Очень высокая частота

Очень высокая частота ( VHF ) — обозначение МСЭ ^{[1] [2] [3]} для диапазона радиочастотных электромагнитных волн ( радиоволн ) от 30 до 300 мегагерц (МГц) с соответствующими длинами волн от десяти метров до одного метра. Частоты, находящиеся непосредственно ниже VHF, обозначаются как высокие частоты (HF), а следующие более высокие частоты известны как сверхвысокие частоты (UHF).

Радиоволны VHF распространяются в основном по прямой видимости , поэтому они блокируются холмами и горами, хотя из-за рефракции они могут распространяться несколько за пределы визуального горизонта примерно на 160 км (100 миль). Обычными применениями радиоволн в диапазоне VHF являются цифровое аудиовещание (DAB) и радиовещание FM , телевизионное вещание , двусторонние наземные мобильные радиосистемы (аварийные, деловые, личного пользования и военные), передача данных на большие расстояния до нескольких десятков километров с помощью радиомодемов , любительское радио и морская связь . Системы управления воздушным движением и аэронавигационные системы (например, VOR и ILS ) работают на расстоянии 100 километров (62 мили) или более от самолетов на крейсерской высоте.

В Америке и многих других частях света VHF Band I использовался для передачи аналогового телевидения . В рамках всемирного перехода на цифровое наземное телевидение большинство стран требуют от вещателей транслировать телевидение в диапазоне VHF с использованием цифрового, а не аналогового кодирования.

Радиоволны в диапазоне VHF распространяются в основном по прямой видимости и путем отражения от земли; в отличие от диапазона HF , на более низких частотах наблюдается лишь некоторое отражение от ионосферы ( распространение небесной волны ). ^[4] Они не следуют контуру Земли, как земные волны , и поэтому блокируются холмами и горами, хотя, поскольку они слабо преломляются (изгибаются) атмосферой, они могут распространяться несколько за пределы визуального горизонта примерно на 160 км (100 миль). Они могут проникать через стены зданий и приниматься в помещениях, хотя в городских районах отражения от зданий вызывают многолучевое распространение , которое может мешать приему телевизионных сигналов. Атмосферные радиошумы и помехи ( RFI ) от электрооборудования представляют меньшую проблему в этом и более высоких диапазонах частот, чем на более низких частотах. Диапазон VHF является первым диапазоном, в котором эффективные передающие антенны достаточно малы, чтобы их можно было устанавливать на транспортных средствах и портативных устройствах, поэтому диапазон используется для двусторонних наземных мобильных радиосистем , таких как рации , и двусторонней радиосвязи с самолетами ( Airband ) и судами ( Marine Radio ). Иногда, при подходящих условиях, волны VHF могут распространяться на большие расстояния по тропосферным каналам из-за рефракции под действием температурных градиентов в атмосфере.

Дальность передачи VHF зависит от мощности передатчика, чувствительности приемника и расстояния до горизонта, поскольку сигналы VHF распространяются в нормальных условиях как явление, близкое к прямой видимости . Расстояние до радиогоризонта немного расширено по геометрической линии видимости до горизонта, поскольку радиоволны слабо отклоняются обратно к Земле атмосферой.

Приблизительное значение расстояния до горизонта по линии прямой видимости (на Земле) составляет:

• расстояние в морских милях = где высота антенны в футах ^[5]${\displaystyle 1.23\times {\sqrt {A_{\textrm {ft}}}}}$${\displaystyle A_{\textrm {фут}}}$
• расстояние в километрах = где — высота антенны в метрах. ^[6]${\displaystyle {\sqrt {12,746\times A_{\textrm {м}}}}}$${\displaystyle A_{\textrm {м}}}$

Эти приближения справедливы только для антенн на высотах, которые малы по сравнению с радиусом Земли. Они не обязательно могут быть точными в горных районах, поскольку ландшафт может быть недостаточно прозрачным для радиоволн.

В инженерных системах связи требуются более сложные расчеты для оценки вероятной зоны покрытия предлагаемой передающей станции. ^[7]

VHF — первый диапазон, в котором длины волн достаточно малы, чтобы эффективные передающие антенны были достаточно короткими для установки на транспортных средствах и портативных устройствах, четвертьволновая штыревая антенна на частотах VHF имеет длину от 25 см до 2,5 метров (от 10 дюймов до 8 футов). Таким образом, длины волн VHF и UHF используются для двусторонней радиосвязи в транспортных средствах, самолетах, а также портативных трансиверах и рациях . Портативные радиостанции обычно используют штыревые или резиновые антенны-уточки , в то время как базовые станции обычно используют более крупные стекловолоконные штыревые антенны или коллинеарные решетки вертикальных диполей.

Для направленных антенн антенна Yagi наиболее широко используется как антенна с высоким коэффициентом усиления или «лучевая». Для приема телевидения используется Yagi, а также логопериодическая антенна из-за ее более широкой полосы пропускания. Спиральные и турникетные антенны используются для спутниковой связи, поскольку они используют круговую поляризацию . Для еще большего усиления несколько Yagi или спиралей могут быть смонтированы вместе, чтобы создать антенные решетки . Вертикальные коллинеарные решетки диполей могут использоваться для создания всенаправленных антенн с высоким коэффициентом усиления , в которых большая часть мощности антенны излучается в горизонтальных направлениях. Телевизионные и FM-вещательные станции используют коллинеарные решетки специализированных дипольных антенн, таких как антенны типа «крыло летучей мыши» .

Некоторые подчасти диапазона VHF имеют одинаковое использование по всему миру. Некоторые национальные применения подробно описаны ниже.

• 50–54 МГц: любительский радиодиапазон 6 метров .
• 108–118 МГц: Аэронавигационные маяки VOR и курсовой радиомаяк системы посадки по приборам .
• 118–137 МГц: диапазон для управления воздушным движением , AM , 121,5 МГц — аварийная частота
• 144–146 МГц: любительский радиодиапазон 2 метра (в некоторых регионах расширяется до 148 МГц).
• 156–174 МГц: морской подвижный диапазон УКВ для морской двусторонней радиосвязи на судах.

Диапазон VHF TV в Австралии изначально был выделен на каналы с 1 по 10, а каналы 2, 7 и 9 были выделены для первоначальных услуг в Сиднее и Мельбурне , а позже те же каналы были выделены в Брисбене , Аделаиде и Перте . Другие столицы и региональные области использовали комбинацию этих и других частот по мере доступности. Первоначальным коммерческим услугам в Хобарте и Дарвине были выделены соответственно каналы 6 и 8, а не 7 или 9.

К началу 1960-х годов стало очевидно, что 10 каналов VHF недостаточно для поддержки роста телевизионных услуг. Это было исправлено добавлением трех дополнительных частот — каналов 0, 5A и 11. Старые телевизоры, использующие тюнеры с вращающимся набором, требовали настройки для приема этих новых каналов. Большинство телевизоров той эпохи не были оборудованы для приема этих передач, и поэтому были модифицированы за счет владельцев, чтобы иметь возможность настраиваться на эти диапазоны; в противном случае владельцу приходилось покупать новый телевизор.

Несколько телевизионных станций были выделены на VHF-каналы 3, 4 и 5, которые находились в пределах FM-радиодиапазонов, хотя еще не использовались для этой цели. Парой примечательных примеров были NBN-3 Newcastle , WIN-4 Wollongong и ABC Newcastle на канале 5. В то время как некоторые станции Channel 5 были переведены на 5A в 1970-х и 80-х годах, начиная с 1990-х годов Австралийское управление вещания начало процесс перевода этих станций в UHF- диапазоны, чтобы освободить ценный VHF-спектр для его первоначальной цели FM-радио. Кроме того, к 1985 году федеральное правительство решило, что новые телевизионные станции должны вещать в UHF-диапазоне.

Два новых канала VHF, 9A и 12, с тех пор стали доступны и используются в основном для цифровых услуг (например, ABC в столицах), но также и для некоторых новых аналоговых услуг в регионах. Поскольку канал 9A не используется для телевизионных услуг в Сиднее, Мельбурне, Брисбене, Аделаиде или Перте или около них, цифровое радио в этих городах транслируется на частотах DAB блоков 9A, 9B и 9C.

Радиостанция VHF также используется для морской радиосвязи ^[8] благодаря своей дальности действия по сравнению с частотами UHF.

Пример распределения частот VHF–UHF: ^[9]

• Радионавигация 60: 84–86 МГц
• Фиксированная морская мобильная связь: 130–135,7 МГц
• Стационарная авиационная радионавигация: 160–190 МГц
• Радиовещательная авиационная радионавигационная связь: 255–283,5 МГц
• Авиационная радионавигация AUS 49 / Морская радионавигация (радиомаяки) 73: 315–325 МГц

• 44–51, 54–68 МГц: Диапазон I Телевидение (каналы 1–3)
• 87,5–108 МГц: Радиодиапазон II
• 118–137 МГц: диапазон для управления воздушным движением , AM
  • 108–117,975 МГц: Воздушные навигационные маяки VOR и ILS
  • 121,5 МГц — аварийная частота.
• 144–148 МГц: любительский радиодиапазон 2 метра
• 156–162,2 МГц: Морское радио
• 174–230 МГц: Диапазон III Телевидение (каналы 4–11)

До 2013 года четыре основные бесплатные телевизионные станции Новой Зеландии использовали телевизионные диапазоны VHF ( Band I и Band III ) для вещания в домохозяйствах Новой Зеландии. Другие станции, включая различные платные и региональные бесплатные станции, были вынуждены вещать в диапазоне UHF , поскольку диапазон VHF был сильно перегружен четырьмя станциями, разделяющими очень маленькую полосу частот, которая была настолько переполнена, что один или несколько каналов не были доступны в некоторых небольших городах.

Однако в конце 2013 года все телевизионные каналы прекратили вещание на УКВ-диапазонах, поскольку Новая Зеландия перешла на цифровое телевизионное вещание, требуя от всех станций вещать либо на УВЧ, либо через спутник (там, где УВЧ был недоступен), используя службу Freeview . ^[10]

Более подробную информацию см. в разделе Частоты вещания в Австралии и Азии .

This section does not cite any sources. Please help improve this section by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed. (August 2016) (Learn how and when to remove this message)

Первоначально британское телевидение использовало диапазоны VHF I и III . Телевидение на VHF было черно-белым с 405-строчным форматом (хотя в конце 1950-х и начале 1960-х годов проводились эксперименты со всеми тремя цветными системами — NTSC , PAL и SECAM — адаптированными для 405-строчной системы).

Британское цветное телевидение транслировалось на УВЧ (каналы 21–69), начиная с конца 1960-х годов. С тех пор телевидение транслировалось как на УВЧ, так и на УВЧ (УВЧ — это монохроматическое преобразование с понижением частоты 625-строчного цветного сигнала), за исключением BBC2 (которая всегда вещала исключительно на УВЧ). Последние британские передатчики УВЧ-телевидения закрылись 3 января 1985 года. Диапазон УВЧ III в настоящее время используется в Великобритании для цифрового аудиовещания , а диапазон УВЧ II — для FM-радио , как и в большинстве стран мира.

Необычно, что в Великобритании любительской радиосвязи выделен диапазон 4 метра , 70–70,5 МГц.

Частотные назначения между пользователями США и Канады тесно координируются, поскольку большая часть населения Канады находится в пределах радиодиапазона VHF от границы США. Некоторые дискретные частоты зарезервированы для радиоастрономии . Общие службы в диапазоне VHF:

• 30–49,6 МГц: Лицензированная двусторонняя наземная мобильная связь с различными поддиапазонами. ^[a]
• 30–88 МГц: Военный VHF FM , включая SINCGARS
• 43–50 МГц: беспроводные телефоны , 49 МГц FM-рации и радиоуправляемые игрушки, а также смешанная двусторонняя мобильная связь. Диапазон FM-вещания изначально работал здесь (42–50 МГц), прежде чем он был перемещен на 88–108 МГц.
• 50–54 МГц: Любительский радиодиапазон 6 метров
  • 50,8–51 МГц: Радиоуправляемые летательные аппараты (на десяти фиксированных частотах с интервалом 20 кГц) с лицензией FCC на любительскую радиосвязь , летающие в соответствии с частью 97 FCC, правилом 97.215. ^[11]
• 54–88 МГц, известный как « Диапазон I » на международном уровне; некоторые станции DTV появятся здесь. См. Частоты панамериканского телевидения .
  • 54–72 МГц ТВ каналы 2–4 (VHF-Lo)
  • 72–76 МГц: Радиоуправляемые модели, промышленное дистанционное управление и другие устройства. Модели самолетов работают на частоте 72 МГц, наземные модели — на частоте 75 МГц в США и Канаде, аэронавигационные маяки — на частоте 74,8–75,2 МГц.
  • 76–88 МГц ТВ каналы 5–6 (VHF-Lo)
• 87,5–108 МГц: FM- радиовещание (87,9–91,9 некоммерческое, 92–108 коммерческое в США) (известное как « Диапазон II » на международном уровне)
• 108–118 МГц: Воздушные навигационные маяки VOR
• 118–137 МГц: диапазон для управления воздушным движением , AM
  • 121,5 МГц — аварийная частота.
• 137–138 МГц Космические исследования, космические операции, метеорологические спутники ^[12]
• 138–144 МГц: сухопутная подвижная связь, вспомогательные гражданские службы, спутниковая связь, космические исследования и другие различные службы
• 144–148 МГц: любительский радиодиапазон 2 метра
• 148–150 МГц: наземная подвижная, фиксированная, спутниковая связь
• 150–156 МГц: « бизнес-диапазон VHF », общественная безопасность, нелицензированная многоцелевая радиослужба (MURS) и другие двусторонние наземные мобильные радиостанции, FM
• 156–158 МГц УКВ морская радиостанция
  • 156,8 МГц (канал 16) — морская аварийная и контактная частота.
• 159,81-161,565 МГц железные дороги ^[б]
  • 159.81–160.2 — это железные дороги только в Канаде, которые используются транспортными компаниями в США.
• 160,6–162 Беспроводные микрофоны и дистанционное управление трансляцией ТВ/FM
• 162,4–162,55: Метеостанции NOAA , узкополосные FM, станции Weatheradio Canada
• 174–240 МГц, известный на международном уровне как « Band III ». Здесь начали вещание несколько каналов DTV, особенно многие станции, которые были назначены на эти каналы для предыдущей аналоговой работы.
  • 174–216 МГц телевизионные каналы 7–13 (VHF-Hi)
  • 174–216 МГц: профессиональные беспроводные микрофоны (малой мощности, только определенные частоты)
  • 216–222 МГц: наземная подвижная связь, фиксированная связь, морская подвижная связь, ^[12]
  • 222–225 МГц: 1,25 метра (США) (Канада 219–220, 222–225 МГц) любительское радио
• 225 МГц и выше (УВЧ): Военная авиационная радиосвязь, 243 МГц — это аварийная частота (225–400 МГц) AM, включая HAVE QUICK , dGPS RTCM-104

Кабельное телевидение , хотя и не транслируется по воздуху, использует спектр частот, перекрывающий УКВ. ^[13]

Федеральная комиссия по связи США (FCC) выделила телевизионное вещание в список каналов еще в 1938 году с 19 каналами. Это менялось еще три раза: в 1940 году, когда был удален канал 19 и несколько каналов сменили частоты, затем в 1946 году, когда телевидение перешло с 18 каналов на 13, снова с другими частотами, и, наконец, в 1948 году с удалением канала 1 (аналоговые каналы 2–13 остались такими, какими они были, даже на кабельном телевидении ). ^[14] Каналы 14–19 позже появились в диапазоне УВЧ, в то время как канал 1 остался неиспользованным.

87,5–87,9 МГц — это радиодиапазон, который в большинстве стран мира используется для FM-вещания . Однако в Северной Америке эта полоса пропускания выделена для телевизионного канала VHF 6 (82–88 МГц). Аналоговый звук для телевизионного канала 6 транслируется на частоте 87,75 МГц (с возможностью регулировки до 87,74). Несколько станций, известных как Frankenstations , в частности, те, что присоединились к франшизе Pulse 87 , работали на этой частоте как радиостанции, хотя они используют телевизионные лицензии. В результате FM-радиоприемники, такие как те, что находятся в автомобилях, которые предназначены для настройки на этот частотный диапазон, могли принимать звук для аналогового режима программирования на местном телеканале 6, находясь в Северной Америке. Эта практика в значительной степени прекратилась с переходом на DTV в 2009 году, хотя некоторые из них все еще существуют.

Канал вещания FM на частоте 87,9 МГц обычно недоступен для вещания FM-аудио; он зарезервирован для перемещенных станций класса D, у которых нет других частот в обычном поддиапазоне 88,1–107,9 МГц для перехода. Пока что только две станции получили квалификацию для работы на частоте 87,9 МГц: 10-ваттный KSFH в Маунтин-Вью, Калифорния и 34-ваттный транслятор K200AA в Сан-Вэлли, Невада .

В некоторых странах, особенно в США и Канаде, ограниченная маломощная безлицензионная работа доступна в диапазоне FM-вещания для таких целей, как микровещание и отправка выходного сигнала с CD или цифровых медиаплееров на радио без дополнительных входных гнезд, хотя в некоторых других странах это незаконно. Эта практика была легализована в Соединенном Королевстве 8 декабря 2006 года. ^[15]

• ТВ радио
• Список старейших радиостанций
• Apex (радиодиапазон)
• FM-диапазон вещания
• Летние отголоски полярной мезосферы
• Частоты телевизионных каналов
• Эффект лезвия ножа
• Всенаправленный диапазон УКВ

На Викискладе есть медиафайлы по теме «Очень высокая частота» .