1. СТРУКТУРА РАДИОЧАСТОТНОГО РЕСУРСА
1.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Существуют различные определения радиочастотного ресурса. В контексте настоящего обзора таковым будем называть спектр электромагнитных колебаний, в котором возможно присутствие и прием радиотехническими средствами искусственных и/или естественных радиосигналов. При таком определении диапазон радиочастотного ресурса начинается с частот в доли герца и заканчивается частотами в сотни гигагерц у нижней границы спектра дальнего инфракрасного излучения.
Анализ структуры радиочастотного ресурса предполагает два уровня:
- физический, на котором описываются физические характеристики радиозлучения в тех или иных участках радиочастотного спектра и, соответственно, оценивается пригодность этих участков для тех или иных видов связи;
- прикладной, на котором описывается административное деление радиочастотного ресурса на участки, разрешенные для использования для тех или иных целей и видов связи с учетом географического расположения и принадлежности станций.
На физическом уровне сложилась схема представления структуры радиочастотного спектра в виде совокупности диапазонов, в пределах которых длина волны изменяется в 10 раз, от 1 до 10 единиц стандартной децимальной размерной шкалы - миллиметров, сантиметров, дециметров, метров, декаметров и т.д. Такая схема интуитивно понятна и удобна во многих смыслах. Шкала диапазонов полного радиочастотного спектра при этом имеет десятичный логарифимический масштаб. Данная схема является основной в научно-технических публикациях, а также принята в регламенте ITU и во многих национальных стандартах, в т.ч. в ГОСТ 24375-80 «Радиосвязь. Термины и определения».
Примечание. Распределение радиочастотного спектра пользователям начинается с определенной нижней границы, которая обычно выше нижней границы полного спектра (по регламенту ITU с 8,3 кГц), поэтому полный радиочастотный спектр можно поделить на два больших участка - распределяемые и нераспределяемые для использования диапазоны. Такое дополнительное деление в целом отражает пригодность и востребованность радиочастотного ресурса для целей, связанных с использованием радиопередающих устройств и их возможным влиянием на радиослужбы, исследующие естественные радиосигналы. Однако при этом необходимо уитывать особенности национальных регламентов. Например, в РФ и в США диапазон сверхдлинных волн ELF/СНЧ, не распределяемый регламентом ITU, освоен и используется для связи с подводными лодками, а также для геофизических исследований.
Кроме данной схемы существует много других схем деления. Наиболее известной и востребованной из них является схема деления по частотам с буквенными обозначениями диапазонов, определенная стандартом IEEE 521-2002 и ограниченная только гигагерцовым участком спектра. Она была разработана только для радаров, но впоследствии была заимствована с некоторыми отступлениями для спутниковой связи и ряда других систем, в т.ч. для систем, не относящихся к радиослужбам. Эта схема широко используется в публикациях по технике сверхвысоких частот и является основной в технике спутниковой связи гигагерцового участка радиоспектра.
Рис.1.1. Деление радиочастотного спектра
В практике использования радиочастотного спектра потребителями сложилась схема его административного деления по службам - группам потребителей, объединенных общими свойствами сферы присутствия (суша, море, воздух, космос), мобильности и назначения, в т.ч. с учетом использования или неиспользования ими спутниковых средств связи. Распределение спектра по службам может корректироваться и уточняться в зависимости от района, страны, вида связи, вида модуляции, технических средств и систем и др. Кроме того, в рамках деления по службам и районам исторически сложилась отдельная схема нумерации и распределения частот диапазонов ЧМ радиовещания - телевизионного и звукового.
1.2. ДЕЛЕНИЕ НА ДИАПАЗОНЫ ПО ДЛИНАМ ВОЛН
Рекомендуемое деление распределенного для использования службам радиочастотного спектра на диапазоны по длинам волн, включая их названия и условные обозначения (аббревиатуры), определено Разделом 1 Статьи 2 Части 1 Регламента Радиосвязи ITU и расширено в нераспределенной области ELF рекомендациями ITU-R V.431-8. Согласно последним предусмотрено деление всего радиочастотного спектра на 14 диапазонов по критерию десятикратного изменения длины волны, начиная от 10 млн. км до 0,1 мм. Каждый диапазон имеет свой номер от -1 до 12. Нижняя граница частоты диапазона с номером N при этом равна 0,3x10^N Гц, а верхняя - 3x10^N Гц. Каждому диапазону также присвоены полные и сокращенные (аббревиатурные) наименования двух видов - по интервалу длин волн и по интервалу частот. Перечень диапазонов с указанием их номеров, интервалов частот, интервалов длин волн, наименований и аббревитур, в т.ч. русскоязычных, а также соответствующих им традиционных наименований и аббревиатур, используемых в отечественной практике, приведен в таблице 1-1.
Таблица 1-1
| N | частота | длина волны | трад. аббр. | |||
| интервал | аббр. | интервал | наименование | аббр. | ||
| -1 | 0,03 - 0,3 Гц | ELF | 1 - 10 млн.км | гигаметровые | Gm | СДВ |
| 0 | 0,3 - 3 Гц | ELF | 100 - 1000 тыс.км | гектамегаметровые | hMm | СДВ |
| 1 | 3 - 30 Гц | ELF/КНЧ | 10 - 100 тыс.км | декамегаметровые | daMm | СДВ |
| 2 | 30 - 300 Гц | ELF/СНЧ | 1 - 10 тыс.км | мегаметровые | Mm | СДВ |
| 3 | 300 - 3000 Гц | ULF/ИНЧ | 100 - 1000 км | гектакилометровые | hkm | СДВ |
| 4 | 3 - 30 кГц | VLF/ОНЧ | 10 - 100 км | мириаметровые | Mam | СДВ |
| 5 | 30 - 300 кГц | LF/НЧ | 1 - 10 км | километровые | km | ДВ/КМВ |
| 6 | 300 - 3000 кГц | MF/СЧ | 100 - 1000 м | гектаметровые | hm | СВ/ГКМВ |
| 7 | 3 - 30 МГц | HF/ВЧ | 10 - 100 м | декаметровые | dam | КВ/ДКМВ |
| 8 | 30 - 300 МГц | VHF/ОВЧ | 1 - 10 м | метровые | m | УКВ/МВ |
| 9 | 300 - 3000 МГц | UHF/УВЧ | 1 - 10 дм | дециметровые | dm | УКВ/ДМВ |
| 10 | 3 - 30 ГГц | SHF/СВЧ | 1 - 10 см | сантиметровые | cm | УКВ/СМВ |
| 11 | 30 - 300 ГГц | EHF/КВЧ | 1 - 10 мм | миллиметровые | mm | УКВ/ММВ |
| 12 | 300 - 3000 ГГц | НHF/ГВЧ | 0,1 - 1 мм | децимиллиметровые | dmm | УКВ/ДММВ |
для перехода к описанию нужного диапазона кликните по соответствующей строке таблицы
РАСШИФРОВКА АББРЕВИАТУР
|
|
|
ПРИМЕЧАНИЯ
1. Англоязычные наименования длин волн в таблицу не включены (см. при необходимости в оригинале рекомендаций ITU по ссылке в начале настоящего раздела).
2. Англоязычная аббревиатура HHF для диапазона N12 рекомендациями ITU не предусмотрена.
3. В англоязычных публикациях диапазон ELF может подразумевать иные, чем в рекомендациях ITU, частотные интервалы. В частности, в него, как правило, не включают интервалы с частотами менее 3 Гц (диапазоны с номерами -1 и 0). Кроме того, иногда диапазон ELF с номером 2 с частотами 30 - 300 Гц именуют диапазоном супернизких частот - SLF (super low frequency). Часто также, в частности в регламентах военной связи США, расширяют интервал диапазона ELF до нижней границы диапазона VLF, исключая тем самым диапазон ULF.
4. Русскоязычные наименования и аббревиатуры частот диапазонов с номерами с 4 по 12 (от ОНЧ до ГВЧ), а также наименования их длин волн соответствуют ГОСТ 24375-80 «Радиосвязь. Термины и определения», однако аббревиатуры для длин волн данным ГОСТОМ не предусмотрены. Диапазоны с -1 по 3 в ГОСТ 24375-80 не включены, соответственно аббревиатуры частот ИНЧ, СНЧ, КНЧ и наименования длин волн с гигаметровых по гектакилометровые являются в РФ терминами, принятыми по умолчанию.
5. Русскоязычные аббревиатуры для длин волн с гигаметровых по мириаметровые в таблице не приводятся, т.к. принятых по умолчанию их вариантов нет, а встречающиеся в некоторых источниках варианты связаны с необходимостью использования строчных букв в уже устоявшихся аббревиатурах для диапазонов 5-12, что затрудняет восприятие.
6. В ряде отечественных публикаций для диапазона дециметровых волн вместо аббревиатуры ДМВ используется аббревиатура ДЦВ.
7. Диапазон децимиллиметровых волн (N12) фактически является диапазоном дальнего инфракрасного излучения и отнесение его к радиоспектру, как это делается в ряде публикаций, многие авторы, в т.ч. и автор настоящее обзора, считают спорным. В таблице данный диапазон приведен как пограничный для радиочастотного спектра. Его краткая характеристика дана для общего сведения в главе 2 настоящего обзора. Данный диапазон также часто именуется диапазоном субмиллиметровых волн.
1.3. ДЕЛЕНИЕ НА ДИАПАЗОНЫ ПО ЧАСТОТАМ С 1 ГГц
Деление радиочастотного спектра по частотам от 1 ГГц и выше было введено в 1976 году стандартом Института Инженеров Электротехники и Электроники за номером IEEE-521, получившим название IEEE Standard Letter Designations for Radar-Frequency Bands. Основой для него послужила система буквенных шифров для диапазонов работы радиолокаторов, используемая в США в годы Второй Мировой войны в целях засекречивания частот. В 1984 году вышла следующая редакция данного стандарта, расширившая перечень диапазонов в верхнюю часть радиоспектра, а в 2002 году вышла окончательная редакция IEEE 521-2002, в которой было учтено распределение частот по районам регламента ITU.
Стандарт установил границы и обозначенияния полос частот только для радиолокации. Впоследствии аналогичные буквенные обозначения стали широко использоваться многими авторами и для спутниковых систем радиосвязи, тем самым расширив по умолчанию сферу их применения. Однако по ряду технических и организационных причин, в т.ч. связанных с регулированием частотного спектра регламентом ITU, границы спутниковых диапазонов оказались смещены относительно радарных диапазонов, что необходимо учитывать. Это же относится и к диапазонам других служб и систем, для которых используются аналогичные буквенные обозначения.
Соответствие обозначений IEEE 521-2002 интервалам частот, диапазонам регламента ITU для службы радиолокации, наименованиям спутниковых диапазонов по средней частоте и диапазонам регламента ITU для спутниковых служб приведено в таблице 1-2.
Таблица 1-2
все значения частот в гигагерцах
| буква | радары | спутники | ||
| интервал | границы по ITU-R | наименование | границы по ITU-R | |
| L | 1 - 2 | 1,215 - 1,400 | диапазон 1,5 ГГц | 1,525 - 1,710 |
| S | 2 - 4 | 2,300 - 2,500 2,700 - 3,400 | диапазон 2,5 ГГц | 2,500 - 2,690 |
| C | 4 - 8 | 5,250 - 5,850 | диапазон 4/6 ГГц | 3.400 - 4.200 4.500 - 4.800 5.850 - 7.075 |
| X | 8 - 12 | 8,500 - 10,500 | - | - |
| Ku | 12 - 18 | 13.400 - 14.000 15.300 - 17.300 | диапазон 11/14 ГГц диапазон 12/14 ГГц | 10.700 - 13.250 14.000 - 14.500 |
| K | 18 - 27 | 24,050 - 24,350 | диапазон 20 ГГц | 17,700 - 20,200 |
| Ka | 27 - 40 | 33,400 - 36,000 | диапазон 30 ГГц | 27,500 - 30,000 |
| V | 40 - 75 | - | диапазон 40 ГГц | 37.500 - 42.500 47.200 - 50.200 |
| W | 75 - 110 | - | - | - |
| mm | свыше 110 | - | - | - |
ПРИМЕЧАНИЯ
1. Таблица 1-2 для диапазонов с L по V включительно, в т.ч. в части диапазонов спутниковой связи, цитируется по рекомендациям ITU-R V.431-8. В данных рекомендация констатируется, что абсолютного соответствия между буквами и диапазонами, для которых они используются, нет, поэтому рекомендуется буквенное обозначение сопровождать указанием частот.
2. Диапазоны W (75 - 110 ГГц) и mm (свыше 110 ГГц) в стандарте IEEE и в рекомендациях ITU-R V.431-8 не предусмотрены, являются нововведением, используемым в ряде источников.
3. Происхождение буквенных обозначений, а также обоснование шкалы деления в настоящем обзоре не рассматривается, т.к. выходит за рамки его задач и требует углубленного рассмотрения особенностей распространения радиоволн сантиметрового и миллиметрового диапазонов.
1.4. ДЕЛЕНИЕ НА ДИАПАЗОНЫ ПО СЛУЖБАМ
Перечень служб радиочастотного спектра регламентирован разделом III статьи 1 части первой Регламента Радиосвязи ITU (см. таблицу 1-3).
таблица 1-3
| N | наименование службы (en) | наименование службы (ru) |
| 1 | фиксированнная служба | fixed service |
| 2 | фиксированнная спутниковая служба | fixed satellite service |
| 3 | межспутниковая служба | inter-satellite service |
| 4 | служба космической эксплуатации | space operation service |
| 5 | подвижная служба | mobile service |
| 6 | подвижная спутниковая служба | mobile-satellite service |
| 7 | сухопутная подвижная служба | land mobile service |
| 8 | сухопутная подвижная спутниковая служба | land mobile-satellite service |
| 9 | морская подвижная служба | maritime mobile service |
| 10 | морская подвижная спутниковая служба | maritime mobile-satellite service |
| 11 | портовая служба | port operations service |
| 12 | служба движения судов | ship movement service |
| 13 | воздушная подвижная служба | aeronautical mobile service |
| 14 | воздушная подвижная (R) служба | aeronautical mobile (R) service |
| 15 | воздушная подвижная (OR) служба | aeronautical mobile (OR) service |
| 16 | воздушная подвижная спутниковая служба | aeronautical mobile-satellite service |
| 17 | воздушная подвижная спутниковая (R) служба | aeronautical mobile-satellite (R) service |
| 18 | воздушная подвижная спутниковая (OR) служба | aeronautical mobile-satellite (OR) service |
| 19 | радиовещательная служба | broadcasting service |
| 20 | радиовещательная спутниковая служба | broadcasting-satellite service |
| 21 | служба радиоопределения | radiodetermination service |
| 22 | спутниковая служба радиоопределения | radiodetermination-satellite service |
| 23 | радионавигационная служба | radionavigation service |
| 24 | радионавигационная спутниковая служба | radionavigation-satellite service |
| 25 | морская радионавигационная служба | maritime radionavigation service |
| 26 | морская радионавигационная спутниковая служба | maritime radionavigation-satellite service |
| 27 | воздушная радионавигационная служба | aeronautical radionavigation service |
| 28 | воздушная радионавигационная спутниковая служба | aeronautical radionavigation-satellite service |
| 29 | радиолокационная служба | radiolocation service |
| 30 | радиолокационная спутниковая служба | radiolocation-satellite service |
| 31 | вспомогательная служба метеорологии | meteorological aids service |
| 32 | спутниковая служба исследования земли | earth exploration-satellite service |
| 33 | метеорологическая спутниковая служба | meteorological-satellite service |
| 34 | служба стандартных частот и сигналов времени | standard frequency and time signal service |
| 35 | спутниковая служба стандартных частот и сигналов времени | standard frequency and time signal-satellite service |
| 36 | служба космических исследований | space research service |
| 37 | любительская служба | amateur service |
| 38 | любительская спутниковая служба | amateur-satellite service |
| 39 | радиоастрономическая служба | radio astronomy service |
| 40 | служба безопасности | safety service |
| 41 | специальная служба | special service |
для перехода к описанию нужной службы кликните по соответствующей строке таблицы
Примечание. Служба безопасности и специальная служба не являются самостоятельными службами. К этим категориям может быть отнесена любая служба, удовлетворяющая определенных критериям (см. соответствующие определения в главе 4).
Распределения радиочастотного спектра для использования службами регламентировано Разделом IV Статьи 5 Части первой Регламента Радиосвязи ITU и имеет вид таблицы с примечаниями.
Рис.1.2. Таблица распределения частот регламента ITU
Распределение конкретных частот может осуществляться как в глобальном масштабе, так и в региональном масштабе, с учетом особенностей районов, на которые разделена вся территория земной поверхности (см. рис. 1.3). В первом случае графа распределения охватывает все три столбца, во втором - один или два.
Распределение также может уточняться с учетом конкретных стран, служб, технических параметров связи и требований по электромагнитной совместимости с другим службами, в т.ч. других стран и районов, а также с учетом особых географических зон, например, тропической, которые могут иметь определенные особенности распространения радиоволн. Соответствующие оговорки выносятся в примечания, номера которых указываются либо в соответствующих графах таблицы, либо рядом с названиями соответствующи служб.
Рис.1.1. Карта районов ITU
Как было сказано выше, исторически сложилась практика деления на диапазоны частот телевизионного и ЧМ звукового радиовещания с обозначением их римскими цифрами (см. таблицу 1-4).
таблица 1-4
| обозначение | диапазон частот, МГц | ||
| район 1 | район 2 | район 3 | |
| I | 47 - 68 | 54 - 68 | 47 - 68 |
| II | 87,5 - 108 | 88 - 108 | 87 - 108 |
| III | 174 - 230 | 176 - 216 | 174 - 230 |
| IV | 470 - 582 | 470 - 582 | 470 - 582 |
| V | 582 - 960 | 582 - 890 | 582 - 960 |
Примечание. Данная схема деления не включает отечественный диапазон УКВ ЧМ радиовещания 65,9 - 74 МГц.
Более подробно об особенностях регламента ITU, а также о национальных регламентах и регламентах отдельных служб см. в других главах настоящего обзора.
* * * * * * * * *
Опубликовано 17.09.19 Последнее изменение - нет
© Janto 2019 Все права защищены