Радиовълни
от Уикипедия, свободната енциклопедия
 |
Тази статия се нуждае от подобрение. Необходимо е: форматиране, препратки. Ако желаете да помогнете на Уикипедия, просто щракнете на редактиране и нанесете нужните корекции. |
Радиовълните са електромагнитни вълни с дължина на вълната ламбда (λ) от 30 000 m до десети от милиметъра. Използват се за предаване на информация (говор, музика, изображения). Създават се около проводник, в който протича променлив ток с висока честота и се излъчват чрез предавателна антена. Характера на разпространението им е земната атмосфера зависи от дължината им. Попаднали върху приемна антена, индуктират в нея токове от вида на тези, от които са получени.
Радиовълните, както и другите електромагнитни вълни, се разпространяват в пространството със скоростта на светлината (300 000 км/сек). Основни свойства на радиовълните са отражение, пречупване, заглъхване, дифракция, интерференция и др.
Радиовълните се пренасят в пространстовото енергия, излъчена от генератор за електромагнитни трептения. Те се образуват при изменението на електрическото поле, например, когато през проводник преминава променлив електрически ток или когато през пространството прескачат искри, тоест ред бързо следващи се елетрически импулси.
Електромагнитното излъчване се характеризира с честота, дължина на вълната и мощност на преносимата енергия. Честотата на електромагнитните вълни показва, колко пъти в секунда се променя направлението на електрическия ток в излъчвателя и следователно, колко пъти в секунда се изменя във всяка точка на пространството величината на електрическото и магнитното поле. Честотите се измерват в Херци (Хц) - единици, наречени с името на немския учен Хайнрих Херц. 1 Херц е едно колебание (трептение) в секунда, 1 МегаХерц - милион колебания в секунда. Знаейки, че скоростта на движение на електромагнитните вълни е равна на скоростта на светлината, може да се определи разстоянието между точките в пространството, където електрическото (или магнитно) поле се намират в еднаква фаза. Това разстояние се нарича дължина на вълната.
Дължината (в метри) се изчислява по формулата:
или приблизително 
където f е честота на електромагнитното излъчване на МХц.
На честота 1 МХц съответства дължина на вълната от приблизително 300 м. С увеличаване на честотата, дължината на вълната намалява, и обратно, с намаляване на честотата, дължината става по-голяма. Дължината на радиовълната пряко определя размерите на прадавателните и примателни радиоантени.
Електромагнитните вълни свободно преодоляват въздуха или космическото пространство (вакуум), но ако на пътя им има метален проводник, антена или друго електропроводимо тяло, то вълните отдават част от своята енергия на този обект, създавайки, по този начин, променливо електричество в него. Винаги част от излъчената енергия се отразява от повърхностите. Върху това свойство е основана радиолокацията.
Друго полезно свойство на електромагнитните вълни (както и на всички други вълни) е тяхната способност да заобикалят тела по пътя си. Това е възможно само, ако телата са по-малки от дължината на вълната или са сравними с нея. Например, за да бъде засечен самолет, дължината на вълната на радиолокатора трябва да бъде по-малка от геометрическите размери на самолета (по-малка от 10 м). Ако тялото е по-голямо от дължината на вълната, то може да я отрази. Има, обаче, и случаи, в които тялото може и да не отрази радиовълната, например, ако е изградено по технологията „Stealth” ;)
Енергията, която пренасят електромагнитните вълни, зависи от мощността на генератора (предавател) и разстоянието до него. Научно, това звучи така: потокът енергия на единица площ е право-пропорционален на излъчената мощност и обратно-пропорционален на разстоянието до предавателя на квадрат. Това означава, че далечината на приемане зависи от мощността на предавателя, но в по-голяма степен, от разстоянието до него. Например, енергийния поток на електромагнитното излъчване от Слънцето на повърхността на Земята достига до 1 килоВат на квадратен метър, а потока енергия на средновълнова предавателна станция - едва хилядни или даже милионни части от Ват на квадратен метър.
Радиовълните се излъчват чрез антена и се разпространяват във вид на енергия на електромагнитното поле. И въпреки, че природата на радиовълните е една, тяхната способност за разпространение силно зависи от дължината на вълната. Земята представлява електрически проводник (макар и не добър) и преминавайки над повърхността ѝ, радиовълните постепенно отслабват. Това се дължи на факта, че елетромагнитните вълни предизвикват ток на повърхността на планетата, за което се губи и част от енергията. Тоест, енергията се поглъща от Земята, при това, толкова повече, колкото е по-къса вълната (по-висока честотата). Енергията отслабва още и защото радиоизлъчването се разпространява във всички посоки, и следователно, колкото по-отдалечен е приемника от предавателя, толкова по-малко енергия се пада на единиця площ и толкова по-малко попада в антената.
[редактиране] Разпределение на радиочестотния спектър
Радиовълните (радиочестоти), използвани в радиотехниката, заемат област, или спектър, от 10 000 м (30 КХц) до 0,1 мм (3 000 ГХц). Това е малка част от спектъра на електромагнитните вълни. След радиовълните, по намаляваща дължина следват инфрачервените лъчи, после е тесния участък на видимата светлина, след него ултравиолетовите, рентгеновите и гама лъченията. Всичко това са електромагнитни трептения с една природа, различаващи се само по дължина на вълната, и съответно - честотата. Въпреки, че Физиката разделя целия спектър на области, границите между тях са обозначени условно. Областите следват една след друга, а понякога даже се препокриват. Радиовълните се делят на:
- свръхдълги λ>10 000 m
- дълги λ=10 000-1000 m
- средни λ=1000-100 m
- къси λ=100-10 m
- ултракъси УКВ λ=10-1 m
- метрови λ=10-1 m
- дециметрови λ=100-10 сm
- сантиметрови λ=10-1 сm
- субмилиметрови λ<1 мm
Спектъра на радиовълните, използвани за обществено радиоразпръскване, е разпределен чрез международни съглашения, на отделни обхвати (диапазони):
| Честотна лента | Вълнов обхват (съкращение), предназначение |
|---|---|
| 148,5-285 кХц | Дълги вълни (ДВ/LW), наземно радиоразпръскване |
| 526,5-1606,5 кХц | Средни вълни (СВ/MW/AM), наземно радиоразпръскване |
| 3950-4063 кХц | Къси вълни (КВ/SW), 60 м, наземно радиоразпръскване |
| 5900-6200 кХц | Къси вълни (КВ/SW), 49 м, наземно радиоразпръскване |
| 7100-7350 кХц | Къси вълни (КВ/SW), 41 м, наземно радиоразпръскване |
| 9500-9900 кХц | Къси вълни (КВ/SW), 31 м, наземно радиоразпръскване |
| 11650-12075 кХц | Къси вълни (КВ/SW), 25 м, наземно радиоразпръскване |
| 13600-13800 кХц | Къси вълни (КВ/SW), 21 м, наземно радиоразпръскване |
| 15100-15600 кХц | Къси вълни (КВ/SW), 19 м, наземно радиоразпръскване |
| 17550-17900 кХц | Къси вълни (КВ/SW), 16 м, наземно радиоразпръскване |
| 21450-21850 кХц | Къси вълни (КВ/SW), 13 м, наземно радиоразпръскване |
| 25670-26100 кХц | Къси вълни (КВ/SW), 11 м, наземно радиоразпръскване |
| 87,5-108 мХц | Ултракъси вълни (УКВ/FM), наземно радиоразпръскване |
| 174-230 мХц | Ултракъси вълни (МВ/HF), 6-12 канал, наземно телевизионно разпръскване |
| 470-822 мХц | Ултракъси вълни (ДМВ/UHF), 21-68 канал, наземно телевизионно разпръскване |
| 11,7-12,5 гХц | Свръхкъси вълни (СКВ/Ku-Band), спътниково ТВ-радиоразпръскване |
| 40-42,5 гХц | Свръхкъси вълни (СКВ/Ka-Band), спътниково ТВ-радиоразпръскване |
| 84-86 гХц | Свръхкъси вълни (СКВ/Ki-Band), спътниково ТВ-радиоразпръскване |
