Радиоволны — это тип электромагнитного излучения. Они наиболее известны своим использованием в коммуникационных технологиях, таких как телевидение, сотовые телефоны и радио. Эти устройства принимают радиоволны и преобразуют их в механические колебания в динамике для создания звуковых волн.
Радиочастотный спектр составляет относительно небольшую часть электромагнитного (ЭМ) спектра. Спектр ЭМ обычно делится на семь областей в порядке уменьшения длины волны и увеличения энергии и частоты.
узнать больше
Сотрудник запрещает детям спать, когда они приходят в детский сад
8 признаков, которые показывают, что тревога присутствовала в вашем…
Общие обозначения: радиоволны, микроволны, инфракрасные (ИК), видимый свет, ультрафиолетовые (УФ), рентгеновские лучи и гамма-лучи.
По данным НАСА, радиоволны имеют самые длинные длины волн в электромагнитном спектре. Они варьируются от 0,04 дюйма (1 миллиметр) до более 62 миль (100 километров).
У них также самые низкие частоты, примерно от 3000 циклов в секунду, или 3 кГц, до примерно 300 миллиардов герц, или 300 гигагерц.
Радиочастотный спектр является ограниченным ресурсом, и его часто сравнивают с сельскохозяйственными угодьями. Так же, как фермеры должны организовать свои земли, чтобы получить лучший урожай с точки зрения количество и разнообразие, радиочастотный спектр должен быть разделен между пользователями в наиболее эффективный.
В Бразилии Министерство науки, технологий, инноваций и связи управляет распределением частот в радиочастотном спектре.
Открытие
Шотландский физик Джеймс Клерк Максвелл разработал единую теорию электромагнетизма в 1870-х годах. Он предсказал существование радиоволн.
В 1886 году немецкий физик Генрих Герц применил теории Максвелла к производству и приему радиоволн. Герц использовал простые бытовые инструменты, в том числе индукционную катушку и лейденскую банку (разновидность конденсатор, состоящий из стеклянной банки со слоями листьев внутри и снаружи) для создания волн электромагнитный.
Герц стал первым человеком, который начал передавать и принимать управляемые радиоволны. Единица частоты электромагнитной волны — один цикл в секунду — в его честь называется герцем.
диапазоны радиоволн
Радиоспектр обычно делится на девять диапазонов:
| Группа | Диапазон частот | диапазон длин волн |
| Чрезвычайно низкая частота (ELF) | <3 кГц | > 100 км |
| Очень низкая частота (VLF) | от 3 до 30 кГц | от 10 до 100 км |
| Низкая частота (НЧ) | от 30 до 300 кГц | от 1 м до 10 км |
| Средняя частота (MF) | от 300 кГц до 3 МГц | от 100 м до 1 км |
| Высокая частота (ВЧ) | от 3 до 30 МГц | от 10 до 100 метров |
| Очень высокая частота (УКВ) | от 30 до 300 МГц | от 1 до 10 м |
| Ультравысокая частота (УВЧ) | от 300 МГц до 3 ГГц | от 10 см до 1 м |
| Сверхвысокая частота (СВЧ) | от 3 до 30 ГГц | от 1 до 1 см |
| Чрезвычайно высокая частота (КВЧ) | от 30 до 300 ГГц | от 1 мм до 1 см |
Низкие и средние частоты
Радиоволны ELF являются самыми низкими из всех радиочастот. Они имеют большой радиус действия и полезны для связи с подводными лодками, внутри шахт и пещер.
По данным Stanford VLF Group, самым мощным естественным источником волн ELF/VLF является молния. Волны, создаваемые молнией, могут отражаться между Землей и ионосферой.
Радиодиапазоны НЧ и СЧ включают морское и авиационное радио, а также коммерческое радио AM (амплитудная модуляция). Диапазоны AM-радио находятся между 535 кГц и 1,7 мегагерц.
AM-радио имеет большой радиус действия, особенно ночью, когда ионосфера лучше всего возвращает волны обратно на Землю. Однако он подвержен помехам, влияющим на качество звука.
Когда сигнал частично блокируется, например, зданием с металлическими стенами, например небоскребом, громкость звука снижается.
более высокие частоты
Диапазоны HF, VHF и UHF включают FM-радио, телевизионное вещание, общественное радио, сотовые телефоны и GPS (глобальную систему позиционирования). В этих диапазонах обычно используется «частотная модуляция» (ЧМ) для кодирования или впечатывания аудиосигнала или сигнала данных в несущую.
При частотной модуляции амплитуда (максимальный диапазон) сигнала остается постоянной, в то время как частота изменяется в большую или меньшую сторону со скоростью и амплитудой, соответствующими звуковому сигналу или данные.
FM обеспечивает лучшее качество сигнала, чем AM, потому что факторы окружающей среды не влияют на частоту так, как они это делают. они влияют на амплитуду, и приемник игнорирует изменения амплитуды, пока сигнал остается выше порогового значения. Минимум. Частоты FM-радио находятся в диапазоне от 88 мегагерц до 108 мегагерц.
коротковолновое радио
По данным Национальной ассоциации коротковолновых вещателей (NASB), коротковолновое радио использует частоты в диапазоне ВЧ, примерно от 1,7 до 30 мегагерц. В этом диапазоне коротковолновый спектр делится на несколько сегментов.
По данным NASB, по всему миру существуют сотни коротковолновых станций. Коротковолновые станции можно услышать за тысячи километров, потому что сигналы отражаются от ионосферы и возвращаются назад за сотни или тысячи километров от точки их происхождения.
более высокие частоты
СВЧ и КВЧ представляют собой самые высокие частоты в радиодиапазоне. Иногда их считают частью микроволнового диапазона. Молекулы в воздухе имеют тенденцию поглощать эти частоты, что ограничивает их диапазон и области применения.
Однако их короткие длины волн позволяют спутниковым антеннам направлять сигналы в узкие лучи. Это позволяет осуществлять связь ближнего действия с высокой пропускной способностью между фиксированными точками.
SHF, на который меньше влияет воздух, чем на EHF, используется для приложений малого радиуса действия, таких как Wi-Fi, Bluetooth и беспроводной USB (универсальная последовательная шина).
Он может работать только на путях прямой видимости, поскольку волны имеют тенденцию отражаться от таких объектов, как автомобили, лодки и самолеты. Поскольку волны отражаются от объектов, СВЧ также можно использовать для радаров.
астрономические источники
Космос кишит источниками радиоволн: планеты, звезды, облака газа и пыли, галактики, пульсары и даже черные дыры. Изучая их, астрономы могут узнать о движении и химическом составе этих космических источников, а также о процессах, вызывающих эти выбросы.
Радиотелескоп «видит» небо совсем иначе, чем в видимом свете. Вместо остроконечных звезд радиотелескоп улавливает далекие пульсары, области звездообразования и остатки сверхновых.
Радиотелескопы также могут обнаруживать квазары, что является сокращением от квазизвездных радиоисточников. Квазар — это невероятно яркое галактическое ядро, питаемое сверхмассивной черной дырой.
Квазары излучают энергию в электромагнитном спектре, но название происходит от того факта, что первые идентифицированные квазары излучают в основном радиоэнергию. Квазары очень энергичны; некоторые излучают в 1000 раз больше энергии, чем весь Млечный Путь.
Радиоастрономы часто объединяют несколько небольших телескопов в массив, чтобы получить более четкое радиоизображение или изображение с более высоким разрешением.
Например, радиотелескоп Very Large Array (VLA) в Нью-Мексико состоит из 27 антенн, расположенных в форме огромной буквы «Y» диаметром 36 километров.
