Τεχνολογία ραδιοφώνου, μετάδοση και ανίχνευση σημάτων επικοινωνίας που αποτελούνται από ηλεκτρομαγνητικά κύματα που ταξιδεύουν μέσω του αέρα σε ευθεία γραμμή ή με ανάκλαση από την ιονόσφαιρα ή από δορυφόρο επικοινωνίας.
Βασικές φυσικές αρχές
Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία περιλαμβάνει φως, καθώς και ραδιοκύματα, και τα δύο έχουν πολλές κοινές ιδιότητες. Και οι δύο διαδίδονται μέσω του διαστήματος σε περίπου ευθείες γραμμές με ταχύτητα περίπου 300.000.000 μέτρων (186.000 μίλια) ανά δευτερόλεπτο και έχουν πλάτη που κυμαίνονται κυκλικά με το χρόνο. δηλαδή, κυμαίνονται από μηδέν πλάτος στο μέγιστο και επιστρέφουν ξανά. Ο αριθμός των φορών που ο κύκλος επαναλαμβάνεται σε ένα δευτερόλεπτο ονομάζεται συχνότητα (συμβολίζεται ως f) σε κύκλους ανά δευτερόλεπτο και ο χρόνος που απαιτείται για την ολοκλήρωση ενός κύκλου είναι 1 / f δευτερόλεπτα, μερικές φορές ονομάζεται περίοδος. Για τον εορτασμό του γερμανικού πρωτοπόρου Heinrich Hertz, ο οποίος πραγματοποίησε μερικά από τα πρώτα πειράματα ραδιοφώνου, ο κύκλος ανά δευτερόλεπτο ονομάζεται τώρα hertz έτσι ώστε μια συχνότητα ενός κύκλου ανά δευτερόλεπτο να γράφεται ως ένα hertz (συντομογραφία Hz). Οι υψηλότερες συχνότητες συντομεύονται όπως φαίνεται στον Πίνακα 3.
Όροι συχνότητας και συντομογραφίες τους
| όρος | κύκλοι ανά δευτερόλεπτο | συντομογραφία | ισοδύναμος |
|---|---|---|---|
| 1 hertz | 1 | 1 Hz | |
| 1 κιλόhertz | 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 |
Ένα ραδιοκύμα που διαδίδεται μέσω του διαστήματος θα έχει ανά πάσα στιγμή μια διακύμανση πλάτους κατά μήκος της κατεύθυνσης του ταξιδιού παρόμοια με εκείνη της χρονικής διακύμανσής του, σαν ένα κύμα που ταξιδεύει σε ένα σώμα νερού. Η απόσταση από τη μία κορυφή του κύματος στην άλλη είναι γνωστή ως μήκος κύματος.
Το μήκος κύματος και η συχνότητα σχετίζονται. Ο διαχωρισμός της ταχύτητας του ηλεκτρομαγνητικού κύματος (c) με το μήκος κύματος (που ορίζεται από το ελληνικό γράμμα lambda, λ) δίνει τη συχνότητα: f = c / λ. Έτσι, ένα μήκος κύματος 10 μέτρων έχει συχνότητα 300.000.000 διαιρούμενη με 10 ή 30.000.000 hertz (30 megahertz). Το μήκος κύματος του φωτός είναι πολύ μικρότερο από αυτό ενός ραδιοκυμάτων. Στο κέντρο του φάσματος φωτός, το μήκος κύματος είναι περίπου 0,5 μικρά (0,0000005 μέτρα), ή συχνότητα 6 × 10 14 hertz ή 600,000 gigahertz (ένα gigahertz ισούται με 1.000.000.000 hertz). Η μέγιστη συχνότητα στο ραδιοφάσμα θεωρείται συνήθως περίπου 45 gigahertz, που αντιστοιχεί σε μήκος κύματος περίπου 6,7 mm. Τα ραδιοκύματα μπορούν να δημιουργηθούν και να χρησιμοποιηθούν σε συχνότητες μικρότερες από 10 kilohertz (λ = 30.000 μέτρα).
Μηχανισμός διάδοσης κυμάτων
Ένα ραδιοκύμα αποτελείται από ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία που δονείται αμοιβαία σε ορθή γωνία μεταξύ τους στο διάστημα. Όταν αυτά τα δύο πεδία λειτουργούν συγχρονισμένα εγκαίρως, λέγεται ότι είναι σε χρονική φάση. δηλαδή, και οι δύο φτάνουν τα μέγιστα και τα ελάχιστα τους και οι δύο περνούν από το μηδέν μαζί. Καθώς αυξάνεται η απόσταση από την πηγή ενέργειας, αυξάνεται η περιοχή στην οποία απλώνεται η ηλεκτρική και μαγνητική ενέργεια, έτσι ώστε να μειώνεται η διαθέσιμη ενέργεια ανά μονάδα επιφάνειας. Η ένταση του ραδιοσήματος, όπως η ένταση του φωτός, μειώνεται καθώς αυξάνεται η απόσταση από την πηγή.
Μια κεραία εκπομπής είναι μια συσκευή που προβάλλει την ενέργεια ραδιοσυχνοτήτων που παράγεται από έναν πομπό στο διάστημα. Η κεραία μπορεί να σχεδιαστεί για να συγκεντρώνει την ενέργεια του ραδιοφώνου σε μια δέσμη όπως ένας προβολέας και έτσι αυξάνει την αποτελεσματικότητά της σε μια δεδομένη κατεύθυνση (βλ. Ηλεκτρονικά).
