In fisika-handboeke word beknopte formules gegee oor die onderwerp van die reeks radiogolwe, wat soms selfs nie ten volle deur mense met spesiale onderwys en werkservaring verstaan word nie. In die artikel sal ons probeer om die essensie te verstaan sonder om tot probleme toe te vlug. Die eerste persoon wat radiogolwe ontdek het, was Nikola Tesla. In sy tyd, waar daar geen hoëtegnologie-toerusting was nie, het Tesla nie ten volle verstaan watter soort verskynsel dit was nie, wat hy later eter genoem het. 'n Wisselstroomgeleier is die begin van 'n radiogolf.
Radiogolfbronne
Natuurlike bronne van radiogolwe sluit astronomiese voorwerpe en weerlig in. 'n Kunsmatige uitstraler van radiogolwe is 'n elektriese geleier met 'n elektriese wisselstroom wat binne beweeg. Die ossillatoriese energie van die hoëfrekwensiegenerator word deur middel van 'n radioantenna in die omringende ruimte versprei. Die eerste werkende bron van radiogolwe wasPopov se radio-sender-ontvanger. In hierdie toestel is die funksie van 'n hoëfrekwensiegenerator uitgevoer deur 'n hoëspanningstoortoestel wat aan 'n antenna gekoppel is - 'n Hertz-vibrator. Kunsmatig geskepte radiogolwe word gebruik vir stilstaande en mobiele radar, uitsaai, radiokommunikasie, kommunikasiesatelliete, navigasie en rekenaarstelsels.
Radiogolfband
Die golwe wat in radiokommunikasie gebruik word, is in die frekwensiereeks van 30 kHz - 3000 GHz. Gebaseer op die golflengte en frekwensie van die golf, voortplantingskenmerke, word die radiogolfreeks in 10 sub-bande verdeel:
- SDV - ekstra lank.
- LW - lank.
- NE - gemiddeld.
- SW - kort.
- VHF - ultrakort.
- MV - meters.
- UHF - desimeter.
- SMV - sentimeter.
- MMV - mm.
- SMMW - submillimeter
Radiofrekwensiereeks
Die spektrum van radiogolwe word voorwaardelik in afdelings verdeel. Afhangende van die frekwensie en lengte van die radiogolf, word hulle in 12 subbande verdeel. Die frekwensiereeks van radiogolwe hou verband met die frekwensie van die WS-sein. Die frekwensiereekse van radiogolwe in die internasionale radioregulasies word deur 12 name voorgestel:
-
radiogolwe voortplanting van radiogolwe ELF - uiters laag.
- VLF - ultra-laag.
- INCH - infra-laag.
- VLF - baie laag.
- LF – lae frekwensies.
- middel - middelfrekwensies.
- HF− hoë frekwensies.
- VHF - baie hoog.
- UHF - ultra hoog.
- Mikrogolf – ultra hoog.
- EHF - uiters hoog.
- HHF - hiper hoog.
Soos die frekwensie van die radiogolf toeneem, neem die lengte daarvan af, soos die frekwensie van die radiogolf afneem, neem dit toe. Voortplanting afhangende van sy lengte is die belangrikste eienskap van 'n radiogolf.
Die voortplanting van radiogolwe 300 MHz - 300 GHz word ultrahoë mikrogolf genoem weens hul taamlik hoë frekwensie. Selfs die subbande is baie omvangryk, so hulle word op hul beurt in intervalle verdeel, wat sekere reekse vir televisie- en radio-uitsendings, vir maritieme en ruimtekommunikasie, terrestriële en lugvaart, vir radar- en radionavigasie, vir mediese data-oordrag ensovoorts insluit. aan. Ten spyte van die feit dat die hele reeks radiogolwe in streke verdeel is, is die aangeduide grense tussen hulle voorwaardelik. Die afdelings volg mekaar aanhoudend, gaan oor in mekaar, en oorvleuel soms.
Kenmerke van radiogolfvoortplanting
Die voortplanting van radiogolwe is die oordrag van energie deur 'n afwisselende elektromagnetiese veld van een deel van die ruimte na 'n ander. In 'n vakuum beweeg 'n radiogolf teen die spoed van lig. Radiogolwe kan moeilik wees om voort te plant wanneer dit aan die omgewing blootgestel word. Dit manifesteer in seinvervorming, 'n verandering in die voortplantingsrigting en 'n verlangsaming in fase- en groepsnelhede.
Elkeen van die golftipesop verskillende maniere toegepas. Langes is beter in staat om hindernisse te omseil. Dit beteken dat die omvang van radiogolwe langs die land- en watervlak kan voortplant. Die gebruik van lang golwe is wydverspreid in duikbote en mariene vaartuie, wat jou toelaat om in kontak te wees op enige plek op see. Die ontvangers van alle bakens en lewensreddingstasies is ingestel op 'n golflengte van seshonderd meter met 'n frekwensie van vyfhonderd kilohertz.
Die voortplanting van radiogolwe in verskillende reekse hang af van hul frekwensie. Hoe korter die lengte en hoe hoër die frekwensie, hoe reguiter sal die pad van die golf wees. Gevolglik, hoe laer sy frekwensie en hoe groter die lengte, hoe meer in staat is dit om om hindernisse te buig. Elke reeks radiogolflengtes het sy eie voortplantingskenmerke, maar daar is geen skerp verandering in onderskeidende kenmerke by die grens van naburige reekse nie.
Voortplantingskenmerk
Ultra-lang en lang golwe buig om die oppervlak van die planeet en versprei deur oppervlakstrale vir duisende kilometers.
Medium golwe is onderhewig aan sterker absorpsie, dus kan hulle net 'n afstand van 500-1500 kilometer aflê. Wanneer die ionosfeer dig in hierdie reeks is, is dit moontlik om 'n sein deur 'n ruimtebundel uit te stuur, wat kommunikasie oor etlike duisende kilometers verskaf.
Kort golwe versprei slegs oor kort afstande as gevolg van die absorpsie van hul energie deur die oppervlak van die planeet. Ruimtelikes is in staat om herhaaldelik vanaf die aarde se oppervlak en die ionosfeer te reflekteer, lang afstande te oorkom,deur inligting oor te dra.
Ultra-kort is in staat om 'n groot hoeveelheid inligting oor te dra. Radiogolwe van hierdie reeks dring deur die ionosfeer die ruimte in, so hulle is feitlik ongeskik vir aardse kommunikasie. Oppervlakgolwe van hierdie reekse word in 'n reguit lyn uitgestraal, sonder om om die oppervlak van die planeet te buig.
Reuse volumes inligting kan in optiese bande versend word. Meestal word die derde reeks optiese golwe vir kommunikasie gebruik. In die aarde se atmosfeer is hulle onderhewig aan verswakking, so in werklikheid stuur hulle 'n sein op 'n afstand van tot 5 km. Maar die gebruik van sulke kommunikasiestelsels skakel die behoefte uit om toestemming van die telekommunikasie-inspektorate te verkry.
Modulasiebeginsel
Om inligting oor te dra, moet 'n radiogolf met 'n sein gemoduleer word. Die sender stuur gemoduleerde radiogolwe uit, dit wil sê, gewysig. Kort, medium en lang golwe word amplitude gemoduleer, daarom word daar na hulle verwys as AM. Voor modulasie beweeg die dragolf met 'n konstante amplitude. Amplitudemodulasie vir transmissie verander dit in amplitude, wat ooreenstem met die spanning van die sein. Die amplitude van die radiogolf verander in direkte verhouding met die seinspanning. Ultrakort golwe word frekwensie gemoduleer, daarom word daar na hulle verwys as FM. Frekwensiemodulasie stel 'n bykomende frekwensie op wat inligting dra. Om 'n sein oor 'n afstand uit te stuur, moet dit met 'n hoër frekwensie sein gemoduleer word. Om 'n sein te ontvang, moet jy dit van die subdragolf skei. Met frekwensiemodulasie word minder steuring geskep, maar die radiostasie word gedwinguitgesaai op VHF.
Faktore wat die kwaliteit en doeltreffendheid van radiogolwe beïnvloed
Die kwaliteit en doeltreffendheid van radiogolfontvangs word deur die metode van rigtingbestraling beïnvloed. 'n Voorbeeld sou 'n satellietskottel wees wat straling na die plek van 'n geïnstalleerde ontvangsensor stuur. Hierdie metode het aansienlike vordering op die gebied van radio-astronomie moontlik gemaak en baie ontdekkings in die wetenskap gemaak. Hy het die moontlikheid oopgemaak om satelliet-uitsaaiwese, draadlose data-oordrag en nog baie meer te skep. Dit het geblyk dat radiogolwe in staat is om die Son, baie planete buite ons sonnestelsel, asook ruimtenewels en sommige sterre uit te straal. Daar word aanvaar dat daar buite ons sterrestelsel voorwerpe met kragtige radio-emissies is.
Die omvang van die radiogolf, die voortplanting van radiogolwe word nie net deur sonstraling beïnvloed nie, maar ook deur weerstoestande. Dus, metergolwe is in werklikheid nie afhanklik van weerstoestande nie. En die omvang van voortplanting van sentimeter hang sterk af van weerstoestande. Dit is as gevolg van die feit dat kort golwe deur die wateromgewing gestrooi of geabsorbeer word tydens reën of met 'n verhoogde vlak van humiditeit in die lug.
Hulle kwaliteit word ook beïnvloed deur struikelblokke op pad. Op sulke oomblikke vervaag die sein, en die hoorbaarheid verswak aansienlik of verdwyn heeltemal vir 'n paar oomblikke of meer. 'n Voorbeeld is die TV se reaksie op 'n vliegtuig wat oorvlieg wanneer die beeld flikker en wit strepies verskyn. Dit gebeur as gevolg vandie feit dat die golf van die vliegtuig weerkaats word en by die TV-antenna verbygaan. Sulke verskynsels met televisies en radiosenders sal meer waarskynlik in stede voorkom, aangesien die omvang van radiogolwe op geboue, hoë torings gereflekteer word, wat die pad van die golf vergroot.
