Radijo dažniai: apibrėžimas, bangų spektras ir panaudojimas ryšiui

Radijo dažnis – tai elektromagnetinė spinduliuotė, kurios dažnių diapazoną tarptautiniu mastu paprastai apibrėžia ITU kaip maždaug nuo 3 kHz iki 300 GHz. Šią sąvoką galima apibūdinti ir paprasčiau: tai elektromagnetinę spinduliuotę, kurios dažniai naudojami bevieliam ryšiui ir detekcijai. Pastaba: kartais vartojantis kalbą mikrobangų sąvoka apima aukštesnes radijo spektro dalis (SHF, EHF), todėl „mikrobangos“ ir „radijo bangos“ dalinai persidengia – techninėje praktikoje microwave dažniausiai reiškia didesnius dažnius radijo spektre.

Radijo bangos ir jų paskirtis

Radijo bangos plačiai naudojamos ryšiui, navigacijai, radarams, televizijai, radijo stočių transliacijoms, palydoviniams ryšiams ir daugeliui kitų taikymų. Skirtingi spektro ruožai turi skirtingas savybes ir todėl tinka skirtingiems tikslams.

Dažnių juostos (apžvalga)

• VLF (3–30 kHz) – itin žemi dažniai, naudojami laivybos navigacijai, signalizacijai ir ryšiui su povandeniniais laivais (giliai prasiskverbia į vandenį).
• LF (30–300 kHz) – laiko signalai, navigacija (NDB), kai kuriose šalyse – radijo transliacijos.
• MF (300 kHz–3 MHz) – vidutiniai dažniai; čia patenka tradicinės AM (amplitudės moduliacijos) radijo stotys (pvz., 530–1700 kHz daugelyje šalių).
• HF arba trumposios bangos (3–30 MHz) – tarp jų vyksta tarptautinis trumpųjų bangų radijas; šie dažniai gali atspindėti nuo jonosferos ir taip keliauti didelius atstumus.
• VHF (30–300 MHz) – FM radijas, televizija (ankstesni kanalai), aviacijos ryšiai, kai kurie viešieji saugumo tinklai.
• UHF (300 MHz–3 GHz) – mobiliųjų telefonų tinklai, Wi‑Fi dalis, televizija, judrioji komunikacija ir dalis radarų.
• SHF (3–30 GHz) ir EHF (30–300 GHz) – palydovų ryšiai, mikrobangų ryšio stotys, aukštos spartos belaidės sistemos, radarai; šias juostas dažnai vadina mikrobangomis.

Bangų sklidimo režimai

Radijo bangos sklinda keliais būdais, o kiekvienas režimas lemia, kokį atstumą ir kokiomis sąlygomis galima pasiekti:

• Groundwave (žemės bangos) – sklinda kartu su žemės paviršiumi; svarbios LF ir MF juostose (ilgos ir vidutinės bangos), ypač dienos metu, kai jonosferos atspindys silpnesnis.
• Skywave (jonosferos atspindys) – HF (trumpųjų bangų) atveju radijo bangos gali „atsispindėti“ nuo jonosferos ir keliauti aplink Žemę; tai leidžia tarptautines transliacijas ir ryšį dideliais atstumais.
• Line‑of‑sight (regėjimo spindulys) – VHF, UHF ir mikrobangų juostos dažniausiai reikalauja tiesioginės matomumo linijos (pvz., mobilus ryšys, Wi‑Fi, palydovai).

Trumpųjų ir ilgųjų bangų ypatumai

Trumpųjų bangų radijas (HF, 3–30 MHz) pasižymi tuo, kad sklidimas labai priklauso nuo jonosferos būklės: dienos/nakties ciklo, sezoniškumo ir saulės aktyvumo. Dėl to tarptautinės stotys (pavyzdžiui, VOA, BBC) keičia darbinius dažnius ne tik kas mėnesį, bet ir per parą, kad rastų geriausią sklidimo kanalą tam tikru metu.

Ilgosios bangos (VLF/LF) skiriasi nuo trumpųjų: jos gerai sklinda kaip groundwave, todėl dažnai naudojamos nuolatinėms transliacijoms ir navigacijai apimtose teritorijose. Tuo tarpu MF (AM) transliacijos dieną dažnai skleidžiasi groundwave būdu, o naktį – papildomai naudojasi jonosferos atspindžiu, dėl ko ryšys gali pasiekti didesnius atstumus.

Moduliacijos, juostos pralaidumas ir antenos

Ryšiui naudojamos įvairios moduliacijos: AM (amplitudės moduliacija), FM (dažnio moduliacija) ir skaitmeninės moduliacijos (DAB, DRM, QAM, OFDM ir kt.). Juostos pralaidumas (bandwidth) lemia, kiek informacijos pernešama – daugiau pralaidumo reikalinga aukštos kokybės garso ir didelės spartos duomenų perdavimui. Antenos dizainas (ilgis, kryptingumas, polarizacija) turi didelę įtaką sklidimui ir efektyvumui.

Reguliavimas ir paskirstymas

Radijo spektro naudojimas yra prižiūrimas tarptautiniu lygmeniu (ITU) ir nacionalinių reguliavimo institucijų. Spektras yra ribotas išteklius: dažnių juostos paskirstomos transliacijoms, navigacijai, aviacijai, žvalgybai, komerciniams tinklams, mokslo tyrimams ir kt. Dėl to reikalingos licencijos, koordinacija ir techninės sąlygos, kad būtų sumažintas trikdžių ir konfliktų pavojus.

Santrauka

Radijo dažniai yra platus elektromagnetinio spektro ruožas, plačiai naudojamas ryšiui ir stebėjimui. Kiekvienas diapazonas turi savitus sklidimo mechanizmus ir pritaikymus: nuo itin ilgo nuotolio VLF/LF groundwave signalų iki palydovinių ir mikrobangų sistemų aukštųjų dažnių juostose. Dėl kintančių jonosferos sąlygų trumpųjų bangų ryšys reikalauja dažnių keitimo ir planavimo (todėl stotys, tokios kaip VOA ir BBC, reguliariai keičia dažnius), o spektrą reglamentuoja tarptautinės ir nacionalinės institucijos.

Klausimai ir atsakymai

K: Ką reiškia terminas radijo dažnis?

K: Kam naudingos šių dažnių radijo bangos?

K: Kas yra trumpųjų bangų radijo ryšys?

K: Kodėl ilgųjų bangų dažniai naudojami santykinai trumpojo nuotolio ryšiams?

K: Ar ilgųjų bangų dažniais perduodamos transliacijos gali ilgai atsispindėti?

K: Ar skirtingi trumpųjų bangų dažniai gerai perduodami ilgaisiais atšokimais visame pasaulyje tuo metu, kai jonosferoje vyrauja skirtingos sąlygos?

Klausimas: Kodėl tokios organizacijos kaip VOA ir BBC keičia veikimo dažnius kas mėnesį, taip pat kas 24 valandas?

Paieška pagal raidę