Слышимый частотный диапазон звука и терминология условного деления

Содержание материала

Связь для высших лиц государства в экстремальных условиях

Помимо обозначенных спутниковых систем, в диапазоне 3,4-3,9 ГГц также работает Единая система спутниковой связи (ЕССС). Она используется Минобороны и ФСО для выполнения различных задач в условиях, когда использование других средств связи становится неэффективным или невозможным. В том числе речь идет о предоставлении высшим лицам государства доступа к различным специальным информационным ресурсам, получения конфиденциальной информации и организации телекоммуникационного общения.

Радиоэлектронные средства Спецсвязи ФСО, относящиеся к фиксированной спутниковой службе, в основном сосредоточены в локальных группировках радиосредств в центрах специальной связи и информации, а также в центрах связи специального назначения, рассредоточенных по всей территории России. В диапазоне 3,4-3,8 ГГц ФСО использует различные типы РЭС спутниковой связи, размещенные как на стационарных объектах, так и в составе транспортных комплексов.

Большинство ЗССС спецпотребителей расположены за пределами крупных городов. В крупных населенных пунктах такие станции используются, в основном, в качестве резервных каналов связи. В случае использования ЗССС спутникового ресурса, арендованного у гражданских операторов, проблему совместимости с 5G можно решить за счет переназначения несущих частот за пределы диапазона 3,4-3,8 ГГц.

В случае же использования собственных спутников Минобороны ситуация осложняется ограниченностью бортовой емкости военных спутниковых аппаратов. Но, с учетом некритичности использования ЗССС в мирное время, в НИРР считают возможным создать каналы для оперативного взаимодействия между операторами 5G и силовиками при эксплуатации совпадающих частот.

Расчет прямой видимости

Телевизионная УКВ антенна «кроличьи уши» (малая петля — отдельная УКВ антенна).

Для аналогового телевидения дальность передачи ОВЧ зависит от мощности передатчика, чувствительности приемника и расстояния до горизонта, поскольку ОВЧ сигналы распространяются в нормальных условиях как явление, близкое к прямой видимости . Расстояние до радиогоризонта немного расширено по линии прямой видимости до горизонта, так как радиоволны слабо отклоняются назад к Земле атмосферой.

Приблизительное значение для расчета расстояния до горизонта прямой видимости (на Земле):

  • расстояние в морских милях = где высота антенны в футах1,23×Аж{\ displaystyle 1,23 \ times {\ sqrt {A_ {f}}}}Аж{\ displaystyle A_ {f}}
  • расстояние в километрах = где высота антенны в метрах.12,746×Ам{\ displaystyle {\ sqrt {12.746 \ times A_ {m}}}}Ам{\ displaystyle A_ {m}}

Эти приближения действительны только для антенн на высоте, которая мала 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 вычисления для оценки вероятной зоны покрытия предлагаемой передающей станции.

Точность этих расчетов для сигналов цифрового телевидения обсуждается.

Представляющие интерес частоты

Радиочастотный спектр (т.е. часть электромагнитного спектра, используемая для радиосвязи) простирается от полосы очень низких частот (ОНЧ, VLF) до полосы крайне высоких частот (КВЧ, EHF), то есть от примерно 3 кГц до 300 ГГц. Другие полосы, разделяющие ОНЧ от КВЧ, включают в себя:

  • НЧ (низкие частоты, LF);
  • СЧ (средние частоты, MF);
  • ВЧ (высокие частоты, HF);
  • ОВЧ (очень высокие частоты, VHF);
  • УВЧ (ультравысокие частоты, UHF);
  • СВЧ (сверхвысокие частоты, SHF).

Радиочастотный спектр

Международная классификация электромагнитных волн по частотам
Частотный диапазон Границы диапазона Волновой диапазон Границы диапазона
Крайние низкие (КНЧ, ELF) 3 – 30 Гц Декамегаметровые 100 – 10 Мм
Сверхнизкие (СНЧ, SLF) 30 – 300 Гц Мегаметровые 10 – 1 Мм
Инфранизкие (ИНЧ, VF/ULF) 0,3 – 3 кГц Гектокилометровые 1000 – 100 км
Очень низкие (ОНЧ, VLF) 3 – 30 кГц Мириаметровые 100 – 10 км
Низкие (НЧ, LF) 30 – 300 кГц Километровые 10 – 1 км
Средние (СЧ, MF) 0,3 – 3 МГц Гектометровые 1 – 0,1 км
Высокие (ВЧ, HF) 3 – 30 МГц Декаметровые 100 – 10 м
Очень высокие (ОВЧ, VHF) 30 – 300 МГц Метровые 10 – 1 м
Ультравысокие (УВЧ, UHF) 0,3 – 3 ГГц Дециметровые 1 – 0,1 м
Сверхвысокие (СВЧ, SHF) 3 – 30 ГГц Сантиметровые 10 – 1 см
Крайне высокие (КВЧ, EHF) 30 – 300 ГГц Миллиметровые 10 – 1 мм
Гипервысокие (ГВЧ, FIR) 300 – 3000 ГГц Децимиллиметровые 1 – 0,1 мм

Это разделение довольно произвольно, и нет никакой острой необходимости знать точные диапазоны частот. Было бы лучше просто привести несколько примеров категорий беспроводной связи, которые можно найти в разных частях спектра, потому что это поможет нам получить интуитивное понимание того, какие диапазоны частот более подходят для определенных типов систем:

AM радиосвязь (с амплитудной модуляцией) использует диапазон СЧ/MF; более конкретно, несущие частоты варьируются от 540 до 1600 кГц. По опыту мы знаем, что AM радио обладает хорошим расстоянием и устойчиво к физическим помехам от зданий, но AM не обладает репутацией отличного качества звука.
FM радиосвязь (с частотной модуляцией) использует диапазон ОВЧ/VHF с несущими частотами от 88,1 до 108,1 МГц. Допустимое отклонение от несущей в FM значительно выше, чем в AM, что означает, что FM сигналы могут передавать больше информации за единицу времени, чем AM сигналы. (Имейте в виду, что в этом контексте «AM» и «FM» относятся к стандартизированным категориям радиопередачи, а не к амплитудной и частотной модуляции в целом.)
Цифровые системы связи, такие как Bluetooth и некоторые из протоколов 802.11 работают в диапазоне единиц гигагерц, более конкретно, на частотах около 2,4 ГГц. Это, как правило, системы малого радиуса действия, но они обеспечивают надежную связь, а высокая несущая частота обеспечивает высокие скорости передачи данных

Эти протоколы могут использоваться небольшими устройствами, что обеспечивает относительно длительный срок службы батареи.
Спутники (очевидно, представляют собой приложение, в котором большое расстояние имеет важное значение) имеют тенденцию работать на очень высоких частотах. На нижнем конце этого диапазона (1–2 ГГц) находится L диапазон, который используется GPS спутниками

C диапазон (4–8 ГГц) используется, например, сетями спутникового телевидения. Ku диапазон, который простирается до впечатляющей частоты 18 ГГц, используется для различных спутниковых применений и является важной частью оборудования связи на МКС (международной космической станции).

К какой полосе частот мне подключиться?

Теперь мы должны рассмотреть, что нам нужно, чтобы увидеть, какое решение будет для нас лучшим.

Если у нас мало устройств, они старые и мы почти не используем их, мы сможем без проблем работать с сетью 2.4 ГГц. Хотя, с другой стороны, если в нашем доме или офисе есть множество устройств, будь то домашняя автоматизация, мобильная телефония или беспроводное оборудование другого типа, мы должны выбрать лучший вариант, очевидно, маршрутизатор, который может управлять Wi-Fi 6 или Wi-Fi-Fi 6E.

Нам также придется учитывать, где мы живем, если это блок с множеством соседей, в котором каждый имеет свое собственное подключение к двухдиапазонному маршрутизатору, очень вероятно, что если мы подключим устройства к 2.4 Сеть ГГц, проблемы будут с первой минуты. Сегодня операторы уже предлагают более или менее приличные маршрутизаторы, но если по причинам, подобным тем, в которых мы живем сегодня, вам нужно больше работать дома или вам нужна более высокая производительность беспроводной сети, мы рекомендуем вам приобрести собственный маршрутизатор, не Сэкономьте на этих расходах, поскольку это инвестиции в улучшение вашей локальной проводной и домашней сети, которые обеспечат вам отличный пользовательский опыт.

Как получить лицензию на рации и частоты?

Выдачу лицензий на частоты осуществляет несколько государственных органов — Государственная комиссия по радиочастотам (ГКРЧ), Главный радиочастотный центр (ГРЦ) и Роскомнадзор. Сначала подается заявка в ГКРЧ, после одобрения заявки в эту же организацию подаются материалы для проведения экспертизы электромагнитной совместимости. После проведения экспертизы в Роскомнадзор предоставляются заявления на получение лицензии и на присвоение радиочастот. Немного отличается порядок получения лицензий для телевидения и радиовещания и для судовых радиостанций. Подробнее об этом можно прочитать на официальном сайте ГРЦ.

Одновременно с получением лицензии на частоты надо зарегистрировать радиооборудование. Это бесплатная государственная услуга, которую оказывают территориальные отделения Роскомнадзора. При регистрации оборудование вносится в реестр и пользователь получает соответствующую выписку. Подробный перечень документов, основания для отказа и другие сведения приведены на сайте Роскомнадзора.

Использование запрещенных в России частот для раций может привести к потере дорогостоящего оборудования и к серьезным штрафам. Поэтому следует вовремя позаботиться о разрешениях. Компания К-Радио оказывает помощь в регистрации радиооборудования и в получении лицензий на частоты. Наши специалисты помогают собрать весь пакет документов и подать их в нужные ведомства. Чтобы узнать, какие частоты запрещены, и получить официальную лицензию, звоните нам по телефону на сайте или отправьте заявку через форму обратной связи. Если же Вы не хотите заниматься оформлением документов, для покупки можно рассмотреть безлицензионные рации.

Мгновенный сеанс связи

При общении по рации не требуется дополнительное время, для того чтобы набрать необходимый номер

А это очень важно при согласовании или при принятии быстрых решений. Например, во время спортивных соревнований или же проведении каких-либо спасательных работ, где практически каждая секунда на счету, это очень важно

Также во время езды на мотоциклах, автомобилях, велосипедах и даже снегоходах есть возможность быстрой передачи коротких, но в то же время очень важных сообщений.

Такие ситуации позволяют очень быстро, не отвлекаясь на гарнитуру, передать или получить какое-либо сообщение.

Благодаря общению по радиостанции не требуется получения мгновенного ответа на вызов. Человеку достаточно лишь прослушать переданное сообщение даже в тот момент, когда у него нет возможности ответить.

Это очень удобно, например, во время разведки брода, спуска на лыжах и т. д.

Во многих других случаях требуется подтверждение принятой информации, есть необходимость дать понять, что информация принята в полном объеме и корректно.

Использование рации предоставляет возможность одновременной связи со всей группой.

Благодаря рации можно связаться с любым количеством людей, которые настроены на одинаковые параметры приема передачи. А что касается телефона, то тут все совсем наоборот. Телефон принимает только индивидуальный формат общения.

Кроме того, в зимнее время года телефоном не всегда удобно пользоваться. Довольно часто приходится снимать варежки, чтобы набрать номер или выполнить любые другие манипуляции. Что касается портативной радиостанции, то тут все совсем наоборот.

Сети UMTS и WLAN — под давлением

Даже если многочисленные нарушения сетевого нейтралитета вследствие применения концепции 5G на данный момент кажутся преодолимыми, проблемы могут возникнуть с другой стороны. Так как первый шаг на пути к 5G состоит в расширении стандарта LTE, то при этом его жертвами могут стать популярные технологии мобильной связи.

В центре внимания разработчиков 5G находятся диапазоны частот 2 и 5 ГГц, на которых в настоящее время работают сети UMTS и WLAN. Эти две полосы частот необходимы, чтобы обеспечить значительную зону действия повсеместной сети будущего. Одновременно LTE-диапазон, благодаря применению дополнительных частот, должен поэтапно подводиться к уровню 5G (без модернизации всей инфраструктуры).

Тем самым технология UMTS находится на грани забвения? По меньшей мере, компания Vodafone уже задумывается об ее отключении. Как следует из конфиденциальных документов, на которые ссылается портал teltarif.de, провайдер рассматривает вопрос об эксплуатации технологии LTE вместо UMTS в диапазоне 2 ГГц. По мнению Vodafone, благодаря этому была бы возможна дополнительная скорость загрузки 300 Мбит/с. Вывод данного моделирования: современные смартфоны, не поддерживающие технологию LTE, станут до известной степени бесполезными.
Не настолько драматично выглядит будущее для WLAN.

Так как диапазон 5 ГГц является общедоступным, он доступен для любого пользователя без лицензии, по этой причине полное отключение WLAN принципиально исключено. Однако в этом диапазоне частот, сейчас еще относительно свободном от помех, в будущем может стать довольно «тесно». Операторы мобильной связи, например, компания Telekom, в настоящее время работают над внедрением технологии LAA-LTE (Licensed-Assisted Access LTE), которая, как и современные беспроводные маршрутизаторы, также работает в диапазоне 5 ГГц.

По сообщениям СМИ, Йоханнес Нилл, один из руководителей компании AVM — германского производителя линейки продукции FritzBox — на выставке CeBIT 2016 выразил сомнения в том, что после внедрения технологии LAA-LTE, будет гарантирована бесперебойная работа беспроводных маршрутизаторов, действующих в диапазоне 5 ГГц. По запросу CHIP компания AVM заявила, что данное беспокойство основано на том, что до настоящего времени не проводилось практических испытаний, доказывающих отсутствие нарушающих воздействий LAA-LTE на функционирование беспроводных сетей.

Гораздо более опасной для бизнес-модели компании AVM могла бы стать новая технология 5G, исследуемая в настоящее время. Так как 5G-передатчики работают на очень высоких, но до сих пор не используемых частотах, они могут иметь хотя и очень широкую полосу пропускания, однако весьма малый радиус действия. Представитель компании AVM указывает специалистам CHIP на то, что «при использовании 5G почти каждый фонарь уличного освещения должен быть оборудован передатчиком, и эти радиомачты затем будут объединены с помощью оптоволокна в сетевую магистраль.

5G-передатчик, как этот прототип производства компании Ericsson, обладает значительным диапазоном пропускания, однако малой дальностью действия. Возможное место применения: фонари уличного освещения.

Оптоволокно проходит под тротуаром и тем самым также доступно для отдельных домов». Однако если в будущем беспроводные устройства смогут подключаться к фонарю перед домом, то кому понадобятся беспроводные маршрутизаторы от производителей, таких как AVM?

Канал для дальнобойщиков

Существует специально выделенная частота на рации для дальнобойщиков.

Стоит отметить, что в гражданском секторе переносные радиостанции используются довольно давно. У водителей грузовых автотранспортных средств есть своя частота, где обсуждаются различные вопросы, например, касаемо дорог.

Но прежде чем настроить частоты рации, необходимо запомнить следующее. Дальнобойщики свои портативные устройства настраивают на гражданский диапазон 27 130 МГц. Помимо дальнобойщиков в прямой эфир могут попасть и таксисты, спасатели МЧС, а также курьеры.

Переговариваться по рации можно абсолютно бесплатно. Для раций не требуется мобильных операторов, интернета и роуминга.

Диапазон ОВЧ

Достаточно часто многие люди задаются вопросом, на каких частотах рации работают?

Диапазон ОВЧ является «рабочей лошадкой», так как в нем сосредоточено большое количество участков служебных частот. К авиадипазонам относятся 118–135 МГц. К морским диапазонам относятся 155–162 МГц. На таких разрешенных частотах работают полиция, спасатели, а также другие российские спецслужбы.

Среди этих диапазонов выделен 144-146 МГц, он предназначен исключительно для радиолюбителей. Такие разрешенные частоты для раций еще называют двухметровым диапазоном (назван от длины волны).

На остальных частотах ОВЧ-диапазона вещать ни в коем случае радиолюбителям нельзя. Но и частоты каналов раций, которыми имеют право пользоваться радиолюбители, разрешено использовать не без ограничений. Эти ограничения регламентированы законодательством.

Гражданских, то есть безлицензионных участков диапазон ОВЧ не имеет. А это означает тот факт, что если планируется использовать двухметровый диапазон для каких-либо бытовых нужд, то необходимо выполнить ряд определенных условий.

В первую очередь потребуется сдать экзамен, он не сложный, после этого нужно получить начальную радиолюбительскую категорию, затем нужно зарегистрировать свою рацию. Рация может быть даже самой простой, которая будет работать в данном диапазоне, и только после этого можно получить свой позывной.

Этот процесс гораздо проще процесса получения водительского удостоверения, при этом не требуется наличия каких-то определенных знаний и умений. Но при этом обязательно необходимо помнить, что в ОВЧ-диапазоне будет разрешен только лишь участок в 2 МГц шириной. И вполне вероятно, что там будут присутствовать и другие пользователи.

Если рассматривать ОВЧ-диапазон для экстренной связи, то наличие позывного в этом случае не требуется. В ситуациях угрозы жизни и здоровью можно выходить на любые частоты для вызова помощи. При этом рацию свою регистрировать не нужно, и уж тем более получать ради этого радиолюбительскую категорию.

Чтобы вызвать службу спасения, подойдет диапазон частот для раций 144–146 МГц.

Космические операции

Радиолюбители могут заниматься спутниковой и космической связью; однако частоты, разрешенные для такой деятельности, выделяются отдельно от более общих радиолюбительских диапазонов.

Согласно правилам Международного союза электросвязи , все радиолюбительские операции могут осуществляться только в пределах 50 километров (31 мили) от поверхности Земли. Таким образом, Службе любительской радиосвязи не разрешается принимать участие в спутниковых операциях; однако существует родственная радиослужба, называемая любительской спутниковой службой , которая позволяет использовать спутники для тех же целей, что и любительская радиослужба .

В большинстве стран лицензия на радиолюбительство дает права на использование обеих служб, и на практике юридическое различие между этими двумя службами прозрачно для среднего лицензиата. Основная причина, по которой эти две службы разделены, заключается в ограничении частот, доступных для спутниковых операций. Из-за общего характера распределения радиолюбителей на международном уровне и характера спутников, которые могут перемещаться по всему миру, МСЭ не рассматривает все диапазоны радиолюбителей, подходящие для работы спутников. Будучи отделен от Radio Service Amateur , то Любительская спутниковая служба получает свои собственные распределения частот. Все распределения находятся в пределах любительских радиодиапазонов, и, за одним исключением, распределения одинаковы во всех трех регионах МСЭ .

Некоторые распределения ограничиваются ITU, в каком направлении могут отправляться передачи (например, «Земля-космос» или только восходящие линии). Все любительские спутники работают в пределах распределений, приведенных ниже, за исключением AO-7 , который имеет восходящую линию от 432,125 МГц до 432,175 МГц.

Распределение частот для международных любительских спутников
Диапазон Группа Письмо 1 Распределение Предпочтительные поддиапазоны 2 Статус пользователь Примечания
HF 40 кв.м. 7.000 МГц — 7.100 МГц Начальный
20 м 14,000 МГц — 14,250 МГц Начальный
17 м 18,068 МГц — 18,168 МГц Начальный Весь любительский радиодиапазон
15 м ЧАС 21,000 МГц — 21,450 МГц Начальный Весь любительский радиодиапазон
12 мес. 24,890 МГц — 24,990 МГц Начальный Весь любительский радиодиапазон
10 м А 28,000 МГц — 29,700 МГц 29,300 МГц — 29,510 МГц Начальный Весь любительский радиодиапазон
УКВ 2 мес. V 144,000 МГц — 146,000 МГц 145,800 МГц — 146,000 МГц Начальный
УВЧ 70 см U 435,000 МГц — 438,000 МГц NIB 3
23 см L 1,260 ГГц — 1,270 ГГц NIB 3 Разрешены только аплинки
13 см S 2,400 ГГц — 2,450 ГГц 2,400 ГГц — 2,403 ГГц NIB 3
СВЧ 9 см S2 3,400 ГГц — 3,410 ГГц NIB 3 Недоступно в регионе ITU 1.
5 см C 5,650 ГГц — 5,670 ГГц NIB 3 Разрешены только аплинки
5,830 ГГц — 5,850 ГГц Вторичный Разрешены только нисходящие каналы
3 см Икс 10,450–10,500 ГГц Вторичный
1,2 см K 24,000 ГГц — 24,050 ГГц Начальный
КВЧ 4 6 мм р 47,000 ГГц — 47,200 ГГц Начальный Весь любительский радиодиапазон
4 мм 76,000 ГГц — 77,500 ГГц Вторичный
77,500 ГГц — 78,000 ГГц Начальный
78,000 ГГц — 81,000 ГГц Вторичный
2 мм 134,000 ГГц — 136,000 ГГц Начальный Весь любительский радиодиапазон
136,000 ГГц — 141,000 ГГц Вторичный
1 мм 241,000 ГГц — 248,000 ГГц Вторичный Весь любительский радиодиапазон
248,000 ГГц — 250,000 ГГц Начальный

1 буквы диапазона AMSAT. Не всем диапазонам присвоены буквы от AMSAT. 2 Для некоторых распределений работа спутников преимущественно сосредоточена в подполосе распределения. 3 Размещение сносок. В соответствии с примечанием 5.282 МСЭ использование разрешено только при условии отсутствия помех другим пользователям. 4 Любительские спутники еще не работали в КВЧ; однако планируется , что P3E AMSAT будет иметь нисходящую линию связи R-диапазона.

Немного теории

Звук – распространение механических колебаний в газообразной или жидкой среде. Как у любой волны, у звука есть такие параметры как амплитуда (характеризует громкость) и частота (характеризует тональность).

Ухо среднестатистического человека способно улавливать звук с частотой от 16–20 Гц до 15–20 кГц. В свою очередь, этот диапазон имеет три «ступеньки»:

  • 20–150 Гц – низкие частоты.
  • 150‑7000 Гц – средние частоты.
  • 7–20 кГц – высокие частоты.

Чем выше частота колебаний, тем выше тон звука. Например, шмель, который машет крыльями медленно, гудит, а комар, частота взмахов крыльев которого существенно выше, мерзко пищит, затаившись во тьме.

Звук ниже диапазона слышимости называют инфразвуком, от 1 ГГц ультразвуком. Человеческий слух их не воспринимает, однако такие звуки с большой амплитудой могут оказывать влияние на организм.

Биологически так обусловлено, что женщины лучше воспринимают высокие частоты, а также лучше различают интонации и тональности, на что влияет необходимость заботы о потомстве.

По этой же причине большинство представительниц прекрасного пола сложно обмануть – они способны уловить любую фальшь в голосе. Также стоит отметить, что у женщин слух начинает ухудшаться к 40 годам, тогда как у мужчин этот процесс стартует с 30.

Применительно к колонкам, интерес представляют, в первую очередь, звуки человеческой речи и музыка. Эстетов, слушающих звуки дикой природы на компьютере, существенно меньше по сравнению с киноманами и меломанами.

Антенны

Антенна УКВ телевещания. Это распространенный тип, называемый супер турникетом или антенной в виде крыла летучей мыши .

VHF — это 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 составляет от 25 см до 2,5 метров (от 10 дюймов до 8 футов) в длину. Таким образом, длины волн VHF и UHF используются для двусторонней радиосвязи в транспортных средствах, самолетах, портативных трансиверах и рациях . Портативные радиостанции обычно используют кнуты или резиновые антенны-утки , в то время как базовые станции обычно используют более крупные кнуты из стекловолокна или коллинеарные решетки вертикальных диполей.

Для направленных антенн антенна Яги является наиболее широко используемой в качестве антенны с высоким коэффициентом усиления или «лучевой» антенны. Для телевизионного приема используется Яги, а также логопериодическая антенна из-за ее более широкой полосы пропускания. Для спутниковой связи используются спиральные антенны и антенны турникета, поскольку в них используется круговая поляризация . Для еще большего усиления можно установить вместе несколько яги или спиралей для создания антенных решеток . 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-радиовещательные станции используют коллинеарные решетки специализированных дипольных антенн, таких как антенны типа « крыло летучей мыши» .

Подводная связь

Земля диполь антенна используется для передачи ELF волны, похожие на антенны ВМС США Clam Lake, показывая , как это работает. Он функционирует как огромная рамочная антенна , в которой переменный ток I от передатчика P проходит по воздушной линии передачи, затем глубоко в земле от одного заземляющего соединения G к другому, а затем по другой линии передачи обратно к передатчику. Это создает переменное магнитное поле H, которое излучает волны СНЧ. Для наглядности переменный ток показан протекающим только в одном направлении через контур.

Поскольку радиоволны СНЧ могут проникать глубоко в морскую воду, на рабочие глубины подводных лодок, несколько стран построили военно-морские передатчики СНЧ для связи со своими подводными лодками во время погружения. Китай недавно построил крупнейший в мире объект ELF размером примерно с Нью-Йорк , чтобы поддерживать связь со своими подводными лодками, не требуя от них всплытия. В 1982 году ВМС США построили первый подводный объект связи ELF, два спаренных передатчика СНЧ в Клэм-Лейк, штат Висконсин, и в республике, штат Мичиган . Они были остановлены в 2004 году. ВМФ России эксплуатирует передатчик СНЧ под названием ЗЕВС (Зевс) в Мурманске на Кольском полуострове . ВМС Индии имеет средства связи ELF на INS Kattabomman военно — морской базы для связи с Arihant класса и класса Акула подводных лодок.

Объяснение

Из — за его электропроводность , морская воду щитов подводных лодки от большинства высших частот радиоволн, что делает радиосвязь с погруженными подводными лодками на обычных частотах невозможно. Однако сигналы в частотном диапазоне СНЧ могут проникать гораздо глубже. Два фактора ограничивают полезность каналов связи СНЧ: низкая скорость передачи данных в несколько символов в минуту и, в меньшей степени, односторонний характер из-за непрактичности установки антенны необходимого размера на подводной лодке ( антенна должна быть исключительного размера для обеспечения успешной связи). Как правило, сигналы СНЧ использовались, чтобы приказать подводной лодке подняться на небольшую глубину, где она могла бы получить какую-либо другую форму связи.

Трудности общения в формате ELF

Одной из трудностей, возникающих при вещании в диапазоне частот КНЧ, является размер антенны , поскольку длина антенны должна составлять, по крайней мере, значительную часть длины волны. Проще говоря, сигнал с частотой 3 Гц (цикл в секунду) будет иметь длину волны, равную расстоянию, которое электромагнитные волны проходят через данную среду за одну треть секунды. Когда показатель преломления среды больше единицы, КНЧ-волны распространяются медленнее, чем скорость света в вакууме. При использовании в военных приложениях длина волны составляет 299 792 км (186 282 миль) в секунду, разделенных на 50–85 Гц, что составляет от 3500 до 6000 км (от 2200 до 3700 миль) в длину. Это сопоставимо с Землей диаметра «s около 12742 км (7918 миль). Из-за требований к огромным размерам для передачи на международном уровне с использованием частот СНЧ сама Земля составляет значительную часть антенны, и необходимы очень длинные провода в землю. Различные средства, такие как электрическое удлинение , используются для создания практических радиостанций меньших размеров.

Соединенные Штаты поддерживали два участка, в Национальном лесу Чекуамегон-Николет , штат Висконсин, и в государственном лесу реки Эсканаба , штат Мичиган (первоначально называвшийся Project Sanguine , затем уменьшенный и переименованный в Project ELF до начала строительства), пока они не были демонтированы, начиная с позднего периода. Сентябрь 2004 г. Оба объекта использовали длинные линии электропередачи , так называемые наземные диполи , в качестве проводов. Эти выводы состояли из нескольких нитей длиной от 22,5 до 45 километров (от 14,0 до 28,0 миль). Из-за неэффективности этого метода для работы системы требовалось значительное количество электроэнергии .

Экологическое воздействие

Были некоторые опасения по поводу возможного воздействия на окружающую среду сигналов СНЧ. В 1984 году федеральный судья остановил строительство, что потребовало дополнительных экологических и медицинских исследований. Это решение было отменено федеральным апелляционным судом на том основании, что ВМС США заявили, что потратили более 25 миллионов долларов на изучение воздействия электромагнитных полей, и результаты показали, что они были аналогичны эффекту, производимому стандартными линиями распределения электроэнергии. Решение не было принято всеми, и во время использования ELF некоторые политики из Висконсина, такие как сенаторы-демократы Херб Коль , Расс Файнголд и конгрессмен Дэйв Оби, призывали к его закрытию.