A rádióhullámok az elektromágneses sugárzás egy fajtája. Legismertebbek kommunikációs technológiákban, például televíziókban, mobiltelefonokban és rádiókban való felhasználásukról. Ezek az eszközök rádióhullámokat fogadnak, és a hangszóróban mechanikus rezgéssé alakítják át hanghullámokat.
A rádiófrekvenciás spektrum az elektromágneses (EM) spektrum viszonylag kis részét képezi. Az EM spektrumot általában hét régióra osztják a csökkenő hullámhossz, valamint a növekvő energia és frekvencia sorrendjében.
többet látni
A munkavállaló megtiltja a gyermekek alvását, amikor megérkeznek az óvodába
8 jel, amely azt mutatja, hogy a szorongás jelen volt a…
Gyakori megnevezések: rádióhullámok, mikrohullámú, infravörös (IR), látható fény, ultraibolya (UV), röntgen- és gamma-sugárzás.
A NASA szerint a rádióhullámok rendelkeznek a leghosszabb hullámhosszal az EM spektrumban. 0,04 hüvelyk (1 milliméter) és több mint 62 mérföld (100 kilométer) között mozog.
Ezek a legalacsonyabb frekvenciák is, körülbelül 3000 ciklus/másodperc, vagyis 3 kilohertz, körülbelül 300 milliárd hertz vagy 300 gigahertz.
A rádióspektrum korlátozott erőforrás, és gyakran a termőföldhöz hasonlítják. Csakúgy, mint a gazdálkodóknak meg kell rendezniük földjüket, hogy a legjobb termést érjék el mennyiségben és változatosságban, a rádióspektrumot leginkább a felhasználók között kell megosztani hatékony.
Brazíliában a Tudományos, Technológiai, Innovációs és Kommunikációs Minisztérium kezeli a frekvenciakiosztást a rádióspektrumon.
Felfedezés
James Clerk Maxwell skót fizikus az 1870-es években kidolgozta az elektromágnesesség egységes elméletét. Megjósolta a rádióhullámok létezését.
1886-ban Heinrich Hertz német fizikus alkalmazta Maxwell elméleteit a rádióhullámok előállítására és vételére. A Hertz egyszerű háztartási eszközöket használt, köztük egy indukciós tekercset és egy Leyden-edényt (egyfajta kondenzátor, amely egy üvegedényből áll, belül és kívül levelekkel) a hullámok létrehozásához elektromágneses.
A Hertz volt az első ember, aki irányított rádióhullámokat sugárzott és vett. Az EM hullám frekvenciájának egységét – másodpercenként egy ciklust – hertznek nevezik, tiszteletére.
rádióhullám-sávok
A rádióspektrum általában kilenc sávra oszlik:
| Zenekar | frekvenciatartomány | hullámhossz tartomány |
| Rendkívül alacsony frekvencia (ELF) | <3 kHz | > 100 km |
| Nagyon alacsony frekvencia (VLF) | 3-30 kHz | 10-100 km |
| Alacsony frekvencia (LF) | 30-300 kHz | 1 m-től 10 km-ig |
| Átlagos gyakoriság (MF) | 300 kHz és 3 MHz között | 100 m-től 1 km-ig |
| Magas frekvencia (HF) | 3-30 MHz | 10-100 méter |
| Nagyon magas frekvencia (VHF) | 30-300 MHz | 1-10 m |
| Ultra High Frequency (UHF) | 300 MHz-től 3 GHz-ig | 10 cm-től 1 m-ig |
| Szuper magas frekvencia (SHF) | 3-30 GHz | 1-1 cm |
| Extrém magas frekvencia (EHF) | 30-300 GHz | 1 mm-től 1 cm-ig |
Alacsony és közepes frekvenciák
Az ELF rádióhullámok a legalacsonyabbak az összes rádiófrekvencia közül. Nagy hatótávolságúak, és hasznosak a tengeralattjárókkal való kommunikációhoz, valamint aknák és barlangok belsejében.
A Stanford VLF Group szerint az ELF/VLF-hullámok legerősebb természetes forrása a villámlás. A villámlás által keltett hullámok ide-oda ugrálhatnak a Föld és az ionoszféra között.
Az LF és MF rádiósávok közé tartozik a tengeri és légi közlekedési rádió, valamint az AM (amplitúdómodulációs) kereskedelmi rádió. Az AM rádiósávok 535 kilohertz és 1,7 megahertz között vannak.
Az AM-rádió hatótávolsága nagy, különösen éjszaka, amikor az ionoszféra a legjobb a hullámok visszanyerésében a Földre. Azonban interferenciának van kitéve, amely befolyásolja a hangminőséget.
Ha egy jelet részben blokkol – például egy fémfalú épület, például egy felhőkarcoló –, a hangerő csökken.
magasabb frekvenciák
A HF, VHF és UHF sávok közé tartozik az FM rádió, a televíziós műsorszórás, a közszolgálati rádió, a mobiltelefonok és a GPS (globális helymeghatározó rendszer). Ezek a sávok jellemzően „frekvencia modulációt” (FM) használnak egy hang- vagy adatjel kódolására vagy rányomtatására a vivőhullámra.
Frekvenciamoduláció esetén a jel amplitúdója (maximális tartománya) állandó marad, míg a frekvenciája nagyobb vagy kisebb, az audiojelnek megfelelő sebességgel és nagyságrenddel, ill adat.
Az FM jobb jelminőséget eredményez, mint az AM, mivel a környezeti tényezők nem úgy befolyásolják a frekvenciát, ahogyan teszik. befolyásolják az amplitúdót, és a vevő figyelmen kívül hagyja az amplitúdó változásait mindaddig, amíg a jel egy küszöb felett marad Minimális. Az FM rádiófrekvenciák 88 megahertz és 108 megahertz között vannak.
rövidhullámú rádió
A National Association of Shortwave Broadcasters (NASB) szerint a rövidhullámú rádió a HF tartományban, körülbelül 1,7 megahertztől 30 megahertzig terjedő frekvenciákat használ. Ezen a tartományon belül a rövidhullámú spektrum több szegmensre oszlik.
A NASB szerint világszerte több száz rövidhullámú állomás létezik. A rövidhullámú állomásokat több ezer kilométeren keresztül lehet hallani, mert a jelek az ionoszférából verődnek vissza, és több száz vagy több ezer kilométerre verődnek vissza a kiindulási pontjuktól.
magasabb frekvenciák
Az SHF és az EHF jelentik a rádiósáv legmagasabb frekvenciáit. Néha a mikrohullámú sáv részének tekintik őket. A levegőben lévő molekulák hajlamosak elnyelni ezeket a frekvenciákat, ami korlátozza tartományukat és alkalmazásukat.
Rövid hullámhosszuk azonban lehetővé teszi, hogy a jeleket parabolaantennák keskeny nyalábokba irányítsák. Ez lehetővé teszi a rövid hatótávolságú, nagy sávszélességű kommunikációt a rögzített helyek között.
Az SHF-et, amelyet kevésbé érint a levegő, mint az EHF-et, olyan kis hatótávolságú alkalmazásokhoz használják, mint a Wi-Fi, a Bluetooth és a vezeték nélküli USB (univerzális soros busz).
Csak rálátási utakon tud működni, mivel a hullámok hajlamosak visszaverni az olyan tárgyakról, mint az autók, hajók és repülőgépek. Mivel a hullámok visszaverődnek a tárgyakról, az SHF radarként is használható.
csillagászati források
Az űr hemzseg a rádióhullámok forrásaitól: bolygók, csillagok, gáz- és porfelhők, galaxisok, pulzárok és még fekete lyukak is. Tanulmányozásukkal a csillagászok megismerhetik e kozmikus források mozgását, kémiai összetételét, valamint az ezeket a kibocsátásokat okozó folyamatokat.
A rádióteleszkóp egészen másként „látja” az eget, mint amilyennek látszik a látható fényben. Ahelyett, hogy hegyes csillagokat látna, a rádióteleszkóp távoli pulzárokat, csillagképző régiókat és szupernóva-maradványokat vesz fel.
A rádióteleszkópok a kvazárokat is képesek észlelni, ami a kvázi csillag rádióforrások rövidítése. A kvazár egy hihetetlenül fényes galaktikus atommag, amelyet egy szupermasszív fekete lyuk hajt.
A kvazárok energiát sugároznak az EM spektrumon keresztül, de az elnevezés onnan ered, hogy az elsőként azonosított kvazárok többnyire rádióenergiát bocsátanak ki. A kvazárok rendkívül energikusak; egyesek 1000-szer több energiát bocsátanak ki, mint a teljes Tejútrendszer.
A rádiócsillagászok gyakran több kisebb távcsövet kombinálnak egy tömbbe, hogy tisztább vagy nagyobb felbontású rádióképet készítsenek.
Például az új-mexikói Very Large Array (VLA) rádióteleszkóp 27 antennából áll, amelyek hatalmas „Y” mintában vannak elrendezve, 36 kilométer átmérőjű.