Радиоволны

История исследования

О радиоволнах впервые в своих работах в 1868 году рассказал Джеймс Максвелл. Он предложил уравнение, которое описывает световые и радиоволны, как волны электромагнетизма. В 1887 году Генрих Герц экспериментально подтвердил теорию Максвелла, получив в своей лаборатории радиоволны длиной в несколько десятков сантиметров.

ЧТО ТАКОЕ РАДИОВОЛНЫ

Радиоволны – это электромагнитное излучение с длинами волн 5·10−5—1010 метров и частотами, соответственно, от 6·1012 Гц и до нескольких Гц. Свет также относится к электромагнитным волнам, что и определяет их весьма схожие свойства (отражение, преломление, затухание и т.п.).

Радиоволны переносят через пространство энергию, излучаемую генератором электромагнитных колебаний. Появляются при изменении электрического поля, например, когда через проводник проходит переменный электрический ток или происходит ряд быстро следующих друг за другом импульсов тока (искры). Электромагнитное излучение характеризуется частотой, длиной волны и мощностью переносимой энергии.

Электромагнитные волны свободно проходят через воздух или вакуум. Но если на пути волны встречается металлический провод, антенна или любое другое проводящее тело, то они отдают ему свою энергию, вызывая тем самым в этом проводнике переменный электрический ток. Но не вся энергия волны поглощается проводником, часть ее отражается от поверхности (применение – радиолокация). Еще одним полезным свойством электромагнитных волн (впрочем, как и всяких других волн) является их способность огибать тела на своем пути. Но это возможно лишь в том случае, когда размеры тела меньше, чем длина волны, или сравнимы с ней. Например, чтобы обнаружить самолет, длина радиоволны локатора должна быть меньше его геометрических размеров.

Энергия, которую несут электромагнитные волны, зависит от мощности генератора (излучателя) и расстояния до него. Это звучит так: поток энергии, приходящийся на единицу площади, прямо пропорционален мощности излучения и обратно пропорционален квадрату расстояния до излучателя. Это значит, что дальность связи зависит от мощности передатчика, но в гораздо большей степени от расстояния до него. Например, поток энергии электромагнитного излучения Солнца на поверхность Земли достигает 1 киловатта на квадратный метр, а поток энергии средневолновой вещательной радиостанции – всего тысячные и даже миллионные доли ватта на квадратный метр.

СПОСОБЫ ПЕРЕДАЧИ

Чтобы радиоволны несли сигнал звуковой частоты, их модулируют.

Модуляция - процесс изменения одного или нескольких параметров высокочастотного несущего колебания по закону низкочастотного информационного сигнала.

Амплитудная модуляция (AM). Меняется только амплитуда несущей синусоидальных колебаний в соответствии с последовательностью передаваемой информации.

Частотная модуляция (FM). Под действием модулирующих сигналов меняется только частота несущей синусоидальных колебаний

Фазовая модуляция. В соответствии с последовательностью передаваемых информационных битов изменяется только фаза несущей синусоидальных колебаний

Прием сигнала в радиоприемнике сопровождается процессом демодуляции.

Демодуляция — процесс, обратный модуляции колебаний, преобразование модулированных колебаний высокой (несущей) частоты в колебания с частотой модулирующего сигнала. На принимающей станции из этих сложных колебаний с помощью специальных методов снова выделяют колебания низкой частоты, которые после усиления подаются на громкоговоритель.

ДИАПАЗОНЫ ЧАСТОТ И ДЛИНН ВОЛН

Радиоволны делятся на четыре основных частотных диапазона: длинные волны, средние волны, короткие волны и ультракороткие волны.

Длинные волны. Волны этого диапазона называются длинными, поскольку их низкой частоте соответствует большая длина волны. Они могут распространяться на тысячи километров, огибая земную поверхность. Поэтому многие международные радиостанции вещают на длинных волнах.

Средние волны распространяются не на очень большие расстояния, поскольку могут отражаться только от ионосферы. Передачи на средних волнах лучше принимают ночью, когда повышается отражательная способность ионосферного слоя. Это связано с тем, что ионосфера ионизируется солнечным излучением и с наступлением темноты постепенно теряет свою отражательную способность. Степень ионизации также зависит от солнечной активности, которая меняется в течение года и из года в год по семилетнему циклу.

Короткие волны многократно отражаются от поверхности Земли и от ионосферы, благодаря чему распространяются на очень большие расстояния. Передачи радиостанции, работающей на коротких волнах, можно принимать на другой стороне земного шара.

Ультракороткие волны (УКВ) могут отражаться только, от поверхности Земли и потому пригодны для вещания лишь на очень малые расстояния. На волнах УКВ-диапазона часто передают стереозвук, так как на них слабее помехи.

На рисунках вверху волна изображена в виде полосы, а вот как она выглядит на самом деле:

Длинные волны - - - - - Средние волны

150-300 кГц - - - - - 525 - 1700 кГц

(1000 - 2000 м) - - - - - (180 - 570 м)

Короткие волны- - - -Ультракороткие волны

2300-26 100 кГц - - - - - 87 - 108 МГц

(11 - 130 м) - - - - - (2,5 - 3,5 м)

Но эти диапазоны весьма обширны и, в свою очередь, разбиты на участки, куда входят так называемые радиовещательные и телевизионные диапазоны, диапазоны для наземной и авиационной, космической и морской связи, для передачи данных, для радиолокации и радионавигации и т.д. Каждой радиослужбе выделен свой участок диапазона или фиксированные частоты.

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B5%D0%BC%D0%BE%D0%B4%D1%83%D0%BB%D1%8F%D1%86%D0%B8%D1%8F