Спектр частот электромагнитного поля
ЭМП обладают широким спектром частот и отличаются друг от друга способами излучения, распространения и регистрации. С учетом свойств ЭМП разделяют на виды: звуковые волны, радиоволны, инфракрасное излучение, видимое излучение, ультрафиолетовое излучение, рентгеновское излучение, у —излучение, табл. 7.1.
На частотах от 0,1 до 10000 Гц (звуковые волны) осуществляется генерирование, передача и потребление электроэнергии (ЭЭ) переменного тока. Номинальные частоты источников электроэнергии представлены рядом 0,1; 0,25; 0,5; 1,0; 2,5; 5; 10; 25; 50; 60; 400; 1000; 10000 Гц. В преобразователях ЭЭ этот ряд дополнен значениями 12,5; 16; 2000 и 4000 Гц.
Выбор значения величины частоты определяется техническими особенностями генераторов и приемников ЭЭ, спецификой технологических процессов.
На электрифицированном транспорте применяют частоты 16; 50 и 60 Гц. Судовые электроустановки работают на частотах 50 и 400 Гц. Текстильное электрооборудование (ЭО) рассчитано на номинальные значения частоты 100 и 120 Гц. В авиации стандартизована частота 400 Гц, но разрешено применять и частоту 6000 Гц. Для электроприводов центрифуг, сепараторов, станков, электроинструмента, безредукторных электрошпинделей, электротермического оборудования и для питающих их преобразователей номинальные частоты электрических напряжений составляют 50, 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500, 600, 750, 800, 1000, 1200, 1500, 1600, 2000, 2400, 3000, 4000, 8000, 10000 Гц и 60, 180, 400, 540, 720, 1000, 1440, 2160, 2880, 3420 Гц.
По общепринятой классификации, предложенной в 1975 г. международным консультативным комитетом по радио (МККР), спектр частот от 3 Гц до 3 ТГц разделен на 12 диапазонов, представленных в табл. 7.2.
Частоты, лежащие в интервале от 3 кГц до 3 ТГц, принято называть радиочастотами. Распределение полос частот между радио-службами РФ в диапазоне от 3 кГц до 400 ГГц выполняется Российской государственной комиссией по радиочастотам и Государственной инспекцией и определено регламентом радиосвязи РФ, который соответствует международному регламенту радиосвязи. Радиочастоты от 275 ГГц до 400 ГГц и выше в настоящее время по службам не распределены и, при необходимости, могут быть использованы при космических исследованиях и исследованиях Земли.
Спектр частот ЭМП
Таблица 7.1
|
Вид излучения |
Длина волны, м |
Частота волны, Гц |
Источник излучения |
|
Звуковые волны |
> 1,5 • 104 |
<20-10’ |
Источники ЭЭ, линии электропередачи (ЛЭП), открытые распределительные устройства, преобра- зо-ватели ЭЭ, электрообо- ру-дование (ЭО), электро- ин-струмент, станки, бытовая техника |
|
Радиоволны |
105—КГ* |
З103—3-1011 |
Антенны и оборудование радио, радиолокационных и телевизионных станций |
|
Инфракрасное излучение |
5-10-4—8-10 7 |
3-1011—3,75-1014 |
Лампы, лазеры, нагретые тела |
|
Видимое излучение |
8 -10 7—4-1СГ7 |
3,75-Ю14—7,5-1014 |
Лампы, лазеры, нагретые тела |
|
Ультрафиолетовое излучение |
4-1СГ7—10 |
7,5-Ю14—3-1015 |
Лампы, лазеры, нагретые тела |
|
Рентгеновское излучение |
2-10 9—6-10 12 |
3,01015—3-1019 |
Трубки Рентгена, высоковольтные электровакуум, приборы |
|
' -излучение |
< 6 ? 10 12 |
> 3 -1014 |
Радиоактивный распад, ядерные и космические процессы |
Классификация частот
Таблица 7.2
|
№ п/ п |
Наименование диапазона частот |
Границы диапазона |
Наименование вида волн |
Граница диапазо на |
Источники излучения или область применения |
|
Ультра- низкие (УНЧ) |
0—3 Гц |
*—100 Мм |
Источники ЭЭ, ЭО |
||
|
1. |
Крайне низкие (КНЧ) |
3—30 Гц |
Декамегаме- тровые |
100—10 Мм |
Преобразователи ЭЭ, ЭО, источники энергии |
|
2. |
Сверх-низкие (СЫЧ) |
30—300 Гц |
Мегаметровые |
10—1 Мм |
Преобразователи ЭЭ, ЭО, источники энергии, станки, электроинструмент, бытовая техника |
|
3. |
Инфранизкие (ИНЧ) |
0,3—ЗкГц |
Г ектокиломет- ровые |
1000—100 км |
Источники энергии, электроинструмент, бытовая техника ламповые генераторы |
|
4. |
Очень низкие частоты (ОНЧ) |
3—30 кГц |
Мириаметро- вые |
100—10 км |
Радионавигация, радиотелефонная связь, подвижная связь |
|
5. |
Низкие частоты (НЧ) |
30—300 кГц |
Километровые (длинные) |
10—1 км |
Радионавигация, многопрограммное радиовещание, подвижная и фиксированная связь |
|
6. |
Средние частоты (СЧ) |
0,3—3 МГц |
Г ектометровые (средние) |
1—0,1 км |
Радионавигация, воздушная, морская, сухопутная и железнодорожная радиосвязь, радиолокация, космические исследования |
|
7. |
Высокие частоты (ВЧ) |
3—30 МГц |
Декаметровые (короткие) |
100—Юм |
Подвижная связь, метеорология, охранная сигнализация, служба космических исследований |
|
8. |
Очень высокие частоты (ОВЧ) |
30—300 МГц |
Метровые |
10—1 м |
Телевидение, метеорология, подвижная радиосвязь, радиоастрономия, ж/д и с/х радиосвязь, служба космических исследований |
|
9. |
Ультра- высокие частоты (УВЧ) |
0,3—3 ГГц |
Дециметровые |
1—0,1 м |
Телевидение, метеорология, радиолокация, сотовая связь, радиоастрономия, спутниковая связь, служба космических исследований |
|
№ п/ п |
Наименование диапазона частот |
Границы диапазона |
Наименование вида волн |
Граница диапазо на |
Источники излучения или область применения |
|
10. |
Сверхвысокие частоты (СВЧ) |
3—30 ГГц |
Сантиметровые |
10—1 см |
Спутниковое телевидение, радиолокация, спутниковая связь, радионавигация, радиоастрономия, служба космических исследований |
|
и. |
Крайне высокие частоты (КВЧ) |
30—300 ГГц |
Миллиметровые |
10—1 мм |
Радиоастрономия, радиолокация, радионавигация, служба космических исследований, спутниковые службы |
|
12. |
Г ипервысо- кие (ГВЧ) |
0,3—3 ТГц |
Децимилли- метровые |
1—0,1, мм |
Научные исследования, служба космических исследований, спутниковая служба, служба исследования Земли |
Таблица 7.3
Перечень частот, предназначенных для применения в промышленных, научных, медицинских и бытовых высокочастотных установках
|
Номинальные значения частот и допускаемые частотные отклонения[1] |
Номинальные значения частот и допускаемые частотные отклонения[1] |
|
18 кГц ± 7,5% |
40,68 МГц ± 1,0% |
|
22 кГц ± 7,5% |
81,36 МГц ± 1,0% |
|
44 кГц ± 10% |
433,92 МГц ± 0,2% |
|
66 кГц ± 12% |
915 МГц ± 1,4% |
|
440 кГц ± 2,5% |
2450 МГц ± 2,0% |
|
880 кГц ± 1,0% |
5800 МГц ± 1,3% |
|
1760 кГц ± 2,5% |
24,125 ГГц ± 0,5% |
|
2640 кГц ± 1,0% |
42,3 ГГц ± 2,5% |
|
5280 кГц ± 2,5% |
46,2 ГГц ± 2,5% |
|
6780 кГц ± 0,2% |
48,4 ГГц ± 2,5% |
|
13560 кГц ± 1,0% |
61,25 ГГц ± 0,4% |
|
27120 кГц ± 1,0% |
122,5 ГГц ± 0,4% |
|
245,0 ГГц ± 0,4% |
Помимо приведенной классификации диапазоны от метрового до деци- миллиметрового традиционно объединяют общим названием — сверхвысокие частоты (СВЧ). В англоязычной технической литературе эти волны называют микроволнами. В диапазоне СВЧ функционирует подавляющее большинство радиолокационных систем, систем наземной, морской и космической радиосвязи, радионавигация, радиотелеметрия, телевидение.
Среди источников ЭМП целесообразно особо отметить повсеместно распространившиеся в последние 10 лет системы сотовой подвижной радиосвязи, работающие в полосах частот 132-174 МГц, 300-350 МГц, 403-520 МГц, 806- 960 МГц, 1800 МГц.
В табл. 7.3 приведен перечень частот, рекомендуемых для применения в промышленных, научных, медицинских и бытовых установках.
Вместе с тем, «Регламент радиосвязи» не исключает возможность использования оборудования и приборов, которые изготовлены ранее или закуплены за рубежом и работают на иных частотах.
- [1] Для бытовых высокочастотных установок предназначены частоты: 20 кГц± 1% (индукционные печи) и 2450 МГц ± 2,0% (микроволновые печи). Частоты 18 кГц± 7,5% и 81,36 МГц± 1,0% применимы только в промышленных установках. Частота 2640 кГц± 1,0% применима в промышленных и медицинских установках. Остальные приведенные частоты применимы в промышленных, научных и медицинских установках.
- [2] Для бытовых высокочастотных установок предназначены частоты: 20 кГц± 1% (индукционные печи) и 2450 МГц ± 2,0% (микроволновые печи). Частоты 18 кГц± 7,5% и 81,36 МГц± 1,0% применимы только в промышленных установках. Частота 2640 кГц± 1,0% применима в промышленных и медицинских установках. Остальные приведенные частоты применимы в промышленных, научных и медицинских установках.
