Raadiolained on teatud tüüpi elektromagnetiline kiirgus. Neid tuntakse kõige paremini nende kasutamise poolest sidetehnoloogiates, nagu televisioon, mobiiltelefonid ja raadiod. Need seadmed võtavad vastu raadiolaineid ja muudavad need kõlaris helilainete tekitamiseks mehaaniliseks vibratsiooniks.
Raadiosagedusspekter moodustab suhteliselt väikese osa elektromagnetilisest (EM) spektrist. EM-spekter jagatakse tavaliselt seitsmeks piirkonnaks lainepikkuse vähenemise ning energia ja sageduse suurenemise järjekorras.
näe rohkem
Töötaja keelab lasteaeda saabumisel lastel magada
8 märki, mis näitavad, et teie kehas oli ärevus…
Levinud nimetused on: raadiolained, mikrolained, infrapuna (IR), nähtav valgus, ultraviolett (UV), röntgenikiirgus ja gammakiirgus.
NASA andmetel on raadiolainetel EM-spektri pikim lainepikkus. Need ulatuvad umbes 0,04 tollist (1 millimeeter) kuni üle 62 miili (100 kilomeetrini).
Neil on ka madalaimad sagedused, alates umbes 3000 tsüklist sekundis ehk 3 kilohertsi kuni umbes 300 miljardi hertsini ehk 300 gigahertsini.
Raadiospekter on piiratud ressurss ja seda võrreldakse sageli põllumaaga. Nii nagu põllumehed peavad korrastama oma maad, et saada parim saak sagedus ja mitmekesisus, tuleks raadiospektrit jagada kasutajate vahel kõige rohkem tõhus.
Brasiilias haldab teadus-, tehnoloogia-, innovatsiooni- ja kommunikatsiooniministeerium sageduste jaotamist kogu raadiospektris.
Avastus
Šoti füüsik James Clerk Maxwell töötas 1870. aastatel välja ühtse elektromagnetismi teooria. Ta ennustas raadiolainete olemasolu.
1886. aastal rakendas saksa füüsik Heinrich Hertz Maxwelli teooriaid raadiolainete tootmisel ja vastuvõtmisel. Hertz kasutas lihtsaid majapidamistööriistu, sealhulgas induktsioonpooli ja Leydeni purki (teatud tüüpi kondensaator, mis koosneb klaaspurgist, mille sees ja väljas on lehtede kihid) lainete tekitamiseks elektromagnetiline.
Hertzist sai esimene inimene, kes edastas ja võttis vastu kontrollitavaid raadiolaineid. EM-laine sagedusühikut – üks tsükkel sekundis – nimetatakse tema auks hertsiks.
raadiolaine sagedusalad
Raadiospekter jaguneb üldiselt üheksaks ribaks:
| Bänd | sagedusvahemik | lainepikkuste vahemik |
| Äärmiselt madal sagedus (ELF) | <3 kHz | > 100 km |
| Väga madal sagedus (VLF) | 3 kuni 30 kHz | 10 kuni 100 km |
| Madal sagedus (LF) | 30 kuni 300 kHz | 1 m kuni 10 km |
| Keskmine sagedus (MF) | 300 kHz kuni 3 MHz | 100 m kuni 1 km |
| Kõrgsagedus (HF) | 3 kuni 30 MHz | 10 kuni 100 meetrit |
| Väga kõrge sagedus (VHF) | 30 kuni 300 MHz | 1 kuni 10 m |
| Ülikõrge sagedus (UHF) | 300 MHz kuni 3 GHz | 10 cm kuni 1 m |
| Ülikõrge sagedus (SHF) | 3 kuni 30 GHz | 1 kuni 1 cm |
| Äärmiselt kõrge sagedus (EHF) | 30 kuni 300 GHz | 1 mm kuni 1 cm |
Madalad kuni keskmised sagedused
ELF-i raadiolained on kõigist raadiosagedustest madalaimad. Neil on pikk tegevusraadius ja need on kasulikud allveelaevadega suhtlemisel ning miinides ja koobastes.
Stanfordi VLF Groupi andmetel on ELF/VLF-lainete kõige võimsam looduslik allikas välk. Välgu tekitatud lained võivad Maa ja ionosfääri vahel edasi-tagasi põrkuda.
LF ja MF raadiosagedusalad hõlmavad mere- ja lennuraadiot, samuti AM (amplituudmodulatsiooniga) kommertsraadiot. AM-raadio sagedusalad on vahemikus 535 kilohertsi kuni 1,7 megahertsi.
AM-raadio on pikk, eriti öösel, kui ionosfäär suudab laineid Maale tagasi tuua. Sellele vaatamata võivad tekkida häired, mis mõjutavad helikvaliteeti.
Kui signaal on osaliselt blokeeritud – näiteks metallseintega hoone, näiteks pilvelõhkuja poolt –, väheneb helitugevus.
kõrgemad sagedused
HF-, VHF- ja UHF-sagedusalad hõlmavad FM-raadiot, televisiooni, avalikku raadiot, mobiiltelefone ja GPS-i (globaalne positsioneerimissüsteem). Need ribad kasutavad tavaliselt heli- või andmesignaali kodeerimiseks või kandelainele trükkimiseks "sagedusmodulatsiooni" (FM).
Sagedusmodulatsiooni korral jääb signaali amplituud (maksimaalne vahemik) konstantseks, samal ajal kui sagedust muudetakse suuremal või vähemal määral helisignaalile vastava kiiruse ja sagedusega või andmeid.
FM annab parema signaalikvaliteedi kui AM, kuna keskkonnategurid ei mõjuta sagedust nii, nagu nad seda teevad. need mõjutavad amplituudi ja vastuvõtja eirab amplituudi kõikumisi seni, kuni signaal jääb üle läve Minimaalne. FM-raadio sagedused on vahemikus 88 megahertsi kuni 108 megahertsi.
lühilaine raadio
National Association of Shortwave Broadcasters (NASB) andmetel kasutab lühilaineraadio sagedusi HF vahemikus, umbes 1,7 megahertsi kuni 30 megahertsi. Selles vahemikus on lühilaine spekter jagatud mitmeks segmendiks.
NASB andmetel on kogu maailmas sadu lühilainejaamu. Lühilainejaamu on kuulda tuhandete kilomeetrite kaugusel, sest signaalid põrkuvad ionosfäärist ja põrkavad tagasi sadade või tuhandete kilomeetrite kaugusele nende lähtepunktist.
kõrgemad sagedused
SHF ja EHF esindavad raadiosagedusala kõrgeimaid sagedusi. Mõnikord peetakse neid mikrolaineahjuriba osaks. Õhus olevad molekulid kipuvad neid sagedusi neelama, mis piirab nende ulatust ja rakendusi.
Nende lühikesed lainepikkused võimaldavad aga signaale satelliitantennide abil kitsastesse kiirtesse suunata. See võimaldab lühiajalist suure ribalaiusega sidet fikseeritud asukohtade vahel.
SHF-i, mida õhk mõjutab vähem kui EHF-i, kasutatakse lähirakendustes, nagu Wi-Fi, Bluetooth ja traadita USB (universaalne jadasiin).
See võib töötada ainult otsenähtavatel radadel, kuna lained kipuvad põrgatama vastu selliseid objekte nagu autod, paadid ja lennukid. Kuna lained põrkuvad objektidelt tagasi, saab SHF-i kasutada ka radari jaoks.
astronoomilised allikad
Kosmos kubiseb raadiolainete allikatest: planeedid, tähed, gaasi- ja tolmupilved, galaktikad, pulsarid ja isegi mustad augud. Neid uurides saavad astronoomid õppida tundma nende kosmiliste allikate liikumist ja keemilist koostist, samuti neid emissioone põhjustavaid protsesse.
Raadioteleskoop "näeb" taevast väga erinevalt, kui see paistab nähtavas valguses. Teravate tähtede nägemise asemel kogub raadioteleskoop kaugeid pulsareid, tähtede moodustumise piirkondi ja supernoova jäänuseid.
Raadioteleskoobid suudavad tuvastada ka kvasareid, mis on lühend kvaasitähtede raadioallikatest. Kvaasar on uskumatult hele galaktiline tuum, mida toidab ülimassiivne must auk.
Kvasarid kiirgavad energiat üle EM-spektri, kuid nimi tuleneb sellest, et esimesed tuvastatud kvasarid kiirgavad enamasti raadioenergiat. Kvasarid on väga energilised; mõned eraldavad 1000 korda rohkem energiat kui kogu Linnutee.
Raadioastronoomid ühendavad sageli mitu väiksemat teleskoopi massiiviks, et luua selgem või kõrgema eraldusvõimega raadiopilt.
Näiteks New Mexicos asuv VLA (Very Large Array) raadioteleskoop koosneb 27 antennist, mis on paigutatud tohutu "Y"-mustrisse, läbimõõduga 36 kilomeetrit.
