Радиочастотные диапазоны объединяют частоты для описания спектра. HF, VHF, UHF и SHF — интервалы, а не протоколы или скорости передачи. Буквы L, S, C, X, Ku и Ka относятся к другой распространённой системе обозначений. Для выбора оборудования всегда нужны численные границы.
Таблица основных диапазонов
МСЭ-R V.431 описывает наименования частот и длин волн. Ниже показана часто используемая часть спектра; таблица не ограничивает все радиоволны только этими строками.
| Диапазон | Частота | Длина волны в свободном пространстве |
|---|---|---|
| VLF | 3–30 кГц. | 100–10 км. |
| LF | 30–300 кГц. | 10–1 км. |
| MF | 300 кГц–3 МГц. | 1 км–100 м. |
| HF | 3–30 МГц. | 100–10 м. |
| VHF | 30–300 МГц. | 10–1 м. |
| UHF | 300 МГц–3 ГГц. | 1 м–10 см. |
| SHF | 3–30 ГГц. | 10–1 см. |
| EHF | 30–300 ГГц. | 10–1 мм. |
В свободном пространстве λ = c/f. Для значений на самой границе используйте правила выбранной системы. В спецификации следует явно указать, какие частоты включены в гарантированный интервал.
Буквенные названия и low band
Одна из распространённых систем задаёт L как 1–2 ГГц, S как 2–4, C как 4–8, X как 8–12 и Ku как 12–18 ГГц. Например, S пересекает границу UHF/SHF при 3 ГГц, поэтому эти обозначения не заменяют друг друга построчно.
Выражение low band зависит от системы: в мобильной связи и в характеристиках приёмного конвертера оно может означать разные интервалы. Для E-band также нужно уточнять контекст стандарта и конкретного изделия. Название не заменяет верхнюю и нижнюю частоты.
Служебные обозначения спутниковых полос могут отличаться от общей буквенной номенклатуры. Проверьте направление передачи и распределение для нужной службы.
Частота и распространение
HF может обеспечивать ионосферные трассы, но условия зависят от времени суток, сезона и солнечной активности. Для других связей важны видимость, препятствия, отражения и апертуры. Ни один диапазон не имеет одной обязательной дальности.
При постоянных усилениях антенн свободнопространственные потери растут с частотой и расстоянием. При неизменной физической апертуре усиление может одновременно увеличиваться. Не смешивайте эти два условия сравнения.
Газы и осадки дают отдельные потери. 20 дБ/км не описывают все миллиметровые волны и любые 5G-соединения.
Несущая, полоса и скорость
2,4 ГГц указывают положение в спектре, 20 МГц — ширину канала, а Мбит/с — поток данных. Модуляция, кодирование, SNR и разделение ресурсов влияют на пропускную способность.
Wi-Fi 2,4 ГГц и Bluetooth используют перекрывающиеся частоты, а не всегда два раздельных соседних участка. Частота GPS L1 также не гарантирует точность пять метров: влияют приёмник, геометрия спутников и среда.
Как перейти к подбору компонентов
- Определить службу и рабочие частоты.
- Указать полосу сигнала, мощность, поляризацию и покрытие.
- Проверить антенны, линии, фильтры и разъёмы во всём интервале.
- Включить переходы и соединения в бюджет потерь.
- Измерить собранный тракт при документированных условиях.
Например, обычная рабочая полоса WR-90 составляет 8,2–12,4 ГГц. Такие численные пределы полезнее одной надписи «X». Не распространяйте гарантированные параметры произвольно за пределы спецификации.
Источники: МСЭ-R V.431 и обзор ESA. Выбирайте волноводные компоненты Dolph Microwave с конкретными частотами и интерфейсами.
