Основные положения теории электромагнитного поля
В современной радиотехнике используют практически весь спектр электромагнитных колебаний, расположенных в частотном диапазоне (frequency range) 10 ... lO13 Гц. Электромагнитные колебания с такими частотами называют радиоволнами (волнами). Учитывая некоторые особенности отдельных участков частотного спектра, его условно можно разделить на диапазоны, внутри которых волны обладают некими общими свойствами, отличающими их от характеристик соседних и тем более далеких диапазонов. Разумеется, такое деление условно и резких границ между соседними диапазонами нет: особенности одного диапазона плавно трансформируются в особенности соседнего.
Бурный рост систем и видов связи, использующих для передачи информации электромагнитные волны, приводит к проблеме ЭМС радиосистем. Решением данной проблемы является выделение каждой системе связи определенной полосы частот, так называемый диапазон частот.
Деление радиоволн на диапазоны установлено Международным регламентом радиосвязи. Международная классификация диапазонов волн и соответствующих им диапазонов частот приведена в табл. 2.1. Эта классификация основана на особенностях распространения радиоволн в канале связи (свободном пространстве, ионосфере, оптическом волокне, морской воде, земной коре и т. д.).
Радиоспектр разделяется на диапазоны, которые различаются характеристиками распространения:
• Диапазон очень низких частот (ОНЧ) используется для связи с подводными лодками, поскольку только ОНЧ-сигналы распространяются под водой на глубине в несколько метров;
• Низкочастотный диапазон (НЧ) используется для ближней связи, т.к. радиус действия НЧ-сигналов незначителен;
• Высокочастотный диапазон (ВЧ) - сигнальы в этом диапазоне распространяются на очень большие расстояния за счет многократного отражения радиоволн от ионосферы и поверхности Земли;
Таблица 2.1 Классификация диапазонов радиоволн (частот)
| Наименование | Диапазон | Область применения | |
| волн | частот | ||
| Декамегаметровые (крайне- низкие частоты - КНЧ; ELF) | 105...104 км | 3 ...30 Гц | Подводная и служебная связь, звукозапись, звуковоспроизведение |
| Мегаметровые (сверхнизкие частоты - СНЧ; SLF) | 104...103 км | 30 ...300 Гц | Подводная и служебная связь, звукозапись, звуковоспроизведение |
| Гектокилометровые (инфра- низкие частоты - ИНЧ; ULF) | 103...102 км | 300...3 000 Гц | Подводная и служебная связь, звукозапись, звуковоспроизведение |
| Мириаметровые (очень низкие частоты - ОНЧ; VLF) | 100... 10 км | 3 ... 30 кГц | Дальняя радионавигация, подводная, подземная и служебная связь |
| Километровые (низкие частоты - НЧ; LF) | 10... 1 км | 30 ... 300 кГц | Радиовещание, радионавигация, радиомаяки |
| Гектометровые(средние частоты - СЧ; MF) | 1000...100М | 300...3000 кГц | Радиовещание, радионавигация, радиомаяки |
| Декаметровые (высокие частоты - ВЧ; HF) | 100...10 м | 3 ... 30 МГц | Радиовещание, подвижная связь, радиотелеграфия, загоризонтная связь(локация) |
| Метровые (очень высокие частоты - ОВЧ; VHF) | 10... 1 м | 30 ... 300 МГц | Радио- и телевещание, подвижная и самолетная связь, радиолокация, радиоастрономия |
| Дециметровые (ультравысокие частоты-УВЧ; UHF); L-, S-диапазоны | 100...10 см | 300 ... 3 000 МГц | Телевещание, локация, радиовысотомеры, сотовая, радиорелейная и космическая радиосвязь |
| Сантиметровые (сверхвысокие частоты-CB4;SHF); С-, Х-, К-диапазоны | 10... 1 см | 3... 30 ГГц | Радиолокация, радионавигация, космическая связь, телевещание, радиоастрономия |
| Миллиметровые (крайне- высокие частоты - КВЧ; EHF) | 10... 1 мм | 30 ... 300 ГГц | Радиолокация, космическая связь, радиоастрономия |
| Децимиллиметровые и субмиллиметровые (гипервысокие частоты - ГВЧ) | 1 ... 0,1 мм | 300 ... 3 000 | Инфракрасная (ИК) локация, космическая связь |
Из табл. 2.1 видно, что Международным регламентом радиосвязи не установлено обозначение для частот ниже 3 Гц.
Для обеспечения устойчивой и надежной передачи информации по радиоканалу важна длина волны несущего колебания. На выбор диапазона волн для конкретной системы передачи информации влияет ряд специфических факторов, связанных с особенностью формирования, излучения и распространения волн (прежде всего несущих колебаний), характером и параметрами имеющихся в заданном диапазоне шумов и помех, параметрами сообщения, характеристиками и габаритными размерами передающих и приемных антенн.