Радиоволны используются для беспроводной передачи звуковых сообщений или информации, для связи, а также для морской и авиационной навигации. Информация накладывается на электромагнитную несущую волну в виде амплитудной модуляции (АМ) или в виде частотной модуляции (ЧМ) или в цифровой форме (импульсная модуляция). Таким образом, передача включает в себя не одночастотную электромагнитную волну, а полосу частот, ширина которой пропорциональна плотности информации . Его ширина составляет около 10 000 Гц для телефона-20 000 Гц для высокоточного звука и пять мегагерц (МГц = один миллион герц) для телевидения высокой четкости. Эта ширина и снижение эффективности генерации электромагнитных волн с уменьшением частоты устанавливают нижний предел частоты для радиоволн около 10 000 Гц.
Поскольку электромагнитное излучение распространяется в свободном пространстве по прямой линии, ученые конца xix века подвергли сомнению усилия итальянского физика и изобретателя Гульельмо Маркони по созданию радио дальнего действия. Кривизна Земли ограничивает расстояние прямой видимости от вершины 100-метровой (330 футов) башни примерно до 30 км (19 миль). Неожиданный успех Маркони в передаче сообщений на расстояние более 2000 км (1200 миль) привел к открытию слоя Кеннелли-Хевисайда, более известного как ионосфера Эта область представляет собой слой толщиной около 300 км (190 миль), начинающийся примерно в 100 км (60 миль) над поверхностью Земли, в котором атмосфера частично ионизируется ультрафиолетовым светом Солнца, порождая достаточное количество электронов и ионов для воздействия на радиоволны. Из-за участия Солнца высота, ширина и степень ионизации стратифицированной ионосферы изменяются от дня к ночи и от лета к зиме.
Радиоволны, передаваемые антеннами в определенных направлениях, изгибаются или даже отражаются обратно на Землю ионосферой, как показано на рисунке, представленном ниже. Они могут отскакивать от Земли и многократно отражаться ионосферой, что делает возможным радиопередачу по всему земному шару. Дальняя связь дополнительно облегчается так называемой наземной волной Эта форма электромагнитной волны близко следует за поверхностью Земли, особенно над водой, в результате взаимодействия волны с земной поверхностью. Дальность действия земной волны (до 1600 км), а также изгиб и отражение небесной волны ионосферой зависят от частоты волн. В нормальных ионосферных условиях 40 МГц-это самая высокочастотная радиоволна, которая может быть отражена от ионосферы. Для того чтобы приспособить большую ширину полосы передаваемых сигналов, телевидение частоты обязательно выше 40 МГц. Поэтому телевизионные передатчики должны быть размещены на высоких башнях или на вершинах холмов.
Когда радиоволна проходит от передающей к приемной антенне, она может быть нарушена отражениями от зданий и других крупных препятствий. Возмущения возникают, когда несколько таких отраженных частей волны достигают приемной антенны и мешают приему волны. Радиоволны могут довольно хорошо проникать в непроводящие материалы, такие как дерево, кирпич и бетон. Они не могут проходить через электрические проводники, такие как вода или металлы. Выше ν = 40 МГц радиоволны из глубокого космоса могут проникать в атмосферу Земли. Это делает радиоастрономию возможны наблюдения с помощью наземных телескопов.
Всякий раз, когда требуется передача электромагнитной энергии из одного места в другое с минимальными потерями энергии и помехами , волны ограничиваются ограниченной областью с помощью проводов, коаксиальных кабелей и, в микроволновой области, волноводов. Неуправляемая или беспроводная передача, естественно, предпочтительна, когда расположение приемников не определено или их слишком много, как в случае радио-и телевизионной связи. Кабельное телевидение, как следует из названия, является исключением. В этом случае электромагнитное излучение передается коаксиальной кабельной системой пользователям либо от сообщества антенна или непосредственно от вещательных станций. Экранирование этой управляемой передачи от помех обеспечивает высокое качество сигналов.
На этом у меня все. Большое спасибо за прочтение! :)
Ставьте лайки, комментируйте, если вам нравятся статьи, связанные с радиотехникой и радиофизикой.
