Gama de unde radio și propagarea acestora

În manualele de fizică, formulele abstracte sunt date pe banda de unde radio, care uneori nu sunt pe deplin înțelese chiar de persoanele cu studii și experiență specială. În articol, vom încerca să înțelegem esența, fără a recurge la complexități. Nikola Tesla a fost primul care a descoperit undele radio. În timpul său, în care nu exista echipament de înaltă tehnologie, Tesla nu înțelegea pe deplin ce fel de fenomen numește mai târziu eter. Un conductor cu curent electric alternativ este începutul unui unde radio.

Surse de undă radio

Sursele naturale de undă radio sunt obiecte astronomice și fulgere. Un radiator artificial al undelor radio este un conductor electric cu un curent electric în mișcare. Energia vibrațională a generatorului de frecvență înaltă se propagă în spațiul din jur prin intermediul antenei radio. Prima sursă de lucru a undelor radio a fost transmitatorul radio-radio Popova. În acest dispozitiv, funcția generator de înaltă frecvență a realizat o unitate de înaltă tensiune conectată la o antenă minus-vibrator al lui Hertz. Undele radio artificiale sunt utilizate pentru radiolocație staționară și mobilă, radiodifuziune, comunicații radio, sateliți de comunicații, navigație și sisteme informatice.

Gama de unde radio

Valurile utilizate în comunicațiile radio se află în domeniul de frecvență de 30 kHz minus 3000 GHz. Pe baza lungimii și frecvenței undei, caracteristicile de propagare, banda de unde radio este împărțită în 10 sub-benzi:

1. SDV - foarte lung.
2. DV - lung.
3. SW - medie.
4. KV - scurt.
5. VHF - ultrascurt.
6. MV - metru.
7. DMV - decimetru.
8. SMV - centimetri.
9. MMV - milimetru.
10. SMMV - submilimetru

Intervalul de frecvență al undelor radio

Spectrul undelor radio este împărțit condiționat în secțiuni. În funcție de frecvență și de lungime, undele radio sunt împărțite în 12 sub-benzi. Domeniul de frecvență al undelor radio este interconectat cu frecvența curentului alternativ al semnalului. Intervale de frecvență undele radio în reglementările internaționale privind radiocomunicațiile sunt reprezentate de 12 nume:

1. ELF minus - extrem de scăzut.
2. ELF minus - ultralow.
3. INCH minus-infra-jos.
4. VLF minus - foarte scăzut.
5. LF minus - frecvențe joase.
6. MF minus este frecvențele de mijloc.
7. HF minus-frecvențe înalte.
8. VHF minus - foarte mare.
9. frecvență ultrahigh minus - ultra-înalt.
10. cuptor cu microunde minus- extrem de mare.
11. EHF minus - extrem de mare.
12. HFO minus sunt hiper-ridicate.

Pe măsură ce frecvența undelor radio crește, lungimea lor scade, pe măsură ce frecvența undei radio scade, crește. Propagarea, în funcție de lungimea sa, este cea mai importantă proprietate a unui unde radio.

Propagarea undelor radio 300 MHz minus-300 GHz se numește microunde ultra-înaltă datorită frecvenței destul de ridicate. Chiar și sub-benzi sunt foarte extinse, astfel încât acestea, la rândul său, este împărțit în intervale, care includ anumite intervale de televiziune și radio, comunicațiile maritime și spațiale, sol și aer, pentru radar și de navigație, pentru a transmite date medicale și așa mai departe. În ciuda faptului că întreaga gamă de unde radio este împărțită în regiuni, limitele indicate între ele sunt condiționate. Site-urile se urmează unul pe altul în mod continuu, schimbându-se unul în altul și, uneori, se suprapun.

Caracteristici ale propagării undelor radio

Propagarea undelor radio este transferul de energie printr-un câmp electromagnetic alternativ dintr-o parte a spațiului în altul. În vid, undele radio se propagă cu viteza luminii. Atunci când mediul este expus undelor radio, propagarea undelor radio poate fi dificilă. Aceasta se manifestă prin distorsionarea semnalelor, schimbarea direcției de propagare, încetinirea vitezelor de fază și de grup.

Fiecare dintre tipurile de valuri este aplicată în moduri diferite. Mai mult poate trece mai bine barierele. Aceasta înseamnă că gama de unde radio se poate propaga de-a lungul solului și a apei. Utilizarea undelor lungi este larg răspândită în vasele submarine și maritime, ceea ce vă permite să fiți în contact oriunde în mare. Pe lungime de undă șase sute de metri, cu o frecvență de receptori tunați de cinci sute kilohertzi ai tuturor farurilor și stațiilor de salvare.

Propagarea undelor radio în diferite benzi depinde de frecvența lor. Cu cat lungimea este mai mica si cu atat este mai mare frecventa, cu atat mai directa va fi traiectoria undei. În consecință, cu cât frecvența acesteia este mai mică și cu atât lungimea este mai mare, cu atât mai mult este capabilă să circumscrie obstacolele. Fiecare gamă de lungimi de undă radio are propriile caracteristici de propagare, dar nu există schimbări clare în trăsăturile distinctive de pe marginea benzilor vecine.

Caracteristica răspândirii

Valurile extra lungi și lungi înfundă suprafața planetei, răspândindu-se de razele de suprafață la mii de kilometri distanță.

Valurile medii sunt supuse unei absorbții mai puternice, astfel încât acestea pot depăși o distanță de numai 500-1500 kilometri. Atunci când ionosfera este compactată în acest domeniu, este posibilă transmiterea semnalului cu un fascicul spațial, care asigură comunicarea pentru câteva mii de kilometri.

Valurile scurte se propagă numai la distanțe apropiate datorită absorbției energiei lor de către suprafața planetei. Spațialele pot să reflecte în mod repetat de pe suprafața și ionosfera pământului, să depășească distanțe mari, să efectueze transferul de informații.

Ultra-scurt poate transmite o cantitate mare de informații. Undele radio din această gamă pătrund prin ionosferă în spațiu, prin urmare, în scopul comunicării terestre, sunt practic nepotrivite. Undele de suprafață ale acestor benzi radiază fără nici o îndoire a suprafeței planetei.

În intervalele optice, este posibil să se transmită volume mari de informații. Cel mai adesea, o a treia gamă de unde optice este folosită pentru comunicare. În atmosfera Pământului, acestea sunt supuse atenuării, deci în realitate transmit semnalul pe o distanță de până la 5 km. Dar utilizarea unor astfel de sisteme de comunicații elimină necesitatea de a obține autorizații de la inspecțiile de telecomunicații.

Principiul modulației

Pentru a transmite informații, undele radio trebuie să fie modulate printr-un semnal. Transmițătorul emite undele radio modulate, adică modificate. Undele scurte, medii și lungi au modulație de amplitudine, prin urmare sunt notate ca AM. Înainte de modulare, undă purtătoare se mișcă cu o amplitudine constantă. Modularea amplitudinii pentru transmisie se schimbă în amplitudine, în funcție de tensiunea de semnal. Amplitudinea undei radio variază în proporție directă cu tensiunea semnalului. Undele ultra-scurte au o modulație de frecvență, deci sunt desemnate ca FM. Frecvență modulare impune o frecvență suplimentară care transportă informații. Pentru a transmite un semnal pe o distanță, acesta trebuie să fie modulat de un semnal de frecvență mai mare. Pentru a primi un semnal, este necesar să-l separăm de subcarrierul undei. Cu modulație de frecvență, interferența este mai mică, dar radioul trebuie să difuzeze pe VHF.

Factori care afectează calitatea și eficiența undelor radio

Calitatea și eficiența recepționării undelor radio este afectată de metoda radiației direcționale. Un exemplu este o antenă prin satelit care direcționează radiația către locația senzorului de recepție instalat. Această metodă a făcut posibilă realizarea unor progrese semnificative în domeniul radio-astronomiei și realizarea multor descoperiri în domeniul științei. El a deschis posibilitatea creării unei emisiuni prin satelit, transfer de date metoda wireless și multe altele. Sa dovedit că undele radio pot radia Soarele, multe planete care sunt în afara sistemului nostru solar, precum și nebuloasele cosmice și unele stele. Se presupune că în afara galaxiei noastre există obiecte care au unde radio puternice.

În domeniul undei radio, propagarea undelor radio este influențată nu numai de radiația solară, ci și de condițiile meteorologice. Deci, undele de metru, de fapt, nu depind de condițiile meteorologice. O gamă de distribuție de centimetri depinde foarte mult de condițiile meteorologice. Se întâmplă deoarece apa în ploaie sau la un nivel crescut de umiditate în undele scurte de aer sunt împrăștiate sau absorbite.

De asemenea, calitatea lor este afectată de obstacole pe drum. În astfel de momente, semnalul se estompează, în timp ce audibilitatea se deteriorează în mod semnificativ sau chiar dispare pentru câteva momente sau mai mult. Un exemplu este reacția televizorului la un plan de zbor, atunci când imaginea clipește și apar linii albe. Acest lucru se datorează faptului că valul este reflectat din aeronavă și trece de antena TV. Astfel de fenomene cu televizoare și transmițătoare radio apar adesea în orașe, deoarece banda de unde radio se reflectă în clădiri, în turnuri înalte, crescând traiectoria undei.