În manualele de fizică sunt date formule abstruse pe tema gamei undelor radio, care uneori nu sunt pe deplin înțelese nici măcar de persoanele cu studii speciale și experiență de muncă. În articol vom încerca să înțelegem esența fără a apela la dificultăți. Prima persoană care a descoperit undele radio a fost Nikola Tesla. Pe vremea lui, unde nu exista echipamente high-tech, Tesla nu înțelegea pe deplin ce fel de fenomen era, pe care l-a numit mai târziu eter. Un conductor de curent alternativ este începutul unei unde radio.
Surse unde radio
Sursele naturale de unde radio includ obiecte astronomice și fulgere. Un emițător artificial de unde radio este un conductor electric cu un curent electric alternativ care se mișcă în interior. Energia oscilatoare a generatorului de în altă frecvență este distribuită în spațiul înconjurător prin intermediul unei antene radio. Prima sursă de lucru a undelor radio a fostEmițătorul-receptor radio al lui Popov. În acest dispozitiv, funcția unui generator de în altă frecvență a fost îndeplinită de un dispozitiv de stocare de în altă tensiune conectat la o antenă - un vibrator Hertz. Undele radio create artificial sunt folosite pentru radare staționare și mobile, radiodifuziune, comunicații radio, sateliți de comunicații, sisteme de navigație și computere.
Bandă de unde radio
Undele utilizate în comunicațiile radio sunt în intervalul de frecvență 30 kHz - 3000 GHz. Pe baza lungimii de undă și a frecvenței undei, a caracteristicilor de propagare, domeniul undelor radio este împărțit în 10 sub-benzi:
- SDV - foarte lung.
- LW - lung.
- NE - medie.
- SW - scurt.
- VHF - ultrascurt.
- MV - metri.
- UHF - decimetru.
- SMV - centimetru.
- MMV - mm.
- SMMW - submilimetru
Interval de frecvență radio
Spectrul undelor radio este împărțit condiționat în secțiuni. În funcție de frecvența și lungimea undei radio, acestea sunt împărțite în 12 sub-benzi. Gama de frecvență a undelor radio este legată de frecvența semnalului AC. Gamele de frecvență ale undelor radio din reglementările radio internaționale sunt reprezentate de 12 denumiri:
-
propagarea undelor radio a undelor radio ELF - extrem de scăzut.
- VLF - ultra-scăzut.
- INCH - infra-scăzut.
- VLF - foarte scăzut.
- LF - frecvențe joase.
- frecvențe medii - medii.
- HF− frecvențe în alte.
- VHF - foarte mare.
- UHF - foarte ridicat.
- Cuptor cu microunde - ultra-în alt.
- EHF - extrem de mare.
- HHF - super ridicat.
Pe măsură ce frecvența undei radio crește, lungimea acesteia scade, pe măsură ce frecvența undei radio scade, aceasta crește. Propagarea în funcție de lungimea sa este cea mai importantă proprietate a unei unde radio.
Propagarea undelor radio 300 MHz - 300 GHz se numește microunde ultra-în alte datorită frecvenței lor destul de în alte. Chiar și sub-benzile sunt foarte extinse, astfel încât ele, la rândul lor, sunt împărțite în intervale, care includ anumite intervale pentru televiziune și radiodifuziune, pentru comunicații maritime și spațiale, terestre și aviatice, pentru radar și radionavigație, pentru transmisia de date medicale etc. pe. În ciuda faptului că întreaga gamă de unde radio este împărțită în regiuni, granițele indicate între ele sunt condiționate. Secțiunile se succed continuu, trecând una în alta și uneori se suprapun.
Caracteristici de propagare a undelor radio
Propagarea undelor radio este transferul de energie printr-un câmp electromagnetic alternativ dintr-o parte a spațiului în alta. În vid, o undă radio se deplasează cu viteza luminii. Undele radio pot fi dificil de propagat atunci când sunt expuse la mediu. Acest lucru se manifestă prin distorsiunea semnalului, o schimbare a direcției de propagare și o încetinire a vitezelor de fază și de grup.
Fiecare dintre tipurile de valaplicate în moduri diferite. Cei lungi sunt mai capabili să ocolească obstacolele. Aceasta înseamnă că gama undelor radio se poate propaga de-a lungul planului pământului și apei. Utilizarea valurilor lungi este larg răspândită în submarine și nave marine, ceea ce vă permite să fiți în contact în orice locație pe mare. Receptoarele tuturor balizelor și stațiilor de salvare sunt reglate la o lungime de undă de șase sute de metri cu o frecvență de cinci sute de kiloherți.
Propagarea undelor radio în diferite intervale depinde de frecvența acestora. Cu cât lungimea este mai mică și frecvența este mai mare, cu atât calea undei va fi mai dreaptă. În consecință, cu cât frecvența sa este mai mică și cu cât lungimea este mai mare, cu atât este mai capabil să se aplece în jurul obstacolelor. Fiecare gamă de lungimi de unde radio are propriile sale caracteristici de propagare, dar nu există nicio schimbare bruscă a caracteristicilor distinctive la granița intervalelor învecinate.
Caracteristică de propagare
Valuri ultralungi și lungi se îndoaie în jurul suprafeței planetei, răspândindu-se prin razele de suprafață pe mii de kilometri.
Valurile medii sunt supuse unei absorbții mai puternice, așa că pot acoperi doar o distanță de 500-1500 de kilometri. Când ionosfera este densă în acest interval, este posibil să se transmită un semnal printr-un fascicul spațial, care asigură comunicarea pe câteva mii de kilometri.
Undele scurte se propagă doar pe distanțe scurte datorită absorbției energiei lor de către suprafața planetei. Cele spațiale sunt capabile să se reflecte în mod repetat de pe suprafața pământului și din ionosferă, să depășească distanțe lungi,prin transmiterea de informații.
Ultra-scurte sunt capabile să transmită o cantitate mare de informații. Undele radio din acest interval pătrund prin ionosferă în spațiu, deci sunt practic nepotrivite pentru comunicațiile terestre. Undele de suprafață ale acestor intervale sunt emise în linie dreaptă, fără a se îndoi în jurul suprafeței planetei.
Volume uriașe de informații pot fi transmise în benzi optice. Cel mai adesea, a treia gamă de unde optice este folosită pentru comunicare. În atmosfera Pământului, acestea sunt supuse atenuării, așa că în realitate transmit un semnal la o distanță de până la 5 km. Dar utilizarea unor astfel de sisteme de comunicații elimină nevoia de a obține permisiunea de la inspectoratele de telecomunicații.
Principiul de modulare
Pentru a transmite informații, o undă radio trebuie să fie modulată cu un semnal. Emițătorul emite unde radio modulate, adică modificate. Undele scurte, medii și lungi sunt modulate în amplitudine, deci sunt denumite AM. Înainte de modulare, unda purtătoare se mișcă cu o amplitudine constantă. Modulația de amplitudine pentru transmisie o modifică în amplitudine, corespunzătoare tensiunii semnalului. Amplitudinea undei radio se modifică direct proporțional cu tensiunea semnalului. Undele ultrascurte sunt modulate în frecvență, deci sunt denumite FM. Modulația în frecvență impune o frecvență suplimentară care transportă informații. Pentru a transmite un semnal la o distanță, acesta trebuie modulat cu un semnal de frecvență mai mare. Pentru a primi un semnal, trebuie să-l separați de unda subpurtătoare. Cu modularea în frecvență, se creează mai puține interferențe, dar postul de radio este forțatdifuzat pe VHF.
Factori care afectează calitatea și eficiența undelor radio
Calitatea și eficiența recepției undelor radio este influențată de metoda radiației direcționale. Un exemplu ar fi o antenă satelit care trimite radiații la locația unui senzor de recepție instalat. Această metodă a permis progrese semnificative în domeniul radioastronomiei și a făcut multe descoperiri în știință. El a deschis posibilitatea de a crea transmisii prin satelit, transmisii wireless de date și multe altele. S-a dovedit că undele radio sunt capabile să emită Soarele, multe planete din afara sistemului nostru solar, precum și nebuloase spațiale și unele stele. Se presupune că în afara galaxiei noastre există obiecte cu emisii radio puternice.
Raza undei radio, propagarea undelor radio este influențată nu numai de radiația solară, ci și de condițiile meteorologice. Deci, undele metrice, de fapt, nu depind de condițiile meteorologice. Și intervalul de propagare a centimetrului depinde foarte mult de condițiile meteorologice. Acest lucru se datorează faptului că undele scurte sunt împrăștiate sau absorbite de mediul acvatic în timpul ploii sau cu un nivel crescut de umiditate în aer.
De asemenea, calitatea lor este afectată de obstacolele de pe drum. În astfel de momente, semnalul se estompează, iar audibilitatea se deteriorează semnificativ sau dispare cu totul pentru câteva momente sau mai mult. Un exemplu ar fi reacția televizorului la un avion care zboară atunci când imaginea pâlpâie și apar bare albe. Acest lucru se întâmplă din cauzafaptul că unda este reflectată din avion și trece pe lângă antena TV. Astfel de fenomene cu televizoare și emițătoare radio sunt mai probabil să apară în orașe, deoarece gama undelor radio se reflectă pe clădiri, turnuri în alte, crescând calea undei.
