Het bereik van radiogolven en hun verspreiding

In de boeken over natuurkunde zijn duistere formulesover het onderwerp van een reeks radiogolven die soms zelfs door mensen met een speciale opleiding en werkervaring niet volledig worden begrepen. In het artikel zullen we proberen de essentie te begrijpen, zonder toevlucht te nemen tot complexiteiten. Nikola Tesla was de eerste die radiogolven ontdekte. In zijn tijd, waar geen hightech apparatuur was, begreep Tesla niet volledig wat voor soort fenomeen hij later ether noemde. Een geleider met wisselstroom is het begin van een radiogolf.

Bronnen van radiogolven

De natuurlijke bronnen van radiogolven zijnastronomische objecten en bliksem. Een kunstmatige radiator van radiogolven is een elektrische geleider met een bewegende elektrische stroom erin. De trillingsenergie van de hoogfrequente generator plant zich via de radioantenne voort in de omringende ruimte. De eerste werkende bron van radiogolven was radiozender Popova. In dit apparaat werd een hoogspanningsgenerator uitgevoerd door een hoogspanningsaandrijving die op een antenne is aangesloten - een Hertz-vibrator. Kunstmatige radiogolven worden gebruikt voor stationaire en mobiele radioallocatie, uitzending, radiocommunicatie, communicatiesatellieten, navigatie- en computersystemen.

Bereik van radiogolven

De golven die worden gebruikt in radiocommunicatie bevinden zich in het frequentiebereik van 30 kHz tot 3000 GHz. Op basis van de lengte en frequentie van de golf, de voortplantingskarakteristieken, is de radiogolfband onderverdeeld in 10 subbanden:

1. SDV - erg lang.
2. DV - lang.
3. SW - gemiddelde.
4. KV - kort.
5. VHF - ultrakort.
6. MV - meter.
7. DMV - decimeter.
8. SMV - centimeters.
9. MMV - millimeter.
10. SMMV - submillimeter

Frequentiebereik van radiogolven

Het spectrum van radiogolven is voorwaardelijk onderverdeeld in secties. Afhankelijk van de frequentie en lengte, zijn de radiogolven verdeeld in 12 subbanden. Het frequentiebereik van radiogolven hangt samen met de frequentie van de wisselstroom van het signaal. Frequentiebereiken van radiogolven in de internationale radioreglementen worden vertegenwoordigd door 12 namen:

1. ELF - extreem laag.
2. SNF - extreem laag.
3. INCH - infra-low.
4. VLF - zeer laag.
5. Lage frequentie - lage frequenties.
6. MF - middelgrote frequenties.
7. HF - hoge frequenties.
8. VHF - zeer hoog.
9. UHF - ultrahoog.
10. Magnetron - super hoog.
11. EHF - extreem hoog.
12. GWH - hyperhigh.

Naarmate de frequentie van de radiogolf toeneemt, neemt de lengte ervan af naarmate de frequentie van de radiogolf afneemt. Propagatie is, afhankelijk van de lengte, de belangrijkste eigenschap van een radiogolf.

Voortplanting van radiogolven 300 MHz - 300 GHzultrahoge magnetron genoemd vanwege hun vrij hoge frequentie. Zelfs de subbanden zijn zeer uitgebreid, dus ze zijn op hun beurt onderverdeeld in hiaten, waaronder bepaalde reeksen televisie en uitzendingen, voor maritieme en ruimtecommunicatie, grond- en luchtvaart, voor radar- en radionavigatie, voor de overdracht van medische gegevens, enzovoort. Ondanks het feit dat het volledige bereik van radiogolven is verdeeld in regio's, zijn de aangegeven grenzen tussen beide voorwaardelijk. Sites volgen elkaar continu, veranderen elkaar en soms overlappend.

Kenmerken van radiogolfvoortplanting

De verspreiding van radiogolven is de overdracht van energievariabel elektromagnetisch veld van het ene deel van de ruimte naar het andere. In een vacuüm plant de radiogolf zich voort met de snelheid van het licht. Wanneer de omgeving wordt blootgesteld aan radiogolven, kan verspreiding van radiogolven moeilijk zijn. Dit komt tot uiting in de vervorming van signalen, het veranderen van de voortplantingsrichting, het vertragen van de fase- en groepsnelheden.

Elk van de soorten golven wordt toegepastop verschillende manieren. Langer kan beter de barrières omzeilen. Dit betekent dat het bereik van radiogolven zich kan voortplanten langs de grond en watervlakken. Het gebruik van lange golven is wijdverspreid in onderwaterschepen en zeeschepen, waardoor u overal in de zee in contact kunt komen. Op een golflengte van zeshonderd meter met een frequentie van vijfhonderd kilohertz afgestemde ontvangers van alle vuurtorens en reddingsstations.

Voortplanting van radiogolven in verschillende bereikenhangt af van hun frequentie. Hoe kleiner de lengte en hoe hoger de frequentie, hoe directer het golfpad zal zijn. Hoe kleiner zijn frequentie en hoe langer de lengte, hoe meer hij in staat is om de obstakels te omschrijven. Elk bereik van radiogolflengten heeft zijn eigen propagatiefuncties, maar er is geen scherpe verandering in de onderscheidende kenmerken op de grens van naburige banden.

Kenmerkend voor de verspreiding

Superlange en lange golven glijden over het oppervlak van de planeet en verspreiden zich door de stralen van het oppervlak op duizenden kilometers afstand.

Gemiddelde golven worden sterker beïnvloedabsorptie, dus in staat om de afstand van slechts 500-1500 kilometer te overwinnen. Wanneer de ionosfeer binnen dit bereik is gecomprimeerd, is het mogelijk om het signaal te verzenden met een ruimtelijke straal, die voor communicatie zorgt gedurende enkele duizenden kilometers.

Korte golven verspreiden zich alleen in de buurtafstand door de absorptie van hun energie door het oppervlak van de planeet. Ruimtelijke gebieden kunnen herhaaldelijk reflecteren van het aardoppervlak en de ionosfeer, grote afstanden overbruggen, de overdracht van informatie uitvoeren.

Ultrakort kan een groot volume verzendeninformatie. Radiogolven van dit bereik dringen door de ionosfeer de ruimte in en daarom zijn ze voor doeleinden van terrestrische communicatie praktisch ongeschikt. De oppervlaktegolven van deze banden stralen ronduit uit, zonder het oppervlak van de planeet te buigen.

In optische banden is verzending mogelijkenorme hoeveelheden informatie. Meestal wordt een derde bereik van optische golven gebruikt voor communicatie. In de atmosfeer van de aarde zijn ze onderhevig aan verzwakking, dus in werkelijkheid zenden ze het signaal over een afstand van maximaal 5 km uit. Maar het gebruik van dergelijke communicatiesystemen elimineert de noodzaak om vergunningen te verkrijgen van telecommunicatie-inspecties.

Het principe van modulatie

Voor het verzenden van informatie, de radiogolfhet is noodzakelijk om het signaal te moduleren. De zender zendt gemoduleerde radiogolven uit, dat wil zeggen, veranderd. Korte, middellange en lange golven hebben amplitudemodulatie, daarom worden ze aangeduid als AM. Vóór modulatie beweegt de draaggolf met een constante amplitude. Amplitudemodulatie voor verzending verandert deze in amplitude, corresponderend met de signaalspanning. De amplitude van de radiogolf varieert in directe verhouding tot de spanning van het signaal. Ultrakorte golven hebben een frequentiemodulatie, dus worden ze aangeduid als FM. Frequentiemodulatie legt een extra frequentie op, die informatie bevat. Om een ​​signaal over een afstand te verzenden, moet dit worden gemoduleerd door een signaal met hogere frequentie. Om een ​​signaal te ontvangen, is het noodzakelijk om het te scheiden van de hulpdraaggolf van de golf. Bij frequentiemodulatie is interferentie minder, maar moet de radio op VHF uitzenden.

Factoren die de kwaliteit en efficiëntie van radiogolven beïnvloeden

Over de kwaliteit en efficiëntie van ontvangst van radiogolvende directionele bestralingsmethode. Een voorbeeld is een satellietantenne die straling naar de locatie van de geïnstalleerde ontvangende sensor stuurt. Deze methode heeft het mogelijk gemaakt om aanzienlijke vooruitgang te boeken op het gebied van radioastronomie en om veel ontdekkingen te doen in de wetenschap. Hij ontdekte de mogelijkheden om satellietuitzendingen te maken, draadloze datatransmissie en nog veel meer. Het bleek dat radiogolven de zon kunnen uitstralen, vele planeten die zich buiten ons zonnestelsel bevinden, evenals kosmische nevels en enkele sterren. Er wordt verondersteld dat er zich buiten ons sterrenstelsel objecten bevinden met krachtige radiogolven.

Op het bereik van de radiogolfvoortplantingradiogolven worden niet alleen beïnvloed door zonnestraling, maar ook door meteorologische omstandigheden. Metergolven zijn dus in feite niet afhankelijk van weersomstandigheden. Een bereik van de verdeling van centimeters is sterk afhankelijk van de weersomstandigheden. Komt voor omdat het water in de regen of bij een verhoogde luchtvochtigheid in de lucht korte golven worden verstrooid of geabsorbeerd.

Ook wordt hun kwaliteit beïnvloed door obstakels,die onderweg zijn. Op zulke momenten vervaagt het signaal, terwijl de hoorbaarheid aanzienlijk verslechtert of zelfs enkele ogenblikken of langer verdwijnt. Een voorbeeld is de reactie van de tv op een vliegend vlak, wanneer het beeld flitst en witte lijnen verschijnen. Dit komt door het feit dat de golf wordt gereflecteerd door het vliegtuig en langs de tv-antenne gaat. Dergelijke verschijnselen met tv's en radiozenders komen vaak voor in steden, omdat de radiogolfband wordt weerspiegeld in gebouwen, torens met hoogbouw, waardoor het golfpad toeneemt.