En los libros de texto de física, se dan fórmulas abstrusas sobre el tema del rango de las ondas de radio, que a veces no son del todo comprendidas incluso por personas con educación especial y experiencia laboral. En el artículo intentaremos comprender la esencia sin recurrir a las dificultades. La primera persona en descubrir las ondas de radio fue Nikola Tesla. En su época, donde no había equipos de alta tecnología, Tesla no entendió del todo qué tipo de fenómeno era, al que luego llamó éter. Un conductor de corriente alterna es el comienzo de una onda de radio.
Fuentes de ondas de radio
Las fuentes naturales de ondas de radio incluyen objetos astronómicos y relámpagos. Un emisor artificial de ondas de radio es un conductor eléctrico con una corriente eléctrica alterna moviéndose en su interior. La energía oscilatoria del generador de alta frecuencia se distribuye en el espacio circundante por medio de una antena de radio. La primera fuente de trabajo de ondas de radio fueTransmisor-receptor de radio de Popov. En este dispositivo, la función de un generador de alta frecuencia fue realizada por un dispositivo de almacenamiento de alto voltaje conectado a una antena, un vibrador Hertz. Las ondas de radio creadas artificialmente se utilizan para radares estacionarios y móviles, radiodifusión, comunicaciones por radio, satélites de comunicación, navegación y sistemas informáticos.
Banda de ondas de radio
Las ondas utilizadas en las comunicaciones por radio están en el rango de frecuencia de 30 kHz - 3000 GHz. Según la longitud de onda y la frecuencia de la onda, las características de propagación, el rango de la onda de radio se divide en 10 subbandas:
- SDV - extra largo.
- LW - largo.
- NE - promedio.
- SW - corto.
- VHF - ultracorto.
- MV - metros.
- UHF - decímetro.
- SMV - centímetro.
- MMV - mm.
- SMMW - submilimétrico
Rango de radiofrecuencia
El espectro de ondas de radio se divide condicionalmente en secciones. Según la frecuencia y la longitud de la onda de radio, se dividen en 12 subbandas. El rango de frecuencia de las ondas de radio está relacionado con la frecuencia de la señal de CA. Los rangos de frecuencia de las ondas de radio en las normas internacionales de radio están representados por 12 nombres:
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ondas de radio propagación de ondas de radio ELF - extremadamente bajo.
- VLF - ultra bajo.
- INCH - infra-bajo.
- VLF - muy bajo.
- LF - frecuencias bajas.
- medias - frecuencias medias.
- HF− frecuencias altas.
- VHF - muy alto.
- UHF - ultra alta.
- Microondas - ultra alto.
- EHF - extremadamente alto.
- HHF - híper alto.
A medida que aumenta la frecuencia de la onda de radio, su longitud disminuye, a medida que disminuye la frecuencia de la onda de radio, aumenta. La propagación, dependiendo de su longitud, es la propiedad más importante de una onda de radio.
La propagación de ondas de radio de 300 MHz - 300 GHz se denomina microondas ultra alta debido a su frecuencia bastante alta. Incluso las subbandas son muy extensas, por lo que, a su vez, se dividen en intervalos, que incluyen ciertos rangos para la transmisión de televisión y radio, para las comunicaciones marítimas y espaciales, terrestres y de aviación, para la navegación por radar y radio, para la transmisión de datos médicos, etc. en. A pesar de que todo el rango de ondas de radio se divide en regiones, los límites indicados entre ellas son condicionales. Las secciones se suceden continuamente, pasando una a otra y, a veces, se superponen.
Características de la propagación de ondas de radio
La propagación de ondas de radio es la transferencia de energía por un campo electromagnético alterno de una parte del espacio a otra. En el vacío, una onda de radio viaja a la velocidad de la luz. Las ondas de radio pueden ser difíciles de propagar cuando se exponen al medio ambiente. Esto se manifiesta en la distorsión de la señal, un cambio en la dirección de propagación y una desaceleración en las velocidades de fase y de grupo.
Cada uno de los tipos de ondaaplicado de diferentes maneras. Los largos son más capaces de sortear obstáculos. Esto significa que el rango de ondas de radio puede propagarse a lo largo del plano de la tierra y el agua. El uso de ondas largas está muy extendido en submarinos y embarcaciones marinas, lo que permite estar en contacto en cualquier lugar del mar. Los receptores de todas las balizas y estaciones de salvamento están sintonizados en una longitud de onda de seiscientos metros con una frecuencia de quinientos kilohercios.
La propagación de las ondas de radio en diferentes rangos depende de su frecuencia. Cuanto más corta sea la longitud y más alta la frecuencia, más recta será la trayectoria de la onda. En consecuencia, cuanto menor sea su frecuencia y mayor sea su longitud, más capaz es de doblarse alrededor de los obstáculos. Cada rango de longitudes de onda de radio tiene sus propias características de propagación, pero no hay cambios bruscos en las características distintivas en el borde de los rangos vecinos.
Característica de propagación
Las ondas ultralargas y largas se curvan alrededor de la superficie del planeta y se propagan por los rayos de la superficie durante miles de kilómetros.
Las olas medianas están sujetas a una mayor absorción, por lo que solo pueden cubrir una distancia de 500-1500 kilómetros. Cuando la ionosfera es densa en este rango, es posible transmitir una señal mediante un haz espacial, que proporciona comunicación a lo largo de varios miles de kilómetros.
Las ondas cortas se propagan solo en distancias cortas debido a la absorción de su energía por la superficie del planeta. Los espaciales pueden reflejarse repetidamente desde la superficie de la tierra y la ionosfera, superar largas distancias,transmitiendo información.
Los ultracortos son capaces de transmitir una gran cantidad de información. Las ondas de radio de este rango penetran a través de la ionosfera hacia el espacio, por lo que son prácticamente inadecuadas para las comunicaciones terrestres. Las ondas superficiales de estos rangos se emiten en línea recta, sin doblarse alrededor de la superficie del planeta.
Se pueden transmitir volúmenes gigantes de información en bandas ópticas. Muy a menudo, el tercer rango de ondas ópticas se usa para la comunicación. En la atmósfera terrestre, están sujetos a atenuación, por lo que en realidad transmiten una señal a una distancia de hasta 5 km. Pero el uso de dichos sistemas de comunicación elimina la necesidad de obtener el permiso de las inspecciones de telecomunicaciones.
Principio de modulación
Para transmitir información, una onda de radio debe ser modulada con una señal. El transmisor emite ondas de radio moduladas, es decir, modificadas. Las ondas cortas, medias y largas están moduladas en amplitud, por lo que se denominan AM. Antes de la modulación, la onda portadora se mueve con una amplitud constante. La modulación de amplitud para la transmisión la cambia en amplitud, correspondiente al voltaje de la señal. La amplitud de la onda de radio cambia en proporción directa al voltaje de la señal. Las ondas ultracortas están moduladas en frecuencia, por lo que se denominan FM. La modulación de frecuencia impone una frecuencia adicional que transporta información. Para transmitir una señal a distancia, debe modularse con una señal de mayor frecuencia. Para recibir una señal, debe separarla de la onda subportadora. Con la modulación de frecuencia, se crea menos interferencia, pero la estación de radio se ve obligadatransmitido en VHF.
Factores que afectan la calidad y eficiencia de las ondas de radio
La calidad y eficiencia de la recepción de ondas de radio está influenciada por el método de radiación direccional. Un ejemplo sería una antena parabólica que envía radiación a la ubicación de un sensor receptor instalado. Este método permitió un progreso significativo en el campo de la radioastronomía e hizo muchos descubrimientos en la ciencia. Abrió la posibilidad de crear radiodifusión por satélite, transmisión inalámbrica de datos y mucho más. Resultó que las ondas de radio son capaces de emitir el Sol, muchos planetas fuera de nuestro sistema solar, así como nebulosas espaciales y algunas estrellas. Se supone que fuera de nuestra galaxia hay objetos con potentes emisiones de radio.
El alcance de la onda de radio, la propagación de las ondas de radio está influenciada no solo por la radiación solar, sino también por las condiciones climáticas. Entonces, las ondas del medidor, de hecho, no dependen de las condiciones climáticas. Y el rango de propagación de centímetro depende en gran medida de las condiciones climáticas. Esto se debe al hecho de que las ondas cortas son dispersadas o absorbidas por el medio acuático durante la lluvia o con un mayor nivel de humedad en el aire.
Además, su calidad se ve afectada por obstáculos en el camino. En esos momentos, la señal se desvanece y la audibilidad se deteriora significativamente o desaparece por completo durante unos momentos o más. Un ejemplo sería la reacción del televisor a un avión que sobrevuela cuando la imagen parpadea y aparecen barras blancas. Esto sucede debido ael hecho de que la onda se refleja desde el avión y pasa por la antena de TV. Estos fenómenos con televisores y transmisores de radio tienen más probabilidades de ocurrir en las ciudades, ya que el rango de las ondas de radio se refleja en edificios, torres de gran altura, lo que aumenta la trayectoria de la onda.
