In natuurkundehandboeken worden duistere formules gegeven over het onderwerp van het bereik van radiogolven, die soms zelfs niet volledig worden begrepen door mensen met een speciale opleiding en werkervaring. In het artikel zullen we proberen de essentie te begrijpen zonder onze toevlucht te nemen tot moeilijkheden. De eerste persoon die radiogolven ontdekte, was Nikola Tesla. In zijn tijd, waar geen hightech apparatuur was, begreep Tesla niet helemaal wat voor fenomeen het was, dat hij later ether noemde. Een wisselstroomgeleider is het begin van een radiogolf.
Radiogolfbronnen
Natuurlijke bronnen van radiogolven zijn onder meer astronomische objecten en bliksem. Een kunstmatige zender van radiogolven is een elektrische geleider met een wisselstroom die naar binnen beweegt. De oscillerende energie van de hoogfrequente generator wordt door middel van een radioantenne in de omringende ruimte verdeeld. De eerste werkende bron van radiogolven was:Popov's radiozender-ontvanger. In dit apparaat werd de functie van een hoogfrequente generator uitgevoerd door een hoogspanningsopslagapparaat dat was aangesloten op een antenne - een Hertz-vibrator. Kunstmatig gecreëerde radiogolven worden gebruikt voor stationaire en mobiele radar, omroep, radiocommunicatie, communicatiesatellieten, navigatie en computersystemen.
Radiogolfband
De golven die in radiocommunicatie worden gebruikt, liggen in het frequentiebereik van 30 kHz - 3000 GHz. Op basis van de golflengte en frequentie van de golf, voortplantingskenmerken, is het radiogolfbereik verdeeld in 10 subbanden:
- SDV - extra lang.
- LW - lang.
- NE - gemiddeld.
- SW - kort.
- VHF - ultrakort.
- MV - meter.
- UHF - decimeter.
- SMV - centimeter.
- MMV - mm.
- SMMW - submillimeter
Radio frequentiebereik
Het spectrum van radiogolven is voorwaardelijk verdeeld in secties. Afhankelijk van de frequentie en lengte van de radiogolf zijn ze onderverdeeld in 12 subbanden. Het frequentiebereik van radiogolven is gerelateerd aan de frequentie van het AC-signaal. De frequentiebereiken van radiogolven in de internationale radioregelgeving worden weergegeven door 12 namen:
-
radiogolven voortplanting van radiogolven ELF - extreem laag.
- VLF - ultra-laag.
- INCH - infra-laag.
- VLF - erg laag.
- LF - lage frequenties.
- mid - middenfrequenties.
- HF− hoge frequenties.
- VHF - zeer hoog.
- UHF - ultrahoog.
- Magnetron - ultrahoog.
- EHF - extreem hoog.
- HHF - hyperhoog.
Naarmate de frequentie van de radiogolf toeneemt, neemt de lengte af, naarmate de frequentie van de radiogolf afneemt, neemt deze toe. Voortplanting afhankelijk van de lengte is de belangrijkste eigenschap van een radiogolf.
De voortplanting van radiogolven van 300 MHz - 300 GHz wordt ultrahoge microgolf genoemd vanwege hun vrij hoge frequentie. Zelfs de subbanden zijn zeer uitgebreid, dus ze zijn op hun beurt onderverdeeld in intervallen, waaronder bepaalde bereiken voor televisie- en radio-uitzendingen, voor maritieme en ruimtecommunicatie, terrestrische en luchtvaart, voor radar- en radionavigatie, voor medische gegevensoverdracht en zo Aan. Ondanks het feit dat het hele bereik van radiogolven in regio's is verdeeld, zijn de aangegeven grenzen ertussen voorwaardelijk. De secties volgen elkaar continu op, gaan in elkaar over en overlappen elkaar soms.
Kenmerken van de voortplanting van radiogolven
De voortplanting van radiogolven is de overdracht van energie door een alternerend elektromagnetisch veld van het ene deel van de ruimte naar het andere. In een vacuüm reist een radiogolf met de snelheid van het licht. Radiogolven kunnen zich moeilijk voortplanten wanneer ze aan de omgeving worden blootgesteld. Dit uit zich in signaalvervorming, een verandering in de voortplantingsrichting en een vertraging in fase- en groepssnelheden.
Elk van de golftypesop verschillende manieren toegepast. Lange zijn beter in staat om obstakels te omzeilen. Dit betekent dat het bereik van radiogolven zich langs het vlak van land en water kan voortplanten. Het gebruik van lange golven is wijdverbreid in onderzeeërs en zeeschepen, waardoor u op elke locatie op zee contact kunt hebben. De ontvangers van alle bakens en reddingsstations zijn afgestemd op een golflengte van zeshonderd meter met een frequentie van vijfhonderd kilohertz.
De verspreiding van radiogolven in verschillende bereiken hangt af van hun frequentie. Hoe korter de lengte en hoe hoger de frequentie, hoe rechter het pad van de golf zal zijn. Dienovereenkomstig, hoe lager de frequentie en hoe groter de lengte, hoe beter het in staat is om rond obstakels te buigen. Elk bereik van radiogolflengten heeft zijn eigen voortplantingskenmerken, maar er is geen scherpe verandering in onderscheidende kenmerken aan de grens van aangrenzende bereiken.
Voortplantingskenmerk
Ultralange en lange golven buigen rond het oppervlak van de planeet en verspreiden zich door oppervlaktestralen over duizenden kilometers.
Middelgrote golven worden sterker geabsorbeerd, zodat ze slechts een afstand van 500-1500 kilometer kunnen overbruggen. Wanneer de ionosfeer in dit bereik dicht is, is het mogelijk om een signaal uit te zenden via een ruimtestraal, die communicatie over enkele duizenden kilometers mogelijk maakt.
Korte golven planten zich alleen over korte afstanden voort vanwege de absorptie van hun energie door het oppervlak van de planeet. Ruimtelijke kunnen herhaaldelijk reflecteren vanaf het aardoppervlak en de ionosfeer, lange afstanden overbruggen,door informatie te verzenden.
Ultra-short kan een grote hoeveelheid informatie verzenden. Radiogolven van dit bereik dringen door de ionosfeer de ruimte in, dus zijn ze praktisch ongeschikt voor terrestrische communicatie. Oppervlaktegolven van deze reeksen worden uitgezonden in een rechte lijn, zonder te buigen rond het oppervlak van de planeet.
Gigantische hoeveelheden informatie kunnen in optische banden worden verzonden. Meestal wordt het derde bereik van optische golven gebruikt voor communicatie. In de atmosfeer van de aarde zijn ze onderhevig aan demping, dus in werkelijkheid zenden ze een signaal uit op een afstand van maximaal 5 km. Maar het gebruik van dergelijke communicatiesystemen elimineert de noodzaak om toestemming te krijgen van de telecommunicatie-inspecties.
Modulatieprincipe
Om informatie te kunnen verzenden, moet een radiogolf worden gemoduleerd met een signaal. De zender zendt gemoduleerde radiogolven uit, dat wil zeggen gewijzigd. Korte, middellange en lange golven zijn amplitudegemoduleerd, dus worden ze AM genoemd. Vóór modulatie beweegt de draaggolf met een constante amplitude. Amplitudemodulatie voor transmissie verandert het in amplitude, overeenkomend met de spanning van het signaal. De amplitude van de radiogolf verandert recht evenredig met de signaalspanning. Ultrakorte golven zijn frequentiegemoduleerd, dus worden ze FM genoemd. Frequentiemodulatie legt een extra frequentie op die informatie draagt. Om een signaal over een afstand uit te zenden, moet het worden gemoduleerd met een signaal met een hogere frequentie. Om een signaal te ontvangen, moet u het scheiden van de hulpdraaggolf. Met frequentiemodulatie wordt er minder interferentie gecreëerd, maar wordt het radiostation geforceerduitgezonden op VHF.
Factoren die de kwaliteit en efficiëntie van radiogolven beïnvloeden
De kwaliteit en efficiëntie van radiogolfontvangst wordt beïnvloed door de methode van gerichte straling. Een voorbeeld is een schotelantenne die straling naar de locatie van een geïnstalleerde ontvangstsensor stuurt. Deze methode zorgde voor aanzienlijke vooruitgang op het gebied van radioastronomie en deed veel ontdekkingen in de wetenschap. Hij opende de mogelijkheid om satellietuitzendingen, draadloze gegevensoverdracht en nog veel meer te creëren. Het bleek dat radiogolven de zon, veel planeten buiten ons zonnestelsel, evenals ruimtenevels en enkele sterren kunnen uitzenden. Er wordt aangenomen dat er buiten ons melkwegstelsel objecten zijn met krachtige radio-emissies.
Het bereik van de radiogolf, de voortplanting van radiogolven wordt niet alleen beïnvloed door zonnestraling, maar ook door weersomstandigheden. Metergolven zijn dus in feite niet afhankelijk van de weersomstandigheden. En het verspreidingsbereik van centimeter is sterk afhankelijk van de weersomstandigheden. Dit komt door het feit dat korte golven worden verstrooid of geabsorbeerd door het aquatisch milieu tijdens regen of met een verhoogde vochtigheidsgraad in de lucht.
Ook wordt hun kwaliteit beïnvloed door obstakels onderweg. Op zulke momenten vervaagt het signaal en verslechtert de hoorbaarheid aanzienlijk of verdwijnt gedurende enkele ogenblikken of langer helemaal. Een voorbeeld is de reactie van de tv op een overvliegend vliegtuig wanneer het beeld flikkert en er witte balken verschijnen. Dit gebeurt door:het feit dat de golf door het vliegtuig wordt weerkaatst en langs de tv-antenne gaat. Dergelijke verschijnselen bij televisies en radiozenders komen vaker voor in steden, omdat het bereik van radiogolven wordt gereflecteerd op gebouwen, hoge torens, waardoor het pad van de golf toeneemt.
