Распон радио таласа и њихово ширење

У уџбеницима о физици, беспилотне формуле се дају на радио-таласном опсегу, које понекад не познају чак ни људи са посебним образовањем и радним искуством. У овом чланку покушаћемо да схватимо суштину без прибегавања комплексности. Никола Тесла први је открио радио таласе. У његовом времену, где није било опреме високе технологије, Тесла није у потпуности схватио какав феномен касније назива етер. Проводник са изменичном електричном струјом је почетак радијског таласа.

Извори радио таласа

Природни извори радио таласа су астрономски објекти и муње. Вјештачки радијатор радио таласа је електрични проводник са промјенљивом електричном струјом која се креће унутар ње. Вибрациона енергија генератора високих фреквенција се преноси у околни простор помоћу радио антене. Први радни извор радио таласа био је радио-трансмитер-радио Попова. У овом уређају, високофреквентни генератор је извршио високонапонски уређај за складиштење повезан са антеном - Хертз вибратор. Вештачки радио таласи се користе за стационарни и мобилни радар, радио емитовање, радио комуникације, комуникациони сателити, навигациони и рачунарски системи.

Опсег радио таласа

Валови који се користе у радио комуникацијама су у фреквенцијском опсегу од 30 кХз до 3000 ГХз. На основу дужине и учесталости таласа, карактеристике пропагације, радио таласни појас подијељен је на 10 подбендова:

1. СДВ - веома дуго.
2. ДВ - дуго.
3. СВ - просек.
4. ХФ - кратко.
5. ВХФ - ултрасхорт.
6. МВ - метар.
7. ДМВ - дециметар.
8. СМВ - центиметри.
9. ММВ - милиметар.
10. СММВ - субмилиметар

Фреквентни опсег радио таласа

Спектар радио таласа је условно подељен на одељке. У зависности од фреквенције и дужине радио таласа подијељени су на 12 подбендова. Фреквентни опсег радио таласа је повезан са фреквенцијом измењиве струје сигнала. Фреквентни опсег радио таласа у међународним радио регулацијама представља 12 имена:

1. ЕЛФ - изузетно ниско.
2. СНФ - изузетно ниско.
3. ИНЦХ - инфра-лов.
4. ВЛФ - врло низак.
5. Ниске фреквенције - ниске фреквенције.
6. МФ - средње фреквенције.
7. ХФ - високе фреквенције.
8. ВХФ - врло висок.
9. УХФ - ултрахигх.
10. Микровална пећница - супер висок.
11. ЕХФ - изузетно висок.
12. ГВХ - хиперхигх.

Како се фреквенција радио таласа повећава, његова дужина се смањује, јер се фреквенција радио таласа смањује, повећава се. Пропагација, зависно од његове дужине, најважнија је својства радио таласа.

Ширење радио таласа 300 МХз - 300 ГХз се зове ултрахигх микровална пећница због њихове прилично високе фреквенције. Чак и подружнице су веома обимне, тако да се оне делимичу у празнине, које укључују одређене домете телевизије и емитовања, за поморске и свемирске комуникације, земаљске и ваздухопловне, за радарску и радио-навигацију, за пренос медицинских података и тако даље. Упркос чињеници да је читава радио таласна група подељена на регионе, назначене границе између њих су условне. Земљишта се непрекидно прате једна за другом, мењају се у другу, а понекад се преклапају.

Карактеристике ширења радио таласа

Пропагирање радио таласа је пренос енергије помоћу алтернативног електромагнетног поља из једног дела простора у други. У вакууму, радио талас пропагира брзином светлости. Када је окружење изложено радио таласима, пропагирање радио таласа може бити тешко. То се манифестује у изобличењу сигнала, промјенама у правцу размножавања, успоравајући фазну и групну брзину.

Сваки од врста таласа се примјењује на различите начине. Дуже може боље заобићи баријере. То значи да се радио таласни опсег може пропагирати дуж земљишта и водених планова. Употреба дугих таласа је широко распрострањена у подморским и морским пловилима, што вам омогућава да будете у контакту било где у мору. На таласној дужини од шест стотина метара са фреквенцијом од петсто килохертз тунирано је пријемник свих свјетионика и спасилачких станица.

Пропагирање радио таласа у различитим опсезима зависи од њихове фреквенције. Што је мања дужина и што је већа фреквенција, то је директнија путања таласа. Сходно томе, што је мања његова фреквенција и дуже дужине, то више може да заобиђе препреке. Сваки спектар радио таласних дужина има своје пропагацијске карактеристике, али не постоји оштра промена у разликама на граници суседних опсега.

Карактеристика ширења

Изузетно дуги и дуги таласи скривају површину планете, ширењем површинских зрака хиљадама километара.

Просечни таласи подлежу јачој апсорпцији, тако да могу превазићи растојање од само 500-1500 километара. Када се јоносфера сабија у овом опсегу, могуће је пренети сигнал просторном снопом, која омогућава комуникацију неколико хиљада километара.

Кратки таласи пропагирају само да би се затвориле удаљеност услед апсорпције њихове енергије за површину планете. Просторне су способне да се више пута одражавају на површину и јоносферу земље, превазилазе велике раздаљине, врше пренос информација.

Ултра-кратак може пренети велику количину информација. Радио таласи овог опсега пенетрирају кроз ионосферу у свемир, стога су у сврхе терестричких комуникација практично неприкладни. Површински таласи ових трака зраче директно, без савијања површине планете.

У оптичким опсегама могуће је пренети велике количине информација. Најчешће се за комуникацију користи трећи опсег оптичких таласа. У атмосфери Земље, они су предмет слабљења, тако да у стварности они преносе сигнал на удаљености до 5 км. Али употреба таквих комуникационих система елиминише потребу за добијањем дозвола из телекомуникационих инспекција.

Принцип модулације

Ради преноса информација, радио талас се мора модулисати сигналом. Одашиљач емитује модулиране радио таласе, што је промењено. Кратки, средњи и дуги таласи имају амплитудну модулацију, због чега се означавају као АМ. Пре модулације, таласни носач се креће константном амплитудом. Амплитудна модулација за пренос мења амплитуда, према напону сигнала. Амплитуда радио таласа варира у директној пропорцији на напон сигнала. Ултра-кратки таласи имају модулацију фреквенције, због чега се означавају као ФМ. Модулација фреквенције намеће додатну фреквенцију, која носи информације. За пренос сигнала на даљину потребно је модулисати сигналом виших фреквенција. Да би примио сигнал, неопходно је одвојити од подносилаца таласа. Са модулацијом фреквенције, сметње су мање, али радио мора емитовати на ВХФ.

Фактори који утичу на квалитет и ефикасност радио таласа

Квалитет и ефикасност пријема радио таласа подлеже методи усмереног зрачења. Примјер је сателитска антена која усмерава зрачење на локацију инсталираног сензора пријема. Ова метода омогућила је значајан напредак у области радио астрономије и направила многа открића у науци. Открио је могућности стварања сателитског емитовања, преноса података путем бежичног метода и још много тога. Испоставило се да радијски таласи могу зрачити Сунце, многе планете које су ван нашег соларног система, као и космичке маглине и неке звезде. Претпоставља се да ван наше галаксије постоје објекти који имају моћне радио таласе.

У распону радио таласа, на пропагирање радио таласа утјече не само соларно зрачење, већ и метеоролошки услови. Дакле, таласометри у ствари не зависе од временских услова. А опсег расподеле центиметара снажно зависи од временских услова. Изазива се због тога што су вода на киши или на повећаном нивоу влажности у кратким таласима ваздуха распршена или апсорбована.

Такође, њиховом квалитету утичу препреке на путу. У таквим временима, сигнал бледи, док се звук значајно погоршава или чак и нестаје на неколико тренутака или више. Примјер је реакција ТВ-а на авион за летење, када се слика трепери и појављују се беле линије. Ово је због чињенице да талас одбија од авиона и пролази кроз ТВ антену. Овакви феномени са телевизорима и радио предајницима често се јављају у градовима, пошто радио-таласни опсег одражава на зграде, високе столице, повећавајући пут валова.