как частоты от 300 МГц до 1 ГГц. [1] Два других диапазона радаров IEEE перекрывают диапазон УВЧ МСЭ: диапазон L между 1 и 2 ГГц и диапазон S между 2 и 4 ГГц.

Телевизионная антенна UHF на жилом доме. Этот тип антенны, называемый антенной Yagi–Uda , широко используется на частотах UHF.

Характеристики распространения

Радиоволны в диапазоне УВЧ распространяются почти исключительно за счет распространения по прямой видимости (LOS) и отражения от земли; в отличие от диапазона КВ, здесь практически нет отражения от ионосферы ( распространение небесной волны ) или земной волны . [2] Радиоволны УВЧ блокируются холмами и не могут распространяться за горизонт, но могут проникать через листву и здания для приема внутри помещений. Поскольку длины волн УВЧ сопоставимы с размерами зданий, деревьев, транспортных средств и других обычных объектов, отражение и дифракция от этих объектов могут вызывать замирание из-за многолучевого распространения , особенно в застроенных городских районах. Атмосферная влажность снижает или ослабляет силу сигналов УВЧ на больших расстояниях, и ослабление увеличивается с частотой. Сигналы УВЧ-телевидения, как правило, сильнее ухудшаются под воздействием влаги, чем сигналы более низких диапазонов, такие как сигналы УВЧ- телевидения.

Поскольку визуальный горизонт устанавливает максимальную дальность передачи УВЧ в пределах от 30 до 40 миль (от 48 до 64 км) или меньше, в зависимости от рельефа местности, те же частотные каналы могут повторно использоваться другими пользователями в соседних географических районах ( повторное использование частот ). Радиоретрансляторы используются для повторной передачи УВЧ-сигналов, когда требуется расстояние, превышающее прямую видимость.

Иногда при подходящих условиях радиоволны УВЧ-диапазона могут распространяться на большие расстояния по тропосферным каналам, поскольку атмосфера нагревается и охлаждается в течение дня.

Антенны

Двусторонние радиостанции Retevis GMRS , работающие на частотах 462 и 467 МГц в диапазоне УВЧ, на которых показаны используемые короткие антенны
Уголковый отражатель антенны UHF-TV из 1950-х годов

Длина антенны связана с длиной используемых радиоволн. Из-за коротких длин волн антенны UHF удобно короткие и короткие; на частотах UHF четвертьволновый монополь , наиболее распространенная всенаправленная антенна, имеет длину от 2,5 до 25 см. Длины волн UHF достаточно короткие, чтобы эффективные передающие антенны были достаточно малы для установки на портативных и мобильных устройствах, поэтому эти частоты используются для двусторонних наземных мобильных радиосистем , таких как рации , двусторонние радиостанции в транспортных средствах и для портативных беспроводных устройств ; беспроводных телефонов и сотовых телефонов . Всенаправленные антенны UHF, используемые на мобильных устройствах, обычно представляют собой короткие штыри , рукавные диполи , резиновые уточки или плоские перевернутые F-антенны (PIFA), используемые в сотовых телефонах. Всенаправленные антенны UHF с более высоким коэффициентом усиления могут быть изготовлены из коллинеарных решеток диполей и используются для мобильных базовых станций и антенн сотовых базовых станций .

Короткие длины волн также позволяют антеннам с высоким коэффициентом усиления быть удобно маленькими. Антенны с высоким коэффициентом усиления для линий связи точка-точка и приема телевидения UHF обычно представляют собой Yagi , логопериодические , уголковые отражатели или антенны с отражательной решеткой . На верхнем конце диапазона становятся практичными щелевые антенны и параболические тарелки . Для спутниковой связи используются спиральные и турникетные антенны , поскольку спутники обычно используют круговую поляризацию , которая не чувствительна к относительной ориентации передающей и приемной антенн. Для телевизионного вещания используются специализированные вертикальные излучатели, которые в основном являются модификациями щелевой антенны или антенны с отражательной решеткой: щелевые цилиндрические, зигзагообразные и панельные антенны.

Приложения

Каналы телевизионного вещания УВЧ используются для цифрового телевидения , хотя большая часть прежней полосы пропускания была перераспределена для использования в системах наземной мобильной радиосвязи , транкинговой радиосвязи и мобильной телефонии .

Поскольку на частотах UHF передающие антенны достаточно малы для установки на портативных устройствах, спектр UHF используется во всем мире для наземных мобильных радиосистем, двухсторонних радиостанций, используемых для голосовой связи в коммерческих, промышленных, общественных и военных целях. Примерами персональных радиослужб являются GMRS , PMR446 и UHF CB .

Наиболее быстро расширяющееся использование диапазона - это сети Wi-Fi ( беспроводные локальные сети ) в домах, офисах и общественных местах. Низкий диапазон Wi-Fi IEEE 802.11 работает в диапазоне от 2412 до 2484 МГц. Второе широко распространенное использование - это мобильные телефоны , позволяющие подключать портативные мобильные телефоны к телефонной сети общего пользования и Интернету . Текущие сотовые сети 3G и 4G используют UHF, частоты которых различаются в зависимости от оператора и страны. Спутниковые телефоны также используют эту частоту в диапазоне L и диапазоне S.

Примеры распределения частот УВЧ

Австралия

Канада

Франция

Новая Зеландия

Великобритания

Соединенные Штаты

Каналы UHF используются для цифрового телевизионного вещания как на эфирных каналах , так и на кабельных каналах . С 1962 года тюнеры каналов UHF (в то время каналы с 14 по 83) были обязательными для телевизионных приемников в соответствии с Законом о приемниках всех каналов . Однако из-за их более ограниченного диапазона и того, что лишь немногие устройства могли их принимать, пока не были заменены старые, каналы UHF были менее востребованы вещателями, чем каналы VHF (и лицензии продавались по более низким ценам).

Полный список частот, выделенных для телевидения США, можно найти на странице Частоты панамериканского телевидения .

Существует значительное количество законной нелицензированной деятельности (беспроводные телефоны, беспроводные сети), сгруппированной вокруг 900 МГц и 2,4 ГГц, регулируемой в соответствии с Разделом 47 CFR Часть 15. Эти диапазоны ISM — частоты с более высокой нелицензированной мощностью, разрешенные для использования изначально промышленными, научными, медицинскими приборами — теперь являются одними из самых загруженных в спектре, поскольку они открыты для всех. Частота 2,45 ГГц является стандартной для использования микроволновыми печами , смежной с частотами, выделенными для сетевых устройств Bluetooth .

Спектр от 806 МГц до 890 МГц (каналы УВЧ с 70 по 83) был изъят из сферы услуг телевизионного вещания в 1983 году, в первую очередь для аналоговой мобильной телефонии .

В 2009 году в рамках перехода от аналогового к цифровому эфирному вещанию телевидения спектр от 698 МГц до 806 МГц (каналы UHF 52–69) был изъят из телевещания, что сделало его доступным для других целей. Например, канал 55 был продан Qualcomm для их сервиса MediaFLO , который позже был продан AT&T и прекращен в 2011 году. Некоторым американским вещателям были предложены стимулы для досрочного освобождения этого канала, что позволило бы немедленно начать его мобильное использование. Запланированный аукцион FCC для этого нового доступного спектра был завершен в марте 2008 года. [8]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "IEEE 521-2002 - Стандартные буквенные обозначения IEEE для диапазонов радиочастот". IEEE . Получено 17 декабря 2017 г. .
  2. ^ Сейболд, Джон С. (2005). Введение в распространение радиоволн. John Wiley and Sons. С. 55–58. ISBN 0471743682.
  3. ^ "400 MHz Plan" (PDF) . acma.gov . Архивировано из оригинала (PDF) 4 апреля 2019 г. . Получено 3 ноября 2019 г. .
  4. ^ "Цифровое аудиовещание (DAB) - История канадского вещания". Broadcasting-history.ca . Получено 15 октября 2017 г. .
  5. ^ "Что такое клиренс 700 МГц?". Freeview .
  6. ^ "Решение сделать диапазон 700 МГц доступным для мобильной передачи данных - заявление" (PDF) . Получено 4 апреля 2020 г. .
  7. ^ "800 МГц и 2,6 ГГц комбинированная награда". Управление связи. 9 мая 2012 г. Получено 21 ноября 2014 г.
  8. ↑ Ханселл, Сол (18 марта 2008 г.). «Going Once…Going Twice…The 700 Mhz Spectrum is Sold». Bits.blos.nytimes.com . Получено 15 октября 2017 г. .
  9. ^ [1] [ мертвая ссылка ]
  10. ^ "Отчеты об использовании спектра федеральным правительством 225 МГц – 7,125 ГГц". NTIA . Декабрь 2015 г. – август 2017 г. Получено 21 октября 2019 г.
  11. ^ "T-Band Report" (PDF) . Npstc.org . 15 марта 2013 г. . Получено 17 декабря 2017 г. .
  12. ^ "Wireless Medical Telemetry Service (WMTS)". Федеральная комиссия по связи . 3 ноября 2011 г. Получено 17 декабря 2017 г.
  13. ^ ab "Запрос корпорации TerreStar на временное освобождение от существенных требований к обслуживанию для лицензий на 1,4 ГГц" (PDF) . FCC . 2017-10-10 . Получено 2017-10-11 .
  14. ^ abc «Ligado Ex Parte re Iridium Analysis (PUBLIC 11-2-2016)» (PDF) . Ecfsapi.fcc.gov . Проверено 17 декабря 2017 г.
  15. ^ "План сигнала Galileo". Navipedia.net . Получено 17 декабря 2017 г. .
  16. ^ "Запрос на отказ и заявление об общественных интересах". FCC . 2016-06-04 . Получено 2018-04-02 .
  17. ^ "AWS-3 Transition". Ntia.doc.gov . 29 января 2015 г. . Получено 17 декабря 2017 г. .
  18. ^ ab "Петиция AT&T Mobility об ограниченном отказе от временных требований к производительности для лицензий на блоки C и D WCS 2,3 ГГц" (PDF) . Ecfsapi.fcc.gov . Получено 17 декабря 2017 г. .
  19. ^ "Обзор Globalstar" (PDF) . Globalstar.com . 2017. Архивировано (PDF) из оригинала 2 августа 2017 г. . Получено 17 декабря 2017 г. .
  20. ^ "Широкополосная радиосвязь и широкополосная связь в образовании". FCC . Февраль 2016 г. Получено 05.06.2018 .

Внешние ссылки