KMITOČTOVÉ SPEKTRUM Šíření elektromagnetických vln Kmitočtové tabulky Kmitočtové spektrum radiových vln je považováno za přírodní bohatství. Protože se rádiové vlny šíří volným prostředím, je nezbytná včasná a důkladná koordinace všech uživatelů volného prostředí, a to nejen uvnitř státu, ale i mezi státy navzájem. (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

OTÁZKY K OPAKOVÁNÍ Proveďte základní rozdělení radiových vln dle radiokomunikačního řádu. Popište jednotlivé vrstvy zemské atmosféry. Vysvětlete způsoby šíření elektromagnetických vln v jednotlivých kmitočtových pásmech. Obsazenost kmitočtového spektra – mezinárodní a národní standardy Uveďte konkrétní příklady obsazení kmitočtového spektra. (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

ZÁKLADNÍ ROZDĚLENÍ RADIOVÝCH VLN DLE RADIOKOMUNIKAČNÍHO ŘÁDU ČÍSLO PÁSMA SYMBOLY ROZSAH KMITOČTŮ NÁZVY PÁSEM METRICKÉ ZKRATKY 4 VLF 3 – 30 kHz Myriametrové Mam 5 LF 30 – 300 kHz Kilometrové km 6 MF 300 – 3000 kHz Hektometrové Hm 7 HF 3 – 30MHz Dekametrové Dm 8 VHF 30 – 300 MHz Metrové M 9 UHF 300 – 3000MHz Decimetrové 10 SHF 3 – 30 GHz Centimetrové Cm 11 EHF 30 – 300 GHz Milimetrové Mm 12 - 300 – 3000 Ghz decimilimetrové (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

VYSVĚTLENÍ ZKRATEK VLF – VERY LOW FREQUENCY LF – LOW FREQUENCY MF – MEDIUM FREQUENCY VHF – VERY HIGH FREQUENCY UHF – ULTRA HIGH FREQUENCY SHF – SUPER HIGH FREQUENCY EHF – EXTREMELY HIGH FREQUENCY (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

JINÉ ROZDĚLENÍ KMITOČTOVÉHO PÁSMA (PODLE US -STANDARDU 521 IEEE) BAND SYMBOLY ROZSAH KMITOČTŮ HF 3 - 30 MHz VHF 30 - 300 MHz UHF 300 - 1000 MHz L 1 - 2 GHz S 2 - 4 GHz C 4 - 8 GHz X 8 - 12 GHz KU 12 - 18 GHz K 18 - 27 GHz KA 27 - 40 GHz V 40 - 75 GHz W 75 - 110 GHz mm 110 - 300 GHz (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

Kmitočtové spektrum a jeho využití (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

Kmitočtové spektrum a jeho využití (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

Kmitočtové spektrum a jeho využití (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

Kmitočtové spektrum a jeho využití (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

(c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

(c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

VRSTVY ZEMSKÉ ATMOSFÉRY 0-11 km 0-60 km 60-600 km Extosféra 600 km a výše (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

(c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

(0.1 – 0.3 MHz) Střední vlny (0.3 – 3 MHz) Krátké vlny (3 – 30 MHz) Dlouhé vlny (0.1 – 0.3 MHz) Střední vlny (0.3 – 3 MHz) Krátké vlny (3 – 30 MHz) VKV - FM pásmo (30 MHz – 30 GHz) VHF, UHF, SHF, EHF (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

(c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

(c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

ŠÍŘENÍ ELEKTROMAGNETICKÝCH VLN V stejnorodém prostředí ( izotropním) SE ŠÍŘÍ ELEKTROMAGNETICKÉ VLNY PŘÍMOČAŘE, RYCHLOSTÍ 300 000 km/s. V nestejnorodém (anizotropním) prostředí může vzniknout odraz, lom nebo ohyb vlny. útlum prostředím tj. ztráta energie. V zásadě jsou 3 cesty šíření vln a to šíření vlnou : Přímou ( po tzv. radiový horizont ) Povrchovou Prostorovou (ionosférickou) (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

VELMI DLOUHÉ A DLOUHÉ VLNY Výhody: Radiové vlny se šíří s malým útlumem a na velké vzdálenosti od vysílače. Pomocí vysílače s relativně malým vyzářeným výkonem lze tedy pokrýt poměrně velké území. Nevýhodou těchto pásem je celkově malý počet radiových kanálů, vysoká úroveň průmyslového a atmosférického rušení a nutnost použití rozměrných antén. Proto byla tato pásma přidělena námořím a radionavigačním službám. Popis šíření VLNY DLOUHÉ A STŘEDNÍ λ>100m (SE OHÝBAJÍ PODLE ZEMSKÉHO POVRCHU A PROTO SE JEJICH SIGNÁLY PŘENÁŠEJÍ PŘEDEVŠÍM POVRCHOVOU VLNOU. V ionosféře jsou tyto vlny ve dne značně utlumovány. Teprve po západu slunce, kdy zaniká vrstva d, je útlum omezen a vlny se začnou odrážet od vrstvy e. Potom jsou šířeny prostorovou vlnou na ještě větší vzdálenosti. POZN Tyto vlny podléhají vlivům hlavně atmosférického rušení. Na zemi probíhá současně asi 1800 bouří (tj. V průměru asi 20 bleskových výbojů za 1 sec.). Středisko poruch leží v oblasti rovníku a k nám doléhá ve formě atmosférického šumu. (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

STŘEDNÍ VLNY Nejvíce se projevuje rozdíl mezi šířením povrchovou (přízemní) a prostorovou vlnou.Povrchová vlna se šíří kolem zemského povrchu ve výšce srovnatelné s délkou vlny a je zemským povrchem tlumena. V době od východu do západu slunce se rádiové vlny v pásmu středních vln šíří pouze povrchovou vlnou, a to do vzdálenosti asi 100 km od vysílače. Tato vzdálenost je nepřímo úměrná kmitočtu vlny a přímo úměrná druhé mocnině vyzářeného výkonu. Prostorová vlna je v této době zcela pohlcena vrstvou ionosféry. V noci, kdy spodní vrstva ionosféry zcela zmizí, se prostorová vlna od ionosféry odráží a dopadá zpět na zemský povrch. Délka její dráhy je delší než délka dráhy povrchové vlny, navíc se s časem mění, takže do místa příjmu přichází s časovým zpožděním. Na vstupu přijímače dochází k vektorovému sčítání obou vln, což má za následek kolísání vstupního signálu přijímače, tzv. únik( fading). I přes svou uvedenou nevýhodu je pásmo středních vln vyhrazeno pro rozhlasovou službu s amplitudovou modulací AM. (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

Hustota ionosféry závisí na : KRÁTKÉ VLNY λ=100-10m KV rádiové vlny se šíří několikanásobným odrazem od ionosféry a zemského povrchu, v závislosti na kmitočtu a hustotě ionosféry. Přenášejí se především prostorovou vlnou odrazem od vrstvy f. Hustota ionosféry závisí na : intenzitě záření dopadajícího z kosmu na vnější část atmosféry (světelné záření slunce, kosmické záření a korpuskulární záření – dopad jemných hmotných částic) a mění se tedy 4 zákl. faktory a-podle denní doby, b- ročního období a c- fáze 11letého cyklu sluneční činnosti. d-závislost na zeměpis. poloze, kde je různá denní doba i roční období (např. Jižní Amerika, aj. ). Použití pásmo krátkých vln je určeno pro spojení na velké vzdálenosti. V době, kdy nebylo možné komunikovat pomocí družicových systémů, poskytovalo pásmo krátkých vln jako jediné spojení s námořními loděmi a se zaoceánskými kontinenty. Vlny s příliš nízkými kmitočty (vzhledem k dané hustotě ionosféry) se v ionosféře tlumí, zatímco vlny s příliš vysokými kmitočty propouští ionosféra do volného prostoru (únik). Pouze vlny s úzkým pásmem středních kmitočtů se od ionosféry odráží a mohou po několikanásobných odrazech umožnit spojení prakticky s libovolným místem na zemi. S jedním odrazem od ionosféry lze uskutečnit spojení na vzdálenost asi 4000 km. (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

Fáze 11 letého cyklu sluneční činnosti (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

KRÁTKÉ VLNY λ=100-10m KV rádiové vlny se šíří několikanásobným odrazem od ionosféry a zemského povrchu, v závislosti na kmitočtu a hustotě ionosféry. Přenášejí se především prostorovou vlnou odrazem od vrstvy f. (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

VELMI KRÁTKÉ VLNY VKV radiové vlny se šíří do vzdálenosti rádiového horizontu tzv. přímou vlnou. Tzv. radiový horizont VKV je ve větší vzdálenosti než optický horizont, neboť přímé vlny se kolem zemského povrchu částečně ohýbají!!. Pouze na spodním okraji pásma se mohou vyjímečně za určitých podmínek šířit vlny i odrazem od ionosféry. Teplotní změny prostředí mají vliv na změnu dielektrické konstanty prostředí, což má za následek ohyb elektromagnetické vlny buď směrem nahoru (vlna se šíří na větší vzdálenost) nebo naopak směrem dolů (dosah se zmenšuje). Šíření VKV radiových vln je ovlivňováno odrazy od vodivých překážek a lze pozorovat i ohyb vln na hřebenech vysokých hor. Pásmo velmi krátkých vln je určeno pro rozhlasové vysílání s kmitočtovou modulací, televizní vysílání a další služby (letecká, pozemní pohyblivá, aj.). (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

ULTRA KRÁTKÉ VLNY Radiové vlny se šíří také přímou vlnou do vzdálenosti rádiového horizontu, avšak šíření je výrazně ovlivňováno četnými odrazy od překážek, jejichž rozměry jsou srovnatelné s délkou vlny. Zvláště v městské zástavbě musí být voleno místo pro umístění vysílací antény s ohledem na možný výskyt odrazů. Pásmo ultra krátkých vln je určeno pro televizní vysílání, letecké systémy, družicové námořní systémy a v posledních letech je dominantně využíváno i různými mobilními systémy (GSM 900, GSM 1800, is-95, dect, aj.). (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

CENTIMETROVÉ A KRATŠÍ VLNY Šíření těchto radiových vln se podobá šíření světla. Za překážkami se vytvářejí ostré stíny a na útlum šíření způsobuje i lesní porost a počasí (hustý déšť, mlha, sníh). V případě, kdy vysílaný signál je soustředěn anténním systémem do úzkého paprsku a směrován k přijímací anténě ( např. radioreléové spoje), musí být přenosová trasa plánována i s ohledem na výstavbu domů a jiných výškových staveb( jeřábů,větrných elektráren..). Tato pásma jsou vyhrazena především pro družicové systémy, včetně družicového rozhlasu a televize a pevné služby (radioreléové spoje, aj.). (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

KMITOČTOVÉ TABULKY WRC,(World Radiocommunications Conference) – Kmitočtové spektrum radiových vln je považováno za přírodní bohatství. Poněvadž se rádiové vlny šíří volným prostředím, je nezbytná včasná a důkladná koordinace všech uživatelů volného prostředí, a to nejen uvnitř státu, ale i mezi státy navzájem. Tato potřeba vedla k dohodě mezi členskými státy OSN, vyjádřené v mezinárodní úmluvě o telekomunikacích. Na základě této úmluvy byla vytvořena mezinárodní telekomunikační unie ITU ( International Telecommunications Union), jejímiž členy jsou všechny členské země OSN. Jejím úkolem je vytvářet podmínky pro účelné využívání kmitočtového spektra podle pravidel dohodnutých na světových radiokomunikačních konferencích WRC,(World Radiocommunications Conference) – kterých se účastní zástupci jednotlivých národních orgánů zodpovědných za využívání kmitočtového spektra ve své zemi. (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

a ČESKÁ REPUBLIKA („Český telekomunikační úřad“ ) KMITOČTOVÉ TABULKY a ČESKÁ REPUBLIKA („Český telekomunikační úřad“ ) Česká republika je členskou zemí ITU již od jejího vzniku. Zajišťováním základních činností státu v oboru telekomunikací byl pověřen ČTÚ byl zřízen k 1.1.1993 a od 1.11.1996 je součástí ministerstva dopravy a spojů. Jeho úkolem je zajišťovat dodržování zákona o telekomunikacích a právních předpisů vydaných k jeho provádění. V rámci ČTÚ :byla oblast radiokomunikací ( PIS)svěřena do působnosti dvou odborů Odboru správy kmitočtového spektra (SKS) a Odboru státní inspekce radiokomunikací. Odbor správy kmitočtového spektra mimo jiné plánuje rozdělení kmitočtů a vydává povolení ke zřízení a provozování vysílacích radiových stanic. Odbor státní inspekce radiokomunikací provádí kontrolu dodržování povolovacích podmínek, kontrolu obsazení kmitočtového spektra a zjišťování rušících nebo nepovolených rádiových stanic. (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

Konstrukce antény YAGI l= c / f (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

(c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

LETECKÁ A NÁMOŘNÍ NAVIGACE KMITOČTOVÉ NORMÁLY A ČASOVÉ SIGNÁLY 3 kHz – 30 MHz RADIONAVIGAČNÍ SYSTÉMY RADIONAVIGAČNÍ SYSTÉMY LETECKÁ A NÁMOŘNÍ NAVIGACE KOMUNIKACE S PONORKAMI RELACE METEOSLUŽBY KMITOČTOVÉ NORMÁLY A ČASOVÉ SIGNÁLY (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

3 kHz – 27,5 MHz Rozdělení kmitočtů dle ITU SLUŽBY TÍSŇOVÉHO CHARAKTERU VOJENSKÉ APLIKACE PŘENOSY ZPRÁV DIPLOMATICKÝCH SLUŽEB ROZHLAS (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

PÁSMO PRO OBČANSKÉ RADIOSTANICE OVLÁDÁNÍ MODELŮ A HRAČEK Rozdělení kmitočtů dle ITU 27,5 MHz – 48 MHz VYUŽÍVÁNO PŘEDEVŠÍM PEVNOU A POHYBLIVOU SLUŽBOU PÁSMO PRO OBČANSKÉ RADIOSTANICE METEO SLUŽBA BEZŠŇŮROVÉ MIKROFONY MONITOROVÁNÍ NEOBSLUHOVANÝCH STANOVIĚŤ OVLÁDÁNÍ MODELŮ A HRAČEK (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

48 MHz – 66 MHz Rozdělení kmitočtů dle ITU RADIOLOKAČNÍ MĚŘENÍ SÍLY VĚTRU TELEVIZNÍ VYSÍLÁNÍ NA I.TELEVIZNÍM PÁSMU (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

PEVNÁ A POHYBLIVÁ SLUŽBA LETECKÁ NAVIGACE (75 MHz) Rozdělení kmitočtů dle ITU 66 MHz – 87,5 MHz PEVNÁ A POHYBLIVÁ SLUŽBA                             LETECKÁ NAVIGACE (75 MHz) (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

87,5 MHz – 108 MHz Rozdělení kmitočtů dle ITU RADIO VKV FM (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

108 MHz – 144 MHz Rozdělení kmitočtů dle ITU 1. LETECKÉ PÁSMO (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

144 MHz – 146 MHz Rozdělení kmitočtů dle ITU AMATÉRSKÁ PÁSMA (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

PEVNÁ A POHYBLIVÁ SLUŽBA Rozdělení kmitočtů dle ITU 146 MHz – 174 MHz PEVNÁ A POHYBLIVÁ SLUŽBA                             TAKÉ RADIOLOKAČNÍ, ASTRONOMICKÉ A METEOROLOGICKÉ SLUŽBY. (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

174 MHz – 230 MHz Rozdělení kmitočtů dle ITU TELEVIZNÍ VYSÍLÁNÍ 3. TELEVIZNÍHO PÁSMA. (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

230 MHz – 400 MHz Rozdělení kmitočtů dle ITU KMITOČTOVÝ ÚSEK K DISPOZICI PRO VOJENSKÉ ÚČELY (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

DRUŽICOVÉ A METEOROLOGICKÉ SLUŽBY A SLUŽBY KOSMICKÉHO VÝZKUMU Rozdělení kmitočtů dle ITU 400 MHz – 470 MHz SYSTÉM ANALOGOVÉHO MOBILNÍHO TELEFONU NMT DRUŽICOVÉ A METEOROLOGICKÉ SLUŽBY A SLUŽBY KOSMICKÉHO VÝZKUMU KMITOČTOVÉ ÚSEKY JSOU ROVNĚŽ VYUŽÍVÁNY POLICIÍ A ARMÁDOU. (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

470 MHz – 862 MHz TELEVIZNÍ VYSÍLÁNÍ V PÁSMU UHF HORNÍ ČÁST URČENA PRO LETECKOU NAVIGACI VOJENSKÝCH LETADEL A RADIOLOKACI KMITOČTOVÉ PÁSMO VYHRAZENÉ PRO ŠÍŘENÍ ZEMSKÉHO DIGITÁLNÍHO TV VYSÍLÁNÍ (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

APLIKACE BEZŠŇŮROVÝCH TLF KOMUNIKACE NA ŽELEZNICI 862 MHz – 960 MHz 894 – 913,6/ 939 – 958,6 MHz GSM APLIKACE BEZŠŇŮROVÝCH TLF KOMUNIKACE NA ŽELEZNICI SYSTÉM TETRA (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

PROSTŘEDKY LETECKÉ NAVIGACE 960 MHz – 1215 MHz VOR (108 – 118 MHz) + DME PROSTŘEDKY LETECKÉ NAVIGACE TACAN (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

1215 MHz – 1452 MHz GPS : 1227,6 MHz (TAKÉ 1575,42 MHz) RADIOLOKAČNÍ SYSTÉMY KOSMICKÝ VÝZKUM (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

1452 MHz – 1555 MHz SYSTÉMY ZEMSKÉHO DIGITÁLNÍHO ROZHLASU T-DAB, DRUŽICOVÉHO DIGITÁLNÍHO ROZHLASU S-DAB SLUŽBY KOSMICKÉHO PROVOZU (SLEDOVÁNÍ KOSMICKÝCH LODÍ, PŘENOS POVELŮ A TELEMETRICKÝCH ÚDAJŮ) (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

1555 MHz – 1660 MHz SYSTÉMY LEO SYSTÉM INMARSAT (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

REPORTÁŽNÍ PŘENOSY TV SIGNÁLU 1,6 GHz – 2,7 GHz SYSTÉM TFTS – TELEFONICKÉ SPOJENÍ ZĚMĚ – LETADLO (LETADLO – ZEMĚ 1800 – 1805 MHz) REPORTÁŽNÍ PŘENOSY TV SIGNÁLU VYUŽÍVÁNO SYSTÉMY MMDS PRO PŘENOSY SIGNÁLU PRO TV KABELOVÉ ROZVODY. NĚKTERÉ DISKRÉTNÍ KMITOČTY JSOU VYUŽÍVÁNY PRO SYSTÉMY IDENTIFIKACE A SLEDOVÁNÍ, NAPŘ. SLEDOVÁNÍ VAGÓNŮ NA ŽELEZNICI APOD. GSM (CCA 1780) (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

2,7 GHz – 5 GHz RADIOLOKAČNÍ SYSTÉMY DRUŽICE VYUŽÍVAJÍCÍ GEOSTACIONÁRNÍ DRÁHU – INTELSAT, INTERSPUTNIK, ARABSAT) PALUBNÍ VÝŠKOMĚRY (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

5 GHz – 42 GHz RADIORELEOVÉ A DRUŽICOVÉ SPOJE ARMÁDNÍ I CIVILNÍ VYUŽITÍ DRUŽICOVÝ PŘENOS KOMERČNÍHO TV SIGNÁLU PALUBNÍ NAVIGAČNÍ ZAŘÍZENÍ (DOPPLERŮV NAVIGÁTOR) (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

Kmitočtové spektrum a jeho využití (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

Kmitočtové spektrum a jeho využití (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

Kmitočtové spektrum a jeho využití (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved

LITERATURA HANUS,S. : BEZDRÁTOVÉ A MOBILNÍ KOMUNIKACE INTERNET : www.wunclub.com (c) 1999. Tralvex Yeap. All Rights Reserved