Tần số siêu cao UHF (Ultra High Frequency) là ký hiệu ITU dành cho các tần số vô tuyến trong phạm vi từ 300 megahertz (MHz) đến 3 gigahertz (GHz), còn được gọi là dải decimet vì các bước sóng nằm trong khoảng từ 1 m đến 1/10 m (1 dm). Sóng vô tuyến có tần số trên dải tần UHF rơi vào dải tần số siêu cao SHF (super-high frequency) hoặc dải tần số vi-ba. Tín hiệu tần số thấp hơn rơi vào tần số rất cao VHF (very high frequency) hoặc dải tần thấp hơn. Sóng vô tuyến UHF lan truyền chủ yếu theo đường thẳng, trong tầm nhìn (line of sight); chúng bị chặn bởi những ngọn đồi và các tòa nhà lớn mặc dù sự truyền qua các bức tường của tòa nhà đủ mạnh để tiếp nhận trong nhà. Chúng được sử dụng để phát sóng truyền hình, điện thoại di động, liên lạc vệ tinh bao gồm GPS, dịch vụ radio cá nhân bao gồm Wi-Fi và Bluetooth, bộ đàm, điện thoại không dây, điện thoại vệ tinh và nhiều ứng dụng khác.
Tần số siêu cao (theo ITU):
– Dải tần số: 300 MHz đến 3 GHz.
– Dải bước sóng: 1 m đến 1 dm.
– Băng tần liên quan:
+ NATO: B; C; D; E.
+ IEEE: UHF và L; S.
Tần số siêu cao (theo IEEE):
– Dải tần số: 300 MHz đến 1 GHz.
– Dải bước sóng: 1 m đến 3 dm.
– Băng tần liên quan:
+ ITU: UHF.
+ NATO: B; C.
Băng tần radio:
– ITU: 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 / NATO / US ECM: A; B; C; D; E; F; G; H; I; J; K; L; M; N.
– IEEE: HF; VHF; UHF; L; S; C; X; Ku; K; Ka; V; W; mm.
– TV và radio khác: I; II; III; IV; V; VI; VII; v; t; e.
IEEE định nghĩa băng tần radar UHF là tần số từ 300 MHz đến 1 GHz. Hai băng tần radar IEEE khác chồng lên băng tần UHF của ITU: băng tần L từ 1 đến 2 GHz và băng tần S từ 2 đến 4 GHz.
Đặc điểm truyền âm
Sóng vô tuyến trong băng tần UHF di chuyển gần như hoàn toàn bằng phương pháp lan truyền trong tầm nhìn (LOS) và phản xạ mặt đất; không giống như trong dải HF, có rất ít hoặc không có sự phản xạ từ tầng điện ly (lan truyền sóng trời) hoặc sóng mặt đất. Sóng vô tuyến UHF bị chặn bởi những ngọn đồi và không thể truyền ra ngoài đường chân trời, nhưng có thể xuyên qua tán lá và các tòa nhà để thu sóng trong nhà. Do bước sóng của sóng UHF có thể so sánh với kích thước của các tòa nhà, cây cối, xe cộ và các vật thể thông thường khác nên sự phản xạ và nhiễu xạ từ các vật thể này có thể gây ra hiện tượng mờ dần do truyền đa đường, đặc biệt là ở các khu đô thị đã xây dựng. Độ ẩm trong khí quyển làm giảm hoặc suy yếu, cường độ của tín hiệu UHF trên một khoảng cách dài và sự suy giảm tăng theo tần số. Tín hiệu TV UHF thường bị suy giảm độ ẩm nhiều hơn so với các dải tần thấp hơn, chẳng hạn như tín hiệu TV VHF.
Vì việc truyền UHF bị giới hạn bởi đường chân trời trực quan trong phạm vi 50-60 km và thường ở khoảng cách ngắn hơn theo địa hình địa phương, nên nó cho phép người dùng khác sử dụng lại các kênh tần số giống nhau ở các khu vực địa lý lân cận (tái sử dụng tần số). Bộ lặp vô tuyến được sử dụng để truyền lại tín hiệu UHF khi cần có khoảng cách lớn hơn đường ngắm.
Thỉnh thoảng, khi điều kiện thích hợp, sóng vô tuyến UHF có thể truyền đi một quãng đường dài bằng ống dẫn tầng đối lưu khi bầu khí quyển ấm lên và nguội đi suốt cả ngày.
Ăng ten
Độ dài của ăng-ten có liên quan đến độ dài của sóng vô tuyến được sử dụng. Do có bước sóng ngắn nên ăng-ten UHF rất dày và ngắn; ở tần số UHF là đơn cực một phần tư sóng, ăng-ten đa hướng phổ biến nhất có chiều dài từ 2,5 đến 25 cm. Các bước sóng UHF đủ ngắn để ăng-ten truyền hiệu quả đủ nhỏ để gắn trên các thiết bị cầm tay và thiết bị di động, vì vậy các tần số này được sử dụng cho các hệ thống vô tuyến di động mặt đất hai chiều, chẳng hạn như bộ đàm, radio hai chiều trong xe và cho thiết bị cầm tay thiết bị không dây; điện thoại không dây và điện thoại di động. Ăng-ten UHF đa hướng được sử dụng trên thiết bị di động thường là cần ngắn, lưỡng cực tay áo, ăng-ten vịt cao su hoặc ăng-ten F đảo ngược phẳng (PIFA) được sử dụng trong điện thoại di động. Ăng-ten UHF đa hướng có mức tăng cao hơn có thể được tạo thành từ các mảng lưỡng cực thẳng hàng và được sử dụng cho các trạm gốc di động và ăng-ten trạm gốc di động.
Các bước sóng ngắn cũng cho phép các anten có độ lợi cao có kích thước nhỏ một cách thuận tiện. Ăng-ten độ lợi cao cho liên kết truyền thông điểm-điểm và thu sóng truyền hình UHF thường là Yagi, log định kỳ, phản xạ góc hoặc ăng-ten mảng phản xạ. Ở đầu trên cùng của băng tần, ăng-ten khe cắm và đĩa parabol trở nên thiết thực. Đối với thông tin vệ tinh, ăng-ten xoắn ốc và cửa quay được sử dụng do các vệ tinh thường sử dụng phân cực tròn không nhạy cảm với hướng tương đối của ăng-ten phát và thu. Đối với phát sóng truyền hình, các bộ tản nhiệt dọc chuyên dụng được sử dụng chủ yếu là các sửa đổi của ăng-ten khe hoặc ăng-ten mảng phản xạ: hình trụ có rãnh, ăng-ten zig-zag và bảng điều khiển.
Các ứng dụng
Phát sóng truyền hình UHF đã đáp ứng nhu cầu về các kênh truyền hình vô tuyến bổ sung ở các khu vực thành thị. Ngày nay, phần lớn băng thông đã được phân bổ lại cho hệ thống vô tuyến di động mặt đất, đài trung kế và sử dụng điện thoại di động. Các kênh UHF vẫn được sử dụng cho truyền hình kỹ thuật số.
Vì ở tần số UHF, ăng-ten phát đủ nhỏ để cài đặt trên các thiết bị di động, phổ UHF được sử dụng trên toàn thế giới cho các hệ thống vô tuyến di động mặt đất, radio hai chiều được sử dụng để liên lạc bằng giọng nói cho các mục đích thương mại, công nghiệp, an toàn công cộng và quân sự. Ví dụ về các dịch vụ vô tuyến cá nhân là GMRS, PMR446 và UHF CB. Một số mạng máy tính không dây sử dụng tần số UHF. Mạng di động GSM và UMTS được sử dụng rộng rãi sử dụng tần số di động UHF.
Các nhà cung cấp viễn thông lớn đã triển khai các mạng di động thoại và dữ liệu trong phạm vi VHF/UHF. Điều này cho phép điện thoại di động và thiết bị máy tính di động được kết nối với mạng điện thoại chuyển mạch công cộng và Internet. Điện thoại vệ tinh cũng sử dụng tần số này trong băng tần L và băng tần S.
Radar UHF được cho là có hiệu quả trong việc theo dõi máy bay chiến đấu tàng hình, nếu không muốn nói là máy bay ném bom tàng hình.
Wi-Fi hoạt động ở tần số 2412 MHz đến 2484 MHz. LTE cũng hoạt động trên tần số UHF./.
