Rozsah rádiových vln a jejich šíření

V učebnicích fyziky vzorce daných nesrozumitelný na rozsah rádiových vln, které někdy nejsou dobře pochopeny i pro lidi se speciálními vzdělávacími a zkušeností. V článku se budeme snažit pochopit podstatu, aniž bychom se uchýlili ke složitosti. Nikola Tesla byl první, kdo objevil rádiové vlny. Ve své době, kdy nebylo vybaveno špičkovými technikami, Tesla zcela nerozuměl, jaký fenomén později nazýval éter. Vodič se střídavým elektrickým proudem je začátkem rádiové vlny.

Zdroje rádiových vln

Přírodními zdroji rádiových vln jsou astronomické objekty a blesk. Umělým radiátorem radiových vln je elektrický vodič s pohyblivým elektrickým proudem uvnitř. Vibrační energie vysokofrekvenčního generátoru se šíří do okolního prostoru rádiovou anténou. Prvním zdrojem rádiových vln byl rádiový vysílač-rádio Popova. V tomto zařízení je funkce vysokofrekvenční generátor provedl vysokonapěťový pohon připojený k anténě minus-vibrátor Hertz. Umělé rádiové vlny se používají pro stacionární a mobilní radiolokaci, vysílání, radiovou komunikaci, komunikační družice, navigační a počítačové systémy.

Rozsah rádiových vln

Vlny používané v rádiové komunikaci jsou ve frekvenčním pásmu 30 kHz minus 3000 GHz. Na základě délky a frekvence vln, charakteristiky šíření, je pásmo rádiových vln rozděleno na 10 dílčích pásem:

1. SDV - velmi dlouhá.
2. DV - dlouhé.
3. SW - průměr.
4. KV - krátká.
5. VHF - ultra krátký.
6. MV - metr.
7. DMV - decimetr.
8. SMV - centimetry.
9. MMV - milimetr.
10. SMMV - submilimetr

Frekvenční rozsah rádiových vln

Spektrum rádiových vln je podmíněně rozděleno do sekcí. V závislosti na frekvenci a délce jsou rádiové vlny rozděleny do 12 dílčích pásem. Frekvenční rozsah rádiových vln je propojen s frekvencí střídavého proudu signálu. Frekvenční rozsahy rádiové vlny v mezinárodních rozhlasových předpisech jsou zastoupeny 12 jmény:

1. ELF minus - extrémně nízká.
2. SLI minus - ultralowa.
3. INCH minus-infra-nízký.
4. VLF minus - velmi nízká.
5. LF mínus - nízké frekvence.
6. MF mínus je střední frekvence.
7. HF minus-vysoké frekvence.
8. VHF minus - velmi vysoká.
9. UHF minus - velmi vysoké.
10. Mikrovlnná trouba minus-ultrahigh.
11. EHF minus - extrémně vysoká.
12. HFG minus jsou hyper-vysoké.

Jak se frekvence rádiové vlny zvyšuje, její délka se snižuje, protože frekvence rádiové vlny klesá, zvyšuje se. Propagace, v závislosti na její délce, je nejdůležitější vlastností rádiové vlny.

Propagace rádiových vln 300 MHz minus-300 GHz se nazývá ultra vysoké mikrovlnné trouby kvůli jejich poměrně vysoké frekvenci. Dokonce i úseky jsou velmi rozsáhlá, takže oni na oplátku, je rozdělen do intervalů, které obsahují určité rozsahy televize a rozhlasu, námořních a vesmírných komunikace, země a vzduch pro radar a navigaci, k předávání lékařských dat a tak dále. Navzdory skutečnosti, že celá řada rádiových vln je rozdělena do oblastí, jsou uvedené hranice mezi nimi podmíněné. Stránky se navzájem sledují nepřetržitě, mění se mezi sebou a někdy se překrývají.

Vlastnosti šíření rádiových vln

Propagace rádiových vln je přenos energie střídavým elektromagnetickým polem z jedné části prostoru do druhé. Ve vakuu se rozhlasová vlna šíří rychlost světla. Když je prostředí vystaveno rádiovým vlnám, může být obtížné šíření rádiových vln. Toto se projevuje zkreslením signálů, změnou směru šíření, zpomalením fázových a skupinových rychlostí.

Každý z typů vln je aplikován různými způsoby. Dlouho můžete lépe obcházet bariéry. To znamená, že rozsah radiových vln se může šířit podél země a vodních ploch. Používání dlouhých vln je rozšířené v ponorech a námořních plavidlech, což umožňuje, abyste byli v kontaktu všude v moři. Na délka vlny šest set metrů s frekvencí pěti set kilohertz naladěných přijímačů všech majáků a záchranných stanic.

Rozšiřování rádiových vln v různých pásmech závisí na jejich frekvenci. Čím menší je délka a čím vyšší je frekvence, tím více bude přímá vlnová cesta. Podle toho, čím menší je jeho četnost a čím delší je délka, tím více je schopna vymezit překážky. Každá řada rádiových vlnových délek má své vlastní vlastnosti šíření, ale na hranicích sousedních kapel není výrazná změna charakteristických rysů.

Charakteristika šíření

Mimořádně dlouhé a dlouhé vlny suknějí povrch planety, které se šíří po povrchu tisíců kilometrů.

Průměrné vlny jsou silně absorbovány, takže mohou překonat vzdálenost pouze 500-1500 kilometrů. Když je ionosféra v tomto rozmezí zhutněna, je možné vyslat signál prostorovým svazkem, který zajišťuje komunikaci na několik tisíc kilometrů.

Krátké vlny se šíří pouze k úzkým vzdálenostem díky absorpci jejich energie povrchem planety. Prostorové mohou opakovaně odrážet zemský povrch a ionosféru, překonat velké vzdálenosti a provádět přenos informací.

Ultra-krátké mohou přenášet velké množství informací. Rádiové vlny tohoto rozsahu pronikají ionosférou do vesmíru, proto jsou pro účely pozemské komunikace prakticky nevhodné. Povrchové vlny těchto pásů vyzařují zcela bez ohýbání povrchu planety.

V optických rozmezích je možné přenášet obrovské množství informací. Nejčastěji se pro komunikaci používá třetí řada optických vln. V zemské atmosféře jsou vystaveny útlumu, takže ve skutečnosti přenášejí signál na vzdálenost až 5 km. Použití takových komunikačních systémů však eliminuje potřebu získat povolení z telekomunikačních inspekcí.

Princip modulace

Aby bylo možné přenášet informace, musí být rádiová vlna upravena signálem. Vysílač vysílá modulační rádiové vlny, tj. Mění se. Krátké, střední a dlouhé vlny mají amplitudovou modulaci, proto jsou označeny jako AM. Před modulací se nosná vlna pohybuje konstantní amplitudou. Amplitudová modulace pro přenos se změní v amplitudě, podle signálu napětí. Amplituda rádiové vlny se mění v přímém poměru k napětí signálu. Ultra krátké vlny mají frekvenční modulaci, takže jsou označeny jako FM. Frekvenční modulace ukládá další frekvenci, která přenáší informace. Pro přenos signálu na vzdálenost musí být modulována signálem o vyšší frekvenci. Pro příjem signálu je nutné jej oddělit od subcarrieru vlny. Při frekvenční modulaci je rušení menší, ale rádio musí vysílat na VHF.

Faktory ovlivňující kvalitu a účinnost rádiových vln

Kvalita a účinnost přijímání rádiových vln je ovlivněna metodou směrového záření. Příkladem je satelitní anténa, která směruje záření na místo instalovaného přijímacího čidla. Tato metoda umožnila významný pokrok v oblasti radioastronomie a vědecké objevy. Otevřel možnost vytváření družicového vysílání, přenos dat bezdrátová metoda a mnoho dalšího. Ukázalo se, že rádiové vlny mohou vyzařovat Slunce, mnoho planet, které jsou mimo naše sluneční soustavu, stejně jako kosmické mlhoviny a některé hvězdy. Předpokládá se, že mimo naši galaxii existují objekty, které mají silné rádiové vlny.

V rozsahu rádiové vlny je šíření rádiových vln ovlivňováno nejen slunečním zářením, ale také meteorologickými podmínkami. Takže měřicí vlny ve skutečnosti nezávisí na povětrnostních podmínkách. Rozsah distribuce centimetrů silně závisí na povětrnostních podmínkách. Vyskytuje se proto, že voda v dešti nebo při zvýšené vlhkosti ve vzdušných krátkých vlnách je rozptýlena nebo absorbována.

Také jejich kvalita je ovlivněna překážkami na cestě. V takových časech se signál snižuje, zatímco se slyšitelnost výrazně zhoršuje nebo dokonce zmizí na několik okamžiků nebo více. Příkladem je reakce televizoru na létající rovinu, když obraz bliká a objeví se bílé čáry. To je způsobeno skutečností, že vlna se odráží z letadla a prochází televizní anténou. Takové jevy s televizními a rozhlasovými vysílači se často vyskytují ve městech, protože pásmo rádiových vln se odráží v budovách, výškových věžích a zvyšuje se vlnová cesta.