Радиоволна — radio wave

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.

Приемники инфразвука.(Часть четвертая)

Опубликовано: 24.01.2019

Камертонные инфразвуковые информационные приёмники. Камертонные приёмники — это монолитные или составные каменные конструкций имеющие заданные резонансные свойства. Эти приёмники не имеют воздушных резонаторов. Они устанавливаются в местах концентрации инфразвукового сигнала на неоднородностях среды распространения, а также возле крупных курганных приёмников. Позволяли получать инфразвуковую энергию на поверхности камня или концентрировать её в заданной точке(кромлех). Фигурные — это каменные инфразвуковые приёмники(колоссы), выполненные в виде скульптур или больших камней на каменных подставках. Устанавливались в культовых местах и возле храмов. Кромлехи — набор менгиров установленных в кольцо для синфазного усиления инфразвукового сигнала. Менгиры — одиночные вертикальные камни, Читать дальше …

Радиоволны: свойства и применение

Предыдущая

Следующая

Радиоволной называется электромагнитное излучение, длины волн которого варьируются от 5*10-5 до 1010 метров. Стоит подробнее поговорить об основных параметрах радиоволн, которые ограничивают сферу их применения в современной науке и технике.

Основные параметры радиоволн

Среди основных параметров радиоволн следует выделить следующие:

  • радиочастотный спектр. Это совокупность всех частот, которые установлены международными стандартами связи. Они могут быть использованы для функционирования радиоэлектронных средств и средств связи;
  • радиочастота. Это та частота, которая установлена для обозначения единичной составляющей радиочастотного спектра;
  • распределение полос радиочастот. То есть для каждого конкретного подразделения и вида деятельности выделяется отдельная частота, на которой эта служба работает.

Эти параметры радиоволн могут различаться для каждого конкретного случая.

Свойства и применение

Стоит поговорить подробнее об основных свойствах радиоволн. К ним можно отнести:

  • все радиоволны распространяются в однородной среде прямолинейно. При этом их скорость напрямую будет зависеть от плотности среды, в которой они распространяются;
  • если радиоволна распространяется в среде отличной от воздуха, то этот процесс сопровождается поглощением энергии;
  • если радиоволна переходит из одной среды в другую, то она преломляется и отражается;
  • если радиоволна распространяется в неоднородной среде, то ее траектория искажается;
  • радиоволнам свойственна дифракция, то есть огибание препятствий встречающихся на пути;
  • им свойственна интерференция, то есть сложение двух волн одной и той же частоты, которые созданы одним источником.

Теперь можно поговорить о применение радиоволн в современной технике.

Радиоволны широко распространены в радиолокации. Благодаря такому устройству можно наблюдать за предметами на большом расстоянии.

Благодаря радиоволнам у человечества появилась возможность передавать данные на огромные расстояния, при этом не нужно тянуть никаких кабелей. Радиоволны в настоящее время находят широкое распространение при различных исследования во врачебном деле. На их основе делаются различные установки, которые позволяют не только производить обследование человеческого тела, но и лечить его от различных болезней.

Не будь радиоволн, ни один человек никогда бы не узнал, что такое телевидение и радио. Именно они несут сигнал различных частот, которые затем воспринимаются антеннами и спутниковыми тарелками.

Оборонная промышленность очень сильно зависит от радиоволн. Они позволяют настраивать связь на огромных расстояниях, а также используются для наведения на цель.

Освещение очень важно для нормальной жизни и работы. При этом освещение с помощью солнца не всегда доступно по понятным причинам, поэтому часто используется искусственное освещение

читать далее

Для того, чтобы уразуметь понятие «сила тока», нужно знать что из себя представляет электрический ток.

читать далее

Коэффициент стоячей волны (иначе КСВ) – один из показателей, характеризующий свойства стоячей волны в каком-либо поле.

читать далее

Количество каналов

h22,0,0,0,0—>

Диапазон хороших колонок во многом зависит от количества каналов. Динамики разного размера способны воспроизводить только определенный диапазон частот. При этом наблюдается такая закономерность: чем больше диаметр, тем более басовито может «гудеть» такой излучатель.

p, blockquote11,0,0,0,0—>

Для того, чтобы передать звуковые частоты в полной мере, их разделяют по каналам, оснащая каждую несколькими динамиками под каждый диапазон. Сегодня самыми распространенными являются:

p, blockquote12,1,0,0,0—>

  • Двухканальные – один НЧ динамик, плюс излучатель для СЧ и ВЧ;
  • Трехканальные – по одному динамику на НЧ, СЧ и ВЧ.

Это касается не только стереофонических систем, но колонок 2.1. Разница лишь в том, что массивный НЧ динамик в последнем случае вынесен в отдельный корпус. Замечено, что звучит такая стереосистема лучше, так как «бочка» обычно располагается отдельно и не перебивает звук СЧ и ВЧ излучателей.Это же справедливо по отношению к колонкам 5 1. Конструкция фронтальных и тыльных колонок у них обычно не различается, поэтому они воспроизводят те же звуковые частоты.

p, blockquote13,0,0,0,0—>

Впрочем, на позиционирование источника звука при просмотре фильма на ПК или домашнем кинотеатре, это никак не влияет, а именно для этого и устанавливается такая акустика.

p, blockquote14,0,0,0,0—>

Связь для высших лиц государства в экстремальных условиях

Помимо обозначенных спутниковых систем, в диапазоне 3,4-3,9 ГГц также работает Единая система спутниковой связи (ЕССС). Она используется Минобороны и ФСО для выполнения различных задач в условиях, когда использование других средств связи становится неэффективным или невозможным. В том числе речь идет о предоставлении высшим лицам государства доступа к различным специальным информационным ресурсам, получения конфиденциальной информации и организации телекоммуникационного общения.

Радиоэлектронные средства Спецсвязи ФСО, относящиеся к фиксированной спутниковой службе, в основном сосредоточены в локальных группировках радиосредств в центрах специальной связи и информации, а также в центрах связи специального назначения, рассредоточенных по всей территории России. В диапазоне 3,4-3,8 ГГц ФСО использует различные типы РЭС спутниковой связи, размещенные как на стационарных объектах, так и в составе транспортных комплексов.

Большинство ЗССС спецпотребителей расположены за пределами крупных городов. В крупных населенных пунктах такие станции используются, в основном, в качестве резервных каналов связи. В случае использования ЗССС спутникового ресурса, арендованного у гражданских операторов, проблему совместимости с 5G можно решить за счет переназначения несущих частот за пределы диапазона 3,4-3,8 ГГц.

В случае же использования собственных спутников Минобороны ситуация осложняется ограниченностью бортовой емкости военных спутниковых аппаратов. Но, с учетом некритичности использования ЗССС в мирное время, в НИРР считают возможным создать каналы для оперативного взаимодействия между операторами 5G и силовиками при эксплуатации совпадающих частот.

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 …

Прямые режимы (прямая видимость)

Прямая видимость относится к радиоволнам, которые распространяются прямо по линии от передающей антенны к приемной антенне. Это не обязательно требует наличия очищенного пути обзора; на более низких частотах радиоволны могут проходить через здания, листву и другие препятствия. Это наиболее распространенный режим распространения в диапазоне ОВЧ и выше и единственно возможный режим в диапазоне СВЧ и выше. На поверхности Земли луч прямой видимости ограничен визуальным горизонтом примерно до 40 миль (64 км). Этот метод используется в сотовых телефонах , беспроводных телефонах , рациях , беспроводных сетях , двухточечных микроволновых радиорелейных линиях, FM и телевизионном радиовещании и радарах . Спутниковая связь использует более длинные пути прямой видимости; например, домашние спутниковые антенны принимают сигналы от спутников связи на высоте 22 000 миль (35 000 км) над Землей, а наземные станции могут связываться с космическими кораблями, находящимися в миллиардах миль от Земли.

Эффекты отражения от земли являются важным фактором при распространении в пределах прямой видимости в диапазоне ОВЧ. Интерференция между прямой видимостью луча и лучом, отраженным от земли, часто приводит к эффективному закону обратной четвертой степени ( 1 / расстояние 4 ) для излучения, ограниченного земной поверхностью.

Радиосвязь [ править ]

В системах радиосвязи информация передается в пространстве с помощью радиоволн. На передающей стороне информация, которая должна быть отправлена, в виде изменяющегося во времени электрического сигнала подается на радиопередатчик . Информация, называемая сигналом модуляции , может быть аудиосигналом, представляющим звук с микрофона , видеосигналом, представляющим движущиеся изображения с видеокамеры , или цифровым сигналом, представляющим данные с компьютера . В передатчике электронный генератор генерирует переменный ток.колеблющиеся на радиочастоте , называемые несущей волной, потому что они создают радиоволны, которые «переносят» информацию по воздуху. Информационный сигнал используется для модуляции несущей, изменяя некоторые ее аспекты, «совмещая» информацию с несущей. Модулированная несущая усиливается и подается на антенну . Осциллирующий ток толкает электроны в антенне вперед и назад, создавая колеблющиеся электрические и магнитные поля , которые излучают энергию от антенны в виде радиоволн. Радиоволны несут информацию к месту нахождения приемника.

В приемнике колеблющиеся электрические и магнитные поля входящей радиоволны толкают электроны в приемной антенне вперед и назад, создавая крошечное колебательное напряжение, которое является более слабой копией тока в передающей антенне. Это напряжение подается на радиоприемник , который извлекает информационный сигнал. Приемник сначала использует полосовой фильтр для отделения радиосигнала нужной радиостанции от всех других радиосигналов, принимаемых антенной, затем усиливает сигнал, чтобы он был сильнее, а затем, наконец, извлекает несущий информацию сигнал модуляции в демодулятор . Восстановленный сигнал отправляется на громкоговоритель илинаушник для воспроизведения звука или экран телевизора для воспроизведения видимого изображения или другие устройства. Цифровой сигнал данных подается на компьютер или микропроцессор , который взаимодействует с человеком-пользователем.

Радиоволны от многих передатчиков проходят по воздуху одновременно, не мешая друг другу. Они могут быть разделены в приемнике, потому что радиоволны каждого передатчика колеблются с разной скоростью, другими словами, каждый передатчик имеет разную частоту , измеряемую в килогерцах (кГц), мегагерцах (МГц) или гигагерцах (ГГц). Полосовой фильтр в приемнике состоит из колебательного контура , который действует как резонатор , аналогично камертон. Он имеет собственную резонансную частоту.при котором он колеблется. Резонансная частота устанавливается равной частоте желаемой радиостанции. Колеблющийся радиосигнал от желаемой станции заставляет настроенную схему колебаться в согласии, и она передает сигнал остальной части приемника. Радиосигналы на других частотах блокируются настроенной схемой и не передаются.

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.

Примеры.

Название Полоса частот Длины волн Энергия фотона, эВ, {\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—470 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      
Диапазоны военных частот 29.50—31.75 МГц    
Диапазоны частот гражданской авиации 108—136 МГц    
Морские и речные диапазоны      

Примеры выделенных радиодиапазонов.

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

Виды электромагнитного излучения

ЭМИ разделено на виды по характеристикам длины и частоты.

Длина волн колеблется в таких диапазонах:

  1. Радиоволны (от 0,1 мм до 10 км и более) делятся на короткие, ультракороткие, средние, длинные и сверхдлинные. Ультракороткие радиоволны относятся к сверхвысокочастотным (СВЧ) волнам.
  2. Инфракрасные лучи (от 1 мм до 780 нм).
  3. Ультрафиолетовые лучи (от 380 мм до 10 нм).
  4. Видимый свет (от 780 мм до 380 нм).
  5. Рентген-излучение (от 10 нм до 5 пм).
  6. Гамма-лучи (до 5 пм).

Частота волн варьируется от 30 кГц (для радиоволн) до 6×10¹9 Гц и более (для гамма-лучей).

Волны разной длины образуются разными способами:

  • рентгеновские появляются тогда, когда быстро движущиеся электроны переходят в состояние с меньшей энергией вследствие торможения;
  • ультрафиолетовое излучается вследствие движения ускоренных электронов;
  • инфракрасное излучение испускается раскаленными предметами;
  • радиоволны образуются из высокочастотных токов, движущихся по антеннам;
  • ионизирующее гамма-излучение испускается в процессе ядерных реакций.

Вышеперечисленные виды волн поглощаются веществами неодинаково: рентгеновские и гамма-волны проникают сквозь ткани организма и почти не поглощаются, инфракрасные лучи проходят сквозь ряд непрозрачных объектов, при поглощении происходит нагрев вещества.

Свойства электромагнитных волн

Важнейшим результатом, который вытекает из сформулированной Максвеллом теории электромагнитного поля, стало предсказание возможности существования электромагнитных волн. Электромагнитная волна – распространение электромагнитных полей в пространстве и во времени.

Источник электромагнитного поля – электрические заряды, движущиеся с ускорением.

Электромагнитные волны, в отличие от упругих (звуковых) волн, могут распространяться в вакууме или любом другом веществе.

Электромагнитные волны в вакууме распространяются со скоростью c=299 792 км/с, то есть со скоростью света.

В веществе скорость электромагнитной волны меньше, чем в вакууме. Соотношение между длиной волна, ее скоростью, периодом и частотой колебаний, полученные для механических волн выполняются и для электромагнитных волн:

Колебания вектора напряженности E и вектора магнитной индукции B происходят во взаимно перпендикулярных плоскостях и перпендикулярно направлению распространения волны (вектору скорости).

Электромагнитная волна переносит энергию.

Диапазон электромагнитных волн

Вокруг нас сложный мир электромагнитных волн различных частот: излучения мониторов компьютеров, сотовых телефонов, микроволновых печей, телевизоров и др. В настоящее время все электромагнитные волны разделены по длинам волн на шесть основных диапазонов.

Радиоволны – это электромагнитные волны (с длиной волны от 10000 м до 0,005 м), служащие для передачи сигналов (информации) на расстояние без проводов. В радиосвязи радиоволны создаются высокочастотными токами, текущими в антенне.

Электромагнитные излучения с длиной волны, от 0,005 м до 1 мкм, т.е. лежащие между диапазоном радиоволн и диапазоном видимого света, называются инфракрасным излучением. Инфракрасное излучение испускают любые нагретые тела. Источником инфракрасного излучения служат печи, батареи, электрические лампы накаливания. С помощью специальных приборов инфракрасное излучение можно преобразовать в видимый свет и получать изображения нагретых предметов в полной темноте.

К видимому свету относят излучения с длиной волны примерно 770 нм до 380 нм, от красного до фиолетового цвета. Значение этого участка спектра электромагнитных излучений в жизни человека исключительно велико, так как почти все сведения об окружающем мире человек получает с помощью зрения.

Невидимое глазом электромагнитное излучение с длиной волны меньше, чем у фиолетового цвета, называют ультрафиолетовым излучением. Оно способно убивать болезнетворные бактерии.

Рентгеновское излучение невидимо глазом. Оно проходит без существенного поглощения через значительные слои вещества, непрозрачного для видимого света, что используют для диагностики заболеваний внутренних органов.

Гамма-излучением называют электромагнитное излучение, испускаемое возбужденными ядрами и возникающее при взаимодействии элементарных частиц.