Как работают мобильные телефоны?

С учетом того, что в 2014 году количество абонентов мобильной связи во всем мире составило около 7 миллиардов, сотовые телефоны стали универсальным и незаменимым инструментом в современной жизни. С помощью мобильного телефона вы можете разговаривать с кем угодно на планете практически из любого места. Но знаете ли вы, как работает ваш мобильный телефон?

В самом общем виде сотовый телефон - это, по сути, двусторонняя радиосвязь, состоящая из радиопередатчика и радиоприемника. Когда вы разговариваете с другом по мобильному телефону, ваш телефон преобразует ваш голос в электрический сигнал, который затем передается с помощью радиоволн на ближайшую вышку сотовой связи. Затем сеть вышек сотовой связи передает радиоволну на мобильный телефон вашего друга, который преобразует ее в электрический сигнал, а затем снова в звук. В базовой форме сотовый телефон работает как рация.

Помимо основной функции голосовых вызовов, большинство современных сотовых телефонов имеют дополнительные функции, такие как просмотр веб-страниц, фотографирование, игры, отправка текстовых сообщений и воспроизведение музыки. Более совершенные смартфоны могут выполнять аналогичные функции портативного компьютера.

Радиоволны

Сотовые телефоны используют радиоволны для связи. Радиоволны передают оцифрованный голос или данные в виде колеблющихся электрических и магнитных полей, называемых электромагнитным полем (ЭМП). Скорость колебаний называется частотой. Радиоволны несут информацию и распространяются по воздуху со скоростью света.

Сотовые телефоны передают радиоволны во всех направлениях. Волны могут быть поглощены и отражены окружающими объектами до того, как достигнут ближайшей вышки сотовой связи. Например, когда телефон кладут рядом с вашей головой во время разговора, значительная часть (во многих случаях более половины) излучаемой энергии поглощается вашей головой и телом. В этом случае большая часть энергии ЭДС сотового телефона тратится впустую и становится недоступной для связи.

Антенна

Сотовые телефоны содержат по крайней мере одну радиоантенну для передачи или приема радиосигналов. Антенна преобразует электрический сигнал в радиоволну (передатчик) и наоборот (приемник). Некоторые сотовые телефоны используют одну антенну в качестве передатчика и приемника, в то время как другие, например iPhone 5, имеют несколько передающих или приемных антенн.

Антенна - это металлический элемент (например, медь), имеющий определенный размер и форму для передачи и приема определенных частот радиоволн. В то время как сотовые телефоны старого поколения имеют внешние или съемные антенны, современные сотовые телефоны содержат более компактные антенны внутри устройства благодаря передовым антенным технологиям. Важно понимать, что любые металлические компоненты в устройстве (например, печатная плата и металлический корпус iPhone) могут взаимодействовать с передающей антенной (ами) и влиять на структуру передаваемого сигнала.

Многие современные смартфоны также содержат более одного типа антенн. В дополнение к антенне сотовой связи они также могут иметь антенны Wi-Fi, Bluetooth и / или GPS.

Связь

Как упоминалось ранее, сотовый телефон - это устройство двусторонней беспроводной связи, для работы которого требуется как входящий сигнал (прием), так и исходящий сигнал (передача). Величина принимаемого сигнала от вышки сотовой связи называется «силой сигнала», которая обычно обозначается «полосами» на вашем телефоне. Связь между сотовым телефоном и его сотовой сетью зависит от обоих сигналов и зависит от многих факторов, таких как расстояние между телефоном и ближайшей вышкой сотовой связи, количество препятствий между ними и беспроводная технология (например, GSM или CDMA ). Плохой прием (меньшее количество полосок) обычно указывает на большое расстояние и / или сильное прерывание сигнала между сотовым телефоном и вышкой сотовой связи.

Чтобы продлить срок службы батареи, сотовый телефон будет изменять мощность передаваемого сигнала и использовать только минимум, необходимый для связи с ближайшей вышкой сотовой связи. Когда у вашего сотового телефона плохая связь, он передает более сильный сигнал для подключения к вышке, и в результате ваша батарея разряжается быстрее. Вот почему хорошее соединение не только снижает количество пропущенных вызовов, но и экономит заряд батареи.