Radijo bangų spektras ir jų dauginimas

Fizikos vadovėliuose yra niūrios formulėsapie radijo bangų spektrą, kurių kartais ne visada supranta net žmonės, turintys specialų išsilavinimą ir darbo patirtį. Straipsnyje mes stengsimės suprasti esmę, nesielgdamosi sunkumų. Nikola Tesla buvo pirmoji radijo bangų atrama. Jo metu, kai nebuvo aukštųjų technologijų įrangos, Tesla visiškai nesuprato, kokio reiškinio jis vėliau pavadino eteriu. Radijo bangos pradžia yra elektromagnetinis laukas.

Radijo bangų šaltiniai

Natūralūs radijo bangų šaltiniai yraastronominiai objektai ir žaibas. Dirbtinis radijo bangų radiatorius yra elektros laidas, kurio juda elektros srovė. Aukšto dažnio generatoriaus vibracinė energija pasklinda per radijo anteną į aplinką. Pirmasis darbo radijo bangų šaltinis buvo radijo siųstuvas-radijas Popova. Šiame prietaise didelio įtampos generatorius atliko aukštos įtampos pavara, prijungta prie antenos - "Hertz" vibratorius. Dirbtinės radijo bangos naudojamos stacionariems ir mobiliems radijo bangoms, radijo ryšiui, ryšių palydovams, navigacijai ir kompiuterinėms sistemoms.

Radijo bangų diapazonas

Radijo ryšiu naudojamos bangos yra nuo 30 kHz iki 3000 GHz dažnių diapazone. Atsižvelgiant į bangos ilgį ir dažnį, dauginimosi charakteristikas, radijo bangų grupė suskirstyta į 10 subbandų:

1. SDV - labai ilgai.
2. DV - ilgai.
3. SW - vidutinis.
4. KV - trumpas.
5. VHF - ultrashort.
6. MV - matuoklis.
7. DMV - decimetras.
8. SMV - centimetrai.
9. MMV - milimetras.
10. SMMV - submillimetras

Radijo bangų dažnių diapazonas

Radijo bangų spektras sąlygiškai suskirstytas į sekcijas. Priklausomai nuo dažnio ir ilgio, radijo bangos yra padalintos į 12 subbandų. Radijo bangų dažnių diapazonas yra tarpusavyje susijęs su signalo kintamos srovės dažniu. Radijo bangų dažnių diapazoną tarptautiniuose radijo ryšio taisyklėse sudaro 12 pavadinimų:

1. ELF - itin žemas.
2. SNF - labai mažai.
3. INCH - infra-žemas.
4. VLF - labai mažai.
5. Žemas dažnis - žemas dažnis.
6. MF - vidutiniai dažniai.
7. HF - dideli dažniai.
8. VHF - labai didelis.
9. UHF - ultrahigh.
10. Mikrobangų krosnelė - labai aukšta.
11. EHF - itin aukštas.
12. GWH - per didelis.

Didėjant radijo bangų dažniui, jo ilgis mažėja, nes radijo bangų dažnis mažėja ir didėja. Reprodukcija, priklausomai nuo jos ilgio, yra svarbiausia radijo bangos savybė.

Radijo bangų paplitimas 300 MHz - 300 GHzvadinamas ultraviestomis mikrobangų krosnelėmis dėl jų gana aukšto dažnio. Net pojuosčių yra labai plati, todėl jie, savo ruožtu, yra padalintas į intervalais, tarp kurių yra tam tikros ribos televizijos ir radijo, jūrų ir kosmoso ryšių, žemės ir oro, kad radiolokacinį ir navigaciją, kad perduoda medicininius duomenis ir pan. Nepaisant to, kad visas radijo bangų spektras yra padalintas į regionus, nurodytos ribos tarp jų yra sąlyginės. Svetainės nuolat seka vienas kitą, keičiasi į kitą ir kartais sutampa.

Radijo bangų sklaidos savybės

Radijo bangų plitimas yra energijos perdavimaskintamas elektromagnetinis laukas iš vienos erdvės dalies į kitą. Vakuume radijo banga skleidžia šviesos greitį. Kai aplinkai kyla radijo bangų, radijo bangų paplitimas gali būti sunkus. Tai pasireiškia signalų iškraipymu, keičiančia sklidimo kryptį, fazės ir grupių greičių lėtėjimą.

Kiekviena iš bangų veislių yra taikomaskirtingais būdais. Ilgesnis gali geriau apeiti kliūtis. Tai reiškia, kad radijo bangų spektras gali plisti žemėje ir vandens lėktuvais. Ilgųjų bangų naudojimas yra plačiai paplitęs povandeninių laivų ir jūrų laivuose, todėl galite susisiekti bet kurioje jūroje. Iš šešių šimtų metrų ilgio bangų su penkių šimtų kilohertų dažnių juostų imtuvais visų švyturių ir gelbėjimo stočių.

Radijo bangų paplitimas skirtinguose diapazonuosepriklauso nuo jų dažnumo. Kuo mažesnis ilgis ir kuo didesnis dažnis, tuo greičiau bus bangos kelias. Atitinkamai, kuo mažesnis jo dažnis ir kuo ilgesnis jo ilgis, tuo daugiau jis gali apriboti kliūtis. Kiekvienas radijo bangų diapazonas turi savo sklaidos savybes, tačiau ryškių kaimyninių juostų sienų bruožų skirtumų nėra.

Spalvos charakteristika

Labai ilgos ir ilgiausios bangos sveria planetos paviršių, plinta per tūkstančius kilometrų atstumu.

Vidutinės bangos yra stipresnėsabsorbcija, todėl gali įveikti tik 500-1500 kilometrų atstumą. Kai jonofrafas yra sutankintas šioje diapazone, galima perduoti signalą erdviniu pluoštu, kuris suteikia galimybę perduoti kelias tūkstančius kilometrų.

Trumpos bangos sklido netolieseatstumas dėl to, kad jų energija absorbuojama planetos paviršiumi. Erdviniai gali ne kartą atspindėti nuo žemės paviršiaus ir jonosferos, įveikti didelius atstumus, atlikti informacijos perdavimą.

"Ultra-short" gali perduoti didelį kiekįinformacija. Šio diapazono radijo bangos prasiskverbia per jonosfarą į kosmosą, todėl antžeminio ryšio tikslais jos praktiškai netinkamos. Šių juostų paviršiaus bangos spinduliuoja tiesiai, be lenkimo planetos paviršiaus.

Optinių juostų perdavimas yra įmanomasdidžiulis informacijos kiekis. Dažniausiai komunikacijai naudojamas trečiasis optinių bangų asortimentas. Žemės atmosferoje jie yra susilpninti, todėl iš tikrųjų jie perduoda signalą 5 km atstumu. Tačiau tokių ryšių sistemų naudojimas pašalina poreikį gauti leidimus iš telekomunikacijų tikrinimo.

Moduliavimo principas

Norėdami perduoti informaciją, radijo bangąreikia moduliuoti signalą. Siųstuvas išmeta moduliuotas radijo bangas, ty pakeistas. Trumpos, vidutinės trukmės ir ilgos bangos turi amplitudinės moduliacijos, todėl jos žymimos AM. Prieš moduliavimą baterijos banga judama pastovi amplitudė. Apribojimo amplitudė moduliavimui perdavimo metu keičia amplitudę, atitinkančią signalo įtampą. Radijo bangų amplitudė kinta priklausomai nuo signalo įtampos. Ypač trumpos bangos turi dažnio moduliavimą, taigi jos yra vadinamos FM. Dažnio moduliavimas nustato papildomą dažnį, kuriame pateikiama informacija. Norėdami perduoti signalą per atstumą, jį reikia moduliuoti aukštesnio dažnio signalu. Norėdami gauti signalą, būtina atskirti jį nuo bangos subcarrier. Su dažnio moduliacija trikdžiai yra mažesni, tačiau radijas turi transliuoti VHF.

Veiksniai, turintys įtakos radijo bangų kokybei ir efektyvumui

Dėl radijo bangų priėmimo kokybės ir efektyvumokryptinės spinduliuotės metodas. Pavyzdys yra palydovinė antena, kuri nukreipia radiaciją į įdiegto priėmimo jutiklio vietą. Šis metodas leido padaryti didelę pažangą radijo astronomijos srityje ir padaryti daug atradimų mokslo srityje. Jis aptiko palydovinio transliavimo, bevielio duomenų perdavimo ir daug daugiau galimybių. Paaiškėjo, kad radijo bangos gali spinduliuoti Saulę, daugelį planetų, esančių už mūsų Saulės sistemos ribų, taip pat kosminius tvankumus ir kai kurias žvaigždes. Manoma, kad už mūsų galaktikos ribų yra objektai, turintys galingą radijo bangą.

Radijo bangų sklaidos diapazoneradijo bangas veikia ne tik saulės spinduliai, bet ir meteorologinės sąlygos. Taigi, matuoklio bangos iš tikrųjų nepriklauso nuo oro sąlygų. Centimetrų pasiskirstymo diapazonas labai priklauso nuo oro sąlygų. Susidaro dėl to, kad lietaus ore esantis oras ar oro drėgmė trumpam bangoms yra išsibarstę arba absorbuojami.

Be to, jų kokybę veikia kliūtys,kurie yra kelyje. Tokiu metu signalas nyksta, o garsas gerokai pablogėja ar netgi išnyksta keletą ar daugiau momentų. Pavyzdys yra televizijos reakcija į skrydžio lėktuvą, kai vaizdas mirksi ir pasirodo baltos linijos. Taip yra dėl to, kad bangą atspindi orlaivis ir eina per televizijos anteną. Tokie reiškiniai su televizoriais ir radijo siųstuvais dažnai būna miestuose, nes radijo bangų juostoje atsispindi pastatai, aukštuminiai bokštai, bangų kelyje didinimas.