Technologia radiowa, transmisja i wykrywanie sygnałów komunikacyjnych składających się z fal elektromagnetycznych przemieszczających się w powietrzu w linii prostej lub przez odbicie od jonosfery lub satelity komunikacyjnego.
Podstawowe zasady fizyczne
Promieniowanie elektromagnetyczne obejmuje zarówno światło, jak i fale radiowe, i oba mają wiele wspólnych właściwości. Oba są propagowane w przestrzeni w przybliżeniu prostymi liniami z prędkością około 300 000 000 metrów (186 000 mil) na sekundę i mają amplitudy zmieniające się cyklicznie w czasie; to znaczy oscylują od zerowej amplitudy do maksimum iz powrotem. Liczba powtórzeń cyklu w ciągu jednej sekundy nazywana jest częstotliwością (symbolizowaną jako f) w cyklach na sekundę, a czas potrzebny do ukończenia jednego cyklu wynosi 1 / f sekund, czasami nazywany okresem. Dla upamiętnienia niemieckiego pioniera Heinricha Hertza, który przeprowadził niektóre wczesne eksperymenty radiowe, cykl na sekundę nazywa się teraz hercem, dlatego częstotliwość jednego cyklu na sekundę zapisuje się jako jeden herc (w skrócie Hz). Wyższe częstotliwości są skracane, jak pokazano w tabeli 3.
Terminy częstotliwości i ich skróty
| semestr | cykli na sekundę | skrót | odpowiednik |
|---|---|---|---|
| 1 herc | 1 | 1 Hz | |
| 1 kiloherc | 1000 | 1 kHz | 1000 Hz |
| 1 megaherc | 1 000 000 (10 6) | 1 MHz | 1000 kHz |
| 1 gigaherc | 1 000 000 000 (10 9) | 1 GHz | 1000 MHz |
Fala radiowa propagowana w przestrzeni będzie miała w dowolnym momencie zmianę amplitudy wzdłuż swojego kierunku podróży podobną do zmiany jej czasu, podobnie jak fala przemieszczająca się na jednolitej części wód. Odległość od jednego grzbietu fali do drugiego jest znana jako długość fali.
Długość fali i częstotliwość są powiązane. Dzieląc prędkość fali elektromagnetycznej (c) przez długość fali (oznaczoną grecką literą lambda, λ) daje częstotliwość: f = c / λ. Zatem długość fali 10 metrów ma częstotliwość 300 000 000 podzieloną przez 10 lub 30 000 000 herców (30 megaherców). Długość fali światła jest znacznie krótsza niż fali radiowej. W centrum widma światła długość fali wynosi około 0,5 mikrona (0,0000005 metra) lub częstotliwości 6 × 10 14 herców lub 600 000 gigaherców (jeden gigaherc równy 1 000 000 000 herców). Zazwyczaj przyjmuje się, że maksymalna częstotliwość w widmie radiowym wynosi około 45 gigaherców, co odpowiada długości fali około 6,7 milimetra. Fale radiowe mogą być generowane i wykorzystywane przy częstotliwościach poniżej 10 kiloherców (λ = 30 000 metrów).
Mechanizm propagacji fal
Fala radiowa składa się z pól elektrycznych i magnetycznych wibrujących wzajemnie pod kątem prostym do siebie w przestrzeni. Kiedy te dwa pola działają synchronicznie w czasie, mówi się, że znajdują się w fazie czasowej; tzn. oba osiągają razem maksima i minima i oba razem przechodzą przez zero. Wraz ze wzrostem odległości od źródła energii zwiększa się obszar, na który rozprowadzana jest energia elektryczna i magnetyczna, przez co zmniejsza się dostępna energia na jednostkę powierzchni. Intensywność sygnału radiowego, podobnie jak natężenie światła, maleje wraz ze wzrostem odległości od źródła.
Antena nadawcza to urządzenie, które rzutuje w przestrzeń energię o częstotliwości radiowej generowaną przez nadajnik. Antena może być zaprojektowana w taki sposób, aby koncentrować energię radiową w wiązce jak reflektor, a tym samym zwiększać jej skuteczność w danym kierunku (patrz elektronika).
