Radioteknologi

Radioteknologi, transmission og detektion af kommunikationssignaler bestående af elektromagnetiske bølger, der bevæger sig gennem luften i en lige linje eller ved reflektion fra ionosfæren eller fra en kommunikationssatellit.

Grundlæggende fysiske principper

Elektromagnetisk stråling inkluderer både lys og radiobølger, og de to har mange egenskaber til fælles. Begge formeres gennem rummet i omtrent lige linjer med en hastighed på ca. 300.000.000 meter (186.000 miles) pr. Sekund og har amplituder, der varierer cyklisk med tiden; det vil sige, de svinger fra nul amplitude til et maksimum og tilbage igen. Antallet af gange cyklussen gentages i et sekund kaldes frekvensen (symboliseret som f) i cyklusser pr. Sekund, og den tid, det tager at gennemføre en cyklus, er 1 / f sekunder, undertiden kaldet perioden. For at mindes den tyske pioner Heinrich Hertz, der udførte nogle af de tidlige radioeksperimenter, kaldes cyklussen per sekund nu en hertz, så en frekvens på en cyklus pr. Sekund er skrevet som en hertz (forkortet Hz). Højere frekvenser forkortes som vist i tabel 3.

Frekvensbetingelser og deres forkortelser

semester	cyklusser pr. sekund	forkortelse	tilsvarende
1 hertz	1	1 Hz
1 kilohertz	1.000	1 kHz	1.000 Hz
1 megahertz	1.000.000 (10 6)	1 MHz	1.000 kHz
1 gigahertz	1.000.000.000 (10 9)	1 GHz	1.000 MHz

En radiobølge, der udbredes gennem rummet, vil på ethvert givet øjeblik have en amplitudevariation langs dens bevægelsesretning svarende til den i dens tidsvariation, ligesom en bølge, der kører på en vandmasse. Afstanden fra den ene bølgeskam til den næste er kendt som bølgelængden.

Bølgelængde og frekvens er relateret. Opdelingen af ​​hastigheden på den elektromagnetiske bølge (c) med bølgelængden (angivet af det græske bogstav lambda, λ) giver frekvensen: f = c / λ. Således har en bølgelængde på 10 meter en frekvens på 300.000.000 divideret med 10 eller 30.000.000 hertz (30 megahertz). Lysets bølgelængde er meget kortere end for en radiobølge. I midten af ​​lysspektret er bølgelængden ca. 0,5 mikron (0,0000005 meter) eller en frekvens på 6 × 10 ¹⁴ hertz eller 600.000 gigahertz (en gigahertz er lig med 1.000.000.000 Hertz). Den maksimale frekvens i radiospektret anses normalt for at være ca. 45 gigahertz, svarende til en bølgelængde på ca. 6,7 mm. Radiobølger kan genereres og bruges ved frekvenser under 10 kilohertz (λ = 30.000 meter).

Mekanisme til bølgeforplantning

En radiobølge består af elektriske og magnetiske felter, der vibrerer indbyrdes i vinkelret på hinanden i rummet. Når disse to felter fungerer synkront i tid, siges de at være i tidsfase; dvs. begge når deres maksima og minima sammen, og begge går gennem nul sammen. Når afstanden fra energikilden øges, øges det område, som den elektriske og magnetiske energi spredes over, så den tilgængelige energi pr. Enhedsareal reduceres. Radiosignalintensitet falder som lysintensitet, når afstanden fra kilden øges.

En senderantenne er en enhed, der projicerer radiofrekvensenergien, der genereres af en sender i rummet. Antennen kan designes til at koncentrere radioenergien i en stråle som en lyskaster og således øge dens effektivitet i en given retning (se elektronik).