Радіохвилі є різновидом електромагнітного випромінювання. Вони найбільш відомі своїм використанням у комунікаційних технологіях, таких як телебачення, мобільні телефони та радіо. Ці пристрої приймають радіохвилі та перетворюють їх на механічні коливання в динаміку для створення звукових хвиль.
Радіочастотний спектр є відносно невеликою частиною електромагнітного (ЕМ) спектру. ЕМ-спектр зазвичай поділяють на сім областей у порядку зменшення довжини хвилі та збільшення енергії та частоти.
побачити більше
Співробітник забороняє дітям спати, коли вони приходять до дитячого садка
8 ознак, які свідчать про те, що у вашому...
Загальні позначення: радіохвилі, мікрохвилі, інфрачервоне (ІЧ), видиме світло, ультрафіолетове (УФ), рентгенівське та гамма-промені.
За даними NASA, радіохвилі мають найдовшу довжину хвилі в ЕМ-спектрі. Вони варіюються від приблизно 0,04 дюйма (1 міліметра) до понад 62 миль (100 кілометрів).
Вони також мають найнижчі частоти, приблизно від 3000 циклів на секунду, або 3 кілогерц, до приблизно 300 мільярдів герц, або 300 гігагерц.
Радіоспектр є обмеженим ресурсом, і його часто порівнюють із сільськогосподарськими угіддями. Так само, як фермери повинні організувати свої землі, щоб отримати найкращий урожай кількість і різноманіття, радіочастотний спектр має бути розподілений між користувачами якнайбільше ефективний.
У Бразилії Міністерство науки, технологій, інновацій та комунікацій керує розподілом частот у всьому радіоспектрі.
Відкриття
Шотландський фізик Джеймс Клерк Максвелл розробив єдину теорію електромагнетизму в 1870-х роках. Він передбачив існування радіохвиль.
У 1886 році Генріх Герц, німецький фізик, застосував теорію Максвелла до виробництва та прийому радіохвиль. Герц використовував прості побутові інструменти, включаючи індукційну котушку та лейденську банку (тип конденсатор, що складається зі скляної банки з шарами листя всередині та зовні) для створення хвиль електромагнітний.
Герц став першою людиною, яка передавала і приймала керовані радіохвилі. Одиниця частоти електромагнітної хвилі – один цикл в секунду – на його честь називається герц.
діапазони радіохвиль
Спектр радіочастот зазвичай поділяється на дев'ять діапазонів:
| Група | діапазон частот | діапазон довжин хвиль |
| Надзвичайно низька частота (ELF) | <3 кГц | > 100 км |
| Дуже низька частота (VLF) | від 3 до 30 кГц | від 10 до 100 км |
| Низька частота (LF) | від 30 до 300 кГц | від 1 м до 10 км |
| Середня частота (MF) | від 300 кГц до 3 МГц | 100 м до 1 км |
| Висока частота (HF) | від 3 до 30 МГц | Від 10 до 100 метрів |
| Дуже висока частота (УКХ) | від 30 до 300 МГц | від 1 до 10 м |
| Надвисока частота (UHF) | від 300 МГц до 3 ГГц | 10 см до 1 м |
| Надвисока частота (SHF) | від 3 до 30 ГГц | 1 до 1 см |
| Надзвичайно висока частота (КВЧ) | від 30 до 300 ГГц | від 1 мм до 1 см |
Від низьких до середніх частот
Радіохвилі ELF є найнижчими з усіх радіочастот. Вони мають велику дальність і корисні для зв'язку з підводними човнами та всередині шахт і печер.
За даними Stanford VLF Group, найпотужнішим природним джерелом хвиль ELF/VLF є блискавка. Хвилі, створювані блискавкою, можуть відскакувати вперед і назад між Землею та іоносферою.
Діапазони радіочастот НЧ і СЧ включають морське та авіаційне радіо, а також комерційне радіо AM (амплітудна модуляція). Діапазони AM-радіо від 535 кілогерц до 1,7 мегагерц.
АМ-радіо має великий діапазон, особливо вночі, коли іоносфера найкраще повертає хвилі на Землю. Однак він схильний до перешкод, які впливають на якість звуку.
Якщо сигнал частково заблокований – наприклад, будівлею з металевими стінами, як-от хмарочос – гучність звуку зменшується.
більш високі частоти
Діапазони HF, VHF і UHF включають FM-радіо, телевізійне мовлення, громадське радіо, стільникові телефони та GPS (систему глобального позиціонування). Ці діапазони зазвичай використовують «частотну модуляцію» (FM) для кодування або друкування аудіосигналу або сигналу даних на несучій хвилі.
При частотній модуляції амплітуда (максимальний діапазон) сигналу залишається постійною, поки частота змінюється, більша чи менша, зі швидкістю та величиною, що відповідають звуковому сигналу або даних.
FM забезпечує кращу якість сигналу, ніж AM, оскільки фактори навколишнього середовища не впливають на частоту так, як це роблять. вони впливають на амплітуду, і приймач ігнорує зміни амплітуди, поки сигнал залишається вище порогу мінімум. FM-радіочастоти знаходяться в діапазоні від 88 мегагерц до 108 мегагерц.
радіо на коротких хвилях
Короткохвильове радіо використовує частоти в діапазоні HF, приблизно від 1,7 мегагерц до 30 мегагерц, згідно з Національною асоціацією короткохвильових мовників (NASB). У цьому діапазоні короткохвильовий спектр ділиться на кілька сегментів.
За даними НАН України, у світі існують сотні короткохвильових станцій. Короткохвильові станції можна почути за тисячі кілометрів, тому що сигнали відбиваються від іоносфери та повертаються назад на сотні чи тисячі кілометрів від місця їх походження.
більш високі частоти
НВЧ і КВЧ представляють найвищі частоти в радіодіапазоні. Іноді їх вважають частиною мікрохвильового діапазону. Молекули в повітрі прагнуть поглинати ці частоти, що обмежує їх діапазон і застосування.
Однак їх коротка довжина хвилі дозволяє направляти сигнали у вузькі промені супутникових антен. Це дозволяє здійснювати зв’язок на короткій відстані з високою пропускною здатністю між фіксованими місцями.
SHF, на який повітря впливає менше, ніж на КВЧ, використовується для програм малого радіусу дії, таких як Wi-Fi, Bluetooth і бездротовий USB (універсальна послідовна шина).
Він може працювати лише на шляхах прямої видимості, оскільки хвилі, як правило, відбиваються від таких об’єктів, як автомобілі, човни та літаки. Оскільки хвилі відбиваються від об’єктів, SHF також можна використовувати для радара.
астрономічні джерела
Космос рясніє джерелами радіохвиль: планетами, зірками, хмарами газу та пилу, галактиками, пульсарами і навіть чорними дірами. Вивчаючи їх, астрономи можуть дізнатися про рух і хімічний склад цих космічних джерел, а також про процеси, які викликають ці викиди.
Радіотелескоп «бачить» небо зовсім інакше, ніж воно виглядає у видимому світлі. Замість того, щоб бачити загострені зірки, радіотелескоп знімає віддалені пульсари, області зореутворення та залишки наднових.
Радіотелескопи також можуть виявляти квазари, що є скороченням від квазізоряних радіоджерел. Квазар — це неймовірно яскраве галактичне ядро, що живиться від надмасивної чорної діри.
Квазари випромінюють енергію в ЕМ-спектрі, але назва походить від того факту, що перші ідентифіковані квазари випромінюють переважно радіоенергію. Квазари мають високу енергію; деякі випромінюють у 1000 разів більше енергії, ніж весь Чумацький Шлях.
Радіоастрономи часто об’єднують декілька менших телескопів у групу, щоб отримати чіткіше радіозображення з високою роздільною здатністю.
Наприклад, радіотелескоп Very Large Array (VLA) у Нью-Мексико складається з 27 антен, розташованих у формі величезної букви «Y», діаметром 36 кілометрів.
