I fysikklærebøker gis det abstrude formler om temaet radiobølger, som noen ganger ikke er fullt ut forstått selv av personer med spesialutdanning og arbeidserfaring. I artikkelen vil vi prøve å forstå essensen uten å ty til vanskeligheter. Den første personen som oppdaget radiobølger var Nikola Tesla. I sin tid, hvor det ikke fantes høyteknologisk utstyr, forsto ikke Tesla helt hva slags fenomen det var, som han senere k alte eter. En vekselstrømleder er begynnelsen på en radiobølge.
Radiobølgekilder
Naturlige kilder til radiobølger inkluderer astronomiske objekter og lyn. En kunstig sender av radiobølger er en elektrisk leder med en elektrisk vekselstrøm som beveger seg innvendig. Den oscillerende energien til høyfrekvensgeneratoren fordeles i det omkringliggende rommet ved hjelp av en radioantenne. Den første fungerende kilden til radiobølger varPopovs radiosender-mottaker. I denne enheten ble funksjonen til en høyfrekvensgenerator utført av en høyspenningslagringsenhet koblet til en antenne - en Hertz-vibrator. Kunstig opprettede radiobølger brukes til stasjonær og mobil radar, kringkasting, radiokommunikasjon, kommunikasjonssatellitter, navigasjon og datasystemer.
Radiobølgebånd
Bølgene som brukes i radiokommunikasjon er i frekvensområdet 30 kHz - 3000 GHz. Basert på bølgelengden og frekvensen til bølgen, forplantningsfunksjoner, er radiobølgeområdet delt inn i 10 underbånd:
- SDV - ekstra lang.
- LW - lang.
- NE - gjennomsnittlig.
- SW - kort.
- VHF – ultrakort.
- MV - meter.
- UHF - desimeter.
- SMV - centimeter.
- MMV - mm.
- SMMW - submillimeter
Radiofrekvensområde
Spekteret av radiobølger er betinget delt inn i seksjoner. Avhengig av frekvensen og lengden på radiobølgen er de delt inn i 12 underbånd. Frekvensområdet til radiobølger er relatert til frekvensen til AC-signalet. Frekvensområdene til radiobølger i det internasjonale radioreglementet er representert med 12 navn:
-
radiobølgers forplantning av radiobølger ELF - ekstremt lav.
- VLF – ultralavt.
- INCH - infra-lav.
- VLF - veldig lavt.
- LF – lave frekvenser.
- midt - mellomfrekvenser.
- HF− høye frekvenser.
- VHF - veldig høy.
- UHF – ultrahøy.
- Mikrobølgeovn – ultrahøy.
- EHF - ekstremt høy.
- HHF - hyper høy.
Når frekvensen til radiobølgen øker, reduseres lengden, mens frekvensen til radiobølgen avtar, øker den. Utbredelse avhengig av lengden er den viktigste egenskapen til en radiobølge.
Forplantningen av radiobølger 300 MHz - 300 GHz kalles ultrahøy mikrobølge på grunn av deres ganske høye frekvens. Selv underbåndene er svært omfattende, så de er på sin side delt inn i intervaller, som inkluderer visse rekkevidder for TV- og radiokringkasting, for maritim og romfartskommunikasjon, terrestrisk og luftfart, for radar og radionavigasjon, for medisinsk dataoverføring og så videre. på. Til tross for at hele spekteret av radiobølger er delt inn i regioner, er de angitte grensene mellom dem betingede. Seksjonene følger hverandre kontinuerlig, går over i hverandre, og noen ganger overlapper de hverandre.
Funksjoner ved radiobølgeutbredelse
Forplantningen av radiobølger er overføring av energi ved et vekslende elektromagnetisk felt fra en del av verdensrommet til en annen. I et vakuum beveger en radiobølge seg med lysets hastighet. Radiobølger kan være vanskelige å forplante når de utsettes for miljøet. Dette viser seg i signalforvrengning, en endring i forplantningsretningen, og en nedgang i fase- og gruppehastigheter.
Hver av bølgetypeneanvendt på forskjellige måter. Lange er bedre i stand til å omgå hindringer. Dette betyr at rekkevidden av radiobølger kan forplante seg langs land- og vannplanet. Bruken av lange bølger er utbredt i ubåter og marinefartøyer, noe som lar deg være i kontakt hvor som helst på havet. Mottakerne til alle beacons og livredningsstasjoner er innstilt til en bølgelengde på seks hundre meter med en frekvens på fem hundre kilohertz.
Forplantningen av radiobølger i forskjellige områder avhenger av deres frekvens. Jo kortere lengde og høyere frekvens, desto rettere vil banen til bølgen være. Følgelig, jo lavere frekvens og jo større lengde, desto bedre er den i stand til å bøye seg rundt hindringer. Hvert område med radiobølgelengder har sine egne forplantningsegenskaper, men det er ingen skarp endring i kjennetegn ved grensen til naboområdene.
Forplantningskarakteristikk
Ultralange og lange bølger bøyer seg rundt planetens overflate og sprer seg med overflatestråler i tusenvis av kilometer.
Middelsbølger er utsatt for sterkere absorpsjon, så de kan bare dekke en avstand på 500-1500 kilometer. Når ionosfæren er tett i dette området, er det mulig å sende et signal med en romstråle, som gir kommunikasjon over flere tusen kilometer.
Korte bølger forplanter seg bare over korte avstander på grunn av absorpsjonen av energien deres av planetens overflate. Romlige er i stand til gjentatte ganger å reflektere fra jordoverflaten og ionosfæren, overvinne lange avstander,ved å overføre informasjon.
Ultra-short er i stand til å overføre store mengder informasjon. Radiobølger i dette området trenger gjennom ionosfæren ut i verdensrommet, så de er praktisk t alt uegnet for jordbasert kommunikasjon. Overflatebølger av disse områdene sendes ut i en rett linje, uten å bøye seg rundt planetens overflate.
Store mengder informasjon kan overføres i optiske bånd. Oftest brukes det tredje området av optiske bølger til kommunikasjon. I jordens atmosfære er de utsatt for demping, så i virkeligheten sender de et signal i en avstand på opptil 5 km. Men bruken av slike kommunikasjonssystemer eliminerer behovet for å innhente tillatelse fra telekommunikasjonstilsynet.
Moduleringsprinsipp
For å overføre informasjon må en radiobølge moduleres med et signal. Senderen sender ut modulerte radiobølger, det vil si modifisert. Korte, mellomstore og lange bølger er amplitudemodulert, så de blir referert til som AM. Før modulering beveger bærebølgen seg med konstant amplitude. Amplitudemodulasjon for overføring endrer den i amplitude, tilsvarende spenningen til signalet. Amplituden til radiobølgen endres i direkte proporsjon med signalspenningen. Ultrakorte bølger er frekvensmodulert, så de blir referert til som FM. Frekvensmodulering pålegger en ekstra frekvens som bærer informasjon. For å overføre et signal over en avstand, må det moduleres med et høyere frekvenssignal. For å motta et signal må du skille det fra underbærebølgen. Med frekvensmodulasjon skapes det mindre interferens, men radiostasjonen tvingessendes på VHF.
Faktorer som påvirker kvaliteten og effektiviteten til radiobølger
Kvaliteten og effektiviteten til radiobølgemottak påvirkes av metoden med retningsbestemt stråling. Et eksempel kan være en parabolantenne som sender stråling til plasseringen av en installert mottakssensor. Denne metoden tillot betydelige fremskritt innen radioastronomi og gjorde mange oppdagelser innen vitenskapen. Han åpnet muligheten for å lage satellittkringkasting, trådløs dataoverføring og mye mer. Det viste seg at radiobølger er i stand til å sende ut sola, mange planeter utenfor solsystemet vårt, samt romtåker og noen stjerner. Det antas at utenfor galaksen vår er det objekter med kraftig radiostråling.
Radiobølgens rekkevidde, utbredelsen av radiobølger påvirkes ikke bare av solstråling, men også av værforhold. Så, meterbølger er faktisk ikke avhengig av værforhold. Og rekkevidden av forplantning av centimeter avhenger sterkt av værforholdene. Dette skyldes det faktum at korte bølger spres eller absorberes av vannmiljøet under regn eller med økt fuktighet i luften.
Kvaliteten deres påvirkes også av hindringer på veien. I slike øyeblikk blekner signalet, og hørbarheten forringes betydelig eller forsvinner helt i noen få øyeblikk eller mer. Et eksempel kan være TV-ens reaksjon på et overflyvende fly når bildet flimrer og hvite søyler vises. Dette skjer pgadet faktum at bølgen reflekteres fra flyet og passerer TV-antennen. Slike fenomener med fjernsyn og radiosendere er mer sannsynlig å oppstå i byer, ettersom rekkevidden av radiobølger reflekteres på bygninger, høyhus, og øker bølgebanen.
