Обхватът на радиовълните и тяхното разпространение

В учебниците за физика формула дадени неразбираем за гама от радио вълни, които понякога не се разбира добре, дори и за хора със специални образователни и опит. В статията ще се опитаме да разберем същността, без да прибягваме до сложност. Никола Тесла е първият, който открива радиовълни. По времето, когато нямаше високотехнологично оборудване, Тесла не разбираше напълно какъв феномен той по-късно нарече етер. Проводник с променлив електрически ток е началото на радио вълна.

Източници на радиовълни

Природните източници на радиовълни са астрономически обекти и светкавици. Един изкуствен радиатор на радиовълните е електрически проводник с движещ се електрически ток в него. Вибрационната енергия на високочестотния генератор се разпространява в околното пространство през радио антената. Първият работен източник на радиовълни беше радиопредавателят - радио Попова. В това устройство функцията високочестотен генератор извърши високо напрежение, свързано с антена минус-вибратор на Херц. Изкуствените радиовълни се използват за стационарни и мобилни радиолокации, радиоразпръскване, радиокомуникации, комуникационни спътници, навигационни и компютърни системи.

Обхват на радиовълните

Вълните, използвани в радиокомуникациите, са в честотния диапазон от 30 kHz минус 3000 GHz. Въз основа на дължината и честотата на вълната, характеристиките на размножаване радиочестотната лента е разделена на 10 поддиапазона:

1. SDV - много дълго.
2. DV - дълго.
3. SW - среден.
4. KV - кратко.
5. VHF - ultrashort.
6. MV - метър.
7. DMV - дециметър.
8. SMV - сантиметри.
9. MMV - милиметър.
10. SMMV - субмилиметър

Честотен обхват на радиовълните

Спектърът на радиовълните условно се разделя на секции. В зависимост от честотата и дължината, радио вълните са разделени на 12 поддиапазона. Честотният обхват на радиовълните е взаимосвързан с честотата на променливия ток на сигнала. Честотни диапазони радиовълните в международните регулации на радиото са представени от 12 имена:

1. ELF минус - изключително ниска.
2. ELF минус - последен.
3. INCH минус-инфра-ниско.
4. VLF минус - много ниско.
5. LF минус - ниски честоти.
6. MF минус е средната честота.
7. HF минус-високи честоти.
8. VHF минус - много висока.
9. свръхвисока честота минус - ултра-висока.
10. микровълнов minus- изключително висока.
11. EHF минус - изключително висока.
12. мазута минус са хипер-високи.

Тъй като честотата на радиовълните се увеличава, нейната дължина намалява, тъй като честотата на радиовълните намалява, тя се увеличава. Размножаването, в зависимост от дължината му, е най-важната характеристика на радиовълната.

Разпространение на радиовълни 300 MHz минус 300 GHz се нарича ултра-висока микровълнова, поради тяхната доста висока честота. Дори поЗобхвата са много широки, така че те, от своя страна, е разделена на интервали от време, които включват определени диапазони на телевизията и радиото, морски и космос, земя и въздух, за радар и навигация, за предаване на медицински данни и така нататък. Въпреки факта, че цялата гама от радиовълни е разделена на региони, посочените граници между тях са условни. Сайтовете се следват един друг непрекъснато, променят се в друг и понякога се припокриват.

Характеристики на размножаване на радио вълни

Разпространението на радиовълни е предаването на енергия от редуващи се електромагнитни полета от една част на пространство в друго. Във вакуум радио вълната се разпространява с скоростта на светлината. Когато околната среда е изложена на радиовълни, разпространението на радиовълни може да бъде трудно. Това се проявява в изкривяването на сигналите, променяйки посоката на разпространение, забавяйки фазовите и групови скорости.

Всеки от видовете вълни се прилага по различни начини. По-дълго може по-добре да заобиколи бариерите. Това означава, че обхватът на радиовълните може да се разпространява по земята и водните самолети. Използването на дълги вълни е широко разпространено в подводни и морски плавателни съдове, което ви позволява да се свързвате навсякъде в морето. На дължина на вълната шестстотин метра с честота от петстотин килохерцови настроени приемници на всички фарове и спасителни станции.

Разпространението на радиовълни в различни честотни ленти зависи от тяхната честота. Колкото по-малка е дължината и колкото е по-висока честотата, толкова по-директна ще бъде вълновата пътека. Съответно, колкото по-малка е неговата честота и колкото е по-дълга, толкова повече тя може да очертае препятствията. Всеки диапазон от дължини на радио вълните има свои собствени функции за разпространение, но няма остри промени в отличителните черти на границата на съседните ленти.

Характеристика на разпространението

Извънредните дълги и дълги вълни изпъкват по повърхността на планетата и се разпространяват от повърхностните лъчи на хиляди километри.

Средните вълни са подложени на по-голяма абсорбция, така че те могат да преодолеят разстояние само на 500-1500 километра. Когато йоносферата се уплътнява в този диапазон, възможно е да се предаде сигналът с пространствен лъч, който осигурява комуникация за няколко хиляди километра.

Късите вълни се разпространяват само до близки разстояния, дължащи се на усвояването на тяхната енергия от повърхността на планетата. Пространствените такива могат многократно да отразяват от земната повърхност и йоносферата, да преодоляват големи разстояния, да извършват прехвърлянето на информация.

Ultra-краткото може да предаде голямо количество информация. Радио вълните от този диапазон проникват през йоносферата в пространство, затова за целите на наземната комуникация те са практически неподходящи. Повърхностните вълни на тези ленти излъчват направо, без да се огъват повърхността на планетата.

В оптичните диапазони е възможно да се предават гигантски обеми информация. Най-често се използва трета гама от оптични вълни за комуникация. В земната атмосфера те са обект на отслабване, така че в действителност те предават сигнала на разстояние до 5 километра. Но използването на такива комуникационни системи премахва необходимостта от получаване на разрешителни от телекомуникационни инспекции.

Принципът на модулация

За да предаде информация, радио вълната трябва да бъде модулирана чрез сигнал. Предавателят излъчва модулирани радиовълни, т.е. се променя. Кратките, средните и дългите вълни имат амплитудна модулация, поради което са обозначени като АМ. Преди модулацията носещата вълна се движи с постоянна амплитуда. Амплитудна модулация за предаването го променя в амплитуда, в зависимост от напрежението на сигнала. Амплитудата на радио вълната варира в пряка зависимост от напрежението на сигнала. Ултра къси вълни имат честотна модулация, така че те са означени като FM. Модулация на честотата налага допълнителна честота, която носи информация. За да предава сигнал на разстояние, той трябва да бъде модулиран от сигнал с по-висока честота. За да получите сигнал, е необходимо да го отделите от носителя на вълната. При честотна модулация интерференцията е по-малка, но радиото трябва да се излъчва по VHF.

Фактори, влияещи върху качеството и ефективността на радиовълните

Качеството и ефективността на приемането на радиовълни се влияе от метода на насочената радиация. Пример за това е сателитна антена, която насочва лъчението към местоположението на инсталирания датчик за приемане. Този метод даде възможност да се постигне значителен напредък в областта на радиоастрономията и да се направят много открития в науката. Той откри възможността за създаване на сателитно излъчване, трансфер на данни безжичен метод и много други. Оказа се, че радио вълните могат да излъчват Слънцето, много планети, които са извън нашата слънчева система, както и космически мъглявини и някои звезди. Предполага се, че извън нашата галактика има обекти, които имат мощни радиовълни.

В обхвата на радио вълната разпространението на радиовълните се влияе не само от слънчевата радиация, но и от метеорологичните условия. Така че, метровите вълни всъщност не зависят от климатичните условия. Диапазон на разпределение на сантиметрите силно зависи от метеорологичните условия. Това се случва, защото водата в дъжд или при повишено ниво на влажност във въздуха къси вълни са разпръснати или погълнати.

Също така, тяхното качество е засегнато от пречките по пътя. В такива моменти сигналът избледнява, докато усещането се влоши значително или дори изчезва за няколко минути или повече. Пример за това е реакцията на телевизора на летателна равнина, когато изображението мига и се появяват бели линии. Това се дължи на факта, че вълната се отразява от самолета и минава от телевизионната антена. Такива явления с телевизори и радиопредаватели често се срещат в градовете, тъй като радиовълните се отразяват в сгради, високи кули, увеличавайки вълната.