5. Радіочастотний спектр та його використання
Радіочастотний спектр та діапазони частот
Рекомендація Міжнародного союзу електрозв'язку (МСЕ) V.431-7 [58] розбиває спектр електромагнітних коливань, частоти яких лежать у межах від 0,03 до 3000 ТГц, на діапазони частот. Кожен діапазон відповідає смузі частот від 0,310Nдо 310NГц (N= –1…15) і включає верхню межу. Діапазони, відповідніNвід -1 до 11, мають частотне та метричне найменування. Для діапазонів частот, що знаходяться вище 300 ГГц (N11), запропоновані тільки метричні найменування. Діапазони частот, їх позначення та найменування представлені в табл. 5.1.
Електромагнітні хвилі, що поширюються у просторі без штучного хвилеводу, частоти яких лежать нижче 3000 ГГц, відносяться до радіохвиль.
До Регламенту радіозв'язку (РР) до радіочастотного спектру (РЧС) віднесено діапазони частот з 4 до 12 включно (3 кГц...3000 ГГц).
Хоча радіочастотний спектр представлений дуже широкою смугою частот, яка може бути використана радіоелектронними засобами різного призначення, технічно освоєна смуга частот займає незначну частину РЧС. У радіолокації, системах космічного зв'язку, в радіорелейних лініях наземного зв'язку використовувані смуги частот лежать в основному в діапазоні НВЧ, хоча деякі системи, зокрема радіолокації, поступово починають освоювати діапазон міліметрових хвиль (КВЧ). Найбільш інтенсивно нині, особливо у сфері телекомунікацій, використовуються діапазони з 5-го до 9-го. Оскільки споживачі РНС прагнуть використовувати добре освоєну частину РНС, то саме в цій частині виникає протиріччя, про яке йшлося під час обговорення причин появи проблеми ЕМС: протиріччя між зростанням кількості споживачів РНС таобмеженістю РНС.
Радіочастотний спектр є специфічним природним ресурсом всесвітнього значення. Однією з його особливостей є його невитратність при використанні, причому незалежно від того, наскільки ефективно він використовується. Ділянка РЧС, яку при роботі займає деяка радіомережа або окремий радіоелектронний засіб може бути використаний іншою мережею або РЕМ, розташованою в тому самому місці, коли перші припиняють свою роботу. На умовах належного територіального (або, у загальному випадку, просторового) розносу можлива робота на тій самій частоті РЕМ тієї ж самої чи іншої радіослужби, що називається «спільним використанням частот».
Діапазони частот електромагнітних коливань
Вкрай низькі частоти
Дуже високі частоти
Вкрай високі частоти
Ця можливість з'являється, якщо між засобами, що працюють на тій самій частоті, рівень ненавмисних перешкод не призводить до неприпустимого зниження якості роботи РЕМ.
Можливість багаторазового використання радіочастот залежить від можливостей рознесення РЕМ на відстані, умов поширення радіохвиль, технічних характеристик приймально-передаючих та антенних пристроїв, умов регламентації роботи РЕМ за часом.
Радіочастотний спектр, геометричний простір та час утворюють радіочастотний простір. Область радіочастотного простору, яка може бути використана для практичних застосувань РЕМ, зазвичай називають радіочастотним ресурсом. Кожне РЕМ у процесі своєї роботи використовує певний обсяг радіочастотного ресурсу чи радіочастотного простору. По відношенню до радіочастотного простору "використовувати" означає бути недоступним для інших РЕМ.
Об'єм радіочастотного просторунедоступний для радіоприймальних пристроїв, якщо він заповнений випромінюванням, не призначеним для роботи з цими пристроями, а рівень потужності випромінювання достатній, щоб перешкодити роботі цих пристроїв, якщо їх розмістити в даному обсязі радіочастотного простору. Радіоприймальних пристроїв буде відмовлено в роботі в даному обсязі радіочастотного простору, і для радіопередавачів, які обслуговують ці приймачі, повинна бути виділена інша область радіочастотного простору, що не перетинається з принаймні по одній координаті. Зокрема, передавачі, що одночасно працюють в одній смузі частот, працюватимуть спільно без перешкод, якщо не перетинаються геометричні простори, що займаються їх випромінюваннями. Це відповідає ситуації повторного використання частот.
Аналогічно радіопередавачам може бути відмовлена для роботи деяка область радіочастотного простору, якщо вона вже використовується радіоприймачем (РПУ), не пов'язаним із прийомом сигналу даного передавача (наприклад, РПУ радіоастрономічної служби). Під областю радіочастотного простору, що використовується РПУ, розуміють область, при розміщенні в якій передавача, він створюватиме перешкоду для прийому приймачем корисного сигналу.
Області радіочастотного простору, відмовлені до роботи передавачу чи приймачеві, залежить від параметрів і технічних характеристик обох засобів: потужності передавача, чутливості приймача та інших.
Висуваючи завдання оптимального використання радіочастотного ресурсу, мають на увазі певну область радіочастотного простору. Область зазвичай має географічні та частотні обмеження. Обмеження на час роботи можуть бути відсутні: часто потрібна цілодобова робота. У науковому плані завдання ефективноговикористання радіочастотного ресурсу найчастіше передбачає максимізацію обсягу переданої інформації, що припадає на одиницю використовуваного радіочастотного простору. У практичному плані розв'язання задачі має на увазі максимізацію числа користувачів РНС у даному обсязі радіочастотного простору.
Спектр є найважливішою складовою радіочастотного простору, настільки важливою, що, займаючись роботами з ефективного використання радіочастотного ресурсу, часто забувають про інші його складові та говорять про ефективне використання РНС. Насправді не використовуючи рознесення РЕМ на відстані, а за можливості, і рознесення роботи РЕМ за часом, не вдасться ефективно використовувати радіочастотний ресурс. Надалі, якщо йтиметься про ефективне використання виділеного РЧС, це потрібно розуміти як ефективне використання виділеного радіочастотного ресурсу.