Radioviļņi ir elektromagnētiskā starojuma veids. Tie ir vislabāk pazīstami ar to izmantošanu sakaru tehnoloģijās, piemēram, televīzijā, mobilajos tālruņos un radio. Šīs ierīces uztver radioviļņus un pārvērš tos mehāniskās vibrācijās skaļrunī, lai radītu skaņas viļņus.
Radiofrekvenču spektrs ir salīdzinoši neliela elektromagnētiskā (EM) spektra daļa. EM spektru parasti iedala septiņos reģionos, lai samazinātu viļņa garumu un palielinātu enerģiju un frekvenci.
redzēt vairāk
Darbinieks aizliedz bērniem gulēt, kad viņi ierodas bērnudārzā
8 pazīmes, kas liecina, ka tavā…
Parastie apzīmējumi ir: radioviļņi, mikroviļņi, infrasarkanie (IR), redzamā gaisma, ultravioletie (UV), rentgena un gamma stari.
Saskaņā ar NASA datiem radioviļņiem ir garākie viļņu garumi EM spektrā. Tie svārstās no aptuveni 0,04 collām (1 milimetra) līdz vairāk nekā 62 jūdzēm (100 kilometriem).
Viņiem ir arī zemākās frekvences, sākot no aptuveni 3000 cikliem sekundē jeb 3 kiloherciem līdz aptuveni 300 miljardiem hercu jeb 300 gigahercu.
Radiofrekvenču spektrs ir ierobežots resurss, un to bieži salīdzina ar lauksaimniecības zemi. Tāpat kā lauksaimniekiem ir jāsakārto sava zeme, lai iegūtu vislabāko ražu daudzums un dažādība, radiofrekvenču spektrs ir jāsadala starp lietotājiem visvairāk efektīvs.
Brazīlijā Zinātnes, tehnoloģiju, inovāciju un komunikāciju ministrija pārvalda frekvenču piešķiršanu visā radiofrekvenču spektrā.
Atklājums
Skotu fiziķis Džeimss Klerks Maksvels 1870. gados izstrādāja vienotu elektromagnētisma teoriju. Viņš prognozēja radioviļņu esamību.
1886. gadā vācu fiziķis Heinrihs Hercs pielietoja Maksvela teorijas radioviļņu radīšanai un uztveršanai. Hertz izmantoja vienkāršus mājsaimniecības instrumentus, tostarp indukcijas spoli un Leidenas burku (veids kondensators, kas sastāv no stikla burkas ar lapu slāņiem iekšpusē un ārpusē), lai radītu viļņus elektromagnētiskais.
Hertz kļuva par pirmo cilvēku, kas raidīja un saņēma kontrolētos radioviļņus. EM viļņa frekvences mērvienību – viens cikls sekundē – viņam par godu sauc par hercu.
radioviļņu joslas
Radiofrekvenču spektrs parasti ir sadalīts deviņās joslās:
| Grupa | frekvenču diapazons | viļņu garuma diapazons |
| Īpaši zema frekvence (ELF) | <3 kHz | > 100 km |
| Ļoti zema frekvence (VLF) | 3 līdz 30 kHz | 10 līdz 100 km |
| Zema frekvence (LF) | 30 līdz 300 kHz | 1 m līdz 10 km |
| Vidējā frekvence (MF) | 300 kHz līdz 3 MHz | 100 m līdz 1 km |
| Augsta frekvence (HF) | 3 līdz 30 MHz | 10 līdz 100 metri |
| Ļoti augsta frekvence (VHF) | 30 līdz 300 MHz | 1 līdz 10 m |
| Īpaši augstas frekvences (UHF) | 300 MHz līdz 3 GHz | 10 cm līdz 1 m |
| Īpaši augsta frekvence (SHF) | 3 līdz 30 GHz | 1 līdz 1 cm |
| Īpaši augsta frekvence (EHF) | 30 līdz 300 GHz | 1 mm līdz 1 cm |
Zemas līdz vidējas frekvences
ELF radioviļņi ir zemākās no visām radio frekvencēm. Viņiem ir liels darbības rādiuss, un tie ir noderīgi saziņai ar zemūdenēm un raktuvēs un alās.
Stenfordas VLF grupas dati liecina, ka visspēcīgākais dabiskais ELF/VLF viļņu avots ir zibens. Zibens radītie viļņi var atsist uz priekšu un atpakaļ starp Zemi un jonosfēru.
LF un MF radio joslās ietilpst jūras un aviācijas radio, kā arī AM (amplitūdas modulācijas) komerciālais radio. AM radio joslas ir no 535 kiloherciem līdz 1,7 megaherciem.
AM radio ir liels darbības rādiuss, īpaši naktīs, kad jonosfēra vislabāk spēj atgūt viļņus uz Zemi. Tomēr tas ir pakļauts traucējumiem, kas ietekmē skaņas kvalitāti.
Kad signāls ir daļēji bloķēts, piemēram, ēka ar metāla sienām, piemēram, debesskrāpis, skaņas skaļums tiek samazināts.
augstākas frekvences
HF, VHF un UHF joslas ietver FM radio, televīzijas apraidi, sabiedrisko radio, mobilos tālruņus un GPS (globālo pozicionēšanas sistēmu). Šīs joslas parasti izmanto “frekvences modulāciju” (FM), lai kodētu vai iespiestu audio vai datu signālu nesējviļņā.
Frekvences modulācijā signāla amplitūda (maksimālais diapazons) paliek nemainīga, kamēr frekvence tiek mainīta, lielāka vai mazāka, ar ātrumu un lielumu, kas atbilst audio signālam vai datus.
FM nodrošina labāku signāla kvalitāti nekā AM, jo vides faktori neietekmē frekvenci tā, kā to ietekmē. tie ietekmē amplitūdu, un uztvērējs ignorē amplitūdas izmaiņas, kamēr signāls paliek virs sliekšņa Minimums. FM radio frekvences ir no 88 megaherciem līdz 108 megaherciem.
īsviļņu radio
Saskaņā ar Nacionālās īsviļņu raidorganizāciju asociācijas (NASB) datiem īsviļņu radio izmanto frekvences HF diapazonā no aptuveni 1,7 megaherciem līdz 30 megaherciem. Šajā diapazonā īsviļņu spektrs ir sadalīts vairākos segmentos.
Saskaņā ar NASB datiem visā pasaulē ir simtiem īsviļņu staciju. Īsviļņu stacijas var dzirdēt tūkstošiem kilometru, jo signāli atlec no jonosfēras un atlec simtiem vai tūkstošiem kilometru no to izcelsmes vietas.
augstākas frekvences
SHF un EHF ir augstākās frekvences radio joslā. Dažreiz tos uzskata par mikroviļņu joslas daļu. Gaisā esošās molekulas mēdz absorbēt šīs frekvences, kas ierobežo to diapazonu un pielietojumu.
Tomēr to īsie viļņu garumi ļauj signālus novirzīt šauros staros ar satelītantenām. Tādējādi starp fiksētām vietām var notikt neliela diapazona, liela joslas platuma sakari.
SHF, ko gaiss ietekmē mazāk nekā EHF, izmanto maza darbības attāluma lietojumprogrammām, piemēram, Wi-Fi, Bluetooth un bezvadu USB (universālā seriālā kopne).
Tas var darboties tikai uz redzamības ceļiem, jo viļņi mēdz atsist pret tādiem objektiem kā automašīnas, laivas un lidmašīnas. Tā kā viļņi atlec no objektiem, SHF var izmantot arī radaram.
astronomiskie avoti
Kosmosā ir daudz radioviļņu avotu: planētas, zvaigznes, gāzu un putekļu mākoņi, galaktikas, pulsāri un pat melnie caurumi. Pētot tos, astronomi var uzzināt par šo kosmisko avotu kustību un ķīmisko sastāvu, kā arī procesus, kas izraisa šīs emisijas.
Radioteleskops debesis “redz” pavisam savādāk, nekā tas parādās redzamā gaismā. Tā vietā, lai redzētu smailas zvaigznes, radioteleskops uztver tālus pulsārus, zvaigžņu veidošanās reģionus un supernovas paliekas.
Radioteleskopi var atklāt arī kvazārus, kas ir saīsinājums no kvazizvaigžņu radio avotiem. Kvazārs ir neticami spilgts galaktikas kodols, ko darbina supermasīvs melnais caurums.
Kvazāri izstaro enerģiju visā EM spektrā, bet nosaukums cēlies no tā, ka pirmie identificētie kvazāri izstaro galvenokārt radio enerģiju. Kvazāri ir ļoti enerģiski; daži izdala 1000 reižu vairāk enerģijas nekā viss Piena ceļš.
Radioastronomi bieži apvieno vairākus mazākus teleskopus masīvā, lai iegūtu skaidrāku vai augstākas izšķirtspējas radio attēlu.
Piemēram, Very Large Array (VLA) radioteleskops Ņūmeksikā sastāv no 27 antenām, kas izkārtotas milzīgā Y formā, 36 kilometru diametrā.
