Radiogolven zijn een soort elektromagnetische straling. Ze zijn vooral bekend vanwege hun gebruik in communicatietechnologieën zoals televisie, mobiele telefoons en radio's. Deze apparaten ontvangen radiogolven en zetten deze om in mechanische trillingen in de luidspreker om geluidsgolven te creëren.
Het radiofrequentiespectrum is een relatief klein deel van het elektromagnetische (EM) spectrum. Het EM-spectrum wordt meestal verdeeld in zeven gebieden in volgorde van afnemende golflengte en toenemende energie en frequentie.
Bekijk meer
Medewerker verbiedt kinderen om te slapen als ze bij de opvang aankomen
8 tekenen die aantonen dat angst aanwezig was in je...
Gebruikelijke benamingen zijn: radiogolven, microgolven, infrarood (IR), zichtbaar licht, ultraviolet (UV), röntgenstralen en gammastralen.
Radiogolven hebben volgens NASA de langste golflengten in het EM-spectrum. Ze variëren van ongeveer 0,04 inch (1 millimeter) tot meer dan 62 mijl (100 kilometer).
Ze hebben ook de laagste frequenties, van ongeveer 3.000 cycli per seconde, of 3 kilohertz, tot ongeveer 300 miljard hertz, of 300 gigahertz.
Radiospectrum is een beperkte hulpbron en wordt vaak vergeleken met landbouwgrond. Net zoals boeren hun land moeten organiseren om de beste oogst binnen te halen hoeveelheid en variëteit, zou het radiospectrum zo veel mogelijk onder de gebruikers moeten worden verdeeld efficiënt.
In Brazilië beheert het ministerie van Wetenschap, Technologie, Innovatie en Communicatie de frequentietoewijzingen over het hele radiospectrum.
Ontdekking
De Schotse natuurkundige James Clerk Maxwell ontwikkelde in de jaren 1870 een uniforme theorie van elektromagnetisme. Hij voorspelde het bestaan van radiogolven.
In 1886 paste Heinrich Hertz, een Duitse natuurkundige, de theorieën van Maxwell toe op de productie en ontvangst van radiogolven. Hertz gebruikte eenvoudig huishoudelijk gereedschap, waaronder een inductiespoel en een Leidse kruik (een soort condensator bestaande uit een glazen pot met lagen bladeren binnen en buiten) om golven te creëren elektromagnetisch.
Hertz werd de eerste persoon die gecontroleerde radiogolven uitzond en ontving. De eenheid van frequentie van een EM-golf – één cyclus per seconde – wordt ter ere van hem een hertz genoemd.
radiogolfbanden
Het radiospectrum is over het algemeen verdeeld in negen banden:
| Band | frequentiebereik | golflengte bereik |
| Extreem lage frequentie (ELF) | <3kHz | > 100 kilometer |
| Zeer lage frequentie (VLF) | 3 tot 30kHz | 10 tot 100 kilometer |
| Lage frequentie (LF) | 30 tot 300kHz | 1 m tot 10 km |
| Gemiddelde frequentie (MF) | 300 kHz tot 3 MHz | 100 m tot 1 km |
| Hoge frequentie (HF) | 3 tot 30 MHz | 10 tot 100 meter |
| Zeer hoge frequentie (VHF) | 30 tot 300 MHz | 1 tot 10 meter |
| Ultrahoge frequentie (UHF) | 300 MHz tot 3 GHz | 10cm tot 1m |
| Superhoge frequentie (SHF) | 3 tot 30GHz | 1 tot 1cm |
| Extreem hoge frequentie (EHF) | 30 tot 300GHz | 1 mm tot 1 cm |
Lage tot gemiddelde frequenties
ELF-radiogolven zijn de laagste van alle radiofrequenties. Ze hebben een groot bereik en zijn handig voor communicatie met onderzeeërs en in mijnen en grotten.
De krachtigste natuurlijke bron van ELF/VLF-golven is bliksem, volgens de Stanford VLF Group. Golven geproduceerd door bliksem kunnen heen en weer stuiteren tussen de aarde en de ionosfeer.
De LF- en MF-radiobanden omvatten scheeps- en luchtvaartradio, evenals commerciële AM-radio (amplitudemodulatie). AM-radiobanden liggen tussen 535 kilohertz en 1,7 megahertz.
AM-radio heeft een groot bereik, vooral 's nachts wanneer de ionosfeer het beste golven terug naar de aarde kan halen. Het is echter onderhevig aan interferentie die de geluidskwaliteit beïnvloedt.
Wanneer een signaal gedeeltelijk wordt geblokkeerd – bijvoorbeeld door een gebouw met metalen wanden, zoals een wolkenkrabber – wordt het geluidsvolume verminderd.
hogere frequenties
De HF-, VHF- en UHF-banden omvatten FM-radio, televisie-uitzendingen, openbare radio, mobiele telefoons en GPS (global positioning system). Deze banden gebruiken typisch "frequentiemodulatie" (FM) om een audio- of datasignaal te coderen of op de draaggolf in te drukken.
Bij frequentiemodulatie blijft de amplitude (maximaal bereik) van het signaal constant terwijl de frequentie wordt gevarieerd, meer of minder, met een snelheid en grootte die overeenkomen met het audiosignaal of gegevens.
FM resulteert in een betere signaalkwaliteit dan AM omdat omgevingsfactoren de frequentie niet beïnvloeden zoals ze dat doen. ze beïnvloeden de amplitude en de ontvanger negeert variaties in amplitude zolang het signaal boven een drempel blijft Minimum. FM-radiofrequenties liggen tussen 88 megahertz en 108 megahertz.
korte golf radio
Kortegolfradio gebruikt frequenties in het HF-bereik, van ongeveer 1,7 megahertz tot 30 megahertz, volgens de National Association of Shortwave Broadcasters (NASB). Binnen dit bereik is het kortegolfspectrum verdeeld in verschillende segmenten.
Volgens de NASB zijn er wereldwijd honderden kortegolfzenders. Kortegolfstations zijn duizenden kilometers ver te horen omdat signalen uit de ionosfeer stuiteren en honderden of duizenden kilometers terugkaatsen vanaf hun punt van oorsprong.
hogere frequenties
SHF en EHF vertegenwoordigen de hoogste frequenties in de radioband. Ze worden soms beschouwd als onderdeel van de microgolfband. Moleculen in de lucht hebben de neiging deze frequenties te absorberen, wat hun bereik en toepassingen beperkt.
Door hun korte golflengten kunnen signalen echter door satellietschotels in smalle bundels worden gericht. Dit maakt korteafstandscommunicatie met hoge bandbreedte tussen vaste locaties mogelijk.
SHF, dat minder last heeft van lucht dan EHF, wordt gebruikt voor korteafstandstoepassingen zoals Wi-Fi, Bluetooth en draadloze USB (universele seriële bus).
Het kan alleen werken op zichtlijnpaden, aangezien golven de neiging hebben om te stuiteren op objecten zoals auto's, boten en vliegtuigen. Omdat golven tegen objecten stuiteren, kan SHF ook voor radar worden gebruikt.
astronomische bronnen
De ruimte wemelt van bronnen van radiogolven: planeten, sterren, wolken van gas en stof, sterrenstelsels, pulsars en zelfs zwarte gaten. Door ze te bestuderen, kunnen astronomen leren over de beweging en chemische samenstelling van deze kosmische bronnen, evenals de processen die deze emissies veroorzaken.
Een radiotelescoop "ziet" de lucht heel anders dan in zichtbaar licht. In plaats van puntige sterren te zien, pikt een radiotelescoop verre pulsars, stervormingsgebieden en supernovaresten op.
Radiotelescopen kunnen ook quasars detecteren, wat een afkorting is voor quasi-stellaire radiobronnen. Een quasar is een ongelooflijk heldere galactische kern die wordt aangedreven door een superzwaar zwart gat.
Quasars stralen energie uit over het hele EM-spectrum, maar de naam komt van het feit dat de eerste geïdentificeerde quasars voornamelijk radio-energie uitzenden. Quasars zijn zeer energiek; sommige stoten 1000 keer meer energie uit dan de hele Melkweg.
Radioastronomen combineren vaak meerdere kleinere telescopen tot een array om een helderder of hogere resolutie radiobeeld te maken.
De Very Large Array (VLA) radiotelescoop in New Mexico bestaat bijvoorbeeld uit 27 antennes die in een enorm "Y"-patroon zijn gerangschikt, met een diameter van 36 kilometer.