Rádióhullámok és frekvenciák

Rádióhullámok és frekvenciák

MI RÁDIÓHULLÁMOK

Rádióhullámok - az elektromágneses hullámok felszaporodó űrben a fénysebesség (300,000 km / sec). By the way, a fény is elektromágneses hullám hasonló tulajdonságokkal rendelkező rádióhullámok (visszatükröződés, csillapítás, stb.)

Rádióhullámokat átjut a térben a kibocsátott energia a generátor által az elektromágneses rezgéseket. És akkor keletkeznek, amikor az elektromos mező, például úgy, hogy a vezető, amikor váltakozó elektromos áram segítségével a térben, vagy ha a csúszás szikra azaz Számos gyors egymás utáni áram impulzusok.

Az elektromágneses sugárzás jellemzi frekvencia, hullámhossz és a teljesítmény a továbbított energiát. A frekvencia az elektromágneses hullám jelzi, hányszor egy másik változás a radiátor irányába az elektromos áram, és így a számát másodpercenként változik minden pontján tér nagysága a mágneses és elektromos mezők. Frekvencia mértékegysége a Hertz (Hz) - egységek, névadója a nagy tudós német Genriha Rudolfa Hertz. 1 Hz - az egyik oszcilláció másodpercenként, 1 megahertz (MHz) - egymillió ciklus másodpercenként. Annak ismeretében, hogy a sebessége az elektromágneses hullámok egyenlő a fény sebessége, lehetőség van, hogy meghatározzuk a távolságot a pont a tér, ahol a villamos (vagy mágneses) mező azonos fázisban. Ezt a távolságot nevezzük hullámhosszon. A hullámhossz méterben számítjuk a következő képlet segítségével:

vagy kb,
ahol f - frekvenciájú elektromágneses sugárzás a MHz-es sávban.

A képlet mutatja, hogy, például, egy 1 MHz frekvencián megfelel egy hullámhossza kb. 300 m a frekvencia növekedésével, a hullámhossz csökkenésével csökken -. Találd magukat. A jövőben, látni fogjuk, hogy a hullámhossz közvetlen hatással van az antenna hossza a rádió.

Az elektromágneses hullámok szabadon áthatolnak levegő vagy térben (vákuum). De ha az utat a hullámok találkozik fémvezetékből antenna vagy más vezető szerv, adnak neki az energiát, ezáltal a vezető egy váltakozó áram. De nem minden az energia, a hullám szívódik fel a vezetőt, része az ő tükröződik a felszínén, és akár visszamenni vagy térben szétszórtan. Mellesleg, ez az alapja a használata az elektromágneses hullámok a radar.

Egy másik hasznos tulajdonsága az elektromágneses hullámok a képességük, hogy körbejárja az úton, néhány akadályt. De ez csak akkor lehetséges, ha a tárgy mérete kisebb, mint a hullámhossz, vagy hasonló vele. Például, hogy érzékeli a repülőgép, a radar rádióhullámok hossza nem haladhatja meg a geometriai méretek (kevesebb, mint 10 m). Ha a szervezet nem nagyobb, mint a hullámhossz, akkor tükrözik azt. De nem tükrözi. Gondoljunk csak a katonai technológia csökkenti a láthatóságát «Stealth», amelynek keretében kidolgozták a megfelelő geometriai forma, sugárzás-elnyelő anyag, hogy csökkentsék a láthatóságát tárgyak lokátorok.

Az energiát szállító elektromágneses hullám függ az áramfejlesztő generátor (radiátor) és a távolság is. A tudományos hangzik: az energia áramlását egységnyi területen egyenesen arányos a sugárzási teljesítmény és fordítottan arányos a távolság négyzetével a kibocsátó. Ez azt jelenti, hogy a kommunikációs tartomány függ az adó teljesítmény, hanem sokkal nagyobb mértékben a távolság is.

A rádióhullámok használt rádiós elfoglalják régióban, vagy több tudományosan - tartományban 10 000 m (30 kHz), hogy 0,1 mm-es (3000 GHz). Ez csak része egy hatalmas spektrumát az elektromágneses hullámokat. A rádióhullámok (csökkentésével a hossz), majd termikus vagy infravörös sugarak. Miután ezek a keskeny része a látható fény, majd - ultraibolya spektrum, röntgensugarak és gamma - az összes elektromágneses hullámok az azonos jellegű, különböző csak hullámhossza és ezért frekvencia.

Bár a teljes spektrumot a régiókra bontva, a határok között, azokat a tervek szerint hagyományosan. Területeken kell folyamatosan egymás után, egymásba és átfedések az egyes esetekben.

Nemzetközi megállapodások teljes körű rádióhullámok használt rádiókommunikációs oszlik tartományok:

A hagyományos „amerikai” kategóriába tartozik; széles körben használják a mobil kommunikáció, az Egyesült Államokban. Mi nem kap sok forgalmazás.

Nem tévesztendő össze a hivatalos neve a frekvenciasávok nevei nak kiosztott különböző szolgáltatásokat. Érdemes megjegyezni, hogy a világ legnagyobb készülékgyártók mobil földi kommunikációs termék modell, a munka keretein belül ezeken a területeken.

A jövőben fogunk beszélni tulajdonságait rádióhullámok, hogy azok alkalmazása a földi mobil rádiós.

Hogyan osztja a rádióhullámok

A kibocsátott rádióhullámok űrbe antennán keresztül és szaporodni formájában elektromágneses mező energia. És bár a természet rádióhullámok ugyanaz, és képesek terjedni erősen függ a hullámhossz.

Land rádióhullámokat egy elektromos vezető (bár nem túl jó). Átadás a föld felett, a rádióhullámok fokozatosan gyengül. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy az elektromágneses hullámok gerjesztésére elektromos áramot a föld felszínén, és azzal, hogy része az energia vész kárba. Ie energia elnyelődik a földre, ahol a több, mint a rövidebb hullámhosszak (magasabb frekvencia).

Ezen túlmenően, a hullám energia legyengül azért is, mert, hogy a sugárzás terjed minden irányban a tér, és ezért, további az adótól a vevő található, a minimális mennyiségű energiát egységnyi területen, és annál kevésbé hiányzik az antenna.

Hosszúhullámú átviteli műsorszóró állomás fogható a parttól több ezer kilométeres, és a jelszint csökken simán megszakítások nélküli. Középhullámú állomások lehet hallani, ami ezer kilométer. Ami a rövid hullámok, az energia gyorsan csökken a távolság növelésével az adótól. Ez magyarázza azt a tényt, hogy az első napokban a rádió kommunikációs főleg hullámhossza 1-30 km. Rövidebb hullámhosszú, mint 100 méterre általában nem alkalmas a hosszú távú kommunikációt.

További tanulmányok azonban rövid és ultrarövid hullámok azt mutatta, hogy csillapodnak gyorsan, amikor mennek közel a Föld felszínét. Amikor a sugárzás irányában felfelé hullámok vissza.

Még 1902-ben angol matematikus Oliver Hevisayd (Oliver Heaviside) és az amerikai villamosmérnök Arthur Edwin Kennelly (Arthur Edwin Kennelly) szinte egyidejűleg azt jósolták, hogy a földön van egy réteg ionizált levegő - természetes tükör tükröző elektromágneses hullámokat. Ezt a réteget nevezik az ionoszféra.

Föld ionoszféra az volt, hogy a növekedés a tartományban rádióhullámok terjedési távolságot meghaladó rálátás. Kísérletileg ezt a hipotézist bizonyult 1923 RF impulzusok továbbított függőlegesen felfelé és hozott vissza jeleket. mérjük azt az időt a küldő és a fogadó a pulzus lehet meghatározni a magasság és a több reflexió réteg.

Szaporítása hosszú és rövid hullámhosszon.

Visszavert az ionoszféra, a hullámok vissza a Földre, így alatt száz kilométerre a „holt zóna”. Utazott az ionoszféra és a hátsó hullám nem „megnyugodni”, és visszaverődik a felszíni és újra irányítja a ionoszféra, ami tükröződik vissza, és így tovább. D. Így ismételten visszaverődik, a rádióhullámok is körbejárja a Földet többször.

Azt találtuk, hogy a magassága a reflexió elsősorban attól függ, a hullámhossz. Minél rövidebb a hullám, annál nagyobb magasságban a gondolkodás zajlik, és ennek következtében több „holt zóna”. Ez kapcsolatban érvényes csak rövid hullámú része a spektrum (legfeljebb körülbelül 25-30 MHz). A rövidebb hullámhosszakon ionoszféra átlátszó. A hullámok áthatolnak, és megy az űrbe.

Az ábra azt mutatja, hogy a reflexió nem csak attól függ frekvencia, hanem a napszaktól. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy az ionoszféra ionizált napsugárzás által alkonyatkor fokozatosan elveszti visszaverődés. Az ionizáció mértéke attól is függ, a naptevékenység, ami változik az év során, és évről évre egy hétéves ciklusban.

Fényvisszaverő réteg az ionoszféra és szaporítása rövid hullámok gyakorisága alapján és a napszak.

VHF rádióhullámokat sor tulajdonságot inkább emlékeztet a fénysugarakat. Gyakorlatilag nem tükrözik az ionoszféráról alig körbe a Föld felszínét, és vannak elosztva a rálátás. Ezért, a tartományban a VHF alacsony. De van egy határozott előnyt rádiós kommunikációt. Mivel VHF hullámok terjednek a látómezejében, akkor lehet, hogy dobja a rádióállomás térségében 150-200 km-re egymást anélkül, kölcsönös hatása. És ez lehetővé teszi, hogy újra ugyanazt a frekvenciát a szomszédos állomások.

Megoszlása ​​rövid és ultrarövid hullám.

Az ingatlan rádióhullámok UHF sávban és 800 MHz-es még jobban hasonlít a fénysugarak, és így van egy másik érdekes és fontos tulajdonsága. Emlékezzünk, hogy a zseblámpa. Fény az izzó található a hangsúly a reflektor gyűjtik a keskeny sugárnyaláb küldhető mindkét irányban. Nagyjából ugyanezt lehet tenni a magas frekvenciájú rádióhullámokat. tükrök, az antenna összegyűjteni őket, és küldjön egy keskeny sugár. Kis frekvenciájú hullámok egy ilyen antenna nem épül, mert túl nagy a mérete (átmérője a tükör kell sokkal nagyobb, mint a hullámhossz).

Az a lehetőség, irányított sugárzás növeli a hatékonyságot a kommunikációs rendszer. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a keskeny fénysugár minimális teljesítmény-disszipáció az oldalsó irányban, amely lehetővé teszi a használatát kisebb teljesítményű adók eléréséhez előre meghatározott kommunikációt tartományban. Rendező sugárzás kevésbé okoz interferenciát más kommunikációs rendszerek, amelyek nem tartományban a gerenda.

Ha kap rádióhullámok előnyeit irányított sugárzás is lehet használni. Például sokan ismerik a parabolikus parabolaantennák, amelynek középpontjában sugárzás műholdas jeladót a pont, ahol az érzékelő van felszerelve vevő. Alkalmazása a vevőantenna rádiócsillagászati ​​lehetővé tette, hogy számos alapvető tudományos felfedezéseket. Képességét, hogy koncentrálni a magas frekvenciájú rádió biztosították széles körben használt radar, mikrohullámú kommunikációt, a műholdas műsorszórás, a vezeték nélküli adatátvitel, stb

Parabolikus irányított műhold (a fotót ru.wikipedia.org oldalon).

Meg kell jegyezni, hogy a csökkenés a hullámhossz növeli a csillapítás és energiaelnyelő a légkörben. Különösen a megoszlása ​​hullámhossza rövidebb, mint 1 cm kezd hatással jelenségek, mint a köd, eső, felhők, amely válhat komoly akadályt, ami korlátozza a kommunikációs tartományban.

Azt találtuk, hogy a rádióhullámok terjedési különböző tulajdonságokkal függően a hullámhossz, és mindegyik részt a rádióspektrum ott használható, ahol a legjobb, ha használni annak előnyeit.

Fejezetek Előző Következő