Радиоволны

Радиово́лны — электромагнитные волны с частотами до 3 ТГц, распространяющиеся в пространстве без искусственного волновода^[1]^[2]. Радиоволны в электромагнитном спектре располагаются от крайне низких частот вплоть до инфракрасного диапазона. С учётом классификации Международным союзом электросвязи^[3]^[4] радиоволн по диапазонам, к радиоволнам относят электромагнитные волны с частотами от 0,03 Гц до 3 ТГц, что соответствует длине волны от 10 километров до 0,1 миллиметра.

Антенна радиолокационной станции

Непрозрачность атмосферы Земли для различных длин волн электромагнитного излучения, включая радиоволны.

Анимированная схема излучения радиоволн

В широком смысле радиоволнами являются всевозможные волновые процессы электромагнитного поля в аппаратуре (например, в волноводных устройствах, в интегральных схемах СВЧ и др.), в линиях передачи и, наконец, в природных условиях, в среде, разделяющей передающую и приёмную антенны^[5].

Радиоволны, являясь электромагнитными волнами, распространяются в вакууме со скоростью света. Естественными источниками радиоволн являются вспышки молний и астрономические объекты. Искусственно созданные радиоволны используются для стационарной и подвижной радиосвязи, радиовещания, радиолокации, радионавигации, спутниковой связи, организации беспроводных компьютерных сетей и в других бесчисленных приложениях.

В зависимости от значения частоты (длины волны) радиоволны относят к тому или иному диапазону радиочастот (диапазону длин волн). Можно также вести классификацию радиоволн по способу распространения в свободном пространстве и вокруг земного шара^[6].

Диапазоны радиочастот и длин радиоволнПравить

Радиочастоты — частоты или полосы частот в диапазоне от 3 кГц до 3000 ГГц, которым присвоены условные наименования. Этот диапазон соответствует частоте переменного тока электрических сигналов для вырабатывания и обнаружения радиоволн. Так как большая часть диапазона лежит за границами волн, которые могут быть получены при механическом колебании, радиочастоты обычно относятся к электромагнитным колебаниям.

Закон РФ «О связи» устанавливает следующие понятия, относящиеся к радиочастотам:

радиочастотный спектр — совокупность радиочастот в установленных Международным союзом электросвязи пределах, которые могут быть использованы для функционирования радиоэлектронных средств или высокочастотных устройств;
радиочастота — частота электромагнитных колебаний, устанавливаемая для обозначения единичной составляющей радиочастотного спектра;
распределение полос радиочастот — определение предназначения полос радиочастот посредством записей в Таблице распределения полос радиочастот между радиослужбами Российской Федерации, на основании которых выдаётся разрешение на использование конкретной полосы радиочастот, а также устанавливаются условия такого использования.

Использование диапазонов по радиослужбам регламентируется Регламентом радиосвязи Российской Федерации и международными соглашениями.

По регламенту Международного союза электросвязи радиоволны разделены на диапазоны границами от 0,3·10^N Гц до 3·10^N Гц шириной в одну декаду, где N — номер диапазона. Российский ГОСТ 24375-80 почти полностью повторяет эту классификацию.

№	Обозначение МСЭ	Диапазон длин волн	Название диапазона волн	Диапазон частот	Название диапазона частот	Энергия фотона, $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $E=h\nu$	Применение
1	ELF	100 Мм — 10 Мм	Декамегаметровые	3—30 Гц	Крайне низкие (КНЧ)	12,4 фэВ — 124 фэВ	Связь с подводными лодками, геофизические исследования
2	SLF	10 Мм — 1 Мм	Мегаметровые	30—300 Гц	Сверхнизкие (СНЧ)	124 фэВ — 1,24 пэВ	Связь с подводными лодками, геофизические исследования
3	ULF	1000 км — 100 км	Гектокилометровые	300—3000 Гц	Инфранизкие (ИНЧ)	1,24 пэВ — 12,4 пэВ	Связь с подводными лодками
4	VLF	100 км — 10 км	Мириаметровые	3—30 кГц	Очень низкие (ОНЧ)	12,4 пэВ — 124 пэВ	Служба точного времени, радиосвязь с подводными лодками
5	LF	10 км — 1 км	Километровые	30—300 кГц	Низкие (НЧ)	124 пэВ — 1,24 нэВ	Радиовещание, радиосвязь земной волной, радионавигация
6	MF	1000 м — 100 м	Гектометровые	300—3000 кГц	Средние (СЧ)	1,24 нэВ — 12,4 нэВ	Радиовещание и радиосвязь земной волной и ионосферная
7	HF	100 м — 10 м	Декаметровые	3—30 МГц	Высокие (ВЧ)	12,4 нэВ — 124 нэВ	Радиовещание и радиосвязь ионосферная, загоризонтная радиолокация
8	VHF	10 м — 1 м	Метровые волны	30—300 МГц	Очень высокие (ОВЧ)	124 нэВ — 1,24 мкэВ	Телевидение, радиовещание, радиосвязь тропосферная и прямой волной, УВЧ-терапия
9	UHF	1000 мм — 100 мм	Дециметровые	300—3000 МГц	Ультравысокие (УВЧ)	1,24 мкэВ — 12,4 мкэВ	Телевидение, радиосвязь тропосферная и прямой волной, мобильные телефоны, микроволновые печи, спутниковая навигация
10	SHF	100 мм — 10 мм	Сантиметровые	3—30 ГГц	Сверхвысокие (СВЧ)	12,4 мкэВ — 124 мкэВ	Радиолокация, интернет, спутниковое телевещание, радиосвязь спутниковая и прямой волной, беспроводные компьютерные сети
11	EHF	10 мм — 1 мм	Миллиметровые	30—300 ГГц	Крайне высокие (КВЧ)	124 мкэВ — 1,24 мэВ	Радиоастрономия, высокоскоростная радиорелейная связь, радиолокация (метеорологическая, управление вооружением), медицина, спутниковая радиосвязь
12	THF	1 мм — 0,1 мм	Децимиллиметровые	300—3000 ГГц	Гипервысокие частоты, длинноволновая область инфракрасного излучения	1,24 мэВ — 12,4 мэВ	Экспериментальная «терагерцовая камера», регистрирующая изображение в длинноволновом ИК (которое излучается теплокровными организмами, но, в отличие от более коротковолнового ИК, не задерживается диэлектрическими материалами)

Классификация ГОСТ 24375-80 не получила широкого распространения и в ряде случаев вступает в противоречие с национальными стандартами (ГОСТ) в области радиоэлектроники^{[источник не указан 184 дня]}. Традиционные обозначения радиочастотных диапазонов на Западе сложились в ходе Второй мировой войны. В настоящее время они закреплены в США стандартом IEEE, а также международным стандартом ITU.

На практике^[7] под низкочастотным диапазоном часто подразумевают диапазон звуковых частот, под высокочастотным — весь радиодиапазон, от 30 кГц и выше, в том числе, диапазон ВЧ. В отечественной литературе диапазоном СВЧ в широком смысле иногда называют диапазоны УВЧ, СВЧ и КВЧ (от 0,3 до 300 ГГц), на Западе этому соответствует широко распространённый термин микроволны.

Также в отечественной учебной и научной литературе сложилась классификация диапазонов, согласно которой мириаметровые волны называют сверхдлинными волнами (СДВ), километровые — длинными волнами (ДВ), гектометровые — средними волнами (СВ), декаметровые — короткими волнами (КВ), а все остальные, с длинами волн короче 10 м, относят к ультракоротким волнам (УКВ)^[8].

Классификация по способу распространенияПравить

Прямые волны — радиоволны, распространяющиеся в свободном пространстве от одного предмета к другому, например от одного космического аппарата к другому, в некоторых случаях, от земной станции к космическому аппарату и между атмосферными аппаратами или станциями. Для этих волн влиянием атмосферы, посторонних предметов и Земли можно пренебречь.
Земные, или поверхностные — радиоволны, распространяющиеся вдоль сферической поверхности Земли и частично огибающие её вследствие явления дифракции. Способность волны огибать встречаемые препятствия и дифрагировать вокруг них, как известно, определяется соотношением между длиной волны и размерами препятствий: чем меньше длина волны, тем слабее проявляется дифракция. По этой причине волны диапазона УВЧ и более высокочастотных диапазонов очень слабо дифрагируют на поверхности земного шара и дальность их распространения в первом приближении определяется расстоянием прямой видимости (прямые волны).
Тропосферные — радиоволны диапазонов ОВЧ и УВЧ, распространяющиеся за счёт рассеяния на неоднородностях тропосферы на расстояние до 1000 км.
Ионосферные или пространственные — радиоволны длиннее 10 м, распространяющиеся вокруг земного шара на сколь угодно большие расстояния за счёт однократного или многократного отражения от ионосферы и поверхности Земли.
Направляемые — радиоволны, распространяющиеся в направляющих системах (радиоволноводах).

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

↑ Регламент радиосвязи. Статьи. — Швейцария, Женева: МСЭ, 2012. Статья 1.5.
↑ ГОСТ 24375-80 «Радиосвязь. Термины и определения».
↑ Рекомендация ITU-R V.431-7. Номенклатура диапазонов частот и длин волн, используемых в электросвязи (неопр.). Дата обращения: 14 декабря 2018. Архивировано 13 июля 2018 года.
↑ Геннадиева Е. Г., Дождиков В. Г., Кульба А. В. и др. Краткий энциклопедический словарь по радиоэлектронике и радиопромышленности / Под ред. В. Н. Саблина. М.: Диво, 2006. С. 276.
↑ В. В. Никольский, Т. И. Никольская. Электродинамика и распространение радиоволн. — М.: Наука, 1989. — С. 467.
↑ М. П. Долуханов. Распространение радиоволн. — М.: Сов. радио, 1972.
↑ Е. Г. Геннадиева, В. Г. Дождиков, А. В. Кульба, Ю. С. Лифанов, В. Н. Саблин, М. И. Салтан; под ред. В. Н. Саблина. Краткий энциклопедический словарь по радиоэлектронике и радиопромышленности. — Москва: Диво, 2006. — С. 276. — 286 с. — ISBN 5-87012-028-4.
↑ Кубанов В. П. Влияние окружающей среды на распространение радиоволн. — Самара: ПГУТИ, 2013. — 92 с. (неопр.) Дата обращения: 3 ноября 2017. Архивировано 15 декабря 2017 года.

ЛитератураПравить

Справочник по радиоэлектронным системам. Под ред. Б. Х. Кривицкого. В 2-х тт. — М.: Энергия, 1979.
Международный регламент радиосвязи.
ГОСТ 24375-80 «Радиосвязь. Термины и определения».

СсылкиПравить

[1] Регламент радиосвязи. Статьи. — Швейцария, Женева: МСЭ, 2012. Статья 1.5.

[2] ГОСТ 24375-80 «Радиосвязь. Термины и определения».

[3] Рекомендация ITU-R V.431-7. Номенклатура диапазонов частот и длин волн, используемых в электросвязи (неопр.). Дата обращения: 14 декабря 2018. Архивировано 13 июля 2018 года.

[4] Геннадиева Е. Г., Дождиков В. Г., Кульба А. В. и др. Краткий энциклопедический словарь по радиоэлектронике и радиопромышленности / Под ред. В. Н. Саблина. М.: Диво, 2006. С. 276.

[5] В. В. Никольский, Т. И. Никольская. Электродинамика и распространение радиоволн. — М.: Наука, 1989. — С. 467.

[6] М. П. Долуханов. Распространение радиоволн. — М.: Сов. радио, 1972.

[7] Е. Г. Геннадиева, В. Г. Дождиков, А. В. Кульба, Ю. С. Лифанов, В. Н. Саблин, М. И. Салтан; под ред. В. Н. Саблина. Краткий энциклопедический словарь по радиоэлектронике и радиопромышленности. — Москва: Диво, 2006. — С. 276. — 286 с. — ISBN 5-87012-028-4.

[8] Кубанов В. П. Влияние окружающей среды на распространение радиоволн. — Самара: ПГУТИ, 2013. — 92 с. (неопр.) Дата обращения: 3 ноября 2017. Архивировано 15 декабря 2017 года.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]