U udžbenicima fizike daju se nejasne formule na temu opsega radio talasa, koje ponekad ne razumeju u potpunosti čak ni ljudi sa posebnim obrazovanjem i radnim iskustvom. U članku ćemo pokušati razumjeti suštinu bez pribjegavanja poteškoćama. Prva osoba koja je otkrila radio talase bio je Nikola Tesla. U svoje vreme, gde nije bilo visokotehnološke opreme, Tesla nije u potpunosti razumeo o kakvoj se pojavi reč, koju je kasnije nazvao etar. Provodnik naizmenične struje je početak radio talasa.
Izvori radio talasa
Prirodni izvori radio talasa uključuju astronomske objekte i munje. Umjetni emiter radio valova je električni provodnik u kojem se kreće naizmjenična električna struja. Oscilatorna energija visokofrekventnog generatora distribuira se u okolni prostor pomoću radio antene. Prvi radni izvor radio talasa bio jePopovov radio predajnik-prijemnik. U ovom uređaju funkciju visokofrekventnog generatora obavljao je visokonaponski uređaj za skladištenje povezan na antenu - Hertz vibrator. Vještački stvoreni radio talasi se koriste za stacionarne i mobilne radare, emitovanje, radio komunikacije, komunikacione satelite, navigacione i kompjuterske sisteme.
Radio talasni opseg
Talasi koji se koriste u radio komunikacijama su u frekvencijskom opsegu od 30 kHz - 3000 GHz. Na osnovu talasne dužine i frekvencije talasa, karakteristika prostiranja, opseg radio talasa je podeljen u 10 podopsega:
- SDV - ekstra dugo.
- LW - long.
- NE - prosjek.
- SW - kratko.
- VHF - ultra kratko.
- MV - metri.
- UHF - decimetar.
- SMV - centimetar.
- MMV - mm.
- SMMW - submilimetar
Radio frekvencijski opseg
Spektar radio talasa je uslovno podeljen na sekcije. Ovisno o frekvenciji i dužini radio talasa, dijele se u 12 podopsega. Frekvencijski opseg radio talasa povezan je sa frekvencijom AC signala. Frekvencijski opsezi radio talasa u međunarodnim radio propisima predstavljeni su sa 12 naziva:
-
radio talasi širenje radio talasa ELF - izuzetno nisko.
- VLF - ultra-nisko.
- INCH - infra-nisko.
- VLF - vrlo nisko.
- LF - niske frekvencije.
- srednje - srednje frekvencije.
- HF− visoke frekvencije.
- VHF - vrlo visoko.
- UHF - ultra visoko.
- Mikrovalna - ultra visoka.
- EHF - izuzetno visoko.
- HHF - hiper visoko.
Kako se frekvencija radio talasa povećava, njegova dužina se smanjuje, kako se frekvencija radio talasa smanjuje, ona se povećava. Širenje u zavisnosti od njegove dužine je najvažnije svojstvo radio talasa.
Širenje radio talasa 300 MHz - 300 GHz naziva se ultra-visokim mikrotalasima zbog njihove prilično visoke frekvencije. Čak su i podopsevi vrlo opsežni, pa su oni, pak, podijeljeni na intervale, koji uključuju određene opsege za televizijsko i radio emitiranje, za pomorske i svemirske komunikacije, zemaljske i avijacije, za radar i radio navigaciju, za prijenos medicinskih podataka itd. on. Unatoč činjenici da je cijeli raspon radio valova podijeljen na regije, naznačene granice između njih su uslovne. Sekcije se kontinuirano prate, prelaze jedna u drugu, a ponekad se i preklapaju.
Karakteristike širenja radio talasa
Širenje radio talasa je prenos energije naizmeničnim elektromagnetnim poljem iz jednog dela prostora u drugi. U vakuumu, radio talas putuje brzinom svetlosti. Radio talasi se mogu teško širiti kada su izloženi okolini. Ovo se manifestuje u distorziji signala, promjeni smjera širenja i usporavanju faznih i grupnih brzina.
Svaki od tipova talasaprimjenjuju se na različite načine. Dugi su sposobniji da zaobiđu prepreke. To znači da se opseg radio talasa može širiti duž ravni zemlje i vode. Upotreba dugih valova je široko rasprostranjena u podmornicama i morskim plovilima, što vam omogućava da budete u kontaktu na bilo kojoj lokaciji na moru. Prijemnici svih farova i stanica za spasavanje su podešeni na talasnu dužinu od šest stotina metara sa frekvencijom od petsto kiloherca.
Širenje radio talasa u različitim opsezima zavisi od njihove frekvencije. Što je kraća dužina i veća frekvencija, to će putanja vala biti ispravnija. Shodno tome, što je niža frekvencija i što je veća dužina, to je sposobniji da se savija oko prepreka. Svaki opseg radio talasnih dužina ima svoje karakteristike širenja, ali nema oštrih promena u razlikovnim karakteristikama na granici susednih opsega.
Karakteristika širenja
Ultradugi i dugi talasi savijaju se oko površine planete, šireći se površinskim zracima hiljadama kilometara.
Srednji talasi su podložni jačoj apsorpciji, tako da mogu preći samo razdaljinu od 500-1500 kilometara. Kada je jonosfera gusta u ovom opsegu, moguće je prenijeti signal svemirskim snopom, koji omogućava komunikaciju na nekoliko hiljada kilometara.
Kratki talasi se šire samo na kratkim udaljenostima zbog apsorpcije njihove energije od strane površine planete. Prostorni su u stanju da se više puta reflektuju od zemljine površine i jonosfere, savladavaju velike udaljenosti,prenošenjem informacija.
Ultrakratki su sposobni za prijenos velike količine informacija. Radio talasi ovog opsega prodiru kroz jonosferu u svemir, pa su praktično nepodesni za zemaljske komunikacije. Površinski talasi ovih opsega se emituju u pravoj liniji, bez savijanja oko površine planete.
Ogromne količine informacija mogu se prenositi u optičkim opsezima. Za komunikaciju se najčešće koristi treći opseg optičkih talasa. U Zemljinoj atmosferi podložni su slabljenju, pa u stvarnosti prenose signal na udaljenosti do 5 km. Ali upotreba ovakvih komunikacionih sistema eliminiše potrebu za dobijanjem dozvole od telekomunikacionih inspektorata.
Princip modulacije
Da bi se prenijele informacije, radio talas mora biti moduliran signalom. Predajnik emituje modulirane radio talase, odnosno modifikovane. Kratki, srednji i dugi talasi su amplitudno modulisani, pa se nazivaju AM. Prije modulacije, noseći talas se kreće sa konstantnom amplitudom. Amplitudna modulacija za prijenos mijenja je u amplitudi, koja odgovara naponu signala. Amplituda radio talasa menja se direktno proporcionalno naponu signala. Ultrakratki talasi su frekvencijsko modulisani, pa se nazivaju FM. Frekvencijska modulacija nameće dodatnu frekvenciju koja nosi informacije. Za prijenos signala na daljinu, on mora biti moduliran signalom veće frekvencije. Da biste primili signal, morate ga odvojiti od talasa podnosača. Kod frekvencijske modulacije stvaraju se manje smetnje, ali je radio stanica prisilnaemitovanje na VHF.
Faktori koji utiču na kvalitet i efikasnost radio talasa
Na kvalitet i efikasnost prijema radio talasa utiče metoda usmerenog zračenja. Primjer bi bila satelitska antena koja šalje zračenje na lokaciju instaliranog senzora za prijem. Ova metoda je omogućila značajan napredak u oblasti radioastronomije i napravila mnoga otkrića u nauci. Otvorio je mogućnost stvaranja satelitskog emitiranja, bežičnog prijenosa podataka i još mnogo toga. Pokazalo se da su radio talasi sposobni da emituju Sunce, mnoge planete van našeg Sunčevog sistema, kao i svemirske magline i neke zvezde. Pretpostavlja se da van naše galaksije postoje objekti sa snažnim radio emisijama.
Na domet radio talasa, na širenje radio talasa utiče ne samo sunčevo zračenje, već i vremenski uslovi. Dakle, metarski talasi, u stvari, ne zavise od vremenskih uslova. A raspon prostiranja od centimetra jako zavisi od vremenskih uslova. To je zbog činjenice da se kratki talasi raspršuju ili apsorbuju u vodenoj sredini tokom kiše ili sa povećanim nivoom vlažnosti u vazduhu.
Također, na njihov kvalitet utiču prepreke na putu. U takvim trenucima signal blijedi, a čujnost se značajno pogoršava ili potpuno nestaje na nekoliko trenutaka ili duže. Primjer bi bila reakcija televizora na letjelicu koja prelijeće kada slika treperi i pojave se bijele trake. Ovo se dešava zbogčinjenica da se talas odbija od aviona i prolazi pored TV antene. Ovakve pojave sa televizorima i radio predajnicima češće se dešavaju u gradovima, jer se opseg radio talasa reflektuje na zgrade, visoke kule, povećavajući putanju talasa.
