Радиоэлектронные средства и высокочастотные устройства
Основные НПА
Решение ЕЭК №30 от 21 апреля 2015 г.
Перечень
2.16
Положение
Приложение 15
Основные Решения ГКРЧ
Услуги IFCG
Оформление разрешительных документов для ввоза РЭС и ВЧУ:
В данной статье перечислены основные величины и радиочастотные характеристики, используемые и определенные в решениях Государственной комиссии по радиочастотам и измеряемые в Главном Радиочастотном Центре [1] (ГРЧЦ).
Содержание
Единицы измерения
Герц (Гц, Hz)
Например, мобильные телефоны работают в диапазоне частот от 900 (GSM) до 2600 МГц (LTE), а микроволновые печи излучают радиоволны с частотой 2400 МГц.
Что измеряется в Гц:
Ватт (Вт, W)
Ватт — основная единица измерения мощности. Определяет количество энергии, потребляемой или выделяемой за определенный промежуток времени.
Что измеряется в Вт:
Децибел (дБ, dB)
Децибел является логарифмической единицей измерений и выражает отношение двух значений одной величины. Эта единица не включена в Международную Систему единиц (СИ), однако широко используется в системах связи и многих других технических областях, так как позволяет сравнить две величины любой природы, единственным требованием является, чтобы эти величины были выражены в одинаковых единицах.
Децибел является десятой частью основной, более крупной, величины — Бела. Бел — это десятичный логарифм отношения двух мощностей. Если известны две мощности Р1 и Р2, то их отношение, выраженное в белах, определяется формулой: Но на практике бел оказался слишком крупной величиной, поэтому используется их десятая часть — децибелы:
Логарифмический способ представления чисел часто оказывается очень удобным, так как позволяет заменить умножение — сложением, деление — вычитанием, возведение в степень умножением, а извлечение корня — делением.
Что измеряется в дБ:
Децибел по мощности (дБм, дБВт, dBm, dBW)
Если принять за нулевой уровень какую-либо величину, то с ней можно сравнивать любую другую величину, например, если это милливатт, то появится величина дБм, если ватт — дБВт. Она имеет определенный физический смысл — отношение измеряемой величины к эталонной — 1 милливатту или 1 ватту. На практике используется наравне с ваттами в основном для измерения мощности сигналов.
Что измеряется в дБм:
Характеристики
Излучаемая мощность
Излучаемая (выходная) мощность — величина, которая характеризует, с какой амплитудой излучаются радиоволны. В большинстве случаев полностью определяет дальность действия устройства. Обычно измеряется в Вт или дБм.
Эффективная изотропно излучаемая мощность
Эффективная изотропно излучаемая мощность (ЭИИМ) — характеристика мощности передатчика, учитывающая характеристики антенны и потери при передаче сигнала к ней. Является произведением мощности сигнала, подводимого к антенне, на ее коэффициент усиления и измеряется в единицах мощности (Вт, дБВт, дБм). Данная характеристика позволяет оценить реальный уровень излучений на выходе.
Основное излучение
Основное излучение — излучение, осуществляемое в полосе частот, необходимой для передачи сообщения с требуемой скоростью и качеством. Основное излучение осуществляется на рабочей частоте, выбор которой осуществляется изготовителем РЭС.
Внеполосные излучения
Помимо полезного излучения, также существуют внеполосные излучения — это излучения, которые находятся вне полосы рабочих частот, но непосредственно к ней примыкают. Они обусловлены искажениями модулирующего сигнала и неидеальностью характеристик модулятора. Внеполосные излучения нежелательны, поскольку загружают радиочастотный ресурс, однако они есть у любых радиостанций.
Побочные излучения
Побочные излучения — нежелательные излучения, находящееся за пределами основного излучения на частотах, кратных основной, и обусловленные любыми нелинейными процессами в радиоприемных устройствах, за исключением модуляции. Побочные излучения от любого блока, кроме антенны и ее фидера, не должны оказывать большего влияния, чем то, которое выявилось бы в случае, если бы к антенной системе подводилась максимально допустимая мощность на частоте этого побочного излучения.
Полоса пропускания
Полоса пропускания или ширина полосы пропускания (Bandwidth) — это диапазон частот радиоволн, в котором осуществляется основное излучение радиоэлектронного средства или высокочастотного устройства. Полоса частот устанавливается для каждого прибора таким образом, чтобы содержать не менее 90% мощности полезного сигнала.
Модуляция
Для простоты передачи информации по радиосвязи и ее помехоустойчивости, используется обработка сигнала — модуляция (манипуляция) — изменение характеристик высокочастотного несущего сигнала на основании информационного низкочастотного (звук, видео, данные). Выделяют несколько видов модуляции: амплитудную, частотную и фазовую. Модуляцию цифрового сигнала называют манипуляцией.
Спектральная плотность мощности
Спектральная плотность мощности — характеристика радиосигнала, которая описывает распределение мощности сигнала по диапазону основного излучения. Показывает энергетический спектр сигнала, то есть какой уровень мощности излучения приходится на каждую частоту.
Класс излучения
Для обозначения многообразия характеристик излучения, используется буквенно-цифровой код, называемый классом излучения. Данный параметр принят регламентом Международного Союза Электросвязи и описывает 3 обязательные характеристики, а также могут указываться 2 дополнительные характеристики:
Например, звуковое радиовещание АМ имеет класс излучения A3E, звуковое радиовещание FM — F3E.
Напряженность магнитного поля
В некоторых низкочастотных системах связи, использующих свойства магнитного поля (например, RFID), измеряется максимальная напряженность магнитного поля на расстоянии 10 метров, которая характеризует мощность устройства.
Примечания
См. также
Ссылки
Энциклопедия IFCG — открытый информационный ресурс для участников и экспертов в области ВЭД.
Если Вам требуются услуги по таможенному оформлению, получению разрешительных документов или у Вас есть вопросы, свяжитесь с нами — Контакты IFCG.
В частности, мы готовы оказать услуги по оформлению следующих разрешительных документов для ввоза РЭС (ВЧУ):
Что такое сканеры частот? Что стоит знать перед покупкой?
Радиочастотные сканеры часто применяются в оперативной деятельности секретных служб, полицией, армией и частными детективами. Но с развитием технологий, шпионские устройства стали доступны и среди гражданского населения.
Как работают сканеры частот?
Радиочастотные сканеры — это устройства, работающие в диапазоне от нескольких десятков до 1300 МГц, с помощью которых пользователь может слушать частоты радиопередач, транслируемых в различных модуляциях, таких как FM, WFM, AM или SSB. Они позволяют прослушивать всю информацию, передаваемую по радио, в том числе сообщения служб экстренной помощи, полиции и даже военных.
Работа устройства заключается в поиске определенной полосы или частот, хранящихся в памяти оборудования. Сканеры позволяют перехватывать аналоговые и (в случае более дорогих моделей) цифровые частоты в пределах нескольких километров, в зависимости от рельефа местности. Если это расстояние необходимо увеличить, то потребуется внешняя антенна.
Краткая история сканеров частот
Хотя сканеры частот в том виде, в каком мы их знаем сегодня, стали востребованны только в начале 1980-х годов, идея перехвата сообщений, передаваемых по радио, почти так же стара, как само радио, изобретенное в 19 веке. Во время Первой мировой войны телефонная связь была основным средством связи. Тем не менее, она имела свои ограничения в виде слабой кабельной разводки, которая легко могла быть повреждена во время боя.
Радиотелеграфия (а также обученные голуби) стала эффективной альтернативой. Она позволяла осуществлять беспроводную передачу телеграфных сообщений по радиоволнам. Информация передавалась путем генерации радиоимпульсов двух длин, называемых в разговорной речи «точками» и «тире». Сообщение принималось получателем в виде звукового сигнала (азбука Морзе), а также на бумажном носителе.
Во время Первой мировой войны радиограммы, т.е. сообщения, передаваемые по телеграфу, перехватывались с помощью мобильных или стационарных радиостанций, обычно установленных в траншеях или стратегических зданиях. Прием этих сообщений был чрезвычайно важен для многих военных операций. Об этом свидетельствует битва при Танненберге, произошедшая в 1914 году между немецкими и русскими войсками.
Первые коммерческие радиосканеры использовались в основном для прослушивания полицейских частот, часто незаконно. Эти устройства не обладали большими возможностями — они поддерживали только от 8 до 20 каналов, а также в них отсутствовал режим поиска конкретных полос. Другим ограничением было отображение только номера канала без полной частоты.
Сканеры частот — кто их использует?
Сканеры частот популярны среди любителей авиации, которые прослушивают частоту, передаваемую между пилотами и летной вышкой. Благодаря этому они отслеживают маршруты самолетов и в курсе любых событий, происходящих в пути. Они используются и радиолюбителями, которые ловят различные частоты без определенной цели.
Радиочастотные сканеры также популярны среди водителей грузовиков, которые применяют их для проверки радиосвязи полиции на предмет возможных дорожно-транспортных происшествий на маршруте. К сожалению, эти устройства до сих пор популярны среди преступников. Организованные преступные группы используют сложные широкополосные системы прослушивания для мониторинга полицейских сообщений, что облегчает им осуществлять перевозку контрабанды и запрещенных веществ.
Лучшие сканеры частот:
Uniden EZI33XLT — простой и удобный в использовании радио сканер
Большим преимуществом этого сканера является также высокая эргономичность использования. Эффективный аккумулятор рассчитан на 24 часа работы, четкий ЖК-экран информирует о текущей проверенной частоте, а благодаря удобным кнопкам можно легко настраивать любые параметры. Дополнительная опция блокировки клавиатуры защищает от случайных изменений настроек сканера.
Uniden UBC69XLT-2 — дальность действия до нескольких километров
Альтернативой в данном ценовом диапазоне является частотный сканер Uniden UBC69XLT-2. Это очень быстрое устройство, которое сканирует со скоростью 50 каналов в секунду. Сканер работает в диапазоне 25-512 МГц, хранит 80 каналов, в том числе один приоритетный и улавливает диапазон в несколько километров. Он может использоваться как любителями, так и профессионалами.
На видео: Сканер частот. surecom sf401, GOOIT Gy560, IBQ101. Результаты тестов дальности.
Радиолюбительские измерения: когда нет частотомера
В радиолюбительской практике, в силу ограниченности бюджета, часто возникает ситуация, когда тот или иной нужный для работы прибор недоступен. В такой ситуации приходится вычислять нужный параметр по результатам косвенных измерений, т.е. «сверлить пилой и пилить буравчиком».
В процессе отладки разрабатываемого мной устройства возникла необходимость провести калибровку цифрового синтезатора частоты в составе этого устройства. Задача является тривиальной при наличии частотомера электронно-счётного (ЭСЧ). Проблема же заключалась в том, что «взять взаймы» частотомер мне не удалось.
Если описать работу применённого в устройстве синтезатора частоты совсем просто, он образует на выходе сигнал с частотой Fs путём обработки входного сигнала от опорного генератора с частотой Fxo:
В качестве частотозадающего элемента опорного генератора был использован недорогой кварцевый резонатор с маркировкой на корпусе «TXC 25.0F6QF». Точное значение частоты сигнала опорного генератора известно не было. В настройках синтезатора опорная частота была указана константой 25000000 Hz. Сам синтезатор частоты был запрограммирован на вывод сигнала частотой 9996 kHz.
Проверка работоспособности схемы
Для проверки работоспособности синтезатора был использован цифровой осциллограф Rigol DS1102E. В настройках канала было включено измерение частоты.
Осциллограф на выводах кварцевого резонатора показал измеренное значение 25.00 MHz, а на выходе синтезатора – 10.00 MHz. В принципе, это уже было неплохо: схема работала.
Метод биений частоты
Аналогом калибровки частотозадающих цепей методом биений является методика настройки музыкальных инструментов по камертону. Звук, извлекаемый из инструмента, накладывается на звук камертона. Если тоны не совпадают, возникают хорошо заметные на слух «биения» частоты. Подстройка тона музыкального инструмента производится до появления «нулевых биений», т.е. состояния, когда частоты совпадают.
Применение радиоприёмника с панорамным индикатором
Проще всего калибровку синтезатора частоты методом биений было провести с использованием радиоприёмника с панорамным индикатором и сигнала радиостанции RWM в качестве контрольного сигнала.
В качестве контрольного приёмника использовался SoftRock RX Ensemble II с программой HDSDR. Шкала приёмника была ранее откалибрована по сигналам радиостанции RWM на всех трёх частотах: 4996000, 9996000 и 14996000 Hz. В качестве контрольного сигнала использовался сигнал радиостанции RWM на частоте 9996000 Hz.
На скриншоте виден приём секундных меток RWM на частоте 9996000 Hz и приём выходного сигнала синтезатора на частоте, примерно, 9997970 Hz. При задании частоты синтезатора использовалась константа 25000000 Hz (номинальная частота кварцевого резонатора). При проведении калибровки эта константа была умножена на отношение частот 9997970 Hz и 9996000 Hz. В результате было получено значение реальной частоты запуска кварцевого резонатора 25004927 Hz. Это значение было занесено константой в прошивку устройства. На скриншоте показан результат проведения калибровки:
Частота выходного сигнала синтезатора 9996 kHz точно соответствует частоте приёма секундных меток RWM на частоте 9996000 Hz.
После проведения калибровки осциллограф показал на выводах кварцевого резонатора – 25.00 MHz, а на выходе синтезатора – 10.00 MHz, т.е. те же самые значения, что и до калибровки.
Использование сигналов вещательных радиостанций
В Перми в светлое время суток стабильно принимается сигнал RWM на частоте 9996 kHz, а в тёмное время суток – на частоте 4996 kHz. Если прохождение радиоволн нестабильно, и сигналы RWM не принимаются, на сайте hfcc.org можно найти частоты и расписание работы вещательных радиостанций.
Несущие сигналы вещательных станций тоже можно, при необходимости, использовать в качестве контрольных, т.к. они обычно имеют отклонение частоты не более 10 Hz от частоты вещания.
Краткие выводы
Наиболее простой и точный способ измерения частоты сигнала в радиодиапазоне — измерение частоты электронно-счётным частотомером.
Получить приблизительное значение частоты сигнала можно, приняв его на контрольный приёмник с калиброванной шкалой.
Получить при использовании контрольного приёмника точное значение частоты сигнала можно по «нулевым биениям» измеряемого сигнала с контрольным сигналом, полученным от эталонного источника.
Думаю все крутили ручку радиоприемника, переключая между «УКВ», «ДВ», «СВ» и слышали шипение из динамиков. Но кроме расшифровки сокращений, не все понимают, что скрывается за этими буквами. Давайте ближе познакомимся с теорией радиоволн.
Радиоволна
Длина волны(λ) — это расстояние между соседними гребнями волны. Амплитуда(а) — максимальное отклонения от среднего значения при колебательном движении. Период(T) — время одного полного колебательного движения Частота(v) — количество полных периодов в секунду
Существует формула, позволяющая определять длину волны по частоте: Где: длина волны(м) равна отношению скорости света(км/ч) к частоте (кГц)
«УКВ», «ДВ», «СВ»
Сверхдлинные волны — v = 3—30 кГц (λ = 10—100 км). Имеют свойство проникать вглубь толщи воды до 20 м и в связи с этим применяются для связи с подводными лодками, причем, лодке не обязательно всплывать на эту глубину, достаточно выкинуть радио буй до этого уровня. Эти волны могут распространяться вплоть до огибания земли, расстояние между земной поверхностью и ионосферой, представляет для них «волновод», по которому они беспрепятственно распространяются.
Длинные волны(ДВ) v = 150—450 кГц (λ = 2000—670 м). Этот тип радиоволны обладает свойством огибать препятствия, используется для связи на большие расстояния. Также обладает слабой проникающей способностью, так что если у вас нет выносной антенны, вам вряд ли удастся поймать какую-либо радиостанцию.
Средние волны (СВ) v = 500—1600 кГц (λ = 600—190 м). Эти радиоволны хорошо отражаются от ионосферы, находящейся на расстоянии 100-450 км над поверхностью земли.Особенность этих волн в том, что в дневное время они поглощаются ионосферой и эффекта отражения не происходит. Этот эффект используется практически, для связи, обычно на несколько сотен километров в ночное время.
Короткие волны (КВ) v= 3—30 МГц (λ = 100—10 м). Подобно средним волнам, хорошо отражаются от ионосферы, но в отличии от них, не зависимо от времени суток. Могут распространяться на большие расстояния(несколько тысяч км) за счет пере отражений от ионосферы и поверхности земли, такое распространение называют скачковым. Передатчиков большой мощности для этого не требуется.
Ультракороткие Волны(УКВ) v = 30 МГц — 300 МГц (λ = 10—1 м). Эти волны могут огибать препятствия размером в несколько метров, а также имеют хорошую проникающую способность. За счет таких свойств, этот диапазон широко используется для радио трансляций. Недостатком является их сравнительно быстрое затухание при встрече с препятствиями. Существует формула, которая позволяет рассчитать дальность связи в УКВ диапазоне: Так к примеру при радиотрансляции с останкинской телебашни высотой 500 м на приемную антенну высотой 10 м, дальность связи при условии прямой видимости составит около 100 км.
Высокие частоты (ВЧ-сантиметровый диапазон) v = 300 МГц — 3 ГГц (λ = 1—0,1 м). Не огибают препятствия и имеют хорошую проникающую способность. Используются в сетях сотовой связи и wi-fi сетях. Еще одной интересной особенностью волн этого диапазона, является то, что молекулы воды, способны максимально поглощать их энергию и преобразовывать ее в тепловую. Этот эффект используется в микроволновых печах. Как видите, wi-fi оборудование и микроволновые печи работают в одном диапазоне и могут воздействовать на воду, поэтому, спать в обнимку с wi-fi роутером, длительное время не стоит.
Крайне высокие частоты (КВЧ-миллиметровый диапазон) v = 3 ГГц — 30 ГГц (λ = 0,1—0,01 м). Отражаются практически всеми препятствиями, свободно проникают через ионосферу. За счет своих свойств используются в космической связи.
AM — FM
Зачастую, приемные устройства имеют положения переключателей am-fm, что же это такое:
AM — амплитудная модуляция
Это изменение амплитуды несущей частоты под действием кодирующего колебания, к примеру голоса из микрофона. АМ — первый вид модуляции придуманный человеком. Из недостатков, как и любой аналоговый вид модуляции, имеет низкую помехоустойчивость.
FM — частотная модуляция Это изменение несущей частоты под воздействие кодирующего колебания. Хотя, это тоже аналоговый вид модуляции, но он имеет более высокую помехоустойчивость чем АМ и поэтому широко применяется в звуковом сопровождении ТВ трансляций и УКВ вещании.
На самом деле у описанных видом модуляции есть подвиды, но их описание не входит в материал данной статьи.
Еще термины
Интерференция — в результате отражений волн от различных препятствий, волны складываются. В случае сложения в одинаковых фазах, амплитуда начальной волны может увеличиться, при сложении в противоположных фазах, амплитуда может уменьшиться вплоть до нуля. Это явление более всего проявляется при приеме УКВ ЧМ и ТВ сигнала. Поэтому, к примеру внутри помещения качество приема на комнатную антенну ТВ сильно «плавает».
Дифракция — явление, возникающее при встрече радиоволны с препятствиями, в результате чего, волна может менять амплитуду, фазу и направление. Данное явление объясняет связь на КВ и СВ через ионосферу, когда волна отражается от различных неоднородностей и заряженных частиц и тем самым, меняет направление распространения. Этим же явлением объясняется способность радиоволн распространяться без прямой видимости, огибая земную поверхность. Для этого длина волны должна быть соразмерна препятствию.
Диапазо́н часто́т — полоса частот, которой присвоено условное наименование. Диапазон частот — одно из важнейших понятий радиотехники, а также физико-технических дисциплин в целом. Это понятие имеет общий характер, то есть можно говорить или о диапазоне рабочих частот какого-либо конкретного устройства, или о диапазоне, выделенном какой-то радиослужбе, или, например, об обобщённой разбивке всей полосы радиочастот.
Содержание
Диапазоны в радиотехнике
Традиционные обозначения частотных диапазонов на Западе сложились в ходе Второй мировой войны. В настоящее время они закреплены в США стандартом IEEE, а также международным стандартом ITU.
Диапазоны РЛС
Диапазоны в гражданской радиосвязи
В России для гражданской радиосвязи выделены три диапазона частот:
Диапазоны в акустике
Литература и документация
Литература
Нормативные документы
Примечания
Ссылки
См. также
Полезное
Смотреть что такое «Радиочастота» в других словарях:
радиочастота — ж. Частота электрических колебаний, соответствующая радиоволнам. Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 … Современный толковый словарь русского языка Ефремовой
радиочастота — сущ., кол во синонимов: 1 • частота (3) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
радиочастота — Любая частота, электромагнитное излучение на которой используется для связи. К радиочастотам относится спектр частот от 9 кГц до 300 ГГц, указанный в Регламенте радиосвязи МСЭ R (МСЭ R F.1499, МСЭ Т K.61). [http://www.iks… … Справочник технического переводчика
РАДИОЧАСТОТА — частота электромагнитных колебаний, на которой можно практически обеспечить целесообразную передачу сигналов по (см.). О диапазоне радиочастот … Большая политехническая энциклопедия
радиочастота — 06.01.01 радиочастота [ radio frequency]: Частота периодической радиоволны или соответствующего периодического электрического колебания. Примечание 1 Данный термин и его сокращение могут являться определениями для обозначения электрического… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
радиочастота — radijo dažnis statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. radio frequency vok. Hochfrequenz, f; Radiofrequenz, f rus. радиочастота, f pranc. fréquence radioélectrique, f; radiofréquence, f … Automatikos terminų žodynas
радиочастота — radijo dažnis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Radijo bangos dažnis. atitikmenys: angl. radio frequency vok. Radiofrequenz, f rus. радиочастота, f pranc. fréquence radioélectrique, f; radiofréquence, f … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
радиочастота — radijo dažnis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. radio frequency vok. Funkfrequenz, f; Radiofrequenz, f rus. радиочастота, f pranc. radiofréquence, f … Fizikos terminų žodynas
