초고주파수

Super high frequency
초고주파수
주파수 범위
3~30GHz
파장 범위
10 ~ 1 cm
관련 대역
무선 대역
ITU
– (TLF) 1 (ELF) 2 (SLF) 3(ULF)
4(VLF) 5 (LF) 6(MF) 7 (HF)
8(VHF) 9(UHF) 10 (SHF) 11 (EHF)
12(THF)
EU/나토/미국 ECM
IEEE
기타 TV 및 라디오

Super High Frequency(SHF; 초고주파수)는 3 ~30 GHz 범위의 Radio Frequency(RF; 무선주파수)의 ITU 명칭입니다.이 주파수 대역은 파장이 1에서 10 센티미터까지이기 때문에 센티미터 대역 또는 센티미터 파라고도 합니다.이러한 주파수는 마이크로파 대역에 속하기 때문에, 이러한 주파수의 전파를 마이크로파라고 부릅니다.마이크로파의 파장이 작기 때문에 포물선 접시나 경음기 안테나 등의 개구부 안테나에 의해 좁은 빔으로 방향을 잡을 수 있기 때문에 포인트 투 포인트 통신 및 데이터[1] 링크 및 레이더에 사용됩니다.이 주파수 범위는 대부분의 레이더 송신기, 무선 LAN, 위성 통신, 마이크로파 무선 릴레이 링크, 위성 전화기(S 밴드) 및 다수의 단거리 지상 데이터 링크에 사용됩니다.그것들은 또한 산업용 전자레인지 난방, 의료용 디아터미, 암을 치료하기 위한 극초단파 온열, 그리고 전자레인지로 음식을 조리하는데 사용된다.

SHF 범위의 주파수는 종종 IEEE 레이더 대역 명칭(S, C, X, Ku, K 또는 Ka 대역) 또는 유사한 NATO 또는 EU 명칭으로 언급된다.

전파

포인트 투 포인트 마이크로파 통신 링크용 호주의 통신 타워에 있는 다양한 포물선 안테나.어떤 것들은 비로부터 보호하기 위해 구멍 위에 하얀 플라스틱 레이돔을 가지고 있다.
선박의 X밴드(8~12GHz) 해상 레이더 안테나.회전 막대는 수면을 둘러싼 수직 부채꼴의 전자파를 수평선까지 쓸어내 인근 선박과 기타 장애물을 탐지합니다.

마이크로파는 시선만으로 전파된다.파장이 짧기 때문에 굴절이 작기 때문에 저주파 전파로 볼 수 있는 지상파와 전리층 반사(하늘파 또는 건너뛰기 전파)가 [2]발생하지 않는다.경우에 따라서는 건물 벽을 충분히 관통하여 유용한 수신을 할 수 있지만, 일반적으로 첫 번째 프레넬 존까지 방해받지 않는 통행권이 필요합니다.마이크로파 주파수에서는 파장이 작아 안테나가 파장보다 훨씬 클 수 있으므로 좁은 빔을 생성할 수 있는 고방향(고이득) 안테나를 구축할 수 있습니다.따라서, 그것들은 지점간 지상 통신 링크에 사용되며, 시각적 지평선에 의해 48-64km(30-40마일)로 제한된다.이러한 고이득 안테나는 인근 송신기에 의한 주파수 재사용을 가능하게 합니다.낮은 주파수처럼 전리층을 통과할 때 파동이 굴절되지 않기 때문에 우주선과의 통신에도 사용된다.

SHF 파장은 자동차, 항공기, 선박 등의 크기의 금속 물체로부터 강한 반사를 일으킨다.그리고 고이득 안테나에서 가능한 좁은 빔 폭과 고주파수에 비해 낮은 대기 감쇠로 인해 SHF는 레이더에 사용되는 주요 주파수로 사용됩니다.대기 중 습기에 의한 감쇠 및 산란은 주파수에 따라 증가하므로 장거리 응용에 높은 SHF 주파수를 사용하는 것이 제한됩니다.

극소량의 마이크로파 에너지는 대류권의 수증기 분자에 의해 무작위로 산란된다.이것은 수평선 너머에서 통신하기 위해 수 GHz에서 작동하는 대류성 물질 통신 시스템에서 사용됩니다.강력한 마이크로파 빔은 수평선 바로 위에 겨냥됩니다; 대류권계면을 통과할 때 일부 마이크로파는 수평선 너머의 수신기로 지구로 다시 흩어집니다.300km의 거리를 달성할 수 있다.이것들은 주로 군사 통신에 사용됩니다.

안테나

다른 유형의 케이블은 SHF 주파수에서 큰 전력 손실이 발생하기 때문에 전자파는 항공 교통 관제 레이더에서와 같이 도파관에 의해 반송되는 경우가 많습니다.

SHF파의 파장은 매우 짧아 효율적인 송신 안테나가 핸드헬드 기기에 쉽게 장착될 수 있을 정도로 작아 무선 용도로 널리 사용되고 있다.예를 들어 SHF 대역의 4분의 1파 위피 안테나의 길이는 25~2.5cm입니다.전지향성 안테나는 무선 기기나 휴대 전화와 같은 기기 케이스에 수납할 수 있을 정도로 작은 애플리케이션을 위해 개발되었습니다.이러한 장치에 사용되는 주요 안테나는 장치 내부의 프린트 회로 기판에 동박으로 제조된 L자 모양으로 구부러진 모노폴 안테나로 구성된 프린트 반전 F 안테나(PIFA)입니다.소형 소매 쌍극자 또는 1/4파 모노폴도 사용됩니다.패치 안테나는 흔히 항공기 표면에 통합되어 있는 또 다른 일반적인 유형입니다.

파장이 작아 지름 0.5m에서 5m의 고이득 지향성 안테나를 통해 SHF파를 좁은 빔에 집중시킬 수 있다.SHF 주파수의 지향성 안테나는 대부분 포물선 안테나(가장 일반적인 타입), 렌즈, 슬롯 및 혼 안테나 등 조리개 안테나입니다.대형 포물선 안테나는 몇 도 이하의 매우 좁은 빔을 생성할 수 있으며, 대부분의 경우 복사경의 도움을 받아 조준해야 합니다.마이크로파 주파수로 실용적인 또 다른 유형의 안테나는 위상 어레이로, 평탄한 표면에 다수의 다이폴 또는 패치 안테나가 있으며, 각 안테나는 위상 시프터를 통해 공급되어 어레이의 빔을 전자적으로 조종할 수 있습니다.파장이 짧기 때문에 전파가 위상적으로 공급점에 도달하도록 하기 위해 대형 안테나에서는 기계적 강성이 매우 높아야 합니다.

도파관

마이크로파 주파수에서는 동축 케이블과 같이 저주파 전파를 전도하는 데 사용되는 케이블(전송선)의 종류가 높은 전력 손실을 일으킵니다.따라서 송수신기와 안테나 사이에서 마이크로파를 전송하기 위해서는 도파관이라고 하는 특수한 금속 파이프를 사용해야 합니다.장기 도파관 실행의 높은 비용과 유지 보수 요건으로 인해 많은 마이크로파 안테나에서 송신기의 출력 스테이지 또는 수신기의 RF 프론트 엔드가 안테나에 있습니다.

이점

SHF 주파수는 현재 많은 새로운 무선 [3]서비스에 의해 이용되고 있는 무선 스펙트럼의 "스위트 스폿"을 차지하고 있습니다.이들은 크기가 편리한 안테나에 의해 좁은 빔으로 전파를 유도할 수 있는 최저 주파수 대역으로, 동일한 주파수의 인근 송신기와 간섭하지 않기 때문에 주파수 재사용이 가능하다.반면, 그것들은 장거리 지상 통신에 사용할 수 있는 가장 높은 주파수이며, EHF(밀리파) 대역의 높은 주파수는 대기에 의해 흡수되어 실질적인 전파 거리가 1킬로미터로 제한된다.고주파수는 마이크로파 통신 링크에 매우 큰 정보 전달 용량(대역폭)을 제공합니다.최근 수십 년 동안 마이크로파 에너지의 많은 새로운 고체 소스가 개발되었으며, 마이크로파 집적회로는 처음으로 이러한 주파수에서 상당한 신호 처리를 수행할 수 있습니다.EHF 에너지원은 훨씬 더 제한적이고 개발 초기 상태입니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Freedman, S. (September 1946). "Two-way radio for everyone" (PDF). Radio News. New York: Ziff-Davis Publications. 36 (3): 25–27. Retrieved March 24, 2014. 이 기사는 마이크로파 시대의 시작부터 포인트 투 포인트 통신에 있어 마이크로파의 미래 가치를 예측했다.
  2. ^ Seybold, John S. (2005). Introduction to RF Propagation. John Wiley and Sons. pp. 55–58. ISBN 0471743682.
  3. ^ Lee, Thomas H. (2004). Planar Microwave Engineering: A Practical Guide to Theory, Measurement, and Circuits. Cambridge University Press. p. 27. ISBN 1316175774.

외부 링크