Nos livros didáticos de física, fórmulas abstrusas são dadas sobre o tema do alcance das ondas de rádio, que às vezes não são totalmente compreendidas mesmo por pessoas com educação especial e experiência de trabalho. No artigo, tentaremos entender a essência sem recorrer a dificuldades. A primeira pessoa a descobrir as ondas de rádio foi Nikola Tesla. Em seu tempo, onde não havia equipamentos de alta tecnologia, Tesla não entendia completamente que tipo de fenômeno era, que mais tarde chamou de éter. Um condutor de corrente alternada é o início de uma onda de rádio.
Fontes de ondas de rádio
Fontes naturais de ondas de rádio incluem objetos astronômicos e raios. Um emissor artificial de ondas de rádio é um condutor elétrico com uma corrente elétrica alternada se movendo em seu interior. A energia oscilatória do gerador de alta frequência é distribuída no espaço circundante por meio de uma antena de rádio. A primeira fonte funcional de ondas de rádio foiO transmissor-receptor de rádio de Popov. Neste dispositivo, a função de gerador de alta frequência era desempenhada por um dispositivo de armazenamento de alta tensão conectado a uma antena - um vibrador Hertz. Ondas de rádio criadas artificialmente são usadas para radar estacionário e móvel, transmissão, comunicações de rádio, satélites de comunicação, navegação e sistemas de computador.
Banda de ondas de rádio
As ondas usadas nas comunicações de rádio estão na faixa de frequência de 30 kHz - 3000 GHz. Com base no comprimento de onda e na frequência da onda, características de propagação, o alcance da onda de rádio é dividido em 10 sub-bandas:
- SDV - extra longo.
- LW - longo.
- NE - média.
- SW - curto.
- VHF - ultra curto.
- MV - metros.
- UHF - decímetro.
- SMV - centímetro.
- MMV - mm.
- SMMW - submilímetro
Faixa de radiofrequência
O espectro das ondas de rádio é dividido condicionalmente em seções. Dependendo da frequência e comprimento da onda de rádio, eles são divididos em 12 sub-bandas. A faixa de frequência das ondas de rádio está relacionada à frequência do sinal AC. As faixas de frequência das ondas de rádio nos regulamentos internacionais de rádio são representadas por 12 nomes:
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ondas de rádio propagação de ondas de rádio ELF - extremamente baixo.
- VLF - ultra-baixo.
- INCH - infra-baixo.
- VLF - muito baixo.
- LF - baixas frequências.
- mid - frequências médias.
- HF− altas frequências.
- VHF - muito alto.
- UHF - ultra alto.
- Microondas - ultra alto.
- EHF - extremamente alto.
- HHF - hiper alto.
À medida que a frequência da onda de rádio aumenta, seu comprimento diminui, à medida que a frequência da onda de rádio diminui, ela aumenta. A propagação dependendo de seu comprimento é a propriedade mais importante de uma onda de rádio.
A propagação das ondas de rádio 300 MHz - 300 GHz é chamada de micro-ondas ultra- alta devido à sua frequência bastante alta. Mesmo as subfaixas são muito extensas, então elas, por sua vez, são divididas em intervalos, que incluem certas faixas para transmissão de televisão e rádio, para comunicações marítimas e espaciais, terrestres e aeronáuticas, para radar e radionavegação, para transmissão de dados médicos e assim por diante. sobre. Apesar do fato de que todo o alcance das ondas de rádio é dividido em regiões, os limites indicados entre eles são condicionais. As seções seguem umas às outras continuamente, passando uma para a outra, e às vezes se sobrepõem.
Características da propagação de ondas de rádio
A propagação de ondas de rádio é a transferência de energia por um campo eletromagnético alternado de uma parte do espaço para outra. No vácuo, uma onda de rádio viaja à velocidade da luz. As ondas de rádio podem ser difíceis de propagar quando expostas ao ambiente. Isso se manifesta na distorção do sinal, uma mudança na direção de propagação e uma desaceleração nas velocidades de fase e grupo.
Cada um dos tipos de ondaaplicados de diferentes maneiras. Os longos são mais capazes de contornar obstáculos. Isso significa que o alcance das ondas de rádio pode se propagar ao longo do plano da terra e da água. O uso de ondas longas é difundido em submarinos e embarcações marítimas, o que permite estar em contato em qualquer local do mar. Os receptores de todas as balizas e estações salva-vidas são sintonizados em um comprimento de onda de seiscentos metros com uma frequência de quinhentos quilohertz.
A propagação das ondas de rádio em diferentes faixas depende de sua frequência. Quanto menor o comprimento e quanto maior a frequência, mais reto será o caminho da onda. Assim, quanto menor a sua frequência e quanto maior o comprimento, mais capaz ele é de se curvar em torno de obstáculos. Cada faixa de comprimentos de onda de rádio tem suas próprias características de propagação, mas não há mudança acentuada nas características distintivas na fronteira das faixas vizinhas.
Característica de propagação
Ondas ultralongas e longas se curvam ao redor da superfície do planeta, espalhando-se pelos raios de superfície por milhares de quilômetros.
As ondas médias estão sujeitas a uma absorção mais forte, então elas só podem cobrir uma distância de 500-1500 quilômetros. Quando a ionosfera é densa nesta faixa, é possível transmitir um sinal por um feixe espacial, que fornece comunicação por vários milhares de quilômetros.
Ondas curtas se propagam apenas em distâncias curtas devido à absorção de sua energia pela superfície do planeta. Os espaciais são capazes de refletir repetidamente da superfície da terra e da ionosfera, superar longas distâncias,transmitindo informações.
Ultra-curtos são capazes de transmitir uma grande quantidade de informações. Ondas de rádio desta faixa penetram através da ionosfera no espaço, de modo que são praticamente inadequadas para comunicações terrestres. Ondas de superfície dessas faixas são emitidas em linha reta, sem curvar-se ao redor da superfície do planeta.
Grandes volumes de informação podem ser transmitidos em bandas ópticas. Na maioria das vezes, a terceira faixa de ondas ópticas é usada para comunicação. Na atmosfera da Terra, eles estão sujeitos a atenuação, então, na realidade, eles transmitem um sinal a uma distância de até 5 km. Mas o uso de tais sistemas de comunicação elimina a necessidade de obter permissão das inspetorias de telecomunicações.
Princípio de modulação
Para transmitir informações, uma onda de rádio deve ser modulada com um sinal. O transmissor emite ondas de rádio moduladas, ou seja, modificadas. Ondas curtas, médias e longas são moduladas em amplitude, por isso são chamadas de AM. Antes da modulação, a onda portadora se move com amplitude constante. A modulação de amplitude para transmissão altera-a em amplitude, correspondendo à tensão do sinal. A amplitude da onda de rádio muda em proporção direta à tensão do sinal. As ondas ultracurtas são moduladas em frequência, por isso são chamadas de FM. A modulação de frequência impõe uma frequência adicional que transporta informações. Para transmitir um sinal à distância, ele deve ser modulado com um sinal de frequência mais alta. Para receber um sinal, você precisa separá-lo da onda da subportadora. Com a modulação de frequência, cria-se menos interferência, mas a estação de rádio é forçadatransmitido em VHF.
Fatores que afetam a qualidade e eficiência das ondas de rádio
A qualidade e eficiência da recepção de ondas de rádio são influenciadas pelo método de radiação direcional. Um exemplo seria uma antena parabólica que envia radiação para o local de um sensor receptor instalado. Este método permitiu um progresso significativo no campo da radioastronomia e fez muitas descobertas na ciência. Ele abriu a possibilidade de criar transmissão via satélite, transmissão de dados sem fio e muito mais. Descobriu-se que as ondas de rádio são capazes de emitir o Sol, muitos planetas fora do nosso sistema solar, bem como nebulosas espaciais e algumas estrelas. Supõe-se que fora da nossa galáxia existam objetos com poderosas emissões de rádio.
O alcance da onda de rádio, a propagação das ondas de rádio é influenciada não apenas pela radiação solar, mas também pelas condições climáticas. Assim, as ondas do medidor, de fato, não dependem das condições climáticas. E a faixa de propagação do centímetro depende fortemente das condições climáticas. Isso se deve ao fato de que as ondas curtas são espalhadas ou absorvidas pelo ambiente aquático durante a chuva ou com o aumento da umidade do ar.
Além disso, sua qualidade é afetada por obstáculos no caminho. Nesses momentos, o sinal diminui e a audibilidade se deteriora significativamente ou desaparece completamente por alguns momentos ou mais. Um exemplo seria a reação da TV a uma aeronave sobrevoando quando a imagem pisca e aparecem barras brancas. Isso acontece devidoo fato de a onda ser refletida da aeronave e passar pela antena de TV. Tais fenômenos com televisores e transmissores de rádio são mais prováveis de ocorrer nas cidades, pois o alcance das ondas de rádio é refletido em prédios, torres altas, aumentando o caminho da onda.
