Rozsah rádiových vln a jejich šíření
V učebnicích o fyzice jsou abstraktní vzorcena téma řady rádiových vln, které někdy nejsou plně pochopitelné ani osobami se speciálními vzdělávacími a pracovními zkušenostmi. 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
Přírodní zdroje rádiových vln jsouastronomické 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 byl generován vysokonapěťový generátor vysokonapěťovým pohonem připojeným k anténě - vibrační jednotce 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 rozsahu 30 kHz až 3000 GHz. Na základě délky a frekvence vln, charakteristiky šíření, je pásmo rádiových vln rozděleno na 10 dílčích pásem:
- SDV - velmi dlouhá.
- DV - dlouhé.
- SW - průměr.
- KV - krátká.
- VHF - ultra krátký.
- MV - metr.
- DMV - decimetr.
- SMV - centimetry.
- MMV - milimetr.
- 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 rádiových vln v mezinárodních rozhlasových předpisech jsou reprezentovány 12 názvy:
- SNF - extrémně nízká.
- INCH - infra-nízké.
- VLF - velmi nízká.
- Nízká frekvence - nízké frekvence.
- MF - střední frekvence.
- HF - vysoké frekvence.
- VHF - velmi vysoká.
- UHF - ultrahigh.
- Mikrovlnná trouba - super vysoká.
- EHF - extrémně vysoká.
- GWH - hyperhigh.
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 - 300 GHzultra vysoké mikrovlnné trouby kvůli jejich poměrně vysoké frekvenci. Dokonce i dílčí pásma jsou velmi rozsáhlé, takže jsou zase rozděleny na mezery, které zahrnují určité rozsahy televize a vysílání, pro námořní a vesmírné komunikace, pozemní a letecké, pro radar a rádiovou navigaci, pro přenos lékařských dat atd. 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
Šíření radiových vln je přenos energievariabilní elektromagnetické pole z jedné části prostoru do druhé. Ve vakuu se rozhlasová vlna šíří rychlostí 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.
Každá z odrůd vln je aplikovánarůznými 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 vlnové délce šesti set metrů s frekvencí pěti set kilohertz naladěných přijímačů všech majáků a záchranných stanic.
Propagace rádiových vln v různých oblastechzávisí 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 silnějšíabsorpce, takže je schopen 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 rozšířily pouze do blízkého okolívzdálenost v důsledku absorpce jejich energie povrchu planety. Prostorové mohou opakovaně odrážet zemský povrch a ionosféru, překonat velké vzdálenosti a provádět přenos informací.
Ultra-krátký může přenášet velkou hlasitostinformace. 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 pásmech je přenos možnýobrovské 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
Pro přenos informací, rádiové vlnyje nutné modulovat signál. 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 vysílání mění její amplitudu odpovídající napětí signálu. 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 příjmu rádiových vlnmetodu 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. Objevil možnosti vytváření družicového vysílání, bezdrátového přenosu dat 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 dosahu šíření rádiových vlnrádiové vlny jsou ovlivňovány 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,které jsou 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.
