Классификация радиочастотного спектра

Основные определения

Радиочастотный спектр — область частот, занимаемая радиоволнами.

Полоса частот — область частот, ограниченная нижним и верхним пределами.

Диапазон частот — полоса частот, которой присвоено условное наименование.

Классификация диапазонов по МСЭ

Весь радиочастотный спектр разделён на 12 диапазонов — области частот (0,3…3) × 10^N Гц, где N — номер диапазона. Для радиосвязи используется 9 диапазонов (N = 4…12).

Обозн. МСЭ	Диапазон частот	Название волн	Длина волны
ELF	3–30 Гц	Декамегаметровые	100 000–10 000 км
SLF	30–300 Гц	Мегаметровые	10 000–1 000 км
ULF	300–3000 Гц	Гектокилометровые	1 000–100 км
VLF	3–30 кГц	Мириаметровые	100–10 км
LF	30–300 кГц	Километровые (ДВ)	10–1 км
MF	300–3000 кГц	Гектометровые (СВ)	1000–100 м
HF	3–30 МГц	Декаметровые (КВ)	100–10 м
VHF	30–300 МГц	Метровые (УКВ)	10–1 м
UHF	300–3000 МГц	Дециметровые (ДМВ)	1000–100 мм
SHF	3–30 ГГц	Сантиметровые	100–10 мм
EHF	30–300 ГГц	Миллиметровые	10–1 мм
THF	300–3000 ГГц	Дециммиллиметровые	1–0,1 мм

Как запомнить аббревиатуры

L → Low, M → Medium, H → High, V → Very, U → Ultra, S → Super, E → Extremely. Порядок: LF → MF → HF → VHF → UHF → SHF → EHF.

Диапазоны, важные для беспроводных сетей

graph LR
    subgraph UHF ["UHF (300 МГц – 3 ГГц)"]
        BT[Bluetooth 2,4 ГГц]
        WIFI24[Wi-Fi 2,4 ГГц 802.11b/g/n]
        LTE[LTE/4G 700–2600 МГц]
    end
    subgraph SHF ["SHF (3 – 30 ГГц)"]
        WIFI5[Wi-Fi 5 ГГц 802.11a/n/ac]
        WIFI6E[Wi-Fi 6E 6 ГГц]
        SAT[Спутниковая связь]
    end

ISM-диапазоны (нелицензируемые)

ISM — Industrial, Scientific, Medical. Работа в этих диапазонах не требует лицензии, но устройства должны использовать расширение спектра, а мощность — не превышать 1 Вт.

Диапазон ISM	Частота	Кто использует
ISM-900	~902 МГц	IoT, некоторые WLAN
ISM-2400	2,4 ГГц	Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee, микроволновки
ISM-5700	5,7 ГГц	Wi-Fi 5 ГГц

Открытый диапазон — открытые помехи

Поскольку ISM-диапазоны нелицензируемые, любое устройство может работать в них без согласования. Это главная причина высокого уровня помех в диапазоне 2,4 ГГц.

Распределение спектра между службами

Каждой радиослужбе выделен свой участок диапазона или фиксированные частоты. Распределением занимается:

• МСЭ (ITU) — на международном уровне
• Национальные регуляторы — в США: FCC, в Узбекистане: УзАТИ

Основные радиослужбы: фиксированная, подвижная, вещательная, любительская, морская, воздушная, спутниковая, радиолокационная.

Контрольные вопросы

1. Дайте определение радиочастотного спектра, полосы и диапазона частот.
2. На сколько диапазонов разделён спектр по МСЭ? Сколько используется для связи?
3. Приведите таблицу классификации диапазонов МСЭ (обозначение, частоты, название волн).
4. Что такое ISM-диапазоны? Назовите три основных.
5. Почему в диапазоне 2,4 ГГц высокий уровень помех?