Радио таласи су врста електромагнетног зрачења најпознатија по употреби у комуникационим технологијама, попут телевизије, мобилних телефона и радија. Ови уређаји примају радио таласе и претварају их у механичке вибрације у звучнику како би створили звучне таласе.
Радиофреквенцијски спектар је релативно мали део електромагнетног (ЕМ) спектра. ЕМ спектар је углавном подељен у седам региона у циљу смањења таласне дужине и повећања енергије и фреквенције, према Универзитету у Роцхестеру. Уобичајене ознаке су радио таласи, микроталаси, инфрацрвени (ИЦ), видљива светлост, ултраљубичасто (УВ), рендгенски и гама зраци.
Радио таласи имају најдужу таласну дужину у ЕМ спектру, према НАСА, а крећу се од око 0,04 инча (1 милиметар) до више од 62 миље (100 километара). Такође имају најниже фреквенције, од око 3.000 циклуса у секунди, или од 3 килохерца, до око 300 милијарди хертза, или 300 гигахерца.
Радио-спектар је ограничен ресурс и често се упоређује са пољопривредним земљиштима. Баш као што пољопривредници морају да организују своје земљиште како би постигли најбољу жетву у погледу количине и разноликости, радио спектар мора бити подељен међу корисницима на најефикаснији начин, наводи Бритисх Броадцастинг Цорп. (ББЦ). У САД-у, Национална управа за телекомуникације и информације при Министарству трговине Сједињених Држава управља расподјелом фреквенција дуж радио-спектра.
Откриће
Шкотски физичар Јамес Цлерк Маквелл, који је 1870-их развио јединствену теорију електромагнетизма, предвидио је постојање радио таласа, преноси Национална библиотека Шкотске. 1886. Хеинрицх Хертз, немачки физичар, применио је Маквелл-ове теорије на производњу и пријем радио таласа. Хертз је користио једноставне домаће алате, укључујући индукциону завојницу и Леиденову теглу (рани тип кондензатора који се састоји од стаклене посуде са слојевима фолије, изнутра и споља) како би створио електромагнетне таласе. Хертз је постао прва особа која је слала и примала контролисане радио таласе. Јединица фреквенције ЕМ таласа - један циклус у секунди - назива се херц, у његову част, наводи Америчка асоцијација за напредак науке.
Бендови радио таласа
Национална управа за телекомуникације и информације углавном радијски спектар дели на девет опсега:
.тг {граница-колапс: колапс; размак границе: 0; боја границе: #ццц;} .тг тд {фонт-фамили: Ариал, санс-сериф; фонт-сизе: 14пк; паддинг: 10пк 5пк; бордер- стил: солидно; ширина обруба: 0пк; преливање: скривено; прелом речи: нормално; боја границе: #ццц; боја: # 333; позадинска боја: #ффф;} .тг тх {фамилија фонтова: Ариал, санс-сериф; фонт-сизе: 14пк; тежина фонта: нормалан; паддинг: 10пк 5пк; стил обруба: солидан; ширина обруба: 0пк; преливање: скривено; прелом речи: нормално; боја-граница: #ццц; боја: # 333; позадинска боја: # ф0ф0ф0;} .тг .тг-мцкј {фонт-веигхт: болд; обруб боје: # 000000; поравнање текста: лево; вертикално поравнање: врх} .тг .тг- 73ок {бордер-цолор: # 000000; поравнавање текста: лево; вертикално поравнање: врх}
| Трака | Фреквенцијски опсег | Опсег таласне дужине |
|---|---|---|
| Изузетно ниска фреквенција (ЕЛФ) | <3 кХз | > 100 км |
| Врло ниска фреквенција (ВЛФ) | 3 до 30 кХз | 10 до 100 км |
| Ниска фреквенција (ЛФ) | 30 до 300 кХз | 1 м до 10 км |
| Средња фреквенција (МФ) | 300 кХз до 3 МХз | 100 м до 1 км |
| Висока фреквенција (ХФ) | 3 до 30 МХз | 10 до 100 м |
| Веома висока фреквенција (ВХФ) | 30 до 300 МХз | 1 до 10 м |
| Ултра високе фреквенције (УХФ) | 300 МХз до 3 ГХз | 10 цм до 1 м |
| Супер висока фреквенција (СХФ) | 3 до 30 ГХз | 1 до 1 цм |
| Изузетно висока фреквенција (ЕХФ) | 30 до 300 ГХз | 1 мм до 1 цм |
Ниске до средње фреквенције
ЕЛФ радио таласи, најнижи од свих радио фреквенција, имају дуг домет и корисни су за продор воде и стена за комуникацију с подморницама и унутар мина и пећина. Најмоћнији природни извор ЕЛФ / ВЛФ таласа је муња, наводи Станфорд ВЛФ група. Таласи произведени ударима муње могу да се одбијају између Земље и ионосфере (атмосферски слој са великом концентрацијом јона и слободних електрона), преноси Пхис.орг. Ови поремећаји муње могу искривити важне радио сигнале који путују до сателита.
ЛФ и МФ радио опсези укључују морски и ваздухопловни радио, као и комерцијалне АМ (амплитудне модулације) радио, наводи РФ Паге. АМ радио фреквенције опадају од 535 килохерца до 1,7 мегахерца, наводи се у саопштењу компаније Хов Стуфф Воркс. АМ радио има дугачак домет, посебно ноћу када је ионосфера боља у рефракцији таласа на земљу, али је подложна сметњама које утичу на квалитет звука. Када је сигнал делимично блокиран - на пример, зградом са металним зидом попут небодера - јачина звука се смањује у складу с тим.
Веће фреквенције
ХФ, ВХФ и УХФ опсези укључују ФМ радио, емитовани телевизијски звук, радио у јавним сервисима, мобилне телефоне и ГПС (глобални систем за позиционирање). Ови опсези обично користе "фреквенцијску модулацију" (ФМ) да би кодирали или импресионирали аудио или податковни сигнал на носећем таласу. У фреквенцијској модулацији амплитуда (максимални обим) сигнала остаје константна док је фреквенција варирана већа или нижа брзином и магнитудом која одговара звучном или податковном сигналу.
ФМ доноси бољи квалитет сигнала од АМ јер фактори околине не утичу на фреквенцију на начин на који утичу на амплитуду, а пријемник игнорише варијације у амплитуди све док сигнал остане изнад минималног прага. ФМ радио фреквенције падају између 88 мегахерца и 108 мегахерца, наводи се у емисији Хов Стуфф Воркс.
Краткоталасни радио
Радио-кратки талас користи фреквенције у ХФ опсегу, од око 1,7 мегахерца до 30 мегахерца, саопштила је Национална асоцијација емитера за кратке таласе (НАСБ). У том опсегу спектар кратког таласа је подељен у неколико сегмената, од којих су неки намењени редовним радиодифузним станицама, попут Гласа Америке, Бритисх Броадцастинг Цорп. и Гласа Русије. НАСБ-а постоји стотине кратких таласних станица широм света. Станице са кратким таласом могу се чути хиљадама километара јер сигнали одбијају ионосферу и враћају се стотинама или хиљадама миља од места настанка.
Највеће фреквенције
СХФ и ЕХФ представљају највеће фреквенције у радио опсегу и понекад се сматрају дијелом микроталасног опсега. Молекули у ваздуху апсорбују ове фреквенције, што ограничава њихов домет и примену. Међутим, њихове кратке таласне дужине омогућавају усмјеравање сигнала у уске зраке параболичним антенама (сателитске антене). То омогућава комуникацију велике пропусности кратког домета између фиксних локација.
СХФ, на који мање утиче ваздух него ЕХФ, користи се за апликације кратког досега као што су Ви-Фи, Блуетоотх и бежични УСБ (универзални серијски сабирник). СХФ може радити само на стазама са визијом јер таласи имају тенденцију да одскачу од објеката као што су аутомобили, бродови и авиони, наводи РФ паге. А пошто таласи одбијају предмете, СХФ се такође може користити за радар.
Астрономски извори
Ваши свемир је препун извора радио таласа: планете, звезде, облаци гаса и прашине, галаксије, пулсари, па чак и црне рупе. Проучавајући их, астрономи могу научити о кретању и хемијском саставу ових космичких извора, као и процесима који узрокују ове емисије.
Радио-телескоп "види" небо сасвим другачије него што се појављује у видљивој светлости. Уместо да види звезде у облику тачке, радио-телескоп узима удаљене пулсере, регионе који стварају звезду и остатке супернове. Радио-телескопи такође могу открити квазаре, што је кратко за квази-звјездани радио извор. Квазар је невероватно светла галактичка језгра коју покреће супермасивна црна рупа. Квазари емитују енергију широм ЕМ спектра, али име потиче од чињенице да први идентификовани квазари емитују углавном радио енергију. Квази су високо енергични; неки емитују 1000 пута више енергије од целог Млечног пута.
Радио-астрономи често комбинују неколико мањих телескопа или примају посуђе у низу како би направили јаснију или већу слику резолуције, према Бечком универзитету. На пример, радио телескоп Вери Ларге Арраи (ВЛА) у Новом Мексику састоји се од 27 антена распоређених у огромном "И" обрасцу, дужине 22 миље (36 километара).
Овај чланак је ажурирао 27. фебруара 2019. године, сарадник Науке уживо Траци Педерсен.
