EHF

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση

To EHF είναι η ονομασία για τη ζώνη ραδιοσυχνοτήτων στο ηλεκτρομαγνητικό φάσμα από 30 έως 300 gigahertz (GHz). Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα μήκους χιλιοστομέτρου ερευνήθηκαν για πρώτη φορά στη δεκαετία του 1890 από τον επιστήμονα Jagadish Chandra Bose.

Σε σύγκριση με τις κατώτερες ζώνες, τα ραδιοκύματα σε αυτή τη ζώνη έχουν υψηλή ατμοσφαιρική εξασθένηση: απορροφώνται από τα αέρια στην ατμόσφαιρα. Ως εκ τούτου, έχουν μικρή απόσταση και μπορούν να χρησιμοποιηθούν μόνο για επίγεια επικοινωνία σε απόσταση περίπου ενός χιλιομέτρου. Η απορρόφηση από την υγρασία στην ατμόσφαιρα είναι σημαντική εκτός από τα ερημικά περιβάλλοντα και η εξασθένιση από τη βροχή αποτελεί σοβαρό πρόβλημα ακόμα και σε μικρές αποστάσεις. Ωστόσο, το εύρος μικρής διάδοσης επιτρέπει μικρότερες αποστάσεις επαναχρησιμοποίησης συχνότητας από χαμηλότερες συχνότητες. Το μικρό μήκος κύματος επιτρέπει σε μικρές κεραίες μεγέθους να έχουν μικρό πλάτος δέσμης, αυξάνοντας περαιτέρω το δυναμικό επαναχρησιμοποίησης συχνότητας.

Εφαρμογές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Στην επιστήμη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Ραδιοτηλεσκόπιο

Αυτή η ζώνη χρησιμοποιείται συνήθως στη ραδιοαστρονομία και την τηλεπισκόπηση.

Η δορυφορική τηλεπισκόπηση που βρίσκεται κοντά στα 60 GHz μπορεί να καθορίσει τη θερμοκρασία στην ανώτερη ατμόσφαιρα με τη μέτρηση της ακτινοβολίας που εκπέμπεται από τα μόρια οξυγόνου που είναι συνάρτηση της θερμοκρασίας και της πίεσης. Η μη αποκλειστική παθητική κατανομή συχνότητας της ITU σε 57-59,3 GHz χρησιμοποιείται για την παρακολούθηση της ατμόσφαιρας σε εφαρμογές μετεωρολογικής και κλιματικής ανίχνευσης και είναι σημαντική για τους σκοπούς αυτούς λόγω των ιδιοτήτων απορρόφησης οξυγόνου και εκπομπών στην ατμόσφαιρα της Γης. Οι επί του παρόντος επιχειρησιακοί δορυφορικοί αισθητήρες της Αμερικής όπως η προηγμένη AMSU σε ένα δορυφόρο της NASA (Aqua) και τέσσερις δορυφόρους NOAA (15-18) και ο ειδικός αισθητήρας μικροκυμάτων / αισθητήρα (SSMI /S) 16 κάνουν χρήση αυτής της περιοχής συχνοτήτων.

Τηλεπικοινωνίες[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Κεραία CableFree MMW χωρητικότητας 1 Gbit/s

Στις Ηνωμένες Πολιτείες, η ζώνη 36.0 - 40.0 GHz χρησιμοποιείται για συνδέσεις δεδομένων υψηλής ταχύτητας με μικροκύματα και η ζώνη των 60 GHz μπορεί να χρησιμοποιηθεί για συνδέσεις δεδομένων μήκους διαδρόμου χωρίς άδεια χρήσης με ταχύτητες δεδομένων μέχρι 2,5 Gbit /s.

Οι ζώνες 71-76, 81-86 και 92-95 GHz χρησιμοποιούνται επίσης για συνδέσεις επικοινωνίας υψηλού εύρους ζώνης από σημείο σε σημείο. Αυτές οι υψηλότερες συχνότητες δεν υποφέρουν από απορρόφηση οξυγόνου, αλλά απαιτούν άδεια μετάδοσης στις ΗΠΑ από την Federal Communications Commission (FCC). Υπάρχουν σχέδια για συνδέσεις 10 Gbit / s χρησιμοποιώντας αυτές τις συχνότητες επίσης.

Η μπάντα είναι ουσιαστικά ανεπτυγμένη και διαθέσιμη για χρήση σε ένα ευρύ φάσμα νέων προϊόντων και υπηρεσιών, συμπεριλαμβανομένων των ασύρματων τοπικών δικτύων υψηλών ταχυτήτων, point-to-point και της ευρυζωνικής πρόσβασης στο Διαδίκτυο. Το WirelessHD είναι μια άλλη πρόσφατη τεχνολογία που λειτουργεί κοντά στην περιοχή των 60 GHz. Τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά κατεύθυνσης σήματος "μολύβδου" επιτρέπουν σε διαφορετικά συστήματα να λειτουργούν κοντά μεταξύ τους χωρίς να προκαλούν παρεμβολές. Οι πιθανές εφαρμογές περιλαμβάνουν συστήματα ραντάρ με πολύ υψηλή ανάλυση.

Το πρότυπο Wi-Fi IEEE 802.11ad λειτουργεί σε φάσμα 60 GHz (ζώνη V) για να επιτύχει ταχύτητες μεταφοράς δεδομένων έως και 7 Gbit / s.

Οι χρήσεις των ζωνών χιλιοστομετρικών κυμάτων περιλαμβάνουν τις επικοινωνίες από σημείο σε σημείο, τους συνδέσμους μεταξύ τους και τις επικοινωνίες από σημείο σε σημείο. Υπάρχουν πρόχειρα σχέδια για τη χρήση κυμάτων χιλιοστών σε μελλοντικά κινητά τηλέφωνα 5G.

Τα βραχύτερα μήκη κύματος σε αυτή τη ζώνη επιτρέπουν τη χρήση μικρότερων κεραιών για την επίτευξη της ίδιας υψηλής κατευθυντικότητας και υψηλού κέρδους όσο μεγαλύτερων σε χαμηλότερες ζώνες. Η άμεση συνέπεια αυτής της υψηλής κατευθυντικότητας, σε συνδυασμό με την υψηλή απώλεια ελεύθερου χώρου σε αυτές τις συχνότητες, είναι η δυνατότητα μιας αποδοτικότερης χρήσης συχνοτήτων για εφαρμογές σημείου-πολλαπλών σημείων. Εφόσον ένας μεγαλύτερος αριθμός κεραίας υψηλής ευκρίνειας μπορεί να τοποθετηθεί σε μια δεδομένη περιοχή, το καθαρό αποτέλεσμα είναι η μεγαλύτερη επαναχρησιμοποίηση συχνότητας και η μεγαλύτερη πυκνότητα των χρηστών. Η υψηλή χωρητικότητα του καναλιού που μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε αυτή τη ζώνη θα μπορούσε να επιτρέψει την εξυπηρέτηση ορισμένων εφαρμογών που διαφορετικά θα χρησιμοποιούσαν επικοινωνία οπτικών ινών.

Συστήματα όπλων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Πυροβολικό ελέγχου πυρκαγιάς στο ρωσικό αεροσκάφος Μινσκ

Το ραντάρ χιλιοστομετρικού κύματος χρησιμοποιείται σε ραντάρ μικρής εμβέλειας για την καταπολέμηση της πυρκαγιάς σε δεξαμενές και αεροσκάφη και αυτοματοποιημένα όπλα (CIWS) σε ναυτικά πλοία για να καταρρίψουν τους εισερχόμενους πυραύλους. Το μικρό μήκος κύματος χιλιοστών κύματος τους επιτρέπει να παρακολουθούν το ρεύμα των εξερχόμενων σφαίρων καθώς και το στόχο, επιτρέποντας στο σύστημα ελέγχου πυρκαγιάς του υπολογιστή να αλλάξει τον στόχο για να τους φέρει μαζί.

Με την Raytheon, η Πολεμική Αεροπορία των Η.Π.Α. έχει αναπτύξει ένα μη-θανατηφόρο σύστημα όπλων που ονομάζεται Σύστημα ενεργητικής άρνησης (ADS), το οποίο εκπέμπει δέσμη ακτινοβολίας με μήκος κύματος 3 mm. Το όπλο δεν είναι επικίνδυνο και δεν προκαλεί σωματική βλάβη, αλλά είναι εξαιρετικά οδυνηρό και προκαλεί στο στόχαστρο έντονο πόνο, σαν να πιάνει το δέρμα φωτιά.