Диапазон
частот
Наименование диапазона
(сокращенное наименование)
Наименование
диапазона волн
Длина волны
3–30 кГц
Очень низкие частоты (ОНЧ)
Мириаметровые
100–10 км
30–300 кГц
Низкие частоты (НЧ)
Километровые
10–1 км
300–3000 кГц
Средние частоты (СЧ)
Гектометровые
1–0.1 км
3–30 МГц
Высокие частоты (ВЧ)
Декаметровые
100–10 м
30–300 МГц
Очень высокие частоты (ОВЧ)
Метровые
10–1 м
300–3000 МГц
Ультра высокие частоты (УВЧ)
Дециметровые
1–0.1 м
3–30 ГГц
Сверхвысокие частоты (СВЧ)
Сантиметровые
10–1 см
30–300 ГГц
Крайне высокие частоты (КВЧ)
Миллиметровые
10–1 мм
300–3000 ГГц
Гипервысокие частоты (ГВЧ)
Децимиллиметровые
1–0.1 мм
Но эти диапазоны весьма обширны и, в свою очередь, разбиты на участки,
куда входят так называемые радиовещательные и телевизионные диапазоны,
диапазоны для наземной и авиационной, космической и морской связи, для передачи
данных и медицины, для радиолокации и радионавигации и т.д. Каждой радиослужбе
выделен свой участок диапазона или фиксированные частоты.
Пример распределения спектра между различными службами [1].
Эта разбивка довольно запутана, поэтому многие службы используют свою
«внутреннюю» терминологию. Обычно при обозначении диапазонов выделенных для
наземной подвижной связи используются следующие названия:
Термин
Диапазон
частот
Пояснения
Коротковолновый
диапазон (КВ)
2–30 МГц
Из-за
особенностей распространения в
основном применяется для дальней связи.
«Си-Би»
25.6–30.1 МГц
Гражданский
диапазон, в котором могут
пользоваться связью частные лица. В
разных странах на этом участке выделено от
40 до 80 фиксированных частот (каналов).
«Low Band»
33–50 МГц
Диапазон
подвижной наземной связи.
Непонятно почему, но в русском языке не
нашлось термина, определяющего данный
диапазон.
УКВ
136–174 МГц
Наиболее
распространенный диапазон
подвижной наземной связи.
ДЦВ
400–512 МГц
Диапазон
подвижной наземной связи.
Иногда не выделяют этот участок в
отдельный диапазон, а говорят УКВ,
подразумевая полосу частот от 136 до
512 МГц.
«800 МГц»
806–825
и
851–870 МГц
Традиционный
«американский» диапазон;
широко используется подвижной связью в
США. У нас не получил особого
распространения.
Не надо путать официальные наименования диапазонов частот с названиями
участков, выделенных для различных служб. Стоит отметить, что основные мировые
производители оборудования для подвижной наземной связи выпускают модели,
рассчитанные на работу в пределах именно этих участков.
В дальнейшем мы будем говорить о свойствах радиоволн применительно к их
использованию в наземной подвижной радиосвязи.
3. Источники
3.1.Радиоизлучение Солнца. Зарегистрировано радиоизлучение Солнца с длиной волны от нескольких миллиметров до 30 м. Особенно сильно излучение в метровом диапазоне; оно рождается в верхних слоях атмосферы Солнца, в его короне, где температура порядка 1 млн. К. Коротковолновое излучение Солнца относительно слабо; оно выходит из хромосферы, расположенной над видимой поверхностью Солнца – фотосферой.
3.2.Галактические радиоисточники. Уже первые наблюдения Г.Ребера показали, что радиоизлучение Млечного Пути неоднородно – оно сильнее в направлении центра Галактики. Дальнейшие исследования подтвердили, что основные источники радиоволн относительно компактны; их называют точечными или дискретными. Зарегистрированы уже десятки тысяч таких источников.
Излучение космических радиоисточников бывает двух типов: тепловое и нетепловое (обычно синхротронное). Тепловое излучение рождается в горячем газе от случайного (теплового) движения заряженных частиц – электронов и протонов. Его интенсивность в широком диапазоне спектра почти постоянна, но на длинных волнах она быстро уменьшается. Такое излучение характерно для эмиссионных туманностей. Остальные источники имеют нетепловое излучение, интенсивность которого растет с увеличением длины волны. В этих источниках излучение возникает при движении очень быстрых электронов в магнитном поле. Скорости электронов близки к скорости света, и это не может быть следствием простого теплового движения. Для разгона электронов до таких скоростей в лаборатории используют специальные ускорители – синхротроны. Как это происходит в естественных условиях, не совсем ясно. Синхротронное излучение сильно поляризовано. Это позволяет обнаруживать его в космических источниках и по направлению поляризации определять ориентацию их магнитного поля. Таким методом исследованы межзвездные магнитные поля в нашей и соседних галактиках.
Одним из важнейших достижений радиоастрономии стало открытие активных процессов в ядрах галактик. Радионаблюдения указывали на это еще в 1950-е годы, но окончательное подтверждение появилось в 1962, когда с помощью 5-метрового оптического телескопа обсерватории Маунт-Паломар (США) были независимо обнаружены бурные процессы в ядре галактики М 82.
Другим важнейшим открытием радиоастрономии считаются квазары – очень далекие и активные внегалактические объекты. Вначале они казались рядовыми точечными источниками. Затем некоторые из них были отождествлены со слабыми звездами (отсюда название «квазар» – квазизвездный радиоисточник). Доплеровское смещение линий в их оптических спектрах указывает на то, что квазары удаляются от нас со скоростью, близкой к скорости света и, в соответствии с законом Хаббла, расстояния до них составляют миллиарды световых лет. Находясь на таких гигантских расстояниях, они заметны лишь потому, что излучают с огромной мощностью – порядка 1041 Вт. Это значительно больше мощности излучения целой галактики, хотя размер области генерации энергии у квазаров существенно меньше размера галактик и порой не превосходит размера Солнечной системы. Загадка квазаров до сих пор не раскрыта.
3.3.Отождествление источников. Звезды – слабые источники радиоволн. Долгое время единственной звездой на «радионебе» было Солнце, и то лишь благодаря его близости. Но в 1970-х годах Р.Хелминг и К. Уэйд из Национальной радиоастрономической обсерватории США открыли радиоизлучение от газовых оболочек, сброшенных Новой Дельфина 1967 и Новой Змеи 1970. Затем они обнаружили радиоизлучение красного сверхгиганта Антареса и рентгеновского источника в Скорпионе.
В.Бааде и Р.Минковский из обсерваторий Маунт-Вилсон и Маунт-Паломар (США) отождествили многие яркие радиоисточники с оптическими объектами. Например, ярчайший источник в Лебеде оказался связан с очень далекой и слабой галактикой необычной формы, ставшей прототипом радиогалактик. Мощный радиоисточник в Тельце они отождествили с остатком взрыва сверхновой звезды, отмеченной в китайской летописи 1054. Мощный источник в Кассиопее также оказался остатком сверхновой, вспыхнувшей всего лет 300 назад, но не замеченной никем.
В 1967 Э.Хьюиш, Дж.Белл и их коллеги из Кембриджа (Англия) открыли необычные переменные радиоисточники – пульсары. Излучение каждого пульсара представляет строго периодическую последовательность импульсов; у открытых пульсаров периоды лежат в интервале от 0,0016 с до 5,1 с. Через 2 года У.Кокки, М.Дисней и Д.Тейлор обнаружили, что радиопульсар в Крабовидной туманности совпадает со слабой оптической звездой, которая, как и пульсар, изменяет свою яркость с периодом 1/30 с. Среди более 700 известных сейчас пульсаров еще только один – в созвездии Парусов (Vela) – демонстрирует оптические вспышки. Выяснилось, что феномен пульсара связан c нейтронными звездами, образовавшимися в результате гравитационного коллапса ядер массивных звезд. Имея диаметр около 15 км и массу как у Солнца, нейтронная звезда быстро вращается и как маяк периодически «освещает» Землю. Постепенно скорость вращения пульсара замедляется, период между импульсами возрастает, а их мощность падает. Иногда наблюдаются резкие сбои периода, когда у нейтронной звезды происходит перестройка структуры, называемая «звездотрясением».
