Super alta frequência - Super high frequency
Alcance de frequência |
3 a 30 GHz |
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Faixa de comprimento de onda |
1 dm a 1 cm |
Bandas relacionadas |
| Bandas de rádio | ||||||||||||
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| EU / OTAN / US ECM | ||||||||||||
| IEEE | ||||||||||||
| Outra TV e rádio | ||||||||||||
Super alta frequência ( SHF ) é a designação ITU para radiofrequências (RF) na faixa entre 3 e 30 gigahertz (GHz). Essa banda de frequências também é conhecida como banda centimétrica ou onda centimétrica, pois os comprimentos de onda variam de um a dez centímetros. Essas frequências estão dentro da banda de microondas , então as ondas de rádio com essas frequências são chamadas de microondas. O pequeno comprimento de onda das microondas permite que sejam direcionadas em feixes estreitos por antenas de abertura , como antenas parabólicas e antenas de chifre , de modo que são usadas para comunicação ponto a ponto, links de dados e radar . Essa faixa de frequência é usada para a maioria dos transmissores de radar , LANs sem fio , comunicação por satélite , links de retransmissão de rádio de micro-ondas e vários links de dados terrestres de curto alcance. Eles também são usados para aquecimento industrial por micro-ondas , diatermia médica , hipertermia de micro-ondas para tratar câncer e para cozinhar alimentos em fornos de micro-ondas .
Freqüências na faixa de SHF são muitas vezes referidos por seus IEEE banda radar designações: S , C , X , K u , K ou K uma banda , ou por semelhantes OTAN designações ou da UE.
Propagação
As microondas se propagam apenas pela linha de visão ; por causa do pequeno refração devido ao seu comprimento de onda curto, o groundwave e reflexão da ionosfera ( skywave ou "pular" de propagação) visto com ondas de rádio de baixa frequência não ocorrem. Embora em alguns casos eles possam penetrar nas paredes do edifício o suficiente para uma recepção útil, normalmente são necessários direitos de passagem desobstruídos e liberados para a primeira zona de Fresnel . Os comprimentos de onda são pequenos o suficiente em frequências de micro-ondas para que a antena possa ser muito maior do que um comprimento de onda, permitindo a construção de antenas altamente direcionais (alto ganho ) que podem produzir feixes estreitos. Portanto, eles são usados em links de comunicação terrestre ponto a ponto , limitados pelo horizonte visual a 30-40 milhas (48-64 km). Essas antenas de alto ganho permitem a reutilização da frequência por transmissores próximos. Eles também são usados para comunicação com espaçonaves, uma vez que as ondas não são refratadas (dobradas) ao passar pela ionosfera como frequências mais baixas.
O comprimento de onda das ondas SHF cria fortes reflexos de objetos de metal do tamanho de automóveis, aeronaves, navios e outros veículos. Isso e as larguras de feixe estreitas possíveis com antenas de alto ganho e a baixa atenuação atmosférica em comparação com frequências mais altas tornam o SHF as principais frequências usadas em radar . A atenuação e o espalhamento pela umidade na atmosfera aumentam com a frequência, limitando o uso de altas frequências SHF para aplicações de longo alcance.
Pequenas quantidades de energia de microondas são espalhadas aleatoriamente por moléculas de vapor de água na troposfera . Isso é usado em sistemas de comunicação de troposcatters , operando a alguns GHz, para se comunicar além do horizonte. Um poderoso feixe de microondas é direcionado logo acima do horizonte; à medida que passa pela tropopausa, algumas das microondas são espalhadas de volta à Terra para um receptor além do horizonte. Distâncias de 300 km podem ser alcançadas. Eles são usados principalmente para comunicação militar.
Antenas
O comprimento de onda das ondas SHF é curto o suficiente para que as antenas omnidirecionais usadas para aplicações como dispositivos sem fio e telefones celulares sejam pequenas o suficiente para serem convenientemente colocadas dentro da caixa do dispositivo. Para tais aplicações, pequenos dipolos ou monopólos de manga são usados. A antena patch é outro tipo comum, muitas vezes integrada na pele da aeronave.
Os comprimentos de onda também são pequenos o suficiente para que as ondas SHF possam ser focadas em feixes estreitos por antenas direcionais de alto ganho de meio a cinco metros de diâmetro. Antenas diretivas em frequências SHF são principalmente antenas de abertura , como antenas parabólicas (o tipo mais comum), lentes dielétricas , ranhuras e antenas de corneta . Antenas parabólicas grandes podem produzir feixes muito estreitos de alguns graus ou menos e, muitas vezes, devem ser direcionadas com o auxílio de um boresight . Outro tipo de antena prática em frequências de micro-ondas é o phased array , que consiste em muitos dipolos ou antenas patch em uma superfície plana, cada um alimentado por um phase shifter , que permite que o feixe do array seja direcionado eletronicamente. O comprimento de onda curto requer grande rigidez mecânica em grandes antenas, para garantir que as ondas de rádio cheguem ao ponto de alimentação em fase.
Guia de Ondas
Nas frequências de microondas, os tipos de cabo ( linha de transmissão ) usados para conduzir ondas de rádio de baixa frequência, como o cabo coaxial , têm grandes perdas de energia. Portanto, para transportar microondas entre o transmissor ou receptor e a antena com baixas perdas, um tipo especial de tubo de metal chamado guia de ondas deve ser usado. Por causa do alto custo e dos requisitos de manutenção de longos percursos de guia de onda, em muitas antenas de micro-ondas, o estágio de saída do transmissor ou a extremidade frontal de RF do receptor está localizado na antena.
Vantagens
As frequências SHF ocupam um "ponto ideal" no espectro de rádio, que atualmente está sendo explorado por muitos novos serviços de rádio. Eles são a banda de frequência mais baixa onde as ondas de rádio podem ser direcionadas em feixes estreitos por antenas de tamanho conveniente para que não interfiram com transmissores próximos na mesma frequência, permitindo a reutilização da frequência. Por outro lado, são as frequências mais altas que podem ser usadas para comunicação terrestre de longa distância; frequências mais altas na banda EHF (onda milimétrica) são altamente absorvidas pela atmosfera, limitando distâncias práticas de propagação a um quilômetro. A alta frequência dá aos links de comunicação de microondas uma grande capacidade de transporte de informações ( largura de banda ). Nas últimas décadas, muitas novas fontes de estado sólido de energia de micro-ondas foram desenvolvidas, e os circuitos integrados de micro-ondas , pela primeira vez, permitem que um processamento de sinal significativo seja feito nessas frequências. As fontes de energia EHF são muito mais limitadas e em um estágio inicial de desenvolvimento.
Veja também
Referências
links externos
- Tomislav Stimac, " Definição de bandas de frequência (VLF, ELF ... etc.) ". Página inicial do IK1QFK (vlf.it).
- Inés Vidal Castiñeira, " Celeria: Wireless Access To Cable Networks "