UHF – Ultra High Frequency (ultrawysokie częstotliwości)
Ultra High Frequency, czyli UHF, to zakres częstotliwości radiowych od 300 MHz do 3 GHz. Ten przedział jest wykorzystywany w wielu systemach komunikacyjnych, telewizyjnych, radiowych i radarowych, a także w technologii bezprzewodowej, np. Wi-Fi czy telefonii komórkowej. Dziś wyjaśnię, czym dokładnie jest pasmo UHF, jakie ma właściwości fizyczne i techniczne oraz gdzie dokładnie znajduje zastosowanie w nowoczesnej elektronice i telekomunikacji.
Charakterystyka pasma UHF
Pasmo UHF należy do zakresu fal radiowych, gdzie długość fali mieści się mniej więcej między 1 metrem a 10 centymetrami. Fale UHF cechują się krótkim zasięgiem w porównaniu z niższymi pasmami, ale za to lepszą zdolnością do przenikania przez przeszkody takie jak budynki czy drzewa. Właśnie dlatego są szeroko stosowane w telewizji naziemnej, radiokomunikacji miejskiej oraz w systemach krótkiego zasięgu.
Zastosowania UHF
- Telewizja cyfrowa DVB-T i telewizja satelitarna
- Systemy komunikacji mobilnej 4G, 5G oraz wcześniejsze generacje telefonii komórkowej
- Systemy krótkiego zasięgu, takie jak walkie-talkie, bezprzewodowe mikrofony i piloty
- Radary stosowane w meteorologii, lotnictwie i obronności
- Sieci Wi-Fi działające na częstotliwości 2,4 GHz oraz 5 GHz (część zakresu UHF)
Właściwości propagacyjne fal UHF
Fale UHF rozchodzą się przede wszystkim w linii prostej (propagacja przestrzenna), co oznacza, że zasięg urządzeń pracujących w tym paśmie zależy od widoczności anten. W przeciwieństwie do fal LF czy MF, fale UHF nie odbijają się efektywnie od jonosfery, dlatego wymagają stosowania większej liczby nadajników lub retransmiterów, zwłaszcza w systemach o dużym zasięgu. Dzięki swojej długości fali dobrze penetrują jednak przez mury, co jest korzystne w zastosowaniach miejskich.
Antennas and signal quality in UHF
Antena pracująca w paśmie UHF musi mieć odpowiednią długość – zwykle ułamki długości fali (np. ćwierć- lub półfali). Popularne anteny typu Yagi, dipol czy anteny panelowe są projektowane właśnie z myślą o pracy w tym paśmie. Jakość sygnału UHF może być obniżona przez zjawiska wielodrożnościowe (multipath), szczególnie w zatłoczonych środowiskach miejskich. W takich warunkach stosuje się zaawansowane techniki modulacji i korekcji błędów, które zwiększają odporność transmisji.
Technologie i standardy korzystające z UHF
Wiele popularnych standardów korzysta z pasma UHF. Na przykład standard DVB-T wykorzystuje częstotliwości UHF do nadawania telewizji cyfrowej w Europie i innych regionach świata. W telefonii komórkowej pasmo to jest podzielone na różne kanały, na których działają sieci 2G, 3G, 4G i obecnie 5G. Warto też zwrócić uwagę na bezprzewodowe mikrofony, które często pracują w zakresie UHF, gwarantując czysty i stabilny sygnał na scenach koncertowych czy konferencjach.
Wyzwania i przyszłość pasma UHF
Pasmo UHF jest coraz bardziej obciążone ze względu na rosnącą liczbę urządzeń bezprzewodowych i systemów komunikacji. Aby sprostać tym wyzwaniom, stosuje się techniki takie jak agregacja pasma, MIMO (Multiple Input Multiple Output) oraz dynamiczne zarządzanie widmem. Dzięki nim sieci 5G mogą efektywnie korzystać z pasma UHF, oferując szybkie i stabilne połączenia mobilne. Wczoraj omawialiśmy podstawy fal radiowych LF i MF, a wkrótce przyjrzymy się bliżej pasmom SHF i EHF, które znajdują zastosowanie w radarach i komunikacji satelitarnej.
