В учебниците по физика се дават сложни формули по темата за обхвата на радиовълните, които понякога не се разбират напълно дори от хора със специално образование и трудов опит. В статията ще се опитаме да разберем същността, без да прибягваме до трудности. Първият човек, открил радиовълните, е Никола Тесла. По негово време, където нямаше високотехнологично оборудване, Тесла не разбираше напълно за какъв феномен става дума, който по-късно нарече етер. Проводник за променлив ток е началото на радиовълна.
Източници на радиовълни
Естествените източници на радиовълни включват астрономически обекти и светкавици. Изкуственият излъчвател на радиовълни е електрически проводник с променлив електрически ток, движещ се вътре. Осцилаторната енергия на високочестотния генератор се разпределя в околното пространство с помощта на радио антена. Първият работещ източник на радиовълни еРадиопредавател-приемник на Попов. В това устройство функцията на високочестотен генератор се изпълняваше от устройство за съхранение с високо напрежение, свързано към антена - вибратор на Hertz. Изкуствено създадените радиовълни се използват за стационарни и мобилни радари, излъчване, радиокомуникации, комуникационни спътници, навигационни и компютърни системи.
Обхват на радио вълните
Вълните, използвани в радиокомуникациите, са в честотния диапазон от 30 kHz - 3000 GHz. Въз основа на дължината на вълната и честотата на вълната, характеристиките на разпространение, обхватът на радиовълните е разделен на 10 поддиапазона:
- SDV - изключително дълго.
- LW - дълго.
- NE - средно.
- SW - кратко.
- VHF - ултра късо.
- MV - метри.
- UHF - дециметър.
- SMV - сантиметър.
- MMV - mm.
- SMMW - субмилиметър
Радиочестотен диапазон
Спектърът на радиовълните е условно разделен на секции. В зависимост от честотата и дължината на радиовълната те са разделени на 12 поддиапазона. Честотният диапазон на радиовълните е свързан с честотата на променливотоковия сигнал. Честотните обхвати на радиовълните в международните радио регламенти са представени с 12 имена:
-
радиовълни разпространение на радиовълни ELF - изключително ниско.
- VLF - ултра-ниско.
- INCH - инфра-ниско.
- VLF - много ниско.
- LF - ниски честоти.
- средни - средни честоти.
- HF− високи честоти.
- VHF - много високо.
- UHF - ултра високо.
- Микровълнова - ултра висока.
- EHF - изключително високо.
- HHF - хипер високо.
С увеличаване на честотата на радиовълната дължината й намалява, когато честотата на радиовълната намалява, тя се увеличава. Разпространението в зависимост от нейната дължина е най-важното свойство на радиовълната.
Разпространението на радиовълни 300 MHz - 300 GHz се нарича ултра-висока микровълнова, поради тяхната доста висока честота. Дори подлентите са много обширни, така че те от своя страна са разделени на интервали, които включват определени диапазони за телевизионно и радиоразпръскване, за морски и космически комуникации, наземни и авиационни, за радар и радионавигация, за предаване на медицински данни и т.н. На. Въпреки факта, че целият обхват на радиовълните е разделен на региони, посочените граници между тях са условни. Секциите се следват непрекъснато, преминавайки един в друг и понякога се припокриват.
Характеристики на разпространението на радиовълните
Разпространението на радиовълните е пренос на енергия чрез променливо електромагнитно поле от една част на пространството в друга. Във вакуум радиовълната се движи със скоростта на светлината. Радиовълните могат да бъдат трудни за разпространение, когато са изложени на околната среда. Това се проявява в изкривяване на сигнала, промяна в посоката на разпространение и забавяне на фазовите и груповите скорости.
Всеки от видовете вълниприлагани по различни начини. Дългите са по-способни да заобикалят препятствията. Това означава, че обхватът на радиовълните може да се разпространява по равнината на земята и водата. Използването на дълги вълни е широко разпространено в подводниците и морските съдове, което ви позволява да бъдете във връзка на всяко място в морето. Приемниците на всички маяци и животоспасяващи станции са настроени на дължина на вълната от шестстотин метра с честота от петстотин килохерца.
Разпространението на радиовълните в различни обхвати зависи от тяхната честота. Колкото по-къса е дължината и по-висока честота, толкова по-прав ще бъде пътят на вълната. Съответно, колкото по-ниска е честотата му и колкото по-голяма е дължината, толкова по-способен е да се огъва около препятствия. Всеки диапазон от дължини на радиовълните има свои собствени характеристики на разпространение, но няма рязка промяна в отличителните характеристики на границата на съседните диапазони.
Характеристика на разпространение
Ултра дълги и дълги вълни се огъват около повърхността на планетата, разпространявайки се от повърхностни лъчи на хиляди километри.
Средните вълни са обект на по-силно поглъщане, така че могат да покрият само разстояние от 500-1500 километра. Когато йоносферата е гъста в този диапазон, е възможно да се предава сигнал чрез космически лъч, който осигурява комуникация на няколко хиляди километра.
Късите вълни се разпространяват само на къси разстояния поради поглъщането на тяхната енергия от повърхността на планетата. Пространствените са в състояние многократно да се отразяват от земната повърхност и йоносферата, да преодоляват големи разстояния,чрез предаване на информация.
Ултра-късите са способни да предават голямо количество информация. Радиовълните от този обхват проникват през йоносферата в космоса, така че са практически неподходящи за наземни комуникации. Повърхностните вълни от тези диапазони се излъчват по права линия, без да се огъват около повърхността на планетата.
Огромни обеми информация могат да се предават в оптични ленти. Най-често за комуникация се използва третият диапазон от оптични вълни. В земната атмосфера те са обект на затихване, така че в действителност предават сигнал на разстояние до 5 км. Но използването на такива комуникационни системи премахва необходимостта от получаване на разрешение от телекомуникационните инспекторати.
Принцип на модулация
За да се предаде информация, радиовълната трябва да бъде модулирана със сигнал. Предавателят излъчва модулирани радиовълни, тоест модифицирани. Късите, средните и дългите вълни са амплитудно модулирани, така че се наричат AM. Преди модулацията носещата вълна се движи с постоянна амплитуда. Амплитудната модулация за предаване го променя по амплитуда, съответстваща на напрежението на сигнала. Амплитудата на радиовълната се променя право пропорционално на напрежението на сигнала. Ултракъсите вълни са честотно модулирани, така че се наричат FM. Честотната модулация налага допълнителна честота, която носи информация. За да предаде сигнал на разстояние, той трябва да бъде модулиран с по-висок честотен сигнал. За да получите сигнал, трябва да го отделите от вълната на подносителя. С честотната модулация се създават по-малко смущения, но радиостанцията е принуденаизлъчване на VHF.
Фактори, влияещи върху качеството и ефективността на радиовълните
Качеството и ефективността на приемането на радиовълни се влияе от метода на насоченото излъчване. Пример може да бъде сателитна антена, която изпраща радиация до местоположението на инсталиран приемен сензор. Този метод позволи значителен напредък в областта на радиоастрономията и направи много открития в науката. Той отвори възможността за създаване на сателитно излъчване, безжично предаване на данни и много други. Оказа се, че радиовълните са способни да излъчват Слънцето, много планети извън нашата слънчева система, както и космически мъглявини и някои звезди. Предполага се, че извън нашата галактика има обекти с мощни радио излъчвания.
Обхватът на радиовълната, разпространението на радиовълните се влияе не само от слънчевата радиация, но и от метеорологичните условия. Така че метровите вълни всъщност не зависят от метеорологичните условия. А обхватът на разпространение от сантиметър силно зависи от метеорологичните условия. Това се дължи на факта, че късите вълни се разпръскват или поглъщат от водната среда по време на дъжд или при повишено ниво на влажност във въздуха.
Също така, тяхното качество се влияе от препятствията по пътя. В такива моменти сигналът избледнява, а чуваемостта се влошава значително или изчезва напълно за няколко или повече мига. Пример може да бъде реакцията на телевизора към прелитащ самолет, когато изображението трепти и се появят бели ленти. Това се случва порадифактът, че вълната се отразява от самолета и преминава покрай телевизионната антена. Подобни явления с телевизори и радиопредаватели е по-вероятно да се появят в градовете, тъй като обхватът на радиовълните се отразява върху сгради, високи кули, увеличавайки пътя на вълната..
