Дыяпазон радыёхваль і іх распаўсюд

У падручніках па фізіцы прыведзены мудрагелістыя формулы на тэму дыяпазону радыёхваль, якія часам не да канца зразумелыя нават людзям са спецыяльнай адукацыяй і вопытам працы. У артыкуле паспрабуем разабрацца з сутнасцю, не звяртаючыся да складанасцяў. Першым, хто выявіў радыёхвалі, быў Нікола Тэсла. У сваім часе, дзе адсутнічала высокатэхналагічнае абсталяванне, Цеслы не да канца разумеў, што гэта за з'ява, якое ён пасля назваў эфірам. Правадыр з пераменным электрычным токам з'яўляецца пачаткам радыёхвалі.

крыніцы радыёхваль

Да прыродных крыніцах радыёхваль ставяцца астранамічныя аб'екты і маланкі. Штучным выпраменьвальнікам радыёхваль з'яўляецца электрычны правадыр з рухомым ўнутры пераменным электрычным токам. Вагальная энергія высокачашчыннага генератара распаўсюджваецца ў навакольную прастору з дапамогай радыёантэна. Першым рабочым крыніцай радыёхваль быў радыёперадавальнік-радыёпрымач Папова. У гэтай прыладзе функцыю высокачашчыннага генератара выконваў высакавольтны назапашвальнік, падлучаны на антэну - вібратар Герца. Створаныя штучным спосабам радыёхвалі прымяняюцца для стацыянарнай і мабільнай радыёлакацыі, радыёвяшчання, радыёсувязі, спадарожнікаў сувязі, навігацыйных і камп'ютэрных сістэм.

дыяпазон радыёхваляў

Прымяняюцца ў радыёсувязі хвалі знаходзяцца ў дыяпазоне частот 30 кГц - 3000 Ггц. Зыходзячы з даўжыні і частоты хвалі, асаблівасцяў распаўсюджвання, дыяпазон радыёхваль падзяляецца на 10 поддиапазонов:

1. СДВ - звышдоўгіх.
2. ДВ - доўгія.
3. СВ - сярэднія.
4. КВ - кароткія.
5. УКХ - ўльтракароткія.
6. МВ - метровыя.
7. ДМВ - дэцыметровага.
8. СМВ - сантыметровыя.
9. ММВ - міліметровыя.
10. СММВ - субміліметровую

Дыяпазон частот радыёхваляў

Спектр радыёхваль ўмоўна падзелены на ўчасткі. У залежнасці ад частаты і даўжыні радыёхвалі падпадзяляюцца на 12 поддиапазонов. Дыяпазон частот радыёхваль ўзаемазвязаны з частатой пераменнага току сігналу. Частотныя дыяпазоны радыёхваляў ў міжнародным рэгламенце радыёсувязі прадстаўлены 12 найменнямі:

1. КНЧ - вельмі нізкія.
2. ЗНЧ - звышнізкія.
3. ИНЧ - инфранизкие.
4. ВНЧ - вельмі нізкія.
5. НЧ - нізкія частоты.
6. СЧ - сярэднія частоты.
7. ВЧ - высокія частоты.
8. ОВЧ - вельмі высокія.
9. УВЧ - Ультравысокія.
10. ЗВЧ - звышвысокія.
11. КВЧ - вельмі высокія.
12. ГВЧ - гипервысокие.

Пры павелічэнні частоты радыёхвалі яе даўжыня памяншаецца, пры памяншэнні частоты радыёхвалі - павялічваецца. Распаўсюджванне ў залежнасці ад сваёй даўжыні - гэта найважнейшая ўласцівасць радыёхвалі.

Распаўсюджванне радыёхваляў 300 МГц - 300 Ггц называюць звышвысокім ЗВЧ з прычыны іх даволі высокай частоты. Нават поддиапазоны вельмі шырокія, таму яны, у сваю чаргу, падзелены на прамежкі, у якія ўваходзяць пэўныя дыяпазоны тэлевізійныя і радыёвяшчальныя, для марской і касмічнай сувязі, наземнай і авіяцыйнай, для радыёлакацыі і радыёнавігацыі, для перадачы дадзеных медыцыны і гэтак далей. Нягледзячы на тое што ўвесь дыяпазон радыёхваль разбіты на вобласці, пазначаныя межы паміж імі з'яўляюцца ўмоўнымі. Ўчасткі ідуць адзін за адным бесперапынна, пераходзячы адзін у іншы, а часам і перакрываюцца.

Асаблівасці распаўсюджвання радыёхвалі

Распаўсюджванне радыёхваляў - гэта перадача энергіі пераменным электрамагнітным полем з аднаго ўчастка прасторы ў іншы. У вакууме Радыёхваля распаўсюджваюцца са хуткасцю святла. Пры ўздзеянні навакольнага асяроддзя на радыёхвалі распаўсюджванне радыёхваляў можа быць абцяжарана. Гэта выяўляецца ў скажэнні сігналаў, змене кірунку распаўсюджвання, запаволенні фазавай і групавой хуткасцях.

Кожная з разнавіднасцяў хваляў ўжываецца па-рознаму. Доўгія лепш могуць абыходзіць перашкоды. Гэта азначае, што дыяпазон радыёхваляў можа распаўсюджвацца па плоскасці зямлі і вады. Прымяненне доўгіх хваль шырока распаўсюджанае ў падводных і марскіх суднах, што дазваляе быць на сувязі ў любым пункце месцазнаходжання ў моры. На хвалю даўжынёй у шэсцьсот метраў з частатой пяцьсот кілогерц настроены прымачы усіх маякоў і выратавальныя станцый.

Распаўсюджванне радыёхваляў ў розных дыяпазонах залежыць ад іх частоты. Чым менш даўжыня і вышэй частата, тым прамей будзе шлях хвалі. Адпаведна, чым менш яе частата і больш даўжыня, тым яна больш здольная абгінаць перашкоды. Кожны дыяпазон даўжынь радыёхваль валодае сваімі асаблівасцямі распаўсюджвання, аднак на мяжы суседніх дыяпазонаў рэзкай змены адметных прыкмет не назіраецца.

характарыстыка распаўсюджвання

Звышдоўгіх і доўгія хвалі абгінаюць паверхню планеты, распаўсюджваючыся павярхоўнымі прамянямі на тысячы кіламетраў.

Сярэднія хвалі схільныя больш моцнаму паглынання, таму здольныя пераадольваць адлегласць толькі 500-1500 кіламетраў. Пры ўшчыльненні іёнасферы ў дадзеным дыяпазоне магчымая перадача сігналу прасторавым прамянём, які забяспечвае сувязь на некалькі тысяч кіламетраў.

Кароткія хвалі распаўсюджваюцца толькі на блізкія адлегласці з прычыны паглынання іх энергіі паверхняй планеты. Прасторавыя жа здольныя шматкроць адлюстроўвацца ад зямной паверхні і іёнасферы, пераадольваць вялікія адлегласці, ажыццяўляючы перадачу інфармацыі.

Сверхкороткое здольныя перадаваць вялікі аб'ём інфармацыі. Радыёхвалі гэтага дыяпазону пранікаюць скрозь іёнасферы у космас, таму для мэтаў наземнай сувязі практычна непрыдатныя. Павярхоўныя хвалі гэтых дыяпазонаў выпраменьваюцца прамалінейна, ня агінаючы паверхню планеты.

У аптычных дыяпазонах магчымая перадача гіганцкіх аб'ёмаў інфармацыі. Часцей за ўсё для сувязі выкарыстоўваецца трэці дыяпазон аптычных хваль. У атмасферы Зямлі яны схільныя згасання, таму ў рэальнасці перадаюць сігнал на адлегласць да 5 км. Затое выкарыстанне падобных сістэм сувязі пазбаўляе ад неабходнасці атрымліваць дазволу ад інспекцый па электрасувязі.

прынцып мадуляцыі

Для таго каб перадаць інфармацыю, радыёхвалю трэба мадуляваць сігналам. Перадатчык выпускае мадуляваныя радыёхвалі, гэта значыць змененыя. Кароткія, сярэднія і доўгія хвалі маюць амплітудную мадуляцыю, таму яны пазначаюцца як АМ. Перад мадуляцыяй апорная хваля рухаецца з пастаяннай амплітудай. Амплітудная мадуляцыя для перадачы змяняе яе па амплітудзе, адпаведна напругі сігналу. Амплітуда радыёхвалі змяняецца прама прапарцыйна напрузе сігналу. Ўльтракароткія хвалі маюць частотную мадуляцыю, таму яны пазначаюцца як ЧМ. Частотная мадуляцыя накладвае дадатковую частату, якая нясе інфармацыю. Для перадачы сігналу на адлегласць яго трэба промодулировать больш высокачашчынным сігналам. Для прыняцця сігналу трэба аддзяліць яго ад паднясучай хвалі. Пры частотнай мадуляцыі перашкод ствараецца менш, аднак радыёстанцыя вымушана вяшчаць на УКХ.

Фактары, якія ўплываюць на якасць і эфектыўнасць радыёхваляў

На якасць і эфектыўнасць прыёму радыёхваляў ўплывае метад накіраванага выпраменьвання. Прыкладам можа паслужыць спадарожнікавая антэна, якая накіроўвае выпраменьванне ў кропку знаходжання устаноўленага прыёмнага датчыка. Гэты метад дазволіў істотна рушыць наперад у галіне радыёастраноміі і зрабіць мноства адкрыццяў у навуцы. Ён адкрыў магчымасці стварэння спадарожнікавага вяшчання, перадачы дадзеных бесправадным метадам і многае іншае. Высветлілася, што радыёхвалі здольныя выпраменьваць Сонца, многія планеты, якія знаходзяцца па-за нашай Сонечнай сістэмы, а таксама касмічныя імглістасці і некаторыя зоркі. Мяркуецца, што за межамі нашай галактыкі існуюць аб'екты, якія валодаюць магутнымі радыёвыпраменьвання.

На далёкасць радыёхвалі, распаўсюджванне радыёхваляў аказваюць уплыў не толькі сонечнае выпраменьванне, але і метэаўмовы. Так, метровыя хвалі, па сутнасці, не залежаць ад метэаўмоў. А далёкасць распаўсюджвання сантымятровых моцна залежыць ад метэаўмоў. Адбываецца з-за таго, што воднай асяроддзі падчас дажджу або пры павышаным узроўні вільготнасці ў паветры кароткія хвалі рассейваюцца або паглынаюцца.

Таксама на іх якасць ўплываюць і перашкоды, якія апыняюцца на шляху. У такія моманты адбываецца заміранне сігналу, пры гэтым значна пагаршаецца чутнасць або наогул знікае на некалькі імгненняў і больш. Прыкладам можа паслужыць рэакцыя тэлевізара на пралятаў самалёт, калі міргае малюнак і з'яўляюцца белыя палосы. Гэта адбываецца за кошт таго, што хваля адлюстроўваецца ад самалёта і праходзіць міма антэны тэлевізара. Такія з'явы з тэлевізарамі і радыёперадатчыкамі часцей адбываюцца ў гарадах, паколькі дыяпазон радыёхваль адлюстроўваецца на будынках, вышынных вежах, павялічваючы шлях хвалі.