Диапазон X — это обозначение полосы частот в области микроволнового радио электромагнитного спектра . В некоторых случаях, например, в технике связи , диапазон частот диапазона X довольно неопределенно установлен примерно в 7,0–11,2 ГГц . [ требуется ссылка ] В радиолокационной технике диапазон частот определяется Институтом инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) как 8,0–12,0 ГГц. Диапазон X используется для радаров , спутниковой связи и беспроводных компьютерных сетей .
X-диапазон используется в радиолокационных приложениях, включая непрерывные волны , импульсные, однополяризационные , двухполяризационные, радиолокационные с синтезированной апертурой и фазированные антенные решетки . Частотные поддиапазоны радиолокационных станций X-диапазона используются в гражданских , военных и правительственных учреждениях для мониторинга погоды , управления воздушным движением , управления движением морских судов , слежения в целях обороны и определения скорости транспортных средств для обеспечения правопорядка. [1] [2]
X-диапазон часто используется в современных радарах. Более короткие длины волн X-диапазона обеспечивают более высокое разрешение изображений от радаров с высоким разрешением для идентификации и дискриминации целей. Погодные радары X-диапазона обладают значительным потенциалом для наблюдений на коротких дистанциях, но потеря мощности сигнала ( затухание ) в дождливых условиях ограничивает их использование на больших расстояниях. [3]
X-диапазон 10,15–10,7 ГГц используется для наземного широкополосного доступа во многих странах, таких как Бразилия, Мексика, Саудовская Аравия, Дания, Украина, Испания и Ирландия. [4] Alvarion , CBNL , CableFree и Ogier производят системы для этого, хотя у каждого есть собственный воздушный канал. DOCSIS (спецификация интерфейса передачи данных по кабелю) — стандарт, используемый для предоставления кабельного интернета клиентам, использует некоторые частоты X-диапазона. Домашнее / бизнес- CPE имеет один коаксиальный кабель с адаптером питания, подключенным к обычному кабельному модему. Гетеродин обычно имеет частоту 9750 МГц, такую же, как и для спутникового телевидения LNB диапазона K u . Двусторонние приложения, такие как широкополосный доступ, обычно используют смещение TX 350 МГц.
Небольшие части диапазона X выделены Международным союзом электросвязи (МСЭ) исключительно для дальней космической связи. Основным пользователем этого распределения является американская сеть дальней космической связи NASA (DSN). Объекты DSN находятся в Голдстоуне, Калифорния (в пустыне Мохаве ), недалеко от Канберры, Австралия , и недалеко от Мадрида, Испания , и обеспечивают непрерывную связь с Земли практически в любую точку Солнечной системы независимо от вращения Земли. (Станции DSN также способны использовать более старые и более низкие распределения S-диапазона для дальней космической радиосвязи, а также некоторые более высокие частоты на более или менее экспериментальной основе, например, в диапазоне K. )
Известные программы исследования дальнего космоса , в которых использовались средства связи в диапазоне X, включают марсианские посадочные модули Viking ; миссии Voyager к Юпитеру , Сатурну и далее; орбитальный аппарат Юпитера Galileo ; миссию New Horizons к Плутону и поясу Койпера , марсоход Curiosity и орбитальный аппарат Сатурна Cassini-Huygens . [5]
Важное применение связи в диапазоне X было получено с двумя посадочными модулями программы Viking . Когда планета Марс проходила вблизи или позади Солнца, если смотреть с Земли, посадочный модуль Viking передавал два одновременных непрерывных волновых носителя, один в диапазоне S и один в диапазоне X, в направлении Земли, где они улавливались наземными станциями DSN . Проводя одновременные измерения на двух разных частотах, полученные данные позволили физикам-теоретикам проверить математические предсказания Общей теории относительности Альберта Эйнштейна . Эти результаты являются одними из лучших подтверждений Общей теории относительности. [ необходима цитата ]
Новая европейская двойная марсианская миссия ExoMars также будет использовать связь в диапазоне X на инструменте LaRa для изучения внутренней структуры Марса и для проведения точных измерений вращения и ориентации Марса путем мониторинга двусторонних сдвигов доплеровской частоты между поверхностной платформой и Землей. Она также будет обнаруживать изменения углового момента из-за перераспределения масс, например, миграции льда из полярных шапок в атмосферу. [ необходима цитата ]
Международный союз электросвязи (МСЭ), международный орган, который распределяет радиочастоты для гражданского использования, не уполномочен распределять полосы частот для военной радиосвязи . Это также касается военных спутников связи диапазона X. Однако для того, чтобы удовлетворить военные требования к радиоспектру, например, для фиксированной спутниковой службы и мобильной спутниковой службы , страны НАТО заключили Совместное гражданско-военное соглашение НАТО о частотах (NJFA). [6]
Регламент радиосвязи Международного союза электросвязи разрешает любительскую радиосвязь в диапазоне частот от 10 000 до 10 500 ГГц, [7] а любительская спутниковая связь разрешена в диапазоне от 10 450 до 10 500 ГГц. Этот диапазон известен любителям как 3-сантиметровый , а AMSAT — как X-диапазон .
Детекторы движения часто используют 10,525 ГГц. [8] 10,4 ГГц предлагается для детекторов светофоров . Comreg в Ирландии выделил 10,450 ГГц для датчиков дорожного движения в качестве SRD. [9]
Многие спектрометры электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) работают на частоте около 9,8 ГГц.
Ускорители частиц могут питаться от источников радиочастот X-диапазона . Частоты затем стандартизируются на 11,9942 ГГц (Европа) или 11,424 ГГц (США), [10] [11], что является второй гармоникой C-диапазона и четвертой гармоникой S-диапазона . Европейская частота X-диапазона используется для Компактного линейного коллайдера (CLIC) .