Физика окуу китептеринде радиотолкундардын диапазону деген темада абструкциялык формулалар берилет, аларды кээде атайын билими жана иш тажрыйбасы бар адамдар да толук түшүнө бербейт. Макалада биз кыйынчылыктарга дуушар болбостон, маңызын түшүнүүгө аракет кылабыз. Радио толкундарды биринчи ачкан адам Никола Тесла болгон. Анын убагында жогорку технологиялык жабдуулар жок жерде Тесла бул кандай кубулуш экенин толук түшүнгөн эмес, кийин аны эфир деп атаган. Өзгөрмө ток өткөргүч радио толкундун башталышы.
Радио толкун булактары
Радио толкундардын табигый булактарына астрономиялык объекттер жана чагылган кирет. Радиотолкундардын жасалма эмитенти – ичинде өзгөрмө электр тогу кыймылдаган электр өткөргүч. Жогорку жыштыктагы генератордун термелүү энергиясы радиоантенна аркылуу курчап турган мейкиндикке бөлүштүрүлөт. Радио толкундардын биринчи жумушчу булагы болгонПоповдун радиопередатчик-приёмник. Бул түзүлүштө жогорку жыштыктагы генератордун функциясын антеннага туташтырылган жогорку вольттуу сактоочу түзүлүш – Герц вибратору аткарган. Жасалма жол менен түзүлгөн радиотолкундар стационардык жана мобилдик радарлар, радиоуктуруулар, радио байланыштары, байланыш спутниктери, навигация жана компьютердик системалар үчүн колдонулат.
Радио толкун тилкеси
Радио байланышта колдонулган толкундар 30 кГц - 3000 ГГц жыштык диапазонунда. Толкундун узундугуна жана жыштыгына, таралуу өзгөчөлүктөрүнө жараша радио толкун диапазону 10 суб-диапазонго бөлүнөт:
- SDV - ашыкча узун.
- LW - узун.
- NE - орточо.
- SW - кыска.
- VHF - өтө кыска.
- MV - метр.
- UHF - дециметр.
- SMV - сантиметр.
- MMV - мм.
- SMMW - субмиллиметр
Радио жыштык диапазону
Радио толкундардын спектри шарттуу түрдө бөлүктөргө бөлүнөт. Радиотолкундун жыштыгына жана узундугуна жараша алар 12 тилкеге бөлүнөт. Радио толкундардын жыштык диапазону AC сигналынын жыштыгына байланыштуу. Эл аралык радио эрежелеринде радиотолкундардын жыштык диапазону 12 аталыш менен берилген:
-
радиотолкундар радиотолкундардын таралышы ELF - өтө төмөн.
- VLF - өтө төмөн.
- INCH - инфра-төмөн.
- VLF - өтө төмөн.
- LF - төмөнкү жыштыктар.
- орто -орто жыштыктар.
- HF− жогорку жыштыктар.
- VHF - абдан жогору.
- UHF - өтө бийик.
- Микротолкундуу меш - өтө бийик.
- EHF - өтө жогору.
- HHF - өтө жогору.
Радиотолкундун жыштыгы өскөн сайын анын узундугу кичирейет, радио толкундун жыштыгы азайган сайын көбөйөт. Узундугуна жараша таралуу - радио толкундун эң маанилүү касиети.
300 МГц - 300 ГГц радио толкундарынын таралышы, алардын бир кыйла жогорку жыштыгына байланыштуу ультра жогорку микротолкундар деп аталат. Жада калса субтилкелер өтө кеңири, ошондуктан алар өз кезегинде интервалдарга бөлүнөт, алар телекөрсөтүү жана радиоуктуруу үчүн, деңиз жана космостук байланыштар үчүн, жердеги жана авиация үчүн, радар жана радионавигация үчүн, медициналык маалыматтарды берүү жана башкалар үчүн белгилүү диапазондорду камтыйт. боюнча. Радио толкундардын бардык диапазону аймактарга бөлүнгөндүгүнө карабастан, алардын ортосундагы көрсөтүлгөн чектер шарттуу болуп саналат. Бөлүмдөр бири-бирин тынымсыз ээрчип, бири-бирине өтүп, кээде бири-бирине дал келет.
Радио толкундун таралышынын өзгөчөлүктөрү
Радио толкундардын таралышы – энергиянын өзгөрмө электромагниттик талаа аркылуу космостун бир бөлүгүнөн экинчи бөлүгүнө өтүшү. Вакуумда радио толкун жарыктын ылдамдыгы менен тарайт. Радио толкундар айлана-чөйрөгө таасир эткенде таралышы кыйын болушу мүмкүн. Бул сигналдын бурмаланышынан, таралуу багытынын өзгөрүшүнөн жана фазалык жана топтук ылдамдыктын басаңдашынан көрүнөт.
Толкун түрлөрүнүн ар бириар кандай жолдор менен колдонулат. Узуну жакшыраак тоскоолдуктарды айланып өтүшөт. Бул радиотолкундардын диапазону кургактык жана суу тегиздиги боюнча тарай алат дегенди билдирет. Узун толкундарды колдонуу суу астындагы кайыктарда жана деңиз кемелеринде кеңири таралган, бул деңиздин каалаган жеринде байланышта болууга мүмкүндүк берет. Бардык маяктардын жана куткаруучу станциялардын кабыл алгычтары беш жүз килогерц жыштыгы менен алты жүз метр толкун узундугуна ыңгайлаштырылган.
Радио толкундардын ар кандай диапазондо таралышы алардын жыштыгына жараша болот. Узундугу канчалык кыска жана жыштыгы жогору болсо, толкундун жолу ошончолук түз болот. Демек, анын жыштыгы азыраак жана узундугу канчалык чоң болсо, ал ошончолук тоскоолдуктарды айланып өтүүгө жөндөмдүү. Радио толкун узундуктарынын ар бир диапазону өзүнүн таралуу өзгөчөлүктөрүнө ээ, бирок коңшу диапазондордун чектеринде айырмалоочу өзгөчөлүктөрдө кескин өзгөрүү жок.
Тартуу өзгөчөлүгү
Ультра-узун жана узун толкундар планетанын бетинде ийилип, беттик нурлар аркылуу миңдеген километрге тарайт.
Орто толкундар күчтүүрөөк жутулууга дуушар болушат, ошондуктан алар 500-1500 километр аралыкты гана басат. Бул диапазондо ионосфера тыгыз болгондо, бир нече миң километрден ашык байланышты камсыз кылган космостук нур аркылуу сигнал берүүгө болот.
Кыска толкундар планетанын бети өз энергиясын сиңирүүсүнөн улам кыска аралыктарга гана таралат. Мейкиндиктер жер бетинен жана ионосферадан кайра-кайра чагылдырууга, узак аралыктарды басып өтүүгө,маалымат берүү аркылуу.
Ультра-кыскасы чоң көлөмдөгү маалыматты өткөрүүгө жөндөмдүү. Бул диапазондогу радиотолкундар ионосфера аркылуу космоско кирет, ошондуктан алар жер үстүндөгү байланыш үчүн иш жүзүндө жараксыз. Бул диапазондордун беттик толкундары планетанын бетинде ийилбестен түз сызыкта чыгарылат.
Маалыматтын ири көлөмдөрү оптикалык тилкелерде берилиши мүмкүн. Көбүнчө оптикалык толкундардын үчүнчү диапазону байланыш үчүн колдонулат. Жердин атмосферасында алар өчүп калууга дуушар болушат, ошондуктан чындыгында алар 5 кмге чейинки аралыкка сигнал беришет. Бирок мындай байланыш системаларын колдонуу телекоммуникациялык инспекциялардан уруксат алуунун зарылдыгын жокко чыгарат.
Модуляция принциби
Маалыматты берүү үчүн радио толкун сигнал менен модуляцияланышы керек. Передатчик модуляцияланган, башкача айтканда модификацияланган радио толкундарды чыгарат. Кыска, орто жана узун толкундар амплитудалык модуляцияланган, ошондуктан алар AM деп аталат. Модуляцияга чейин алып жүрүүчү толкун туруктуу амплитуда менен кыймылдайт. Берүү үчүн амплитудалык модуляция аны сигналдын чыңалуусуна ылайыктуу амплитудада өзгөртөт. Радиотолкундун амплитудасы сигналдын чыңалуусуна түз пропорционалдуу өзгөрөт. Ультра кыска толкундар жыштык менен модуляцияланган, ошондуктан алар FM деп аталат. Жыштык модуляциясы маалымат алып жүрүүчү кошумча жыштыкты жүктөйт. Сигналды аралыкка берүү үчүн аны жогорку жыштыктагы сигнал менен модуляциялоо керек. Сигналды кабыл алуу үчүн аны субташуучу толкундан бөлүү керек. Жыштык модуляциясы менен азыраак интерференция түзүлөт, бирок радиостанция аргасыз болотVHF аркылуу берүү.
Радио толкундардын сапатына жана эффективдүүлүгүнө таасир этүүчү факторлор
Радио толкундарын кабыл алуунун сапатына жана эффективдүүлүгүнө багыттуу нурлануу ыкмасы таасир этет. Мисал орнотулган кабыл алуучу сенсордун жайгашкан жерине нурланууну жөнөтүүчү спутник антеннасы болот. Бул ыкма радиоастрономия тармагында олуттуу прогресске жол ачып, илимде көптөгөн ачылыштарды жасаган. Ал спутниктик берүү, зымсыз маалыматтарды берүү жана башка көптөгөн мүмкүнчүлүктөрдү ачты. Радиотолкундар Күндү, биздин Күн системасынан тышкары көптөгөн планеталарды, ошондой эле космостук тумандуулуктарды жана кээ бир жылдыздарды чыгарууга жөндөмдүү экени белгилүү болду. Биздин галактикадан тышкары күчтүү радио чыгаруучу объекттер бар деп болжолдонууда.
Радио толкундун диапазону, радиотолкундардын таралышына күн радиациясы гана эмес, ошондой эле аба ырайынын шарттары да таасир этет. Демек, метр толкундар, чынында, аба ырайынын шарттарына көз каранды эмес. Ал эми сантиметрдин таралуу диапазону аба ырайынын шарттарына абдан көз каранды. Бул кыска толкундар жамгыр жааганда же абадагы нымдуулуктун деңгээли жогорулаганда суу чөйрөсүнө чачырап же сиңип калганына байланыштуу.
Ошондой эле алардын сапатына жолдогу тоскоолдуктар таасир этет. Мындай учурларда сигнал өчүп, угузуу кыйла начарлайт же бир нече көз ирмемге же андан да көпкө жоголот. Мисал катары телевизордун асманда учуп бара жаткан учакка болгон реакциясын алсак болот. Бул улам болоттолкундун учактан чагылышы жана теле антеннасынын жанынан өтүп жаткандыгы. Телевизорлор жана радио өткөргүчтөр менен болгон мындай көрүнүштөр шаарларда көбүрөөк кездешет, анткени радиотолкундардын диапазону имараттарда, бийик мунараларда чагылдырылып, толкундун жолун көбөйтөт.
