Rádiové vlny sú typom elektromagnetického žiarenia. Známe sú najmä pre ich využitie v komunikačných technológiách, akými sú televízia, mobilné telefóny a rádiá. Tieto zariadenia prijímajú rádiové vlny a premieňajú ich na mechanické vibrácie v reproduktore, čím vytvárajú zvukové vlny.
Rádiofrekvenčné spektrum je relatívne malá časť elektromagnetického (EM) spektra. EM spektrum je zvyčajne rozdelené do siedmich oblastí v poradí klesajúcej vlnovej dĺžky a zvyšovania energie a frekvencie.
pozrieť viac
Zamestnanec zakazuje deťom spať, keď prídu do škôlky
8 znakov, ktoré ukazujú, že úzkosť bola prítomná vo vašom…
Bežné označenia sú: rádiové vlny, mikrovlny, infračervené (IR), viditeľné svetlo, ultrafialové (UV), röntgenové lúče a gama lúče.
Rádiové vlny majú podľa NASA najdlhšie vlnové dĺžky v EM spektre. Pohybujú sa od približne 0,04 palca (1 milimeter) do viac ako 62 míľ (100 kilometrov).
Majú tiež najnižšie frekvencie, od približne 3 000 cyklov za sekundu alebo 3 kilohertzov po približne 300 miliárd hertzov alebo 300 gigahertzov.
Rádiové spektrum je obmedzený zdroj a často sa porovnáva s poľnohospodárskou pôdou. Rovnako ako poľnohospodári musia organizovať svoju pôdu, aby získali čo najlepšiu úrodu množstvo a rozmanitosť, by sa rádiové spektrum malo rozdeliť medzi užívateľov v čo najväčšom rozsahu efektívne.
V Brazílii ministerstvo vedy, technológie, inovácií a komunikácií riadi prideľovanie frekvencií v rámci rádiového spektra.
Discovery
Škótsky fyzik James Clerk Maxwell vypracoval v 70. rokoch 19. storočia jednotnú teóriu elektromagnetizmu. Predpovedal existenciu rádiových vĺn.
V roku 1886 Heinrich Hertz, nemecký fyzik, aplikoval Maxwellove teórie na produkciu a príjem rádiových vĺn. Hertz používal jednoduché domáce nástroje, vrátane indukčnej cievky a Leydenskej nádoby (typ kondenzátor pozostávajúci zo sklenenej nádoby s vrstvami listov vo vnútri a vonku) na vytváranie vĺn elektromagnetické.
Hertz sa stal prvým človekom, ktorý vysielal a prijímal riadené rádiové vlny. Jednotka frekvencie EM vlny – jeden cyklus za sekundu – sa na jeho počesť nazýva hertz.
pásma rádiových vĺn
Rádiové spektrum je vo všeobecnosti rozdelené do deviatich pásiem:
| kapela | frekvenčný rozsah | rozsah vlnových dĺžok |
| Extrémne nízka frekvencia (ELF) | <3 kHz | > 100 km |
| Veľmi nízka frekvencia (VLF) | 3 až 30 kHz | 10 až 100 km |
| Nízka frekvencia (LF) | 30 až 300 kHz | 1 m až 10 km |
| Priemerná frekvencia (MF) | 300 kHz až 3 MHz | 100 m až 1 km |
| Vysoká frekvencia (HF) | 3 až 30 MHz | 10 až 100 metrov |
| Veľmi vysoká frekvencia (VHF) | 30 až 300 MHz | 1 až 10 m |
| Ultra vysoká frekvencia (UHF) | 300 MHz až 3 GHz | 10 cm až 1 m |
| Super vysoká frekvencia (SHF) | 3 až 30 GHz | 1 až 1 cm |
| Extrémne vysoká frekvencia (EHF) | 30 až 300 GHz | 1 mm až 1 cm |
Nízke až stredné frekvencie
Rádiové vlny ELF sú najnižšie zo všetkých rádiových frekvencií. Majú veľký dosah a sú užitočné na komunikáciu s ponorkami a vo vnútri baní a jaskýň.
Najsilnejším prírodným zdrojom vĺn ELF/VLF je podľa Stanfordskej VLF Group blesk. Vlny produkované bleskom sa môžu odrážať tam a späť medzi Zemou a ionosférou.
Rádiové pásma LF a MF zahŕňajú námorné a letecké rádio, ako aj komerčné rádio AM (amplitúdová modulácia). Rozhlasové pásma AM sú medzi 535 kHz a 1,7 megahertzov.
AM rádio má veľký dosah, najmä v noci, keď je ionosféra najlepšia pri získavaní vĺn späť na Zem. Je však vystavený rušeniu, ktoré ovplyvňuje kvalitu zvuku.
Keď je signál čiastočne blokovaný – napríklad budovou s kovovými stenami, ako je mrakodrap – hlasitosť zvuku sa zníži.
vyššie frekvencie
Pásma HF, VHF a UHF zahŕňajú FM rádio, televízne vysielanie, verejnoprávne rádio, mobilné telefóny a GPS (globálny systém určovania polohy). Tieto pásma zvyčajne používajú „frekvenčnú moduláciu“ (FM) na zakódovanie alebo potlačenie zvukového alebo dátového signálu na nosnú vlnu.
Pri frekvenčnej modulácii zostáva amplitúda (maximálny rozsah) signálu konštantná frekvencia sa mení, väčšia alebo menšia, rýchlosťou a veľkosťou zodpovedajúcou zvukovému signálu alebo údajov.
FM má za následok lepšiu kvalitu signálu ako AM, pretože faktory prostredia neovplyvňujú frekvenciu tak, ako to robia. ovplyvňujú amplitúdu a prijímač ignoruje zmeny amplitúdy, pokiaľ signál zostáva nad prahovou hodnotou Minimum. Frekvencie FM rádia sú medzi 88 megahertzmi a 108 megahertzmi.
krátkovlnné rádio
Krátkovlnné rádio používa frekvencie v rozsahu HF, od približne 1,7 megahertzov do 30 megahertzov, podľa National Association of Shortwave Broadcasters (NASB). V tomto rozsahu je krátkovlnné spektrum rozdelené do niekoľkých segmentov.
Podľa NASB sú po celom svete stovky krátkovlnných staníc. Krátkovlnné stanice je možné počuť na tisícky kilometrov, pretože signály sa odrážajú od ionosféry a odrážajú sa stovky či tisíce kilometrov od ich východiskového bodu.
vyššie frekvencie
SHF a EHF predstavujú najvyššie frekvencie v rádiovom pásme. Niekedy sa považujú za súčasť mikrovlnného pásma. Molekuly vo vzduchu majú tendenciu absorbovať tieto frekvencie, čo obmedzuje ich rozsah a aplikácie.
Ich krátke vlnové dĺžky však umožňujú nasmerovať signály do úzkych lúčov satelitných parabol. To umožňuje, aby medzi pevnými miestami prebiehala komunikácia s krátkym dosahom a veľkou šírkou pásma.
SHF, ktorý je menej ovplyvnený vzduchom ako EHF, sa používa pre aplikácie s krátkym dosahom, ako je Wi-Fi, Bluetooth a bezdrôtové USB (univerzálna sériová zbernica).
Môže fungovať iba na priamočiarych cestách, pretože vlny majú tendenciu odrážať sa od predmetov, ako sú autá, lode a lietadlá. Keďže vlny sa odrážajú od predmetov, SHF možno použiť aj pre radar.
astronomické zdroje
Vesmír je plný zdrojov rádiových vĺn: planét, hviezd, oblakov plynu a prachu, galaxií, pulzarov a dokonca aj čiernych dier. Ich štúdiom sa astronómovia môžu dozvedieť o pohybe a chemickom zložení týchto kozmických zdrojov, ako aj o procesoch, ktoré tieto emisie spôsobujú.
Rádioteleskop „vidí“ oblohu úplne inak, ako sa javí vo viditeľnom svetle. Namiesto toho, aby videl bodové hviezdy, rádioteleskop zachytáva vzdialené pulzary, oblasti tvoriace hviezdy a zvyšky supernov.
Rádiové teleskopy dokážu odhaliť aj kvazary, čo je skratka pre kvázi-hviezdne rádiové zdroje. Kvazar je neuveriteľne jasné galaktické jadro poháňané supermasívnou čiernou dierou.
Kvazary vyžarujú energiu cez EM spektrum, ale názov pochádza zo skutočnosti, že prvé identifikované kvazary vyžarujú prevažne rádiovú energiu. Kvazary sú vysoko energetické; niektoré vyžarujú 1000-krát viac energie ako celá Mliečna dráha.
Rádioastronómovia často kombinujú niekoľko menších ďalekohľadov do poľa, aby vytvorili jasnejší alebo vyšší rádiový obraz.
Napríklad rádioteleskop Very Large Array (VLA) v Novom Mexiku pozostáva z 27 antén usporiadaných do obrovského vzoru „Y“ s priemerom 36 kilometrov.