Кіріспе

1 Гц-тен 3000 ГГц-ке дейінгі электромагниттік спектрдің бөлігі – спектрлік жолақ. Радиоспектр – электромагниттік спектрдің 3 Гц-тен 3000 ГГц-ке дейінгі (3 ТГц) жиіліктерді қамтитын бөлігі. Осы жиілік диапазонындағы электромагниттік толқындар, радиотолқындар деп аталады, қазіргі технологияда, әсіресе телекоммуникация саласында кеңінен қолданылады. Радиотолқындарды жасау және тарату, әртүрлі пайдаланушылар арасындағы кедергілерді болдырмау үшін ұлттық заңдармен қатаң реттеледі және Халықаралық телекоммуникация одағы (ITU) арқылы үйлестіріледі. ITU радиоспектрдің әртүрлі бөліктерін әртүрлі радиотарату технологиялары мен қолданбалары үшін бөледі; ITU-ның Радио ережелерінде (RR) шамамен 40 радиобайланыс қызметі анықталған. Кейбір жағдайларда радиоспектрдің бөліктері жеке радиотарату қызметтерін ұйымдастырушыларға сатылады немесе лицензияланады (мысалы, ұялы телефон операторлары немесе телеарналар). Бөлінген жиілік диапазондары көбінесе олардың мақсатына сәйкес аталады (мысалы, ұялы байланыс спектрі немесе теледидар спектрі). Шешілген ресурс болғандықтан және пайдаланушылар саны артып келе жатқандықтан, радиоспектр соңғы онжылдықтарда тығыздалып, оны тиімді пайдалану қажеттілігі радиотрансляциялық жүйелер, кең спектрлі тарату, ультра кең жолақты, жиіліктерді қайта пайдалану, динамикалық спектрді басқару, жиіліктерді біріктіру және интеллектуалды радио сияқты қазіргі телекоммуникациялық инновацияларды дамытуға ықпал етеді.

Шектері

Радиоспектрдің жиілік шекаралары физикадағы қабылданған шарттардың мәселесі болып табылады және белгілі бір дәрежеде ерікті болып келеді. Радиотолқындар электромагниттік толқындардың ең төменгі жиілік санаты болғандықтан, радиотолқындардың жиілігінің ең төменгі шегі жоқ. Халықаралық телекоммуникация одағы (ITU) радиотолқындарды былай анықтайды: "жасанды бағыттаушысыз кеңістікте таралатын, 3000 ГГц-тен төмен жиілікті электромагниттік толқындар". Жоғары жиілік жағынан радиоспектр инфрақызыл спектрімен шектеледі. Радиотолқындар мен инфрақызыл толқындар арасындағы шекара әртүрлі ғылыми салаларда әртүрлі жиіліктерде белгіленеді. 300 гигагерцтен 3 терагерцке дейінгі терахерц диапазоны микротолқындар немесе инфрақызыл болып қарастырылуы мүмкін. Бұл Халықаралық телекоммуникация одағы радиотолқындар ретінде жіктеген ең жоғары диапазон. Радиоспектрдің тығыздығы артып келе жатқандықтан, қазіргі қолданыстағыдан басқа қосымша жиілік енін қосуға мүмкіндік жоқ.

Жапсырмалар

Радиожолақ – бұл радиоспектрдің жалғасқан бөлігіндегі шағын жиілік диапазоны, онда әдетте арналар бір мақсат үшін пайдаланылады немесе резервтеледі. Тосқауылдарды болдырмау және радиоспектрді тиімді пайдалану үшін ұқсас қызметтер жолақтарға бөлінеді. Мысалы, радио хабарларын тарату, ұялы радио немесе навигациялық құрылғылар жиіліктердің бір-біріне қабаттаспайтын диапазондарында бөлінеді.

ITU

Нақты рұқсат етілген жиілік диапазондарын ITU және АҚШ Федералды байланыс комиссиясы (FCC) сияқты жергілікті реттеуші органдар анықтайды және ерікті жақсы тәжірибелер кедергілерді болдырмауға көмектеседі. Әдет бойынша, ITU радиоспектрді 12 диапазонға бөледі, олардың әрқайсысы он (10n) метрлік толқын ұзындығынан басталады, сәйкес жиілігі 3 × 108 - n герц, және әрқайсысы жиілік немесе толқын ұзындығының ондық қатарын қамтиды. Бұл диапазонның әрқайсысының дәстүрлі атауы бар. Мысалы, жоғары жиілік (HF) термині 100-ден 10 метрге дейінгі толқын ұзындығын, яғни 3-тен 30 МГц-ге дейінгі жиілік диапазонын білдіреді. Бұл тек белгі және бөлумен байланысты емес; ITU әр диапазонды әртүрлі қызметтерге бөлінген кіші диапазонға бөледі. 300 ГГц-ден жоғары, Жер атмосферасы электромагниттік сәулеленуді соншалықты сіңіреді, атмосфера инфрақызыл және оптикалық терезе жиіліктерінде қайтадан мөлдір болғанға дейін тиімді түрде мөлдір емес. Бұл ITU радиодиапазондары ITU радиоережелерінде анықталған. 2-баптың 2.1-тармағында «радиоспектр тоғыз жиілік диапазонына бөлінеді, олар келесі кестеге сәйкес прогрессивті толық сандармен белгіленеді» делінген. Кесте 1937 жылы Бухарестте өткен төртінші CCIR отырысының ұсынысымен құрылды және 1947 жылы Атлантик-Ситиде (Нью-Джерси) өткен Халықаралық радиоконференциясы бекітті. Әр диапазонға нөмір беру идеясы, онда нөмір жоғарғы және төменгі шектерінің шамамен геометриялық орташасының логарифмі болып табылады, 1942 жылы Wireless Engineer журналына жазған хатында Б. К. Флеминг Уильямс ұсынған. Мысалы, 7-диапазонның шамамен геометриялық орташасы 10 МГц немесе 107 Гц. «Өте төмен жиілік» (TLF) атауы 1–3 Гц жиіліктері үшін (300 000–100 000 км толқын ұзындығы) қолданылған, бірақ бұл термин ITU анықтама бермеген. Диапазон атауы Қысқарту ITU диапазонының нөмірі Жиілік және толқын ұзындығы Мысалға қолданылуы Өте төмен жиілік ELF 1 Суасты кемелерімен байланыс Өте төмен жиілік SLF 2 Суасты кемелерімен байланыс Өте төмен жиілік ULF 3 Суасты кемелерімен байланыс, шахталардағы байланыс, стационарлық телефон, факс машиналары, талшықты-оптикалық байланыс Өте төмен жиілік VLF 4 Навигация, уақыт сигналдары, суасты кемелерімен байланыс, стационарлық телефон, сымсыз жүрек соғу мониторлары, геофизика Төмен жиілік LF 5 Навигация, уақыт сигналдары, AM ұзын толқынды хабар тарату (Еуропа және Азияның бір бөлігі), RFID, радио әуесқойлары. Орта жиілік MF 6 AM (орта толқынды) хабар тарату, радио әуесқойлары, қар көшкіні сигналдары, магниттік-резонанстық бейнелеу, позитрон-эмиссиялық томография, электр телеграфы, сымсыз телеграфия, радиотелетип, телефондық интернет. Жоғары жиілік HF 7 Қысқа толқынды хабар тарату, азаматтар радиосы, радио әуесқойлары, көкжиектің ар жағындағы авиациялық байланыс, RFID, көкжиектің ар жағындағы радар, автоматты байланыс орнату (ALE) / тік түсуші көк толқын (NVIS) радиобайланысы, теңіз және ұялы радиотелефония, КТ сканері, магниттік-резонанстық бейнелеу, позитрон-эмиссиялық томография, ультрадыбыс, сымсыз телефондар. Өте жоғары жиілік VHF 8 FM хабар тарату, теледидар хабар тарату, кабельдік теледидар хабар тарату, радарлар, жерден ұшаққа, ұшақтан ұшаққа байланыс, авариялық сигнал беру, радиотелетип, жердегі және теңіздегі ұялы байланыс, радио әуесқойлары, полиция, өрт сөндіру және жедел медициналық қызметтер хабарлары, ауа райы радиосы, КТ сканері, магниттік-резонанстық бейнелеу, позитрон-эмиссиялық томография, ультрадыбыс, сымсыз телефондар. Ultra high frequency UHF 9 Теледидар хабарларын тарату, кабельдік теледидар хабарларын тарату, микротолқынды пеш, радарлар, микротолқынды құрылғылар/байланыс, радиоастрономия, радарлар (L диапазоны), ұялы телефондар, сымсыз LAN, Bluetooth, Zigbee, GPS және екі жақты радио, мысалы, жер желісі, авариялық іздеу маяғы, FRS және GMRS радио, радио әуесқойлары, спутниктік радио, полиция, өрт сөндіру және жедел медициналық қызметтер хабарларын тарату, қашықтан басқару жүйелері, ADSB, сымсыз телефондар, интернет, телефондық интернет, спутниктік хабар тарату, байланыс спутниктері, ауа райы спутниктері, спутниктік телефондар (L диапазоны), спутниктік телефондар (S диапазоны). Super high frequency SHF 10 Радиоастрономия, микротолқынды құрылғылар / байланыс, сымсыз LAN, DSRC, қазіргі заманғы радарлар, байланыс спутниктері, кабельдік және спутниктік теледидар тарату, DBS, радио әуесқойлары, спутниктік хабар тарату, байланыс спутниктері, ауа райы спутниктері, спутниктік радио, сымсыз телефондар, интернет, спутниктік телефондар (S диапазоны). Extremely high frequency EHF 11 Радиоастрономия, спутниктік хабар тарату, байланыс спутниктері, ауа райы спутниктері, жоғары жиілікті микротолқынды радиореле, микротолқынды қашықтан зондтау, бағытталған энергия қаруы, миллиметрлік толқынды сканер, Wireless Lan 802.11ad, интернет. Terahertz or tremendously high frequency THF 12 Эксперименттік медициналық бейнелеу, рентген сәулесін алмастыру, өте жылдам молекулалық динамика, конденсирленген зат физикасы, терахерцтік уақыт доменді спектроскопия, терахерцтік есептеу/байланыс, қашықтан зондтау.

Толқын жетектерінің жиілік жолақтары

Жолақ Жиілік диапазоны R жолағы 1,70 - 2,60 ГГц D жолағы 2,20 - 3,30 ГГц S жолағы 2,60 - 3,95 ГГц E жолағы 3,30 - 4,90 ГГц G жолағы 3,95 - 5,85 ГГц F жолағы 4,90 - 7,05 ГГц C жолағы 5,85 - 8,20 ГГц H жолағы 7,05 - 10,10 ГГц X жолағы 8,2 - 12,4 ГГц 12,4 - 18,0 ГГц K жолағы 18,0 - 26,5 ГГц 26,5 - 40,0 ГГц Q жолағы 33 - 50 ГГц U жолағы 40 - 60 ГГц V жолағы 50 - 75 ГГц E жолағы 60 - 90 ГГц W жолағы 75 - 110 ГГц F жолағы 90 - 140 ГГц D жолағы 110 - 170 ГГц Y жолағы 325 - 500 ГГц

Ауа белдеуі

Әуе жолағы – ұшақтармен навигациялық және дауыстық байланыс үшін қолданылатын 108-ден 137 МГц-ге дейінгі ВНЧ (VHF) жиіліктері. Трансокеандық ұшақтар жоғары жиілікті радио және спутниктік байланыс құралдарын да алып жүреді.

Теңіз тобы

Радионы дамытудың ең басты себебі – жағалаудан көріне алмайтын кемелермен байланыс қажеттілігі болды. Радионың пайда болған алғашқы күндерінен бастап, үлкен мұхит кемелерінде қуатты ұзын толқынды және орта толқынды хабар таратушылар орнатылған. Жоғары жиілікті спектрлер әлі де кемелерге бөлінген, бірақ спутниктік жүйелер бұрын 500 кГц және басқа жиіліктермен қамтамасыз етілген қауіпсіздік қызметтерінің бір бөлігін өз мойнына алды. 2182 кГц – теңіздегі шұғыл байланыс үшін қолданылатын орта толқын жиілігі. Теңіз VHF радиосы жағалау суларында және кемелер мен жағалау станциялары арасындағы салыстырмалы түрде қысқа қашықтықтағы байланыс үшін пайдаланылады. Радио арналарға бөлінген, әртүрлі мақсаттар үшін әртүрлі арналар қолданылады; теңіз арнасы 16 шақырулар мен төтенше жағдайлар үшін қолданылады.

Әуесқойлық радиожиіліктер

Әлем бойынша әуесқой радио жиіліктерінің бөлінуі әртүрлі. Көптеген жиілік диапазондары әлемдік әуесқойлар үшін ортақ, әдетте радиоспектрдің ЖЖ (HF) бөлігінде. Басқа диапазондар ұлттық немесе аймақтық бөліну болып табылады, себебі басқа қызметтерге, әсіресе радиоспектрдің ӨЖЖ (VHF) және ЖЖҰ (UHF) бөліктеріне бөлінулердегі айырмашылықтарға байланысты.

Азаматтар үшін радиобайланыс және жеке радио қызметтер

Азаматтық радио көп елдерде радио байланыс жоғарғы ЖЖ (Жоғары жиілікті) бөлігінде (шамамен 27 МГц) арналы радиостансаларды пайдалана отырып бөлінеді. Ол жеке, шағын кәсіп және хобби мақсаттарында қолданылады. Әртүрлі елдерде ұқсас қызметтер үшін басқа жиіліктер бөлінеді, мысалы, Австралияда UHF CB радиосы бөлінген. Әдетте, жеке адамдар арасындағы немесе шағын кәсіптер үшін қысқа қашықтықтағы байланысқа арналған, лицензия талаптары жеңілдетілген немесе кейбір елдерде топтық лицензиямен қамтылған, және көбінесе 1 ваттқа дейін қуатты FM трансиверлері бар жеке радио қызметтерінің кең ауқымы бар.

Өнеркәсіптік, ғылыми, медициналық

ISM жолақтары бастапқыда радиожиіліктік энергияны байланыс мақсатында емес, мысалы, микротолқынды пештерде, радиожиіліктік қыздыруда және осы сияқты қолдануға арналған. Дегенмен, соңғы жылдары осы жолақты ең көп пайдаланатыны – қысқа қашықтықтағы аз қуатты байланыс жүйелері, себебі пайдаланушылар радио операторының лицензиясын алудың қажеті жоқ. Сымсыз телефондар, сымсыз компьютер желілері, Bluetooth құрылғылары және гараж қақпаларын ашатын құрылғылардың бәрі ISM жолақтарын пайдаланады. ISM құрылғылары жолақты пайдаланатын басқа қолданушылардан келетін кедергіге қарсы реттеушілік қорғауға ие емес.

Құрлықтағы ұтқыр жолақтар

Жиілік жолақтары, әсіресе спектрдің VHF және UHF бөліктерінде, бекітілген базалық станциялар мен көлік құралына орнатылған немесе қолға ұсталатын радио қабылдағыштар арасындағы байланыс үшін бөлінеді. АҚШ-та бұл қызметтер бұлжыңай бизнес-диапазондық радио деп аталады. Сондай-ақ, кәсіби ұялы радио қараңыз. Полиция радиосы және өрт сөндіру қызметтері мен жедел жәрдем сияқты басқа да қоғамдық қауіпсіздік қызметтері көбінесе спектрдің VHF және UHF бөліктерінде табылады. Жиіліктік шоғырландыру жүйелері қолданылатын жиіліктердің шектеулі санынан ең тиімді пайдалану үшін жиі қолданылады. Ұялы телефон байланысына деген сұраныс, ұялы телефон жиіліктеріне үлкен көлемде радиоспектр бөлінуіне алып келді.

Радиобақылау

Радиожүргізудің сенімділігі үшін осы мақсатқа арналған жиіліктер қолданылады. Радиомен басқарылатын ойыншықтар 27 МГц немесе 49 МГц жиіліктерінде лицензияланбаған спектрдің бөліктерін пайдалануы мүмкін, бірақ қымбат әуе кемелері, қайықтар немесе құрлықтағы көлік құралдарының модельдері лицензияланбаған пайдаланулардың бұзылысын болдырмау үшін 72 МГц-қа жақын арнайы радиожүргізу жиіліктерін қолданады. XXI ғасырда 2,4 ГГц кең спектрлі қашықтан басқару жүйелеріне көшу орын алды. Лицензияланған радио әуесқойлары Солтүстік Америкада 6 метрлік жолақтың бөліктерін пайдаланады. Крандарды немесе теміржол локомотивтерін өнеркәсіптік қашықтан басқару үшін аймаққа қарай өзгеше жиіліктер тағайындалады.

Радар

Радар қолданбалары салыстырмалы түрде жоғары қуатты импульстік таратушыларды және сезімтал қабылдағыштарды пайдаланады, сондықтан радар басқа мақсаттарға қолданылмайтын жиіліктерде жұмыс істейді. Радар жиіліктерінің көп бөлігі спектрдің микротолқындық бөлігінде орналасқан, бірақ метеорология саласындағы кейбір маңызды қолданбалар UHF жиіліктерінде қуатты таратушыларды қолданады.