Als llibres de text de física, es donen fórmules abstruses sobre el tema de la gamma d'ones de ràdio, que de vegades no són del tot enteses ni tan sols per persones amb educació especial i experiència laboral. En l'article intentarem entendre l'essència sense recórrer a dificultats. La primera persona que va descobrir ones de ràdio va ser Nikola Tesla. En el seu temps, on no hi havia equips d' alta tecnologia, Tesla no entenia del tot quin tipus de fenomen es tractava, que després va anomenar èter. Un conductor de corrent altern és l'inici d'una ona de ràdio.
Fonts d'ones de ràdio
Les fonts naturals d'ones de ràdio inclouen objectes astronòmics i llamps. Un emissor artificial d'ones de ràdio és un conductor elèctric amb un corrent elèctric altern que es mou a l'interior. L'energia oscil·latòria del generador d' alta freqüència es distribueix a l'espai circumdant mitjançant una antena de ràdio. La primera font de treball d'ones de ràdio va serEl transmissor-receptor de ràdio de Popov. En aquest dispositiu, la funció d'un generador d' alta freqüència es realitzava mitjançant un dispositiu d'emmagatzematge d' alta tensió connectat a una antena: un vibrador Hertz. Les ones de ràdio creades artificialment s'utilitzen per a radars estacionaris i mòbils, radiodifusió, comunicacions per ràdio, satèl·lits de comunicació, navegació i sistemes informàtics.
Banda d'ones de ràdio
Les ones utilitzades en les comunicacions de ràdio es troben en el rang de freqüències de 30 kHz a 3000 GHz. Segons la longitud d'ona i la freqüència de l'ona, les característiques de propagació, el rang d'ones de ràdio es divideix en 10 subbandes:
- SDV - extra llarg.
- LW - llarg.
- NE - mitjana.
- SW - curt.
- VHF - ultra curt.
- MV - metres.
- UHF - decímetre.
- SMV - centímetre.
- MMV - mm.
- SMMW - submil·límetre
Interval de freqüència de ràdio
L'espectre d'ones de ràdio es divideix condicionalment en seccions. Segons la freqüència i la longitud de l'ona de ràdio, es divideixen en 12 subbandes. El rang de freqüències de les ones de ràdio està relacionat amb la freqüència del senyal de CA. Els rangs de freqüències de les ones de ràdio a la normativa internacional de ràdio estan representats per 12 noms:
-
ones de ràdio propagació d'ones de ràdio ELF - extremadament baix.
- VLF - molt baix.
- INCH - infra-baixa.
- VLF - molt baix.
- LF - freqüències baixes.
- freqüències mitjanes - mitjanes.
- HF− altes freqüències.
- VHF - molt alt.
- UHF - ultra alt.
- Microones - ultra alt.
- EHF - extremadament alt.
- HHF - hiper alt.
A mesura que augmenta la freqüència de l'ona de ràdio, la seva longitud disminueix, a mesura que disminueix la freqüència de l'ona de ràdio, augmenta. La propagació en funció de la seva longitud és la propietat més important d'una ona de ràdio.
La propagació de les ones de ràdio 300 MHz - 300 GHz s'anomena microones ultra- alta a causa de la seva freqüència força alta. Fins i tot les subbandes són molt extenses, per la qual cosa, al seu torn, es divideixen en intervals, que inclouen certs intervals per a emissions de televisió i ràdio, per a comunicacions marítimes i espacials, terrestres i aèries, per a radar i radionavegació, per a la transmissió de dades mèdiques, etc. activat. Malgrat que tot el rang d'ones de ràdio es divideix en regions, els límits indicats entre elles són condicionals. Les seccions se succeeixen contínuament, passant les unes a les altres i, de vegades, es superposen.
Característiques de la propagació d'ones de ràdio
La propagació de les ones de ràdio és la transferència d'energia mitjançant un camp electromagnètic altern d'una part de l'espai a una altra. En el buit, una ona de ràdio viatja a la velocitat de la llum. Les ones de ràdio poden ser difícils de propagar quan s'exposen al medi ambient. Això es manifesta en una distorsió del senyal, un canvi en la direcció de propagació i una desacceleració de les velocitats de fase i de grup.
Cada tipus d'onaaplicat de diferents maneres. Els llargs són més capaços de s altar els obstacles. Això significa que la gamma d'ones de ràdio es pot propagar al llarg del pla de la terra i l'aigua. L'ús d'ones llargues està molt estès en submarins i vaixells marins, cosa que permet estar en contacte a qualsevol lloc del mar. Els receptors de totes les balises i estacions de salvament estan sintonitzats a una longitud d'ona de sis-cents metres amb una freqüència de cinc-cents kilohertz.
La propagació de les ones de ràdio en diferents rangs depèn de la seva freqüència. Com més curta sigui la longitud i més gran sigui la freqüència, més recta serà la trajectòria de l'ona. En conseqüència, com més baixa sigui la seva freqüència i com més llarg sigui, més capaç de doblegar-se al voltant dels obstacles. Cada rang de longituds d'ona de ràdio té les seves pròpies característiques de propagació, però no hi ha cap canvi brusc en les característiques distintives al límit dels rangs veïns.
Característica de propagació
Ones ultrallargues i llargues es dobleguen al voltant de la superfície del planeta i s'estenen pels raigs superficials durant milers de quilòmetres.
Les ones mitjanes estan subjectes a una absorció més forta, de manera que només poden cobrir una distància d'entre 500 i 1500 quilòmetres. Quan la ionosfera és densa en aquest rang, és possible transmetre un senyal mitjançant un feix espacial, que proporciona comunicació durant diversos milers de quilòmetres.
Les ones curtes es propaguen només a distàncies curtes a causa de l'absorció de la seva energia per la superfície del planeta. Els espacials són capaços de reflectir repetidament des de la superfície terrestre i la ionosfera, superar llargues distàncies,mitjançant la transmissió d'informació.
Els ultracurts són capaços de transmetre una gran quantitat d'informació. Les ones de ràdio d'aquest rang penetren a través de la ionosfera a l'espai, de manera que són pràcticament inadequades per a comunicacions terrestres. Les ones superficials d'aquests rangs s'emeten en línia recta, sense doblegar-se al voltant de la superfície del planeta.
Es poden transmetre volums gegants d'informació en bandes òptiques. Molt sovint, el tercer rang d'ones òptiques s'utilitza per a la comunicació. A l'atmosfera terrestre estan subjectes a atenuació, de manera que en realitat transmeten un senyal a una distància de fins a 5 km. Però l'ús d'aquests sistemes de comunicació elimina la necessitat d'obtenir el permís de les inspeccions de telecomunicacions.
Principi de modulació
Per transmetre informació, s'ha de modular una ona de ràdio amb un senyal. El transmissor emet ones de ràdio modulades, és a dir, modificades. Les ones curtes, mitjanes i llargues estan modulades en amplitud, de manera que s'anomenen AM. Abans de la modulació, l'ona portadora es mou amb una amplitud constant. La modulació d'amplitud per a la transmissió la modifica d'amplitud, corresponent a la tensió del senyal. L'amplitud de l'ona de ràdio canvia en proporció directa a la tensió del senyal. Les ones ultracurtes estan modulades en freqüència, de manera que s'anomenen FM. La modulació de freqüència imposa una freqüència addicional que transporta informació. Per transmetre un senyal a una distància, s'ha de modular amb un senyal de freqüència més alta. Per rebre un senyal, cal separar-lo de l'ona subportadora. Amb la modulació de freqüència, es creen menys interferències, però l'emissora de ràdio es veu forçadaemès en VHF.
Factors que afecten la qualitat i l'eficiència de les ones de ràdio
La qualitat i l'eficiència de la recepció d'ones de ràdio està influenciada pel mètode de la radiació direccional. Un exemple seria una antena parabòlica que envia radiació a la ubicació d'un sensor receptor instal·lat. Aquest mètode va permetre avenços significatius en el camp de la radioastronomia i va fer molts descobriments en la ciència. Va obrir la possibilitat de crear emissions per satèl·lit, transmissió de dades sense fil i molt més. Va resultar que les ones de ràdio són capaces d'emetre el Sol, molts planetes fora del nostre sistema solar, així com nebuloses espacials i algunes estrelles. Se suposa que fora de la nostra galàxia hi ha objectes amb potents emissions de ràdio.
L'abast de l'ona de ràdio, la propagació de les ones de ràdio està influenciada no només per la radiació solar, sinó també per les condicions meteorològiques. Per tant, les ones metre, de fet, no depenen de les condicions meteorològiques. I el rang de propagació del centímetre depèn molt de les condicions meteorològiques. Això es deu al fet que les ones curtes són disperses o absorbides pel medi aquàtic durant la pluja o amb un augment del nivell d'humitat a l'aire.
A més, la seva qualitat es veu afectada pels obstacles en el camí. En aquests moments, el senyal s'esvaeix i l'audibilitat es deteriora significativament o desapareix del tot durant uns instants o més. Un exemple seria la reacció del televisor davant un avió que sobrevola quan la imatge parpelleja i apareixen barres blanques. Això passa a causa deel fet que l'ona es reflecteix des de l'avió i passa per l'antena de televisió. Aquests fenòmens amb televisors i transmissors de ràdio tenen més probabilitats de produir-se a les ciutats, ja que la gamma d'ones de ràdio es reflecteix en edificis, torres de gran alçada, augmentant el recorregut de l'ona..
