전파는 전자기파의 일종입니다. 그들은 텔레비전, 휴대폰 및 라디오와 같은 통신 기술에 사용되는 것으로 가장 잘 알려져 있습니다. 이 장치는 전파를 수신하고 스피커에서 기계적 진동으로 변환하여 음파를 생성합니다.
무선 주파수 스펙트럼은 전자기(EM) 스펙트럼의 상대적으로 작은 부분입니다. EM 스펙트럼은 일반적으로 파장이 감소하고 에너지 및 주파수가 증가하는 순서로 7개 영역으로 나뉩니다.
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일반적인 명칭은 전파, 마이크로파, 적외선(IR), 가시광선, 자외선(UV), X선 및 감마선입니다.
NASA에 따르면 전파는 EM 스펙트럼에서 가장 긴 파장을 가지고 있습니다. 범위는 약 0.04인치(1밀리미터)에서 62마일(100km) 이상입니다.
또한 초당 약 3,000사이클(3킬로헤르츠)에서 약 3000억 헤르츠(300기가헤르츠)까지 가장 낮은 주파수를 가지고 있습니다.
무선 스펙트럼은 제한된 자원이며 종종 농지와 비교됩니다. 농부들이 최고의 수확을 거두기 위해서는 토지를 정리해야 하는 것처럼 양과 다양성, 무선 스펙트럼은 사용자들 사이에서 가장 많이 나누어져야 합니다. 효율적인.
브라질에서는 과학기술혁신통신부가 무선 스펙트럼 전반에 걸쳐 주파수 할당을 관리합니다.
발견
스코틀랜드의 물리학자 제임스 클러크 맥스웰(James Clerk Maxwell)은 1870년대에 전자기학의 통합 이론을 개발했습니다. 그는 전파의 존재를 예측했습니다.
1886년 독일의 물리학자 하인리히 헤르츠는 맥스웰의 이론을 전파의 생성과 수신에 적용했습니다. Hertz는 인덕션 코일과 라이덴 병(일종의 파도를 만들기 위해 내부와 외부에 잎이 층이 있는 유리병으로 구성된 축전기 전자기.
Hertz는 통제된 전파를 송수신한 최초의 사람이 되었습니다. EM파의 주파수 단위(초당 1주기)는 그를 기리기 위해 헤르츠라고 합니다.
전파 대역
무선 스펙트럼은 일반적으로 9개의 대역으로 나뉩니다.
| 밴드 | 주파수 범위 | 파장 범위 |
| 극저주파(ELF) | <3kHz | > 100km |
| 초저주파(VLF) | 3~30kHz | 10~100km |
| 저주파(LF) | 30~300kHz | 1m ~ 10km |
| 평균 빈도(MF) | 300kHz ~ 3MHz | 100m ~ 1km |
| 고주파(HF) | 3 ~ 30MHz | 10~100미터 |
| 초고주파(VHF) | 30~300MHz | 1~10m |
| 초고주파(UHF) | 300MHz ~ 3GHz | 10cm에서 1m |
| 초고주파(SHF) | 3 ~ 30GHz | 1~1cm |
| 초고주파(EHF) | 30~300GHz | 1mm ~ 1cm |
낮은 ~ 중간 주파수
ELF 전파는 모든 무선 주파수 중에서 가장 낮습니다. 사거리가 길고 잠수함, 광산 및 동굴 내부와 통신하는 데 유용합니다.
Stanford VLF Group에 따르면 ELF/VLF 파동의 가장 강력한 자연 발생원은 번개입니다. 번개에 의해 생성된 파동은 지구와 전리층 사이를 왔다 갔다 할 수 있습니다.
LF 및 MF 무선 대역에는 해양 및 항공 무선과 AM(진폭 변조) 상용 무선이 포함됩니다. AM 라디오 대역은 535킬로헤르츠에서 1.7메가헤르츠 사이입니다.
AM 라디오는 특히 전리층이 지구로 파동을 회수하는 데 가장 좋은 밤에 긴 범위를 가지고 있습니다. 그러나 음질에 영향을 미치는 간섭이 발생할 수 있습니다.
예를 들어 초고층 빌딩과 같이 금속 벽이 있는 건물에 의해 신호가 부분적으로 차단되면 음량이 감소합니다.
더 높은 주파수
HF, VHF 및 UHF 대역에는 FM 라디오, 텔레비전 방송, 공공 서비스 라디오, 휴대폰 및 GPS(글로벌 포지셔닝 시스템)가 포함됩니다. 이러한 대역은 일반적으로 "주파수 변조"(FM)를 사용하여 오디오 또는 데이터 신호를 반송파에 인코딩하거나 각인합니다.
주파수 변조에서 신호의 진폭(최대 범위)은 일정하게 유지되는 반면 주파수는 오디오 신호 또는 데이터.
FM은 환경 요인이 주파수에 영향을 주지 않기 때문에 AM보다 신호 품질이 더 좋습니다. 신호는 진폭에 영향을 미치며 수신기는 신호가 임계값 이상으로 유지되는 한 진폭의 변화를 무시합니다. 최저한의. FM 라디오 주파수는 88MHz에서 108MHz 사이입니다.
단파 라디오
NASB(National Association of Shortwave Broadcasters)에 따르면 단파 라디오는 약 1.7메가헤르츠에서 30메가헤르츠에 이르는 HF 범위의 주파수를 사용합니다. 이 범위 내에서 단파 스펙트럼은 여러 세그먼트로 나뉩니다.
NASB에 따르면 전 세계적으로 수백 개의 단파 방송국이 있습니다. 신호가 전리층에서 반사되고 원래 지점에서 수백 또는 수천 킬로미터 떨어진 곳에서 반사되기 때문에 단파 방송국은 수천 킬로미터 동안 들릴 수 있습니다.
더 높은 주파수
SHF 및 EHF는 무선 대역에서 가장 높은 주파수를 나타냅니다. 그들은 때때로 마이크로웨이브 대역의 일부로 간주됩니다. 공기 중의 분자는 이러한 주파수를 흡수하는 경향이 있어 범위와 응용 분야가 제한됩니다.
그러나 파장이 짧기 때문에 신호가 위성 접시에 의해 좁은 빔으로 향하게 됩니다. 이를 통해 고정된 위치 간에 단거리 고대역폭 통신이 가능합니다.
EHF보다 공기의 영향을 덜 받는 SHF는 Wi-Fi, 블루투스, 무선 USB(Universal Serial Bus) 등의 근거리 애플리케이션에 사용된다.
파도는 자동차, 보트 및 항공기와 같은 물체에서 반사되는 경향이 있으므로 가시선 경로에서만 작동할 수 있습니다. 파도가 물체에 반사되기 때문에 SHF는 레이더에도 사용할 수 있습니다.
천문학적 출처
우주는 행성, 별, 가스와 먼지 구름, 은하계, 펄서, 심지어 블랙홀과 같은 전파원으로 가득 차 있습니다. 그것들을 연구함으로써 천문학자들은 이러한 우주 소스의 움직임과 화학적 구성뿐만 아니라 이러한 방출을 일으키는 과정에 대해 배울 수 있습니다.
전파 망원경은 하늘을 가시광선에서 보는 것과는 매우 다르게 "봅니다". 뾰족한 별을 보는 대신 전파 망원경은 멀리 떨어진 펄서, 별 형성 지역 및 초신성 잔해를 포착합니다.
전파 망원경은 준항성 전파원의 줄임말인 퀘이사도 감지할 수 있습니다. 퀘이사는 초대형 블랙홀에 의해 구동되는 믿을 수 없을 정도로 밝은 은하 핵입니다.
퀘이사는 EM 스펙트럼 전체에 걸쳐 에너지를 방출하지만 이름은 식별된 최초의 퀘이사가 대부분 무선 에너지를 방출한다는 사실에서 유래되었습니다. 퀘이사는 매우 에너지가 넘칩니다. 일부는 전체 은하수보다 1,000배 더 많은 에너지를 방출합니다.
전파 천문학자들은 종종 여러 개의 작은 망원경을 하나의 배열로 결합하여 더 선명하거나 더 높은 해상도의 전파 이미지를 만듭니다.
예를 들어, 뉴 멕시코의 VLA(Very Large Array) 전파 망원경은 직경 36km의 거대한 "Y" 패턴으로 배열된 27개의 안테나로 구성되어 있습니다.