Средняя частота ( СЧ ) — обозначение МСЭ [1] для радиочастот (РЧ) в диапазоне от 300 килогерц (кГц) до 3 мегагерц (МГц). Частью этого диапазона является диапазон вещания AM средних волн (СВ) . Диапазон СЧ также известен как гектометровый диапазон , поскольку длины волн находятся в диапазоне от десяти до одного гектометра (от 1000 до 100 м). Частоты, находящиеся непосредственно ниже СЧ, обозначаются как низкие частоты (НЧ), в то время как первый диапазон более высоких частот известен как высокие частоты (ВЧ). СЧ в основном используется для радиовещания AM , навигационных радиомаяков , морской связи судно-берег и управления трансокеанским воздушным движением .
Радиоволны на длинах волн MF распространяются посредством земных волн и отражения от ионосферы (называемых небесными волнами ). [2] Земные волны следуют кривизне Земли . На этих длинах волн они могут изгибаться ( дифрагировать ) над холмами и выходить за пределы визуального горизонта, хотя они могут быть заблокированы горными хребтами. Типичные радиостанции MF могут охватывать радиус в несколько сотен километров/миль от передатчика, с большими расстояниями над водой и влажной землей. [3] Радиостанции MF используют земные волны для покрытия своих зон прослушивания.
Волны MF также могут распространяться на большие расстояния посредством распространения небесных волн , при котором радиоволны, излучаемые под углом в небо, преломляются обратно на Землю слоями заряженных частиц ( ионов ) в ионосфере , слоями E и F. Однако в определенные моменты времени слой D (находящийся на меньшей высоте, чем рефракционные слои E и F) может быть электронным образом зашумлен и поглощать радиоволны MF, мешая распространению небесных волн. Это происходит, когда ионосфера сильно ионизирована, например, днем, летом и особенно в периоды высокой солнечной активности .
Ночью, особенно в зимние месяцы и в периоды низкой солнечной активности, ионосферный слой D может фактически исчезнуть. Когда это происходит, радиоволны MF могут легко приниматься на расстоянии сотен или даже тысяч миль, поскольку сигнал будет преломляться оставшимся слоем F. Это может быть очень полезно для дальней связи, но также может мешать работе местных станций. Из-за ограниченного количества доступных каналов в диапазоне СВ вещания одни и те же частоты перераспределяются между различными вещательными станциями, находящимися на расстоянии в несколько сотен миль. В ночи с хорошим распространением ионосферной волны сигналы удаленных станций могут отражаться от ионосферы и мешать сигналам местных станций на той же частоте. Североамериканское региональное вещательное соглашение (NARBA) выделяет определенные каналы для использования в ночное время в расширенных зонах обслуживания через ионосферную волну несколькими специально лицензированными вещательными станциями AM. Эти каналы называются чистыми каналами , а станции, называемые станциями чистого канала , должны вести вещание на более высоких мощностях от 10 до 50 кВт.
Основное использование этих частот — AM-вещание ; AM -радиостанциям выделены частоты в диапазоне средних волн от 526,5 кГц до 1606,5 кГц [4] в Европе; в Северной Америке это диапазон от 525 кГц до 1705 кГц [5] Некоторые страны также разрешают вещание в диапазоне 120 метров от 2300 до 2495 кГц; эти частоты в основном используются в тропических районах. Хотя это средние частоты, 120 метров обычно рассматриваются как один из диапазонов коротких волн .
Существует ряд частот береговой охраны и других судоходных служб, используемых между 1600 и 2850 кГц. К ним относятся, например, французский MRCC на 1696 кГц и 2677 кГц, береговая охрана Сторновея на 1743 кГц, береговая охрана США на 2670 кГц и Мадейра на 2843 кГц. [6] RN Northwood в Англии транслирует данные Weather Fax на частоте 2618,5 кГц. [7] Ненаправленные навигационные радиомаяки (NDB) для морской и авиационной навигации занимают диапазон от 190 до 435 кГц, который перекрывается от LF до нижней части диапазона MF.
2182 кГц — это международная частота вызова и бедствия для морской голосовой связи SSB (радиотелефонии). Она аналогична каналу 16 в морском диапазоне VHF. 500 кГц в течение многих лет была морской частотой бедствия и аварийной ситуации , и есть еще NDB между 510 и 530 кГц. Navtex , которая является частью текущей Глобальной морской системы безопасности при бедствии, занимает 518 кГц и 490 кГц для важных цифровых текстовых передач. Наконец, существуют авиационные и другие мобильные диапазоны SSB от 2850 кГц до 3500 кГц, пересекающие границу из диапазона MF в диапазон HF радио. [8]
Любительский радиодиапазон , известный как 160 метров или «верхний диапазон», находится между 1800 и 2000 кГц (распределение зависит от страны и начинается с 1810 кГц за пределами Америки). Любительские операторы передают CW код Морзе , цифровые сигналы и SSB и AM голосовые сигналы на этом диапазоне. После Всемирной конференции радиосвязи 2012 года (ВКР-2012) любительская служба получила новое распределение между 472 и 479 кГц для узкополосных режимов и вторичной службы после обширных исследований распространения и совместимости, проведенных ARRL 600 meters Experiment Group и их партнерами по всему миру. В последние годы некоторая ограниченная работа любительской радиосвязи также была разрешена в районе 500 кГц в США, Великобритании, Германии и Швеции. [9]
Многие домашние портативные или беспроводные телефоны, особенно те, которые были разработаны в 1980-х годах, передают маломощные FM-аудиосигналы между настольным базовым блоком и трубкой на частотах в диапазоне от 1600 до 1800 кГц. [10]
Передающие антенны, обычно используемые в этом диапазоне, включают в себя монопольные мачтовые излучатели , проволочные монопольные антенны с верхней загрузкой, такие как перевернутые Г и Т антенны , и проволочные дипольные антенны . Распространение земной волны , наиболее широко используемый тип на этих частотах, требует вертикально поляризованных антенн, таких как монополи.
Наиболее распространенные передающие антенны, монополи от одной четверти до пяти восьмых длины волны, физически велики на этих частотах, от 25 до 250 метров (от 82 до 820 футов), требуя высокой радиомачты . Обычно сама металлическая мачта запитана и используется в качестве антенны, и устанавливается на большом фарфоровом изоляторе, чтобы изолировать ее от земли; это называется излучателем мачты . Монопольная антенна, особенно если она электрически короткая , требует хорошего заземления с низким сопротивлением для эффективности, поскольку сопротивление земли последовательно с антенной и потребляет мощность передатчика. Коммерческие радиостанции используют систему заземления, состоящую из множества медных кабелей, зарытых неглубоко в землю, излучающих от основания антенны на расстояние около четверти длины волны. В районах с каменистой или песчаной почвой, где проводимость земли плохая, иногда используются надземные противовесы .
Передатчики с меньшей мощностью часто используют электрически короткие четвертьволновые монополи, такие как перевернутые Г-образные или Т-образные антенны , которые вступают в резонанс с нагрузочной катушкой в их основании.
Приемные антенны не обязательно должны быть такими же эффективными, как передающие антенны, поскольку в этом диапазоне отношение сигнал/шум определяется атмосферным шумом. Уровень шума в приемнике намного ниже шума в сигнале, поэтому можно использовать антенны, малые по сравнению с длиной волны, которые неэффективны и дают слабый сигнал. Слабый сигнал от антенны может быть усилен в приемнике без внесения значительного шума. Наиболее распространенной приемной антенной является ферритовая рамочная антенна (также известная как антенна с ферритовым стержнем ), изготовленная из ферритового стержня с намотанной вокруг него катушкой тонкой проволоки. Эта антенна достаточно мала, чтобы ее обычно помещали внутрь корпуса радиоприемника. Помимо использования в радиоприемниках AM, ферритовые антенны также используются в портативных радиопеленгаторах (RDF). Ферритовая стержневая антенна имеет дипольную диаграмму приема с острыми нулями вдоль оси стержня, так что прием наилучший, когда стержень находится под прямым углом к передатчику, но затухает до нуля, когда стержень направлен точно на передатчик. Используются также другие типы рамочных антенн и антенн с произвольным расположением проводов .