Радиоволны

Основные пункты

  • Наименьшие частоты именуется как «радио». Длина волны охватывает 1-100 км, а частота: 300ГГц – 3кГц.
  • Есть множество подкатегорий, включая AM и FM радио. Они способны генерироваться в природных источниках, вроде молнии или астрономического явления, а также искусственными, вроде радиостанций, спутников и сотовых телефонов.
  • АМ используют для транспортировки коммерческих радиосигналов (540-1600 кГц). Аббревиатура – амплитудная модуляция. Волны обладают стабильной частотой, но изменчивой амплитудой.
  • FM также применяют для коммерческих целей (88-108 МГц). Это частотная модуляция, где меняется частота, но остается стабильной амплитуда.

Биологические и экологические эффекты [ править ]

Радиоволны — это неионизирующее излучение , что означает, что у них недостаточно энергии для отделения электронов от атомов или молекул , их ионизации или разрыва химических связей , вызывающих химические реакции или повреждение ДНК . Основной эффект поглощения радиоволн материалами заключается в их нагревании, аналогично инфракрасным волнам, излучаемым такими источниками тепла, как обогреватель или дровяной камин. Колеблющееся электрическое поле волны заставляет полярные молекулы колебаться вперед и назад, повышая температуру; вот как микроволновкаготовит еду. Однако, в отличие от инфракрасных волн, которые в основном поглощаются поверхностью объектов и вызывают нагрев поверхности, радиоволны способны проникать через поверхность и отдавать свою энергию в материалы и биологические ткани. Глубина, на которую проникают радиоволны, уменьшается с их частотой, а также зависит от удельного сопротивления и диэлектрической проницаемости материала ; он задается параметром, называемым глубиной скин-слоя материала, то есть глубиной, на которой выделяется 63% энергии. Например, радиоволны (микроволны) с частотой 2,45 ГГц в микроволновой печи проникают в большинство пищевых продуктов примерно на 2,5–3,8 см (от 1 до 1,5 дюймов). Радиоволны применялись к телу в течение 100 лет в лечебной диатермии.для глубокого нагрева тканей тела, для усиления кровотока и заживления. Совсем недавно они использовались для создания более высоких температур при лечении гипертермией и для уничтожения раковых клеток. Взгляд на источник радиоволн с близкого расстояния, такой как волновод работающего радиопередатчика, может вызвать повреждение хрусталика глаза из-за нагрева. Достаточно сильный луч радиоволн может проникнуть в глаз и нагреть хрусталик настолько, что вызовет катаракту .

Поскольку эффект нагрева в принципе не отличается от других источников тепла, большинство исследований возможных опасностей для здоровья от воздействия радиоволн сосредоточено на «нетепловых» эффектах; имеют ли радиоволны какое-либо влияние на ткани, кроме того, что вызвано нагреванием. Радиочастотные электромагнитные поля были классифицированы Международным агентством по изучению рака (IARC) как имеющие «ограниченные доказательства» его воздействия на людей и животных. Существуют слабые механистические доказательства риска рака из-за личного воздействия RF-EMF от мобильных телефонов.

Радиоволны могут быть защищены от проводящего металлического листа или экрана, ограждение из листа или экрана называется клеткой Фарадея . Металлический экран защищает от радиоволн, а также сплошной лист, если отверстия в экране меньше примерно 1/20 длины волны.

Частотная зависимость

Радиоволны на разных частотах распространяются в атмосфере разными механизмами или способами:

Радиочастоты и их основной способ распространения
Группа Частота Длина волны Распространение через
ELF Чрезвычайно низкая частота 3–30 Гц 100 000–10 000 км Направляется между Землей и слоем D ионосферы.
SLF Сверхнизкая частота 30–300 Гц 10 000–1 000 км Направляется между Землей и ионосферой .
УНЧ Ультра низкая частота 0,3–3 кГц (300–3000 Гц) 1000–100 км Направляется между Землей и ионосферой .
VLF Очень низкая частота 3–30 кГц (3000–30 000 Гц) 100–10 км Направляется между Землей и ионосферой .
LF Низкая частота 30–300 кГц (30 000–300 000 Гц) 10–1 км

Направляется между Землей и ионосферой.

MF Средняя частота 300–3000 кГц ( 300000–3000000 Гц) 1000–100 м Наземные волны .

Ионосферная рефракция слоя E, F в ночное время, когда поглощение слоя D ослабевает.

HF Высокая частота ( короткая волна ) 3–30 МГц (3 000 000–30 000 000 Гц) 100–10 м Ионосферная рефракция в
слое Е.

F1, F2 слой ионосферной рефракции.

УКВ Очень высокая частота 30–300 МГц (30     000 000–300 000 000 Гц) 10–1 м Распространение в прямой видимости .

Нечастые Е ионосферный (Е с ) рефракцией . Необычно ионосферная рефракция в слое F2 во время высокой активности солнечных пятен до 50 МГц и редко до 80 МГц. Иногда тропосферные каналы или метеоритное рассеяние

УВЧ Сверхвысокая частота 300–3000 МГц (300     000 000–3 000 000 000 Гц) 100–10 см Распространение в прямой видимости . Иногда тропосферный воздуховод .
СВЧ Сверхвысокая частота 3–30 ГГц (3     000 000 000–30 000 000 000 Гц) 10–1 см Распространение в прямой видимости . Иногда .
EHF Чрезвычайно высокая частота 30–300 ГГц (30     000 000 000–300 000 000 000 Гц) 10–1 мм Распространение в пределах прямой видимости , ограниченное атмосферным поглощением до нескольких километров (миль)
THF Чрезвычайно высокая частота 0,3–3 ТГц (300     000 000 000–3 000 000 000 000 Гц) 1–0,1 мм Распространение в пределах прямой видимости , ограниченное атмосферным поглощением до нескольких метров.

Открытие и эксплуатация [ править ]

Радиоволны были впервые предсказаны математической работой, выполненной в 1867 году шотландским физиком-математиком Джеймсом Клерком Максвеллом . Его математическая теория, теперь называемая уравнениями Максвелла , предсказывала, что связанное электрическое и магнитное поле может перемещаться в пространстве как « электромагнитная волна ». Максвелл предположил, что свет состоит из электромагнитных волн очень короткой длины. В 1887 году немецкий физик Генрих Герц продемонстрировал реальность электромагнитных волн Максвелла, экспериментально генерируя радиоволны в своей лаборатории показав, что они проявляют те же волновые свойства, что и свет: стоячие волны , рефракция , дифракция и поляризация . Итальянский изобретатель Гульельмо Маркони разработал первые практичные радиопередатчики и приемники примерно в 1894–1895 годах. Он получил Нобелевскую премию по физике 1909 года за свои радиоработы. Радиосвязь начала использоваться в коммерческих целях примерно в 1900 году. Современный термин « радиоволна » заменил первоначальное название « волна Герца » примерно в 1912 году.

Частота электромагнитного излучения (радиоволны)

Электромагнитное излучение характеризуется частотой, длиной волны и мощностью переносимой энергии. Частота электромагнитного излучения показывает, сколько раз в секунду изменяется в излучателе направление электрического тока и, следовательно, сколько раз в секунду изменяется в каждой точке пространства величина электрического и магнитного полей. Измеряется частота электромагнитного излучения в герцах (Гц) – единицах названных именем великого немецкого ученого Генриха Рудольфа Герца. 1 Гц – это одно колебание в секунду, 1 мегагерц (МГц) – миллион колебаний в секунду. Это основная единица измерения для данного явления, (аналогично, например,  децибелу — единице уровней, затуханий и усилений). Электромагнитные волны, частота электромагнитного излучения которых условно ограничены 3000 ГГц, распространяются в пространстве без искусственного волновода. Нижняя граница радиоволн – 3 кГц – условная, установлена международными соглашениями. По длине волны диапазон радиоволн подразделяют на: мириаметровые (3—30 кГц), километровые (30—300 кГц), гектометровые (300—3000 кГц), декаметровые (3—30 МГц) и метровые (30—300 МГц), дециметровые (300—3000 МГц), сантиметровые (3—30 ГГц), миллиметровые (30—300 ГГц), децимиллиметровые (300—3000 ГГц).

Длина радиоволны

Длина радиоволны – это расстояние между двумя соседними максимально высокими или максимально низкими точками, расстояние, которое проходит волна за один период – за время одного колебания. Таким образом, длина радиоволны представляет собой расстояние между двумя соседними «возвышениями» или «впадинами» волны. Частота и длина радиоволны обратно пропорциональны друг другу. Поэтому, зная частоту и скорость распространения радиоволн, можно определить искомую величину. Длина радиоволны равна скорости распространения, поделенной на частоту. Как уже было описано, с увеличением частоты длина радиоволны уменьшается, с уменьшением – увеличивается

Знание длины волны очень важно при выборе антенны для радиосистемы, так как от нее напрямую зависит длина антенны. Энергия, которую несут радиоволны, зависит от мощности генератора (излучателя) и расстояния до него

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.

Специфика различных видов электромагнитных волн

Оптический диапазон характеризуется слабым взаимодействием света и вещества, а также тем, что в нем выполняются законы геометрической оптики.

Замечание 2

На частоты ниже оптического диапазона законы геометрической оптики уже не распространяются, а высокочастотное электромагнитное поле либо пронизывает вещество насквозь, либо разрушает его.

Видимый свет очень важен для всего живого на Земле, особенно для процессов фотосинтеза. Радиоволны активно применяются в телевидении, радиолокационных процессах, радиосвязи, т.к. это самые длинные волны спектра, которые могут быть легко сгенерированы с помощью колебательного контура (сочетания индуктивности и емкости). Радиоволны могут испускаться атомами и молекулами – это свойство находит применение в радиоастрономии.

Можно сформулировать общее утверждение, согласно которому источником электромагнитных волн являются частицы в атомах и ядрах. Они заряжены и движутся ускоренно.

В 1800 г. В. Гершель изучил на практике инфракрасную область спектра. Он расположил термометр ближе к красному краю спектра и увидел, что температура начала расти, значит, термометр нагрелся излучением, невидимым глазу. Инфракрасное излучение можно перевести в видимую часть диапазона с помощью специальных приборов (например, на этом свойстве основаны приборы ночного видения). Любое нагретое тело является источником инфракрасного излучения.

Ультрафиолетовое излучение было открыто И. Риттером. Он нашел невидимые глазу лучи за фиолетовой частью спектра и обнаружил, что они могут воздействовать на определенные химические соединения и убивать некоторые виды бактерий. Это свойство нашло широкое применение в медицине. Являясь частью солнечных лучей, ультрафиолет оказывает воздействие на человеческую кожу, способствуя ее потемнению (появлению загара).

В. Рентген в 1895 г. обнаружил еще один вид излучения, который был позже назван в его честь. Рентгеновские лучи не видны глазу и могут проходить через толстые слои непрозрачного вещества без значительного поглощения. Они также могут воздействовать на фотопленку и вызывать свечение некоторых видов кристаллов. Рентгеновские лучи широко применяются в области медицинской диагностики, а их способность воздействовать на живые организмы весьма значительна.

Определение 3

Гамма-излучением называется излучение, возникающее при возбуждении атомных ядер и взаимодействии элементарных частиц.

Гамма-излучение имеет наименьшую длину волны, следовательно, корпускулярные свойства у него наиболее выражены. Его принято рассматривать в качестве потока гамма-квантов. Существует перекрытие рентгеновских и гамма-волн в области длин 10-10-10-14 м.

Пример 1

Условие: объясните, что выступает в качестве излучателя для разных видов электромагнитных волн.

Решение

Электромагнитные волны всегда излучаются движущимися заряженными частицами. Они движутся ускоренно в атомах и ядрах, значит, именно там будет находиться источник волн. Радиоволны испускаются молекулами и атомами (единственный вид излучения, который можно воссоздать искусственным путем). Инфракрасное – за счет колебаний атомов в молекулах (здесь имеют место тепловые колебания, усиливающиеся с ростом температуры). Видимый свет создается отдельными возбужденными атомами. Ультрафиолетовый свет также является атомарным. Рентгеновские лучи создаются за счет взаимодействия электронов с высокой кинетической энергией с ядрами атомов, а также за счет собственного возбуждения ядер. Гамма-лучи образуются за счет возбужденных ядер и взаимном превращении элементарных частиц.

Пример 2

Условие: вычислите частоты волн в видимом диапазоне.

Решение

К видимому диапазону относятся волны, воспринимаемые человеческим глазом. Границы зрения индивидуальны и находятся в пределе λ=,38-,76 мкм.

В оптике используются два основных вида частот. Первая из них – круговая – может быть определена как ω=2πT (Т — период колебания волны). Вторая определяется как ν=1T.

Значит, мы можем связать одну частоту с другой при помощи следующего соотношения:

ω=2πν.

Зная, что скорость распространения электромагнитных волн в вакууме равна c=3·108 мс, запишем:

λ=сT→T=λc.

В этом случае для границ видимого диапазона получим:

ν=cλ, ω=2πcλ.

Поскольку мы не знаем длины волн видимого света, то:

ν1=3·108,38·10-6=7,9·1014 (Гц); v2=3·108,76·1016=3,9·1014 (Гц);ω1=2·3,14·7,9·1014=5·1015 (с-1); ω2=2·3,14·3,9·1014=2,4·1015 (с-1).

Ответ: 3,9·1014 Гц.

Всё ещё сложно?
Наши эксперты помогут разобраться

Все услуги

Решение задач

от 1 дня / от 150 р.

Курсовая работа

от 5 дней / от 1800 р.

Реферат

от 1 дня / от 700 р.

Устройства для обработки инфразвуковых волн.

Опубликовано: 11.03.2019

Пришло время рассказать об устройствах, используемых в инфразвуковой энергетике. В классификации приёмников (рис.65) они выделены в отдельную группу. Не думайте, если они названы «приёмники», то они только принимают энергию. Любой приёмник не только принимает энергию, но и переизлучает её. Например, радиоприёмник принимает электромагнитную энергию, а излучает звуковую. Звуковые макросхемы. Пирамида является усилительным элементом входящем в состав устройства, а при наличие внутренней положительной обратной связи(ПОС), она может быть генератором октавных энергий. Пирамида использует инфразвуковую(вибрационную, RE октавную энергию) потока, обычно реки(РЕ КАтящая) или ветра(ВЕрхний Ты Ре), она же является и блоком питания Читать дальше …

Радио FM

Также FM задействованы в коммерческих целях (88-109МГц). Это частотная модуляция, где волна обладает базовой частотой и модулируется по ней, формируя волну со стабильной амплитудой, но меняющейся частотой.

Частотная модуляция для FM. (а) – Несущая волна на базовой частоте станции. (b) – Звуковой сигнал на более низких частотах. (с) – Частота модулируется звуковым сигналом, не задевая амплитуду

Слышимые частоты располагаются в диапазоне до 20кГц, FM может опускаться до 0.020 МГц. Приемник настраивается на резонанс транспортируемой волны и обладает схемой, воспроизводящей информацию. FM не так сильно подвергается шуму сторонних радиоисточников. А вот АМ добавляет шум к амплитуде в качестве части информации.

Мобильные спутниковые станции Минобороны — помеха для 5G

Как уже отмечалось, земные станции и центры спутниковой связи могут быть как стационарными, так и мобильными. Стационарные центры и станции устанавливаются в специальных технических зданиях (незащищенных) или в подземных сооружениях (защищенные).

Мобильные станции могут быть оперативно транспортированы к месту развертывания и способны к автономной работе в полевых условиях либо в составе подвижного пункта управления. Основу таких станций составляют полевые станции, устанавливаемые на автомобилях и бронеобъектах, а также перевозимые в контейнерах или носимые.

При запуске сетей 5G для исключения создания помех стационарным станциям спутниковой связи можно будет рассчитать координационные зоны и обозначить их на карте. А вот для мобильных станций сделать это не представляется возможным в силу неопределенности мест их стояния.

Кроме того, в диапазоне 3,4-3,45 ГГц у Минобороны работают командно-измерительные станции (КИС), предназначенные для управления спутниковыми аппаратами и входящими в состав отдельного командно-измерительного комплекса (ОКИК). В свою очередь, такой комплекс входит в состав основных частей управления космическими аппаратами (НАКУ) Главного испытательного центра испытаний и управления космическими средствами им. Г.С. Титова.

НАКУ Минобороны управляет 85% российских космических аппаратов. Центр может управлять всеми типами спутников военного и двойного назначения и большинством спутников научного и социально-технического назначения. Также НАКУ используется при управлении объектами пилотируемых программ и дальнего космоса, которые не подчиняются Минобороны.

Примечания

  1. Регламент радиосвязи. Статьи. — Швейцария, Женева: МСЭ, 2012. Статья 1.5.
  2. Геннадиева Е. Г., Дождиков В. Г., Кульба А. В. и др. Краткий энциклопедический словарь по радиоэлектронике и радиопромышленности / Под ред. В. Н. Саблина. М.: Диво, 2006. С. 276.
  3. В. В. Никольский, Т. И. Никольская. Электродинамика и распространение радиоволн. М.: Наука, 1989. С. 467.
  4. М. П. Долуханов. Распространение радиоволн. М.: Сов. радио, 1972.
  5. Е. Г. Геннадиева, В. Г. Дождиков, А. В. Кульба, Ю. С. Лифанов, В. Н. Саблин, М. И. Салтан; под ред. В. Н. Саблина. Краткий энциклопедический словарь по радиоэлектронике и радиопромышленности. — Москва: Диво, 2006. — С. 276. — 286 с. — ISBN 5-87012-028-4 (В пер.).

Характеристики

Радиоволны в вакууме распространяются со скоростью света . При прохождении через материальную среду они замедляются в зависимости от проницаемости и диэлектрической проницаемости среды . Воздух достаточно разрежен, чтобы радиоволны в атмосфере Земли распространялись со скоростью, близкой к скорости света.
c{\ displaystyle c}

Длина волны — это расстояние от одного пика (гребня) электрического поля волны до следующего, и обратно пропорциональна частоте волны. Соотношение частоты и длины волны радиоволны, распространяющейся в вакууме или воздухе, равно
λ{\ displaystyle \ lambda} ж{\ displaystyle f}

λзнак равноcж ,{\ displaystyle \ lambda = {\ frac {\; c \;} {f}} ~,}

куда

c≈299,79×106 РС .{\ displaystyle c \ приблизительно 299,79 \ times 10 ^ {6} {\ text {m / s}} ~.}

Точно так же расстояние, на которое радиоволна проходит в вакууме за одну секунду, составляет 299 792 458 метров (983 571 056 футов), что является длиной волны радиосигнала в 1  герц . Радиоволна 1  мегагерц (средний диапазон AM ) имеет длину волны 299,79 м (983,6 фута).
c{\ Displaystyle \; с \;}

Поляризация

Как и другие электромагнитные волны, радиоволна имеет свойство, называемое поляризацией , которое определяется как направление колеблющегося электрического поля волны перпендикулярно направлению движения. Плоскополяризованная радиоволна имеет электрическое поле, которое колеблется в плоскости вдоль направления движения. В горизонтально поляризованной радиоволне электрическое поле колеблется в горизонтальном направлении. В вертикально поляризованной волне электрическое поле колеблется в вертикальном направлении. В волне с круговой поляризацией электрическое поле в любой точке вращается вокруг направления движения один раз за цикл. Правая круговая поляризация волна вращается в правом смысле о направлении движения, в то время как левая круговая поляризация волна вращается в противоположном смысле.

Антенна излучает поляризованные радиоволны, поляризация которых определяется направлением металлических элементов антенны. Например, дипольная антенна состоит из двух коллинеарных металлических стержней. Если стержни расположены горизонтально, он излучает радиоволны с горизонтальной поляризацией, а если стержни расположены вертикально, он излучает волны с вертикальной поляризацией. Антенна, принимающая радиоволны, должна иметь ту же поляризацию, что и передающая антенна, в противном случае будет наблюдаться серьезная потеря приема. Многие естественные источники радиоволн, такие как солнце, звезды и излучение черного тела от теплых объектов, излучают неполяризованные волны, состоящие из некогерентных коротковолновых последовательностей в равной смеси состояний поляризации.

Поляризация радиоволн определяется квантово-механическим свойством фотонов, называемым их спином . Фотон может иметь одно из двух возможных значений спина; он может вращаться в правом направлении относительно своего направления движения или в левом. Радиоволны с правой круговой поляризацией состоят из фотонов, вращающихся в правом направлении. Радиоволны с левой круговой поляризацией состоят из фотонов, вращающихся в левом направлении. Плоско поляризованные радиоволны состоят из фотонов в квантовой суперпозиции правого и левого спиновых состояний. Электрическое поле состоит из суперпозиции правого и левого вращающихся полей, в результате чего возникает плоское колебание.

Приложения

Телевещание в диапазоне УВЧ удовлетворило потребность в дополнительных эфирных телеканалах в городских районах. Сегодня большая часть полосы пропускания перераспределена для использования наземной мобильной радиосистемы , транкингового радио и мобильного телефона . Каналы УВЧ по-прежнему используются для цифрового телевидения .

Поскольку на частотах УВЧ передающие антенны достаточно малы для установки на портативных устройствах, спектр УВЧ используется во всем мире для систем наземной подвижной радиосвязи, двусторонних радиостанций, используемых для голосовой связи в коммерческих, промышленных, общественных и военных целях. Примеры персональных радиоканалов являются GMRS , PMR446 , и UHF CB . Некоторые беспроводные компьютерные сети используют частоты УВЧ. Широко распространенные сотовые сети GSM и UMTS используют сотовые частоты UHF .

Основные поставщики телекоммуникационных услуг развернули сотовые сети для передачи голоса и данных в диапазоне VHF / UHF. Это позволяет подключать мобильные телефоны и мобильные вычислительные устройства к коммутируемой телефонной сети общего пользования и Интернету .

Говорят, что УВЧ-радары эффективны для отслеживания истребителей-невидимок, если не бомбардировщиков-невидимок.

Wi-Fi работает на частотах 2412–2484 МГц. LTE также работает на частотах UHF.

Как освободить частоты для 5G?

Для того, чтобы освободить частоты от занимающих его пользователей, есть несколько различных путем. Можно подождать, пока завершить срок действия разрешений на использование соответствующих РЭС либо окончится срок эксплуатации оборудования. Но такой подход требует времени.

Можно перевести РЭС в другой частотный диапазон или в другую географическую локацию-но оба варианта являются достаточно трудоемкими. Есть также пути частичного высвобождения частот за счет перехода к более современным технологиям, перевод пользователей РЭС на альтернативные технологии (например, проводные) либо модернизация РЭС с целью исключения помех.

Наиболее же эффективный путь, как считают в НИИР — это досрочное прекращение работы с РЭС с выплатой его владельцам компенсаций или альтернативным вариантом продолжения работы соответствующего оператора. Но Закон «О связи» и другие действующие на сегодняшний день нормативные акты не позволяют досрочно принудительно прекратить действия радиочастотных присвоений в интересах гражданских потребителей.

В связи с этим, как полагают в НИИР, необходим комплекс экономических, организационных и конструктивно-технических мер, направленных на внедрение перспективных методов перераспределения радиочастотного спектра, его высвобождение и применение современных решений динамического доступа к совместно используемым полосам частот.

Примеры

Примеры выделенных радиодиапазонов

Название Полоса частот Длины волн Энергия фотона, эВ, E=hν{\displaystyle E=h\nu }
Диапазон средних волн (MW) 530—1610 кГц 565,65—186,21 м 2,19—6,66 нэВ
Диапазон коротких волн 5,9—26,1 МГц 50,8—11,49 м 24,4—107,9 нэВ
Гражданский диапазон 26,965—27,405 МГц 11,118—10,940 м 111,5—113,3 нэВ
Телевизионные каналы: с 1 по 5 48—100 МГц 6,25—3,00 м 198,5—413,6 нэВ
Кабельное телевидение 100—174 МГц
Телевизионные каналы: с 6 по 12 174—230 МГц 1,72—1,30 м 719,6—951,2 нэВ
Кабельное телевидение 230—855 МГц
Телевизионные каналы: с 21 по 39 470—622 МГц 6,38—4,82 дм 1,94—2,57 мкэВ
Диапазон ультракоротких волн (UKW) 62—108 МГц (кроме 76—90 МГц в Японии) 1 м 256,42—446,65 нэВ (кроме 314,31—372,21 нэВ)
ISM-диапазон 2—4 ГГц 15—7,5 см
Диапазоны военных частот 1.5—80 МГц
Диапазоны частот гражданской авиации 108—136 МГц
Морские и речные диапазоны 300-350 МГц

Диапазоны радиочастот в гражданской радиосвязи

В России для гражданской радиосвязи выделены три диапазона частот:

Название Полоса частот Описание
«11-метровый», Си-Би, Citizens’ Band — гражданский диапазон 27 МГц С разрешённой выходной мощностью передатчика до 10 Вт
«70 см», LPD, Low Power Device — маломощные устройства 433 МГц Выделено 69 каналов для носимых радиостанций с выходной мощностью не более 0,01 Вт
PMR, Personal Mobile Radio — персональные рации 446 МГц Выделено 8 каналов для носимых радиостанций с выходной мощностью не более 0,5 Вт

Некоторые диапазоны гражданской авиации

Полоса частот Описание
2182 кГц Аварийная частота, используется только для передачи сигналов SOS (MAYDAY)
74,8—75,2 МГц Маркерные радиомаяки
108—117,975 МГц Радиосистемы навигации и посадки.
118—135,975 МГц УКВ-радиосвязь (командная связь).
121,5 МГц Аварийная частота, используется только для передачи сигналов SOS (MAYDAY)
328,6—335,4 МГц Радиосистемы посадки (глиссадный канал)
960—1215 МГц Радионавигационные системы

Некоторые

Полоса частот Длины волн Описание
3—30 МГц HF, 100—10 м Радары береговой охраны, «загоризонтные» РЛС
50—330 МГц VHF, 6—0,9 м Обнаружение на больших дальностях, исследования земли
1—2 ГГц L, 30—15 см Наблюдение и контроль за воздушным движением
2—4 ГГц S, 15—7,5 см Управление воздушным движением, метеорология, морские радары
12—18 ГГц Ku, 2,5—1,67 см Картографирование высокого разрешения, спутниковая альтиметрия
27—40 ГГц Ka, 1,11—0,75 см Картографирование, управление воздушным движением на коротких дистанциях, специальные радары, управляющие дорожными фотокамерами

Как распространяются радиоволны?

Прямолинейное
распространение в однородной среде,
т.е. среде, свойства которой во всех
точках одинаковы.

Земная
поверхность оказывает сущест­венное
влияние на распространение радио­волн:

В полупроводящей
поверхности Земли радиоволны поглощаются;

При падении
на земную поверхность они отражаются;

Сферическая
форма земной поверхности препятствует
прямолинейному распространению
радиоволн.

Радиоволны,
распространяющиеся у поверхности земли
и, вследствие дифракции, частично
огибающие выпуклость земного шара,
называются поверхностными волнами.
Распространение поверхностных волн
сильно зависит от свойств земной
поверхности

Радиоволны,
распространяющиеся на большой высоте
в атмосфере и возвращающиеся на землю
вследствие отражения от атмосферных
неоднородностей, называются
пространственными волнами.

Частота электромагнитного излучения (радиоволны)

Электромагнитное излучение характеризуется частотой, длиной волны и мощностью переносимой энергии. показывает, сколько раз в секунду изменяется в излучателе направление электрического тока и, следовательно, сколько раз в секунду изменяется в каждой точке пространства величина электрического и магнитного полей. Измеряется частота электромагнитного излучения
в герцах (Гц) – единицах названных именем великого немецкого ученого Генриха Рудольфа Герца. 1 Гц – это одно колебание в секунду, 1 мегагерц (МГц) – миллион колебаний в секунду. Это основная единица измерения для данного явления, (аналогично, например, децибелу — единице уровней, затуханий и усилений). Электромагнитные волны, частота электромагнитного излучения
которых условно ограничены 3000 ГГц, распространяются в пространстве без искусственного волновода. Нижняя граница радиоволн – 3 кГц – условная, установлена международными соглашениями. По длине волны диапазон радиоволн подразделяют на: мириаметровые (3-30 кГц), километровые (30-300 кГц), гектометровые (300-3000 кГц), декаметровые (3-30 МГц) и метровые (30-300 МГц), дециметровые (300-3000 МГц), сантиметровые (3-30 ГГц), миллиметровые (30-300 ГГц), децимиллиметровые (300-3000 ГГц).

Длина радиоволны

Длина радиоволны
– это расстояние между двумя соседними максимально высокими или максимально низкими точками, расстояние, которое проходит волна за один период – за время одного колебания. Таким образом, длина радиоволны
представляет собой расстояние между двумя соседними «возвышениями» или «впадинами» волны. Частота и длина радиоволны обратно пропорциональны друг другу. Поэтому, зная частоту и скорость распространения радиоволн, можно определить искомую величину. Длина радиоволны равна скорости распространения, поделенной на частоту. Как уже было описано, с увеличением частоты длина радиоволны
уменьшается, с уменьшением – увеличивается

Знание длины волны очень важно при выборе антенны для радиосистемы, так как от нее напрямую зависит длина антенны. Энергия, которую несут радиоволны, зависит от мощности генератора (излучателя) и расстояния до него

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.

Как воздействуют радиоволны на облучаемый физический объект?

Проходящая в пространстве электромагнитная
волна возбуждает в проводнике (антенне)
колебательные движения электронов и
соответствующий ей переменный ток, но
часть энергии может отразиться.

6. Какие
радиоволны называют отраженными?

Радиоволны,
которые отразились от объектов, размеры
которых превышают длину волны радиоволны,
диэлектриков и слоев атмосферы,
проводников.

7. Что
такое поляризация радиоволны?

а) Поляризация
радиоволн определяется ориентировкой
вектора напряженности электрического
поля радиоволны в пространстве, причем
направление вектора определяет
направление поляризации Поляризация
радиоволны.

Б) Характеристика
радиоволны, определяющая направление
вектора напряженности электрического
поля

8. Что
такое вертикальная поляризация
радиоволны?

Вертикально
поляризованная волна – это электромагнитная
волна, вектор электрического поля
которой направлен перпендикулярно
относительно проводящей поверхности,
над которой она распространяется.

9. Что
такое горизонтальная поляризация
радиоволны?

Горизонтально
поляризованная волна – это электромагнитная
волна, вектор электрического поля
которой направлен параллельно относительно
проводящей поверхности, над которой
она распространяется.

10. Что
такое вращающаяся поляризация радиоволны?

Вращающаяся
поляризация – при этом типе поляризации
векторы электрического и магнитного
поля вращаются в плоскости распространения
радиоволны. Вращение их происходит по
синусоидальному закону с угловой
скоростью вращения равной угловой
частоте (т.е. вращение происходит с
частотой сигнала). Вращающейся поляризацией
могут обладать волны с круговой и
эллиптической поляризацией.

11. Что
называют амплитудой радиоволны?

Амплитуда —
это максимальное отклонение от положения
равновесия, амплитуда радиоволны
соответствует величине напряженности
электрического и магнитного поля.

12. Как
зависит амплитуда радиоволны от дальности
распространения?

Интенсивность
электромагнитной волны обратно
пропорциональна квадрату расстояния
до источника. Интенсивность гармонической
электромагнитной волны прямо
пропорциональна квадрату амплитуды
напряженности электрического поля.

13. Как
изменяется путь, проходимый радиоволной?

На проходимый
путь радиоволны влияет множество
факторов:

Отражение
и преломление
при переходе из одной
среды в другую. Угол падения равен углу
отражения.

Дифракция.
Встречая на своем пути непрозрачное
тело, радиоволны огибают его. Дифракция
проявляется в разной мере в зависимости
от соотношения геометрических размеров
препятствия и длины волны.

Рефракция.
В неоднородных средах, свойства которых
плавно изменяются от точки к точке,
радиоволны распространяются по
криволинейным траекториям. Чем резче
изменяются свойства среды, тем больше
кривизна траектории.

Полное
внутреннее отражение.
Если при переходе
из оптически более плотной среды в менее
плотную, угол падения превышает некоторые
критические значения, то луч во вторую
среду не проникает и полностью отражается
от границы раздела сред. Критический
угол падения называют углом полного
внутреннего отражения.

Интерференция.
Это явление наблюдается при сложении
в пространстве нескольких волн. В
различных точках пространства получается
увеличение или уменьшение амплитуды
результирующей волны в зависимости от
соотношения фаз складывающихся волн.