Radiotehnoloģija, komunikāciju signālu pārraide un noteikšana, kas sastāv no elektromagnētiskiem viļņiem, kas pārvietojas pa gaisu taisnā līnijā vai ar atstarojuma palīdzību no jonosfēras vai no sakaru satelīta.
Fiziskie pamatprincipi
Elektromagnētiskajā starojumā ietilpst gaisma, kā arī radioviļņi, un tiem abiem ir daudz kopīgu īpašību. Abas tās izplatās pa telpu aptuveni taisnās līnijās ar ātrumu aptuveni 300 000 000 metru (186 000 jūdzes) sekundē, un to amplitūdas mainās cikliski ar laiku; tas ir, tie svārstās no nulles amplitūdas līdz maksimumam un atkal atpakaļ. Cik reizes ciklu atkārto vienā sekundē, sauc par frekvenci (simbolizē kā f) ciklos sekundē, un viena cikla pabeigšanai nepieciešamais laiks ir 1 / f sekundes, ko dažreiz sauc par periodu. Lai pieminētu vācu pionieri Heinrihu Hercu, kurš veica dažus no agrīnajiem radio eksperimentiem, ciklu sekundē tagad sauc par hercu, tā ka viena cikla sekundē frekvence tiek ierakstīta kā viens hercs (saīsināts Hz). Augstākas frekvences tiek saīsinātas, kā parādīts 3. tabulā.
Frekvences termini un to saīsinājumi
| jēdziens | cikli sekundē | saīsinājums | ekvivalents |
|---|---|---|---|
| 1 hercs | 1 | 1 Hz | |
| 1 kiloherci | 1000 | 1 kHz | 1000 Hz |
| 1 megahercs | 1 000 000 (10 6) | 1 MHz | 1000 kHz |
| 1 gigahercs | 1 000 000 000 (10 9) | 1 GHz | 1000 MHz |
Radioviļņam, ko izplata caur kosmosu, jebkurā mirklī tā kustības virzienā būs amplitūdas variācijas, kas līdzīgas tā laika variācijas virzienam, līdzīgi kā vilnis, kas pārvietojas pa ūdenstilpi. Attālums no viena viļņa loka līdz nākamajam ir zināms kā viļņa garums.
Viļņa garums un frekvence ir saistīti. Sadalot elektromagnētiskā viļņa (c) ātrumu ar viļņa garumu (apzīmētu ar grieķu burtu lambda, λ), iegūst frekvenci: f = c / λ. Tādējādi 10 metru viļņa garumam ir frekvence 300 000 000, dalīta ar 10 vai 30 000 000 herci (30 megaherci). Gaismas viļņa garums ir daudz īsāks nekā radioviļņa. Gaismas spektra centrā viļņa garums ir aptuveni 0,5 mikroni (0,0000005 metri) vai frekvence 6 × 10 14 Hz vai 600 000 gigaherci (viens gigahercs ir vienāds ar 1 000 000 000 Hz). Maksimālā radiofrekvenču spektra frekvence parasti tiek uzskatīta par aptuveni 45 gigahercu, kas atbilst aptuveni 6,7 milimetru viļņa garumam. Radioviļņus var ģenerēt un izmantot frekvencēs, kas zemākas par 10 kiloherciem (λ = 30 000 metri).
Viļņu izplatīšanās mehānisms
Radioviļņu veido elektriski un magnētiski lauki, kas kosmosā vibrē savstarpēji taisnā leņķī viens pret otru. Kad šie divi lauki darbojas sinhroni laikā, tiek uzskatīts, ka tie atrodas laika fāzē; ti, abi sasniedz savus maksimumus un minimumus kopā un abi kopā iziet caur nulli. Palielinoties attālumam no enerģijas avota, tiek palielināts laukums, kurā tiek sadalīta elektriskā un magnētiskā enerģija, tādējādi samazinot pieejamo enerģiju uz laukuma vienību. Radio signāla intensitāte, tāpat kā gaismas intensitāte, samazinās, palielinoties attālumam no avota.
Raidīšanas antena ir ierīce, kas projicē radiofrekvences enerģiju, ko raidītājs rada kosmosā. Antena var būt konstruēta, lai radio enerģiju koncentrētu starā, piemēram, prožektorā, un tādējādi palielinātu tā efektivitāti noteiktā virzienā (sk. Elektroniku).
