Диапазон S — это обозначение Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) для части микроволнового диапазона электромагнитного спектра, охватывающего частоты от 2 до 4 гигагерц (ГГц). Таким образом, он пересекает условную границу между диапазонами UHF и SHF на частоте 3,0 ГГц. Диапазон S используется радаром наблюдения аэропортов для управления воздушным движением , метеорологическим радаром , радаром надводных кораблей и некоторыми спутниками связи , в частности спутниками, используемыми НАСА для связи с космическим челноком и Международной космической станцией . Короткий диапазон 10-сантиметрового радара составляет примерно от 1,55 до 5,2 ГГц. Региональная спутниковая навигационная сеть Индии ( IRNSS ) вещает на частотах от 2,483778 до 2,500278 ГГц. [1]
Диапазон S также содержит диапазон ISM 2,4–2,483 ГГц , широко используемый для маломощных нелицензированных микроволновых устройств, таких как беспроводные телефоны , беспроводные наушники ( Bluetooth ), открыватели гаражных ворот , бесключевые замки для транспортных средств , радионяни , а также для медицинских диатермических аппаратов и микроволновых печей (обычно на частоте 2,495 ГГц). Одним из его крупнейших применений являются беспроводные сети Wi-Fi IEEE 802.11 2,4 ГГц , позволяющие смартфонам, ноутбукам, принтерам и телевизорам подключаться к Интернету без кабелей.
Наибольшее использование этого диапазона приходится на сети Wi-Fi ; стандарты IEEE 802.11b и 802.11g используют участок 2,4 ГГц диапазона S. Это наиболее широко используемые компьютерные сети в мире, используемые по всему миру в домашних и малых офисных сетях для соединения настольных компьютеров и ноутбуков , планшетных компьютеров , смартфонов , смарт-телевизоров , принтеров и смарт-колонок вместе и с беспроводным маршрутизатором для подключения их к Интернету, а также в беспроводных точках доступа в общественных местах, таких как кафе, гостиницы, библиотеки и аэропорты, для предоставления публичного доступа в Интернет для мобильных устройств.
Мобильные услуги работают в диапазоне от 2,3 ГГц до 2,6 ГГц, в частности, между диапазонами 2300 - 2400 МГц и 2500 - 2690 МГц. Спектр в диапазоне 3,55 - 3,7 ГГц был продан с аукциона в Соединенных Штатах для использования в службах CBRS , а спектр между 3,45 - 3,55 ГГц и 3,7 - 3,98 ГГц был продан с аукциона FCC для 5G, хотя этот спектр агентство называет C-диапазоном .
.jpg/1280px-MILA_9-meter_S-band_tracking_antenna_(KSC-2011-6004).jpg){kind=tracking}
В Соединенных Штатах FCC одобрила спутниковую цифровую аудиорадиослужбу (DARS), вещающую в диапазоне S от 2,31 до 2,36 ГГц в 1995 году [2] , используемую Sirius XM Radio . Совсем недавно она одобрила части диапазона S между 2,0 и 2,2 ГГц для создания сетей мобильной спутниковой связи (MSS) в связи с вспомогательными наземными компонентами (ATC). Было несколько компаний, пытавшихся развернуть такие сети, включая ICO Satellite Management (теперь Pendrell Corporation ) и TerreStar (несуществующая).
Диапазон 2,6 ГГц используется для China Multimedia Mobile Broadcasting — стандарта спутникового радио и мобильного телевидения , который, как и фирменные системы в США, несовместим с открытыми стандартами, используемыми в остальном мире.
В мае 2009 года компании Inmarsat и Solaris Mobile (совместное предприятие Eutelsat и SES ( EchoStar Mobile )) получили от Европейской комиссии по 2×15 МГц полосы S. [3] Обеим компаниям дано два года на то, чтобы начать предоставлять общеевропейские услуги MSS в течение 18 лет. Выделенные частоты составляют от 1,98 до 2,01 ГГц для связи Земля-космос и от 2,17 до 2,2 ГГц для связи космос-Земля. [4] Спутник Eutelsat W2A был запущен в апреле 2009 года и расположен в точке 10° в. д.
В Индонезии диапазон S используется компанией MNC Vision для спутникового телевидения Direct-to-Home (в отличие от аналогичных услуг в большинстве стран, которые используют диапазон K u ). Частота, обычно выделяемая для этой услуги, составляет от 2,5 до 2,7 ГГц (LOF 1,570 ГГц).
IndoStar-1 был первым в мире коммерческим спутником связи, который использовал частоты S-диапазона для вещания, которые эффективно проникают в атмосферу и обеспечивают высококачественную передачу на антенны малого диаметра 80 см в регионах, где выпадают сильные дожди, таких как Индонезия. Аналогичные характеристики приема Ku- или C-диапазона требуют большей мощности передачи или гораздо большей тарелки для проникновения во влажную атмосферу.
Многие космические аппараты НАСА (околоземные и межпланетные) могут общаться в S-диапазоне, часто используя Deep Space Network . Например, космический телескоп Джеймса Уэбба , запущенный в 2021 году, использует S-диапазон 2 ГГц для обеспечения телеметрии в реальном времени со скоростью 40 кбит/с [5] из точки L2 системы Солнце–Земля .
Микроволновые печи работают на частоте 2495 или 2450 МГц в диапазоне ISM IEEE 802.16a . Некоторые цифровые беспроводные телефоны также работают в этом диапазоне. Стандарты 802.16e используют часть частотного диапазона S-диапазона; в соответствии со стандартами WiMAX . Большинство поставщиков выпускают оборудование в диапазоне 3,5 ГГц. Точный диапазон частот, выделенный для этого типа использования, различается в разных странах.
В Северной Америке диапазон 2,4–2,483 ГГц — это диапазон ISM, используемый для нелицензируемых спектральных устройств, таких как беспроводные телефоны , беспроводные наушники и видеопередатчики , а также для других видов бытовой электроники , включая Bluetooth , который работает в диапазоне частот 2,402 ГГц и 2,480 ГГц.
Любительские радио- и спутниковые операторы имеют два распределения S-диапазона: 13 см (2,4 ГГц) и 9 см (3,4 ГГц). Любительские телевизионные ретрансляторы также работают в этих диапазонах.
Радиолокационные станции наблюдения в аэропортах обычно работают в диапазоне 2700–2900 МГц.
Ускорители частиц могут питаться от источников радиочастот S-диапазона. Частоты затем стандартизируются на уровне 2,998 ГГц, что соответствует длине волны 100 мм (Европа) или 2,856 ГГц (США). [6]
Национальная сеть радаров NEXRAD работает на частотах S-диапазона. До внедрения этой системы частоты C-диапазона обычно использовались для наблюдения за погодой.
В Соединенных Штатах диапазон от 3,55 до 3,7 ГГц становится общим спектром в соответствии с правилами, принятыми Федеральной комиссией по связи в апреле 2015 года в результате Национального плана широкополосной связи (США) . Крупнейшим пользователем спектра CBRS ( Citizens Broadband Radio Service ) является Военно-морской флот США . [7] [8] Кабельные компании планируют использовать этот диапазон для беспроводной широкополосной связи в сельской местности, а Charter Communications начинает тестирование этой услуги в январе 2018 года. [9]
Диапазон также используется в качестве промежуточной частоты передачи в спутниковой связи в качестве замены для диапазона L , где используется одно/совместное коаксиальное соединение между модемом/IDU и антенной/ODU как для передаваемых, так и для принимаемых сигналов. Это необходимо для предотвращения помех между передаваемыми и принимаемыми сигналами, которые в противном случае не возникли бы в двойной коаксиальной установке, где передаваемые и принимаемые сигналы разделены, и оба могут использовать весь диапазон частот L-диапазона. В одном коаксиальном соединении, использующем S-диапазон для «сдвига частоты» передаваемого сигнала от диапазона L, обычно применяется множитель, такой как 10, для формирования частоты SHF. Например, модем будет передавать на частоте 2,815 ГГц ПЧ (диапазон S) на ODU, а затем ODU преобразует этот сигнал в 28,15 ГГц SHF ( диапазон Ka ) в направлении спутника. [10] [11]
Диапазон S также используется в оптической связи для обозначения диапазона длин волн от 1460 нм до 1530 нм . [ необходима ссылка ]