Що таке радіохвилі?
Радіохвилями вважають електромагнітні коливання, які здатні поширюватися в просторі, маючи швидкість світла (300 тисяч км / секунда). До речі світло теж відносять до електромагнітних хвиль. Це і визначає їх схожі властивості (характеристики відображення, заломлення, загасання і т.п.).
Радіохвилі можуть переносити крізь простір енергетичні потоки, які випромінює генераторами електромагнітних коливань. Їх народження відбувається при зміні електричних полів, наприклад, коли через провідники проходить змінний електрострум або коли через простір проскочила іскра, тобто імпульси струму, швидко наступні один за другім.Характерізуется електромагнітне випромінювання частотою, потужністю переносної енергії, довжиною хвилі. Частота електромагнітної хвилі показує, яка кількість раз в секунду відбувається зміна в випромінювачі напряму електричного струму і, відповідно, скільки разів в секунду відбувається зміна в кожній точці простору величини електричного, магнітного полів. Вимірюють частоту в герцах (скор. Гц) - одиниці, які названі ім'ям видатного німецького вченого Г. Р. Герца. 1 Гц відповідає одному коливанню в секунду, а 1 мегагерц (скор. МГц) - мільйону коливань за секунду.
З огляду на, що швидкість руху електромагнітної хвилі дорівнює швидкості світла, можливо визначити показники відстані між точками простору, в яких електричне (іноді магнітне) поле буде перебувати в однаковій фазі. Дане відстань називають довжиною хвилі. Довжину хвилі (в метрах) розраховують як співвідношення швидкості світла взятої в метрах до частоти електромагнітного випромінювання взятої в МГц. Таке співвідношення показує, наприклад, що при частотах 1МГц довжина хвилі становитиме 300 метрів. Збільшення частоти веде до зменшення довжини хвилі, зменшення частоти до збільшення довжини хвилі.
Знання довжини хвилі дуже важливі при виборі антен для радіосистем, оскільки від неї безпосередньо залежатиме довжина антен. Електромагнітна хвиля вільно проходить через космічний простір або повітря. Але якщо на дорозі хвилі зустрічаються металеві дроти, антени або будь-які інші провідні тіла, то вони змушені віддавати їм свою енергію, тим самим викликаючи в цих провідниках електричний змінний струм. Тим не менш, не вся хвильова енергія поглинається провідниками, частина її буде відбиватися від поверхні. До слова, на цьому грунтується застосування в радіолокації електромагнітних хвиль.
Ще одна корисна властивість електромагнітної хвилі (втім, як і будь-якої іншої хвилі) є її здатність огинати на своєму шляху все тіла. Але таке можливо тільки в тому випадку, якщо розмір тіла менше самої довжина хвилі, або хоча б порівняти з нею. Наприклад, щоб виявити невеликий літак, довжина радіохвиль локаторів повинна бути трохи менше його геометричного розміру (менше 10 метрів). Якщо ж тіла більше, ніж довжина хвиль, вони можуть відобразити її. Але можуть і не відобразити - тут згадується американський літак-невидимка «Stealth».
Енергія від електромагнітних хвиль залежить від рівня потужності генераторів (випромінювачів) і відстані до них. По науковому останнім звучить так: потоки енергії, що припадають на одиницю площі, є прямо пропорційними потужності випромінювання, а обернено пропорційними квадрату відстані до випромінювачів. Це означає, що дальність зв'язку буде залежати від потужностей передавачів, але більшою мірою від показників віддаленості. Наприклад, потоки енергетичного сонячного електромагнітного випромінювання на поверхню Землі досягають 1 кіловата на один квадратний метр, а потоки енергії мовної средневолновой радіостанції - всього тисячні, а іноді і мільйонну частку вата на метр квадратний.
Розподіл спектра. Використовувані в радіотехніці радіохвилі (радіочастоти) займають область, кажучи більш науково, певний спектр. Це тільки частина від широкого спектру електрохвиль. За радіохвилею (за зменшенням довжині) по черзі слідують теплової або інфрачервоний промені. Після них - вузький проміжок хвиль видимого світла, потім - спектри рентгенівських, ультрафіолетових, а також і гамма променів - вони все вважаються електромагнітними коливаннями єдиної природи, які відрізняються тільки по довжині хвилі і, відповідно, частоті. Хоча весь спектр розбивають на області, кордон між ними намічають умовно. Одна область слід безперервно за одною, переходить одна в іншу, а в деякій ситуації перекриваються.
За міжнародними угодами повний спектр радіохвиль, використовуваних в радіозв'язку, розбивають на діапазони. Ці діапазони досить великі і, в свою чергу, їх розбивають на ділянки, куди входить так звані радіомовний і телевізійний діапазон, діапазон для наземних, авіаційних і космічних, морських центрів зв'язку, для медицини і передачі даних, для радіолокації з радіонавігацією тощо . Кожній радіослужбі виділяється свою ділянку з діапазону або фіксована частота. Ця розбивка досить заплутана, тому багато служб застосовують «внутрішню» термінологію. Зазвичай для позначення діапазонів, які виділені для рухомий наземної зв'язку використовують певні назви. Не слід плутати офіційні найменування діапазону частот з назвою ділянок, які виділені для різних служб.
Як поширюється радіохвиля? Радіохвиля випромінюється за допомогою антен в простір і поширюється у вигляді електромагнітного поля. Навіть попри те, що природа радіохвиль однакова, їх здатності до поширення безпосередньо залежить від довжини волн.Земля для радіохвилі є провідником електрики (хоча і не досить хорошим). Проходячи над земною поверхнею, радіохвиля поступово слабшає. Це пов'язують з тим, що електромагнітна хвиля збуджує в земної поверхні електроструму, на що і витрачається частина енергії. Таким чином, енергію поглинає земля, особливо в разі хвиль з коротшою довжиною хвилі.