Razpon radijskih valov in njihovo širjenje

V učbenikih o fiziki so na radiofrekvenčnem pasu narejene grozne formule, ki jih včasih še ne poznajo tudi osebe s posebnim izobraževanjem in delovnimi izkušnjami. V članku bomo poskušali razumeti bistvo, ne da bi se zatekli k zapletenosti. Nikola Tesla je prvi odkril radijske valove. V času, ko ni bilo visoke tehnologije, Tesla ni popolnoma razumel, kakšen pojav je pozneje imenoval eter. Vodnik z izmeničnim električnim tokom je začetek radijskega valovanja.

Viri radijskih valov

Naravni viri radijskih valov so astronomski objekti in strele. Umetni radiator radijskih valov je električni vodnik z gibljivim električnim tokom v njem. Vibracijska energija visokofrekvenčnega generatorja se preko radijske antene širi v okoliški prostor. Prvi del radijskih valov je bil radijski oddajnik-radio Popova. V tej napravi je funkcija visokofrekvenčni generator izvedel visokonapetostni pogon, priključen na anteno minus-vibrator Hertz-a. Umetni radijski valovi se uporabljajo za stacionarno in mobilno radiolokacijo, radiodifuzijo, radijsko komunikacijo, komunikacijske satelite, navigacijske in računalniške sisteme.

Razpon radijskih valov

Valovi, ki se uporabljajo v radijskih zvezah, so v frekvenčnem območju 30 kHz minus 3000 GHz. Glede na dolžino in frekvenco valov, značilnosti razširjanja, je radiofrekvenčni pas razdeljen na 10 podbrad:

1. SDV - zelo dolgo.
2. DV - dolgo.
3. SW - povprečje.
4. KV - kratko.
5. VHF - ultrashort.
6. MV - meter.
7. DMV - decimeter.
8. SMV - centimetri.
9. MMV - milimetre.
10. SMMV - submilimeter

Frekvenčni razpon radijskih valov

Spekter radijskih valov je pogojno razdeljen na odseke. Odvisno od frekvence in dolžine so radijski valovi razdeljeni na 12 podbradij. Frekvenčno območje radijskih valov je medsebojno povezano s frekvenco izmeničnega toka signala. Frekvenčni razpon radijske valove v mednarodnih radijskih predpisih predstavljajo 12 imen:

1. ELF minus- izredno nizek.
2. SLI minus - ultralow.
3. INCH minus- infra-nizko.
4. VLF minus- zelo nizka.
5. LF minus - nizke frekvence.
6. MF minus je srednja frekvenca.
7. HF minus-visoke frekvence.
8. VHF minus- zelo visoka.
9. UHF minus-ultra-visoka.
10. Mikrovalovna minus-ultrahigh.
11. EHF minus- izredno visoka.
12. HFG minus so hiper-visoki.

Ker se frekvenca radijskega vala povečuje, se njegova dolžina zmanjša, ker se frekvenca radijskega valovanja zmanjša, se poveča. Razmnoževanje, odvisno od njegove dolžine, je najpomembnejša lastnost radijskega vala.

Razmnoževanje radijskih valov 300 MHz minus-300 GHz se imenuje ultra-visoka mikrovalovna pečica zaradi njihove precej visoke frekvence. Tudi pod-trakovi so zelo obsežni, tako da v zameno, je razdeljena v intervalih, ki vključujejo določene razpone televiziji in radiu, morskih in vesoljskih komunikacij, zemlja in zrak, za radar in navigacijo, za pošiljanje zdravstvenih podatkov in tako naprej. Kljub dejstvu, da je celoten obseg radijskih valov razdeljen na regije, so označene meje med njimi pogojne. Spletna mesta se stalno spremljajo, spreminjajo v drugo in se včasih prekrivajo.

Značilnosti širjenja radijskih valov

Razmnoževanje radijskih valov je prenos energije z izmeničnega elektromagnetnega polja iz enega dela prostora v drugega. V vakuumu radijski val propagira s hitrost svetlobe. Ko je okolje izpostavljeno radijskim valovom, je lahko širjenje radijskih valov težavno. To se kaže v izkrivljanju signalov, spreminjanju smeri razmnoževanja, upočasnitvi fazne in skupinske hitrosti.

Vsaka vrsta valov se uporablja na različne načine. Daljše je bolje, da obidejo ovire. To pomeni, da lahko območje radijskih valov propagira vzdolž tal in vodnih ravnin. Uporaba dolgih valov je razširjena v podmornicah in na morskih plovilih, ki vam omogočajo, da ste v stiku kjerkoli v morju. Na dolžina valov šest sto metrov s frekvenco petsto kilohertz tuniranih sprejemnikov vseh svetilnikov in reševalnih postaj.

Razmnoževanje radijskih valov v različnih pasovih je odvisno od njihove frekvence. Manjša je dolžina in višja frekvenca, bolj neposredna bo valovna pot. Skladno s tem manjša je njegova frekvenca in daljša je dolžina, bolj je mogoče ovirati ovire. Vsak obseg radijskih valovnih dolžin ima lastne značilnosti razmnoževanja, vendar ne obstajajo ostre spremembe značilnosti na meji sosednjih pasov.

Značilnost širjenja

Izredno dolgi in dolgi valovi pokrivajo površino planeta, ki se razprostira s površinskimi žarki tisoče kilometrov stran.

Povprečni valovi so predmet močnejše absorpcije, tako da lahko premagajo razdaljo le 500-1500 kilometrov. Ko se jonosfera stisne v tem razponu, je mogoče signal prenesti s prostorskim žarkom, ki omogoča komunikacijo več tisoč kilometrov.

Kratki valovi se širijo samo za zaprtje razdalj zaradi absorpcije njihove energije s površine planeta. Prostorni lahko večkrat odražajo zemeljsko površino in ionosfero, premagujejo velike razdalje, izvajajo prenos informacij.

Ultra-kratka lahko prenaša veliko informacij. Radijski valovi tega območja prodirajo skozi ionosfero v vesolje, zato so za namene kopenske komunikacije praktično neprimerni. Površinski valovi teh pasov sevajo direktno brez upogibanja površine planeta.

V optičnih razponih je mogoče prenesti velikanske količine informacij. Najpogosteje se za komunikacijo uporablja tretja paleta optičnih valov. V atmosferi Zemlje so podvrženi slabljenju, zato v resnici prenašajo signal za razdaljo do 5 km. Toda uporaba takšnih komunikacijskih sistemov odpravlja potrebo po pridobivanju dovoljenj iz telekomunikacijskih inšpekcijskih pregledov.

Načelo modulacije

Za prenos informacij je treba radijski val modulirati s signalom. Oddajnik oddaja modulirane radijske valove, ki se spreminjajo. Kratki, srednji in dolgi valovi imajo amplitudno modulacijo, zato so označeni kot AM. Pred modulacijo se nosilni val premika s konstantno amplitudo. Amplituda modulacija za prenos se spremeni v amplitudo glede na signalno napetost. Amplituda radijskega vala se spreminja v neposrednem razmerju s napetostjo signala. Ultrakritični valovi imajo frekvenčno modulacijo, zato so označeni kot FM. Frekvenčna modulacija nalaga dodatno frekvenco, ki prenaša informacije. Za prenos signala preko razdalje, ga je treba modulirati z večfrekvenčnim signalom. Za sprejem signala, ga je treba ločiti od podnosilca vala. Pri frekvenčni modulaciji so motnje manj, radio pa mora predvajati na VHF.

Dejavniki, ki vplivajo na kakovost in učinkovitost radijskih valov

Kakovost in učinkovitost prejemanja radijskih valov vpliva na metodo smernega sevanja. Primer je satelitska antena, ki usmerja sevanja na lokacijo nameščenega sprejemnega senzorja. Ta metoda je omogočila znaten napredek na področju radijske astronomije in številna odkritja v znanosti. Odprl je možnost ustvarjanja satelitske televizije, prenos podatkov brezžično metodo in še veliko več. Izkazalo se je, da lahko radijski valovi oddajajo Sonce, številne planote, ki so zunaj našega sončnega sistema, pa tudi kozmične meglice in nekatere zvezde. Predpostavlja se, da zunaj naše galaksije obstajajo predmeti, ki imajo močne radijske valove.

Na območju radijskega vala na propagiranje radijskih valov vplivajo ne le sončno sevanje, temveč tudi meteorološke razmere. Torej, merilni valovi dejansko niso odvisni od vremenskih razmer. Razpon razporeditve centimetrov je močno odvisen od vremenskih razmer. Nastane zaradi razpokanja ali absorpcije vode v dežju ali pri višji stopnji vlažnosti v kratkih valovih zraka.

Tudi na njihovo kakovost vplivajo ovire na poti. V takih časih se signal zbledi, medtem ko se slišnost znatno poslabša ali celo izgine za nekaj trenutkov ali več. Primer je reakcija televizorja na letalo, ko se prikaže slika in bele črte. To je posledica dejstva, da se val odbija od letala in preide s TV anteno. Takšni pojavi s televizorji in radijskimi oddajniki se pogosto pojavljajo v mestih, saj se radiofrekvenčna pasova odraža v zgradbah, visokih stolpih, povečuje valovno pot.