Dalam buku teks fisika, rumus-rumus muskil diberikan tentang topik jangkauan gelombang radio, yang terkadang tidak sepenuhnya dipahami bahkan oleh orang-orang dengan pendidikan khusus dan pengalaman kerja. Dalam artikel ini kami akan mencoba memahami esensi tanpa menggunakan kesulitan. Orang pertama yang menemukan gelombang radio adalah Nikola Tesla. Pada masanya, di mana tidak ada peralatan berteknologi tinggi, Tesla tidak sepenuhnya memahami fenomena seperti apa itu, yang kemudian disebut eter. Konduktor arus bolak-balik adalah awal dari gelombang radio.
Sumber gelombang radio
Sumber gelombang radio alami termasuk objek astronomi dan kilat. Pemancar gelombang radio buatan adalah konduktor listrik dengan arus listrik bolak-balik yang bergerak di dalamnya. Energi osilasi generator frekuensi tinggi didistribusikan ke ruang sekitarnya melalui antena radio. Sumber kerja pertama dari gelombang radio adalahPemancar-penerima radio Popov. Pada perangkat ini, fungsi generator frekuensi tinggi dilakukan oleh perangkat penyimpanan tegangan tinggi yang terhubung ke antena - vibrator Hertz. Gelombang radio yang dibuat secara artifisial digunakan untuk radar stasioner dan bergerak, penyiaran, komunikasi radio, satelit komunikasi, navigasi, dan sistem komputer.
pita gelombang radio
Gelombang yang digunakan dalam komunikasi radio berada pada rentang frekuensi 30 kHz - 3000 GHz. Berdasarkan panjang gelombang dan frekuensi gelombang, fitur propagasi, rentang gelombang radio dibagi menjadi 10 sub-band:
- SDV - ekstra panjang.
- LW - panjang.
- NE - rata-rata.
- SW - pendek.
- VHF - sangat pendek.
- MV - meter.
- UHF - desimeter.
- SMV - sentimeter.
- MMV - mm.
- SMMW - submilimeter
Rentang frekuensi radio
Spektrum gelombang radio secara kondisional dibagi menjadi beberapa bagian. Tergantung pada frekuensi dan panjang gelombang radio, mereka dibagi menjadi 12 subband. Rentang frekuensi gelombang radio terkait dengan frekuensi sinyal AC. Rentang frekuensi gelombang radio dalam peraturan radio internasional diwakili oleh 12 nama:
-
perambatan gelombang radio gelombang radio ELF - sangat rendah.
- VLF - sangat rendah.
- INCH - infra-rendah.
- VLF - sangat rendah.
- LF - frekuensi rendah.
- frekuensi menengah - menengah.
- HFfrekuensi tinggi.
- VHF - sangat tinggi.
- UHF - sangat tinggi.
- Microwave - sangat tinggi.
- EHF - sangat tinggi.
- HHF - hiper tinggi.
Semakin tinggi frekuensi gelombang radio, semakin kecil panjangnya, semakin rendah frekuensi gelombang radio semakin bertambah. Propagasi tergantung pada panjangnya adalah properti terpenting dari gelombang radio.
Perambatan gelombang radio 300 MHz - 300 GHz disebut gelombang mikro ultra-tinggi karena frekuensinya yang agak tinggi. Bahkan subbands sangat luas, sehingga mereka, pada gilirannya, dibagi menjadi interval, yang mencakup rentang tertentu untuk siaran televisi dan radio, untuk komunikasi maritim dan ruang angkasa, terestrial dan penerbangan, untuk navigasi radar dan radio, untuk transmisi data medis dan sebagainya. pada. Terlepas dari kenyataan bahwa seluruh rentang gelombang radio dibagi menjadi beberapa wilayah, batas yang ditunjukkan di antara mereka bersyarat. Bagian-bagian tersebut mengikuti satu sama lain terus menerus, melewati satu ke yang lain, dan kadang-kadang tumpang tindih.
Fitur perambatan gelombang radio
Perambatan gelombang radio adalah transfer energi oleh medan elektromagnetik bolak-balik dari satu bagian ruang ke bagian lain. Dalam ruang hampa, gelombang radio bergerak dengan kecepatan cahaya. Gelombang radio mungkin sulit untuk merambat ketika terkena lingkungan. Ini memanifestasikan dirinya dalam distorsi sinyal, perubahan arah propagasi, dan perlambatan fase dan kecepatan grup.
Masing-masing jenis gelombangditerapkan dengan cara yang berbeda. Yang panjang lebih mampu melewati rintangan. Ini berarti bahwa jangkauan gelombang radio dapat merambat di sepanjang bidang darat dan air. Penggunaan gelombang panjang tersebar luas di kapal selam dan kapal laut, yang memungkinkan Anda untuk berhubungan di lokasi mana pun di laut. Penerima dari semua suar dan stasiun penyelamat hidup disetel ke panjang gelombang enam ratus meter dengan frekuensi lima ratus kilohertz.
Perambatan gelombang radio dalam rentang yang berbeda tergantung pada frekuensinya. Semakin pendek panjangnya dan semakin tinggi frekuensinya, semakin lurus jalur gelombangnya. Dengan demikian, semakin rendah frekuensinya dan semakin besar panjangnya, semakin mampu membengkok di sekitar rintangan. Setiap rentang panjang gelombang radio memiliki karakteristik propagasinya sendiri, tetapi tidak ada perubahan tajam dalam fitur pembeda di perbatasan rentang tetangga.
Karakteristik propagasi
Gelombang ultra-panjang dan panjang melengkung di sekitar permukaan planet, menyebar oleh sinar permukaan sejauh ribuan kilometer.
Gelombang sedang memiliki daya serap yang lebih kuat, sehingga hanya dapat menempuh jarak 500-1500 kilometer. Ketika ionosfer padat dalam kisaran ini, dimungkinkan untuk mengirimkan sinyal melalui berkas ruang angkasa, yang menyediakan komunikasi lebih dari beberapa ribu kilometer.
Gelombang pendek hanya merambat dalam jarak pendek karena penyerapan energinya oleh permukaan planet. Yang spasial mampu berulang kali mencerminkan dari permukaan bumi dan ionosfer, mengatasi jarak jauh,dengan mengirimkan informasi.
Ultra-short mampu mengirimkan sejumlah besar informasi. Gelombang radio dalam kisaran ini menembus ionosfer ke luar angkasa, sehingga praktis tidak cocok untuk komunikasi terestrial. Gelombang permukaan dari rentang ini dipancarkan dalam garis lurus, tanpa membengkok di sekitar permukaan planet.
Informasi dalam jumlah besar dapat ditransmisikan dalam pita optik. Paling sering, rentang ketiga gelombang optik digunakan untuk komunikasi. Di atmosfer bumi, mereka mengalami pelemahan, sehingga pada kenyataannya mereka mengirimkan sinyal pada jarak hingga 5 km. Tetapi penggunaan sistem komunikasi seperti itu menghilangkan kebutuhan untuk mendapatkan izin dari inspektorat telekomunikasi.
Prinsip modulasi
Untuk mengirimkan informasi, gelombang radio harus dimodulasi dengan sinyal. Pemancar memancarkan gelombang radio termodulasi, yaitu dimodifikasi. Gelombang pendek, menengah dan panjang dimodulasi amplitudo, sehingga disebut sebagai AM. Sebelum modulasi, gelombang pembawa bergerak dengan amplitudo konstan. Modulasi amplitudo untuk transmisi mengubahnya dalam amplitudo, sesuai dengan tegangan sinyal. Amplitudo gelombang radio berubah sebanding dengan tegangan sinyal. Gelombang ultrashort dimodulasi frekuensi, sehingga disebut sebagai FM. Modulasi frekuensi membebankan frekuensi tambahan yang membawa informasi. Untuk mengirimkan sinyal melalui jarak, itu harus dimodulasi dengan sinyal frekuensi yang lebih tinggi. Untuk menerima sinyal, Anda perlu memisahkannya dari gelombang subcarrier. Dengan modulasi frekuensi, lebih sedikit gangguan yang dibuat, tetapi stasiun radio dipaksadisiarkan di VHF.
Faktor yang mempengaruhi kualitas dan efisiensi gelombang radio
Kualitas dan efisiensi penerimaan gelombang radio dipengaruhi oleh metode radiasi terarah. Contohnya adalah parabola yang mengirimkan radiasi ke lokasi sensor penerima yang terpasang. Metode ini memungkinkan kemajuan yang signifikan di bidang astronomi radio dan membuat banyak penemuan dalam sains. Dia membuka kemungkinan untuk membuat siaran satelit, transmisi data nirkabel, dan banyak lagi. Ternyata gelombang radio mampu memancarkan Matahari, banyak planet di luar tata surya kita, serta nebula luar angkasa dan beberapa bintang. Diasumsikan bahwa di luar galaksi kita ada objek dengan emisi radio yang kuat.
Jangkauan gelombang radio, perambatan gelombang radio tidak hanya dipengaruhi oleh radiasi matahari, tetapi juga oleh kondisi cuaca. Jadi, gelombang meter sebenarnya tidak bergantung pada kondisi cuaca. Dan kisaran rambat sentimeter sangat tergantung pada kondisi cuaca. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa gelombang pendek dihamburkan atau diserap oleh lingkungan perairan selama hujan atau dengan peningkatan tingkat kelembaban di udara.
Juga, kualitas mereka dipengaruhi oleh rintangan di jalan. Pada saat-saat seperti itu, sinyal memudar, dan kemampuan mendengar menurun secara signifikan atau menghilang sama sekali selama beberapa saat atau lebih. Contohnya adalah reaksi TV terhadap pesawat terbang yang terbang tinggi ketika gambar berkedip dan garis putih muncul. Hal ini terjadi karenafakta bahwa gelombang dipantulkan dari pesawat dan melewati antena TV. Fenomena seperti itu dengan televisi dan pemancar radio lebih mungkin terjadi di kota-kota, karena jangkauan gelombang radio tercermin pada gedung-gedung, menara-menara bertingkat, meningkatkan jalur gelombang.
