Средняя частота ( MF ) — это обозначение ITU [1] для радиочастот (RF) в диапазоне от 300 килогерц (кГц) до 3 мегагерц (МГц). Частью этого диапазона является диапазон вещания AM на средних волнах (МВт) . Диапазон СЧ также известен как гектометровый диапазон , поскольку длины волн варьируются от десяти до одного гектометра (от 1000 до 100 м). Частоты непосредственно ниже СЧ обозначаются как низкие частоты (НЧ), а первая полоса более высоких частот известна как высокие частоты (ВЧ). СВ в основном используется для радиовещания AM , навигационных радиомаяков , морской связи между судном и берегом и управления трансокеанским воздушным движением .
Радиоволны на длинах волн СЧ распространяются через земные волны и отражение от ионосферы (так называемые небесные волны ). [2] Земные волны повторяют кривизну Земли . На этих длинах волн они могут преломляться ( дифрагировать ) над холмами и выходить за пределы видимого горизонта, хотя они могут быть заблокированы горными хребтами. Типичные СВ радиостанции могут покрывать радиус нескольких сотен километров от передатчика, а также большие расстояния над водой и влажной землей. [3] Радиовещательные станции СВЧ используют земные волны для покрытия зоны прослушивания.
Среднечастотные волны также могут перемещаться на большие расстояния за счет распространения космических 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 слой D (на меньшей высоте, чем преломляющие слои E и F) может быть электронно-шумным и поглощать радиоволны СЧ, мешая распространению космических 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, слой D ионосферы может практически исчезнуть. Когда это происходит, СЧ-радиоволны могут быть легко приняты на расстоянии сотен или даже тысяч миль, поскольку сигнал будет преломляться оставшимся F-слоем. Это может быть очень полезно для дальней связи, но также может создавать помехи местным станциям. Из-за ограниченного количества доступных каналов в диапазоне СВ-вещания одни и те же частоты перераспределяются между разными радиовещательными станциями, находящимися на расстоянии нескольких сотен миль друг от друга. В ночи с хорошим распространением космических волн сигналы удаленных станций могут отражаться от ионосферы и создавать помехи сигналам местных станций на той же частоте. Североамериканское региональное соглашение о вещании (NARBA) выделяет определенные каналы для использования в ночное время в расширенных зонах обслуживания через небесную волну несколькими специально лицензированными радиовещательными 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 ; Радиостанциям AM выделены частоты в диапазоне средневолнового вещания от 526,5 до 1606,5 кГц [4] в Европе; в Северной Америке это диапазон от 525 кГц до 1705 кГц [5]. В некоторых странах также разрешено вещание в диапазоне 120 метров от 2300 до 2495 кГц; эти частоты в основном используются в тропических регионах. Хотя это средние частоты, диапазон 120 метров обычно считается одним из коротковолновых диапазонов .
Береговая охрана и другие частоты между судами и берегом используют диапазон от 1600 до 2850 кГц. К ним относятся, например, французская MRCC на частотах 1696 кГц и 2677 кГц, Береговая охрана Сторновея на частоте 1743 кГц, Береговая охрана США на частоте 2670 кГц и Мадейра на частоте 2843 кГц. [6] RN Northwood в Англии передает данные Weather Fax на частоте 2618,5 кГц. [7] Ненаправленные навигационные радиомаяки (ННБ) морской и авиационной навигации занимают полосу частот от 190 до 435 кГц, которая перекрывается с НЧ в нижнюю часть СЧ диапазона.
2182 кГц — это международная частота вызова и бедствия для морской голосовой связи SSB (радиотелефонии). Это аналог 16-го канала морского УКВ-диапазона. Частота 500 кГц в течение многих лет была частотой бедствия и чрезвычайной ситуации на море , и между 510 и 530 кГц существует больше NDB. Navtex , которая является частью нынешней Глобальной морской системы безопасности при бедствии, занимает частоты 518 кГц и 490 кГц для важных цифровых текстовых передач. Наконец, существуют авиационные и другие мобильные SSB-диапазоны от 2850 кГц до 3500 кГц, пересекающие границу диапазона СЧ в радиодиапазон ВЧ . [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). В этом диапазоне операторы-любители передают код Морзе CW , цифровые сигналы, а также голосовые сигналы SSB и AM. 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 Экспериментальной группой ARRL на 600 метров и их партнерами по всему миру. мир. В последние годы в США, Великобритании, Германии и Швеции также разрешены некоторые ограниченные радиолюбительские работы в районе 500 кГц. [9]
Многие домашние портативные или беспроводные телефоны, особенно те, которые были разработаны в 1980-х годах, передают FM-аудиосигналы малой мощности между настольным базовым блоком и трубкой на частотах в диапазоне от 1600 до 1800 кГц. [10]
Передающие антенны, обычно используемые в этом диапазоне, включают монопольные мачтовые излучатели , проволочные монопольные антенны с верхней загрузкой, такие как перевернутые L- и Т-антенны , и проволочные дипольные антенны . Для распространения земных волн , наиболее широко используемого типа на этих частотах, требуются антенны с вертикальной поляризацией, такие как монополи.
Наиболее распространенные передающие антенны, монополи с длиной волны от одной четверти до пяти восьмых, физически велики на этих частотах: от 25 до 250 метров (от 82 до 820 футов), что требует высокой радиомачты . Обычно сама металлическая мачта находится под напряжением и используется в качестве антенны и монтируется на большом фарфоровом изоляторе, чтобы изолировать ее от земли; это называется мачтовый радиатор . Монопольная антенна, особенно если она электрически короткая , требует хорошего заземления с низким сопротивлением для обеспечения эффективности, поскольку сопротивление заземления включено последовательно с антенной и потребляет мощность передатчика. Коммерческие радиостанции используют наземную систему, состоящую из множества медных кабелей, неглубоко зарытых в землю и расходящихся от основания антенны на расстояние около четверти длины волны. На участках с каменистой или песчаной почвой, где проводимость грунта плохая, иногда используются надземные противовесы .
В передатчиках меньшей мощности часто используются электрически короткие четвертьволновые монополи, такие как антенны с перевернутой L или Т- образной формой , которые вводятся в резонанс с нагрузочной катушкой в их основании.
Приемные антенны не обязательно должны быть такими же эффективными, как передающие, поскольку в этом диапазоне соотношение сигнал/шум определяется атмосферным шумом. Минимальный уровень шума в приемнике намного ниже шума в сигнале, поэтому можно использовать антенны, небольшие по сравнению с длиной волны, которые неэффективны и создают сигнал низкой мощности. Слабый сигнал антенны может быть усилен в приемнике без внесения значительного шума. Наиболее распространенной приемной антенной является ферритовая петлевая антенна (также известная как антенна с ферритовым стержнем ), сделанная из ферритового стержня с намотанной вокруг него катушкой из тонкой проволоки. Эта антенна настолько мала, что обычно помещается внутри корпуса радиоприемника. Помимо использования в AM-радиоприемниках, ферритовые антенны также используются в приемниках портативных радиопеленгаторов (RDF). Антенна с ферритовым стержнем имеет дипольную диаграмму приема с резкими нулями вдоль оси стержня, поэтому наилучший прием достигается, когда стержень расположен под прямым углом к передатчику, но исчезает до нуля, когда стержень направлен точно на передатчик. Также используются другие типы рамочных антенн и случайных проволочных антенн .