Введение
Электромагнитный диапазон волн 30–300 МГц. Очень высокая частота (VHF) – это обозначение МСЭ для диапазона радиочастотных электромагнитных волн (радиоволн) от 30 до 300 мегагерц (МГц) с соответствующими длинами волн от десяти метров до одного метра. Частоты, непосредственно ниже VHF, обозначаются как высокая частота (HF), а следующие, более высокие частоты, известны как ультравысокая частота (UHF). Радиоволны VHF распространяются преимущественно по прямой видимости, поэтому они блокируются холмами и горами, хотя благодаря рефракции они могут распространяться несколько дальше визуального горизонта, примерно до 160 км (100 миль). Распространенные области применения радиоволн в диапазоне VHF включают цифровое аудиовещание (DAB) и FM-радиовещание, телевизионное вещание, двусторонние наземные мобильные радиосистемы (для служб экстренной помощи, бизнеса, частного и военного использования), передачу данных на большие расстояния – до нескольких десятков километров с использованием радиомодемов, любительскую радиосвязь и морскую связь. Системы управления воздушным движением и аэронавигационные системы (например, VOR и ILS) работают на расстояниях, равных или превышающих расстояние до самолета на крейсерской высоте. В Америке и многих других странах мира диапазон VHF I использовался для передачи аналогового телевидения. В рамках глобального перехода на цифровое наземное телевидение большинство стран требуют от вещателей транслировать телевидение в диапазоне VHF с использованием цифрового, а не аналогового кодирования.
Very high frequency (VHF) is the ITU designation for the range of radio frequency electromagnetic waves (radio waves) from 30 to 300 megahertz (MHz), with corresponding wavelengths of ten meters to one meter. Frequencies immediately below VHF are denoted high frequency (HF), and the next higher frequencies are known as ultra high frequency (UHF). VHF radio waves propagate mainly by line of sight, so they are blocked by hills and mountains, although due to refraction they can travel somewhat beyond the visual horizon out to about 160 km (100 miles). Common uses for radio waves in the VHF band are Digital Audio Broadcasting (DAB) and FM radio broadcasting, television broadcasting, two way land mobile radio systems (emergency, business, private use and military), long range data communication up to several tens of kilometers with radio modems, amateur radio, and marine communications. Air traffic control communications and air navigation systems (e. g. VOR and ILS) work at distances of or more to aircraft at cruising altitude. In the Americas and many other parts of the world, VHF Band I was used for the transmission of analog television. As part of the worldwide transition to digital terrestrial television most countries require broadcasters to air television in the VHF range using digital, rather than analog encoding.
Характеристики размножения
Радиоволны в диапазоне VHF распространяются главным образом по прямой видимости и за счет отражения от земли; в отличие от диапазона HF, в нем наблюдается лишь незначительное отражение на более низких частотах от ионосферы (распространение ионосферных волн). Они не огибают земную поверхность как наземные волны и поэтому блокируются холмами и горами, хотя благодаря слабому преломлению (изгибу) в атмосфере они могут распространяться несколько дальше видимого горизонта, примерно до 160 км (100 миль). Они способны проникать сквозь стены зданий и приниматься в помещениях, однако в городских условиях отражения от зданий вызывают многолучевое распространение, которое может ухудшить качество приема телевизионного сигнала. Атмосферный радиошум и радиопомехи (RFI) от электрооборудования представляют меньшую проблему в этом и более высоких частотных диапазонах, чем в низкочастотных. Диапазон VHF – первый диапазон, в котором эффективные передающие антенны достаточно компактны для установки на транспортные средства и портативные устройства, поэтому он используется для двусторонней наземной подвижной радиосвязи, такой как рации, а также для двусторонней радиосвязи с воздушными судами (Airband) и морскими судами (морская радиосвязь). В редких случаях, при благоприятных условиях, радиоволны VHF могут распространяться на большие расстояния за счет тропосферного волновода, возникающего из-за преломления температурными градиентами в атмосфере.
Антенны
VHF – это первая полоса частот, в которой длины волн становятся достаточно малы, чтобы эффективные передающие антенны были достаточно короткими для установки на транспортные средства и портативные устройства. Четвертьволновая штыревая антенна на частотах VHF имеет длину от 25 см до 2,5 метра (от 10 дюймов до 8 футов). Поэтому длины волн VHF и UHF используются в двухсторонней радиосвязи в автомобилях, самолетах, а также в портативных передатчиках и рациях. В портативных радиостанциях обычно используются штыревые или резиновые антенны, а в базовых станциях – более крупные штыри из стекловолокна или коллинеарные массивы вертикальных диполей. Для направленных антенн наиболее широко используется антенна Яги в качестве антенны с высоким коэффициентом усиления или "лучевой" антенны. Для приема телевизионного сигнала используется антенна Яги, а также логопериодическая антенна благодаря ее большей полосе пропускания. Спиральные и крестовые антенны используются для спутниковой связи, поскольку они используют круговую поляризацию. Для еще большего усиления можно объединить несколько антенн Яги или спиральных антенн для создания антенных решеток. Вертикальные коллинеарные массивы диполей могут использоваться для создания высокоусилительных всенаправленных антенн, в которых большая часть мощности антенны излучается в горизонтальной плоскости. Телевизионные и FM-вещательные станции используют коллинеарные массивы специализированных дипольных антенн, таких как антенны "крыло летучей мыши".
Универсальное применение
Некоторые диапазоны частот в диапазоне VHF используются одинаково во всем мире. Некоторые национальные варианты использования приведены ниже. 50–54 МГц: любительская радиосвязь, 6-метровый диапазон. 108–118 МГц: аэронавигационные радиомаяки VOR и локализатор системы инструментальной посадки. 118–137 МГц: авиационная полоса для управления воздушным движением, AM, 121,5 МГц – аварийная частота. 144–146 МГц: любительская радиосвязь, 2-метровый диапазон (в некоторых регионах расширяется до 148 МГц). 156–174 МГц: морская подвижная полоса VHF для двусторонней морской радиосвязи на судах.
144–146 MHz: Amateur Radio 2 meter band (Extends up to 148 MHz in some Regions). 156–174 MHz: VHF maritime mobile band for maritime two way radio on ships.
Великобритания
Британское телевидение изначально использовало диапазоны VHF I и III. Вещание на VHF было черно-белым в формате 405 строк (хотя в конце 1950-х и начале 1960-х годов проводились эксперименты с тремя цветовыми системами – NTSC, PAL и SECAM, адаптированными для 405-строчной системы). Британское цветное телевидение начало вещание на UHF (каналы 21–69) в конце 1960-х годов. С тех пор телевидение вещалось как на VHF, так и на UHF (VHF представлял собой монохромное преобразование цветового сигнала 625 строк), за исключением BBC2 (который всегда вещал исключительно на UHF). Последние британские телепередатчики VHF были выведены из эксплуатации 3 января 1985 года. В настоящее время в Великобритании диапазон VHF III используется для цифрового радиовещания, а диапазон VHF II – для FM-радио, как и в большинстве стран мира. Особенностью Великобритании является выделение частот для радиолюбительской связи в диапазоне 4 метра (70–70,5 МГц).
Телевидение на высоких частотах
В 1938 году Федеральная комиссия по связи США (FCC) выделила частоты для телевещания, распределив их по 19 каналам. Это распределение менялось еще трижды: в 1940 году был удален 19-й канал, а несколько каналов изменили свои частоты, затем в 1946 году количество каналов сократилось с 18 до 13, опять же с изменением частот, и, наконец, в 1948 году был исключен 1-й канал (аналоговые каналы со 2-го по 13-й остались прежними, в том числе и на кабельном телевидении). Каналы с 14-го по 19-й позже появились в диапазоне УВЧ (UHF), а 1-й канал остается неиспользуемым.
87,587,9 МГц
87,5–87,9 МГц — это радиодиапазон, который в большинстве стран мира используется для FM-вещания. Однако в Северной Америке эта полоса частот выделена для ВЧ (VHF) телевизионного канала 6 (82–88 МГц). Аналоговый звуковой сигнал для телеканала 6 транслируется на частоте 87,75 МГц (с возможностью регулировки до 87,74 МГц). Несколько станций, известных как «Франкенстанции», в частности, входящие во франшизу Pulse 87, вещают на этой частоте как радиостанции, хотя и используют телевизионные лицензии. В результате, FM-радиоприемники, например, автомобильные, настроенные на этот диапазон частот, могут принимать звуковой сигнал аналогового вещания местного телеканала 6 в Северной Америке. Эта практика в основном прекратилась с переходом на цифровое телевидение (DTV) в 2009 году, хотя некоторые станции все еще существуют. FM-канал на частоте 87,9 МГц обычно недоступен для FM-аудиовещания; он зарезервирован для радиостанций класса D, не имеющих других частот в стандартном диапазоне 88,1–107,9 МГц для перехода. На данный момент только две станции получили право вещать на частоте 87,9 МГц: 10-ваттная KSFH в Маунтин-Вью, Калифорния, и 34-ваттный ретранслятор K200AA в Сан-Вэлли, Невада.
Нелицензионная эксплуатация
В некоторых странах, особенно в Соединенных Штатах и Канаде, разрешена ограниченная работа на низкой мощности без лицензии в FM-диапазоне для таких целей, как микровещание и передача сигнала с CD-плееров или цифровых медиаплееров на радиоприемники, не имеющие дополнительных входов, хотя в некоторых других странах это незаконно. Эта практика была легализована в Соединенном Королевстве 8 декабря 2006 года.