unde

Unde radio sunt unde electromagnetice cu lungimea de undă lambda (λ) de la 100 km la zecimi de milimetru. Folosit pentru a transmite informații (vorbire, muzică, imagini). Acestea sunt create în jurul unui fir în care curge curent alternativ de înaltă frecvență și sunt transmise printr-o antenă de transmisie. Natura distribuției lor în atmosfera Pământului depinde de lungimea lor. Când sunt lovite de o antenă de recepție, ele induc semnale similare cu cele generate de sursa lor.

Undele radio transportă energia emisă în spațiu de un generator pentru oscilații electromagnetice. Acestea se formează atunci când câmpul electric se schimbă, de exemplu, atunci când un curent alternativ trece printr-un conductor sau când scânteile sar prin spațiu, adică o serie de impulsuri electrice care urmează rapid.

Radiația electromagnetică se caracterizează prin frecvență, lungimea de undă și puterea energiei transmise. Frecvența undelor electromagnetice arată de câte ori pe secundă se schimbă direcția curentului electric în emițător și, prin urmare, de câte ori pe secundă se modifică magnitudinea câmpului electric și magnetic în fiecare punct al spațiului. Frecvențele sunt măsurate în hertz (Hz) - unități numite după omul de știință german Heinrich Hertz. 1 Hz este o oscilație (oscilație) pe secundă, 1 megahertz (MHz) - 1 milion de oscilații pe secundă (s). Știind că viteza de mișcare a undelor electromagnetice este egală cu viteza luminii, este posibil să se determine distanța dintre punctele din spațiu în care câmpul electric (sau magnetic) este în aceeași fază. Această distanță se numește lungime de undă.

Lungimea undelor radio (în metri) este determinată de formula:

>

>

unde este frecvența radiației electromagnetice în MHz.

Frecvența de 1 MHz corespunde unei lungimi de undă de aproximativ 300 m. Pe măsură ce frecvența crește, lungimea de undă scade și invers, cu frecvența scăzută, lungimea de undă devine mai mare. Lungimea undei radio determină direct dimensiunile antenelor radio de transmisie și recepție.

Proprietăți

Undele radio, ca și alte unde electromagnetice, se propagă în spațiu cu viteza luminii (299.792.458 m/s) [1]. Principalele proprietăți ale undelor radio sunt reflexia, refracția, atenuarea, difracția, interferența etc.

Undele electromagnetice depășesc în mod liber aerul sau spațiul exterior (vid), dar dacă există un conductor metalic, antenă sau alt corp conductor electric în traseul lor, undele dau o parte din energia lor acestui obiect, creând astfel curent alternativ în el. Întotdeauna o parte din energia radiată este reflectată de pe suprafețe. Radarul se bazează pe această proprietate.

O altă proprietate utilă a undelor electromagnetice (precum și a tuturor celorlalte unde) este capacitatea lor de a ocoli corpurile din calea lor. Acest lucru este posibil numai dacă corpurile sunt mai mici decât lungimea de undă sau sunt comparabile cu aceasta. De exemplu, pentru ca o aeronavă să fie detectată, lungimea de undă a radarului trebuie să fie mai mică decât dimensiunile geometrice ale aeronavei (mai puțin de 10 m). Dacă corpul este mai mare decât lungimea de undă, îl poate reflecta. Cu toate acestea, există cazuri în care corpul nu poate reflecta unda radio, de exemplu, dacă este construit pe tehnologia „Stealth”.

Distribuție

Energia transmisă de undele electromagnetice depinde de puterea generatorului (emițător radio) și de distanța față de acesta. Științific vorbind, sună astfel: fluxul de energie pe unitate de suprafață este direct proporțional cu puterea radiată și invers proporțional cu pătratul distanței până la emițător. Aceasta înseamnă că distanța de recepție depinde de puterea emițătorului, dar într-o măsură mai mare depinde de distanța până la acesta. De exemplu, fluxul de energie al radiației electromagnetice de la Soare atinge 1 kW (kilowatt) pe metru pătrat de suprafață a Pământului și fluxul de energie al unei stații de transmisie cu lungime de undă medie - doar mii sau chiar milioane de părți de W (watt) pe metru pătrat.

Undele radio sunt emise de o antenă și se propagă ca energie în câmpul electromagnetic. Și, deși natura undelor radio este una, capacitatea lor de propagare depinde puternic de lungimea de undă. Pământul este un conductor electric (deși nu este bun) și pe măsură ce trece peste suprafața sa, undele radio se slăbesc treptat. Acest lucru se datorează faptului că undele electromagnetice provoacă curent pe suprafața planetei, care pierde ceva energie. Adică energia este absorbită de Pământ și, cu cât este mai scurtă, unda este mai scurtă (frecvență mai mare). Energia scade, de asemenea, deoarece radiația radio se propagă în toate direcțiile și, prin urmare, cu cât receptorul este mai departe de emițător, cu atât mai puțină energie cade pe unitate de suprafață și cu atât cade mai puțin în antenă.

Distribuția spectrului de frecvență radio

Undele radio (frecvențe radio) utilizate în ingineria radio ocupă o zonă (sau spectru) de la 10.000 m (30 kHz) la 0,1 mm (3.000 GHz). Aceasta este o zonă mică a spectrului undelor electromagnetice. După undele radio, gradul de reducere a lungimii urmează zona razelor infraroșii, apoi zona îngustă a luminii vizibile, urmată de intervalele de raze ultraviolete, raze X și gamma. Toate acestea sunt oscilații electromagnetice de aceeași natură, care diferă doar prin lungime de undă și frecvență.

Există, de asemenea, sub-zone separate în intervalul de frecvență radio, dar limitele dintre ele sunt condiționate. Urmează unul după altul și uneori chiar se suprapun. În general, în funcție de lungimea de undă, undele radio sunt împărțite în:

  • extra lung λ> 10 000 m
  • lung λ = 10 000 - 1000 m
  • medie λ = 1000 - 100 m
  • scurt λ = 100-10 m
  • metri λ = 10 - 1 m
  • decimetru λ = 0,1 - 1 m
  • centimetru λ = 0,1 - 1 dm
  • milimetru λ = 0,1 - 1 cm
  • submilimetru λ [2]. Notările de frecvență sunt mai frecvent utilizate aici:

Banda de frecvență Waveband (abrevierea) Scop
148,5-285 kHz Valuri lungi (SG/LW) radiodifuziunea terestră
526,5-1606,5 kHz Valuri medii (CB/MW/AM) radiodifuziunea terestră
3950-4063 kHz Valuri scurte (SW), 60 m radiodifuziunea terestră
5900-6200 kHz Valuri scurte (KV/SW), 49 m radiodifuziunea terestră
7100-7350 kHz Valuri scurte (KV/SW), 41 m radiodifuziunea terestră
9500-9900 kHz Valuri scurte (SW), 31 m radiodifuziunea terestră
11650-12075 kHz Valuri scurte (KV/SW), 25 m radiodifuziunea terestră
13600-13800 kHz Valuri scurte (KV/SW), 21 m radiodifuziunea terestră
15100-15600 kHz Valuri scurte (KV/SW), 19 m radiodifuziunea terestră
17550-17900 kHz Valuri scurte (KV/SW), 16 m radiodifuziunea terestră
21450-21850 kHz Valuri scurte (KV/SW), 13 m radiodifuziunea terestră
25670-26100 kHz Valuri scurte (KV/SW), 11 m radiodifuziunea terestră
87,5-108 MHz Undele ultra-scurte (VHF/FM) radiodifuziunea terestră
174-230 MHz Undele ultra-scurte (MB/HF), canalul 6-12 difuzarea televiziunii terestre
470-822 MHz Undele ultra-scurte (UHF), canalul 21-68 difuzarea televiziunii terestre
11,7-12,5 GHz Undele ultra-scurte (SKV/Ku-Band) difuzare TV prin satelit
40-42,5 GHz Undele ultra-scurte (Ka-Band) difuzare TV prin satelit
84-86 GHz Undele ultra-scurte (SKV/Ki-Band) difuzare TV prin satelit

Pe măsură ce se propagă, undele radio ajung în ionosferă (la aproximativ 60 km de suprafața pământului). Ionosfera reflectă undele radio înapoi pe Pământ, permițându-le să fie primite pe distanțe mari. Acest fenomen se numește interferență. Undele lungi se reflectă în straturile cele mai joase ale ionosferei și se estompează rapid - nu pot fi recepționate pe distanțe mari pe suprafața pământului. Undele medii și scurte sunt reflectate de straturile medii și, respectiv, cele mai înalte ale ionosferei și, prin urmare, ating distanțe mai mari.