ფიზიკის სახელმძღვანელოებში მოცემულია აბსტრაქტული ფორმულები რადიოტალღების დიაპაზონის თემაზე, რომლებიც ზოგჯერ ბოლომდე არ ესმით სპეციალური განათლებისა და სამუშაო გამოცდილების მქონე ადამიანებსაც კი. სტატიაში შევეცდებით გავიგოთ არსი სირთულეების გარეშე. პირველი ადამიანი, ვინც რადიოტალღები აღმოაჩინა, იყო ნიკოლა ტესლა. თავის დროზე, სადაც არ არსებობდა მაღალტექნოლოგიური აღჭურვილობა, ტესლას ბოლომდე არ ესმოდა რა სახის ფენომენი იყო, რომელსაც მოგვიანებით ეთერი უწოდა. ალტერნატიული დენის გამტარი არის რადიოტალღის დასაწყისი.
რადიოტალღების წყაროები
რადიოტალღების ბუნებრივი წყაროები მოიცავს ასტრონომიულ ობიექტებს და ელვას. რადიოტალღების ხელოვნური გამომცემი არის ელექტრული გამტარი, რომლის შიგნით მოძრაობს ალტერნატიული ელექტრული დენი. მაღალი სიხშირის გენერატორის რხევითი ენერგია ნაწილდება მიმდებარე სივრცეში რადიო ანტენის საშუალებით. რადიოტალღების პირველი სამუშაო წყარო იყოპოპოვის რადიო გადამცემი-მიმღები. ამ მოწყობილობაში მაღალი სიხშირის გენერატორის ფუნქციას ასრულებდა ანტენასთან დაკავშირებული მაღალი ძაბვის შესანახი მოწყობილობა - ჰერცის ვიბრატორი. ხელოვნურად შექმნილი რადიოტალღები გამოიყენება სტაციონარული და მობილური რადარებისთვის, მაუწყებლობისთვის, რადიოკავშირებისთვის, საკომუნიკაციო თანამგზავრებისთვის, სანავიგაციო და კომპიუტერული სისტემებისთვის.
რადიოტალღების დიაპაზონი
რადიოკომუნიკაციებში გამოყენებული ტალღები არის 30 kHz - 3000 GHz სიხშირის დიაპაზონში. ტალღის სიგრძისა და სიხშირის, გავრცელების მახასიათებლების მიხედვით, რადიოტალღების დიაპაზონი იყოფა 10 ქვეჯგუფად:
- SDV - დამატებითი გრძელი.
- LW - გრძელი.
- NE - საშუალო.
- SW - მოკლე.
- VHF - ულტრა მოკლე.
- MV - მეტრი.
- UHF - დეციმეტრი.
- SMV - სანტიმეტრი.
- MMV - მმ.
- SMMW - სუბმილიმეტრი
რადიოსიხშირის დიაპაზონი
რადიოტალღების სპექტრი პირობითად იყოფა მონაკვეთებად. რადიოტალღის სიხშირისა და სიგრძის მიხედვით, ისინი იყოფა 12 ქვეჯგუფად. რადიოტალღების სიხშირის დიაპაზონი დაკავშირებულია AC სიგნალის სიხშირესთან. რადიოტალღების სიხშირის დიაპაზონი საერთაშორისო რადიორეგულაციებში წარმოდგენილია 12 სახელით:
-
რადიოტალღების რადიოტალღების გავრცელება ELF - უკიდურესად დაბალი.
- VLF - ულტრა დაბალი.
- INCH - ინფრადაბალი.
- VLF - ძალიან დაბალი.
- LF - დაბალი სიხშირეები.
- შუა - საშუალო სიხშირეები.
- HF− მაღალი სიხშირეები.
- VHF - ძალიან მაღალი.
- UHF - ულტრა მაღალი.
- მიკროტალღური - ულტრა მაღალი.
- EHF - უკიდურესად მაღალი.
- HHF - ჰიპერ მაღალი.
რადიოტალღის სიხშირის მატებასთან ერთად მისი სიგრძე მცირდება, რადიოტალღის სიხშირის კლებასთან ერთად ის იზრდება. გავრცელება სიგრძის მიხედვით არის რადიოტალღის ყველაზე მნიშვნელოვანი თვისება.
რადიოტალღების გავრცელებას 300 MHz - 300 GHz ეწოდება ულტრა მაღალი მიკროტალღური, მათი საკმაოდ მაღალი სიხშირის გამო. ქვეზოლებიც კი ძალიან ფართოა, ამიტომ ისინი, თავის მხრივ, იყოფა ინტერვალებად, რომლებიც მოიცავს გარკვეულ დიაპაზონებს სატელევიზიო და რადიო მაუწყებლობისთვის, საზღვაო და კოსმოსური კომუნიკაციებისთვის, სახმელეთო და საავიაციო, რადარისა და რადიო ნავიგაციისთვის, სამედიცინო მონაცემების გადაცემისთვის და ა. on. იმისდა მიუხედავად, რომ რადიოტალღების მთელი დიაპაზონი დაყოფილია რეგიონებად, მათ შორის მითითებული საზღვრები პირობითია. სექციები უწყვეტად მიჰყვება ერთმანეთს, გადადიან ერთმანეთში და ზოგჯერ ერთმანეთს ემთხვევა.
რადიოტალღების გავრცელების მახასიათებლები
რადიოტალღების გავრცელება არის ენერგიის გადაცემა ალტერნატიული ელექტრომაგნიტური ველით სივრცის ერთი ნაწილიდან მეორეზე. ვაკუუმში რადიოტალღა მოძრაობს სინათლის სიჩქარით. რადიოტალღების გავრცელება შეიძლება რთული იყოს გარემოს ზემოქმედებისას. ეს გამოიხატება სიგნალის დამახინჯებაში, გავრცელების მიმართულების ცვლილებაში და ფაზის და ჯგუფის სიჩქარის შენელებაში.
თითოეული ტალღის ტიპიგამოიყენება სხვადასხვა გზით. გრძელებს უკეთესად შეუძლიათ დაბრკოლებების გვერდის ავლით. ეს ნიშნავს, რომ რადიოტალღების დიაპაზონი შეიძლება გავრცელდეს მიწისა და წყლის სიბრტყის გასწვრივ. გრძელი ტალღების გამოყენება ფართოდ არის გავრცელებული წყალქვეშა ნავებში და საზღვაო გემებში, რაც საშუალებას გაძლევთ დაუკავშირდეთ ნებისმიერ ადგილას ზღვაზე. ყველა შუქურის და მაშველი სადგურის მიმღები დაყენებულია ექვსასი მეტრის ტალღის სიგრძეზე ხუთასი კილოჰერცის სიხშირით.
რადიოტალღების გავრცელება სხვადასხვა დიაპაზონში დამოკიდებულია მათ სიხშირეზე. რაც უფრო მოკლეა სიგრძე და რაც უფრო მაღალია სიხშირე, მით უფრო სწორი იქნება ტალღის გზა. შესაბამისად, რაც უფრო დაბალია მისი სიხშირე და რაც უფრო დიდია სიგრძე, მით უფრო შეუძლია დაბრკოლებების გარშემო მოხრილი. რადიოტალღების სიგრძის თითოეულ დიაპაზონს აქვს თავისი გავრცელების მახასიათებლები, მაგრამ მეზობელი დიაპაზონების საზღვარზე განმასხვავებელი ნიშნების მკვეთრი ცვლილება არ შეინიშნება.
გავრცელების მახასიათებელი
ულტრა გრძელი და გრძელი ტალღები იხვევა პლანეტის ზედაპირზე და ვრცელდება ზედაპირული სხივებით ათასობით კილომეტრზე.
საშუალო ტალღები ექვემდებარება უფრო ძლიერ შთანთქმას, ამიტომ მათ შეუძლიათ დაფარონ მხოლოდ 500-1500 კილომეტრის მანძილი. როდესაც იონოსფერო მკვრივია ამ დიაპაზონში, შესაძლებელია სიგნალის გადაცემა კოსმოსური სხივით, რომელიც უზრუნველყოფს კომუნიკაციას რამდენიმე ათას კილომეტრზე.
მოკლე ტალღები ვრცელდება მხოლოდ მცირე მანძილზე პლანეტის ზედაპირის მიერ მათი ენერგიის შთანთქმის გამო. სივრცულებს შეუძლიათ განმეორებით აირეკლონ დედამიწის ზედაპირიდან და იონოსფეროდან, გადალახონ დიდი მანძილი,ინფორმაციის გადაცემით.
ულტრამოკლეს შეუძლია დიდი რაოდენობით ინფორმაციის გადაცემა. ამ დიაპაზონის რადიოტალღები იონოსფეროს მეშვეობით კოსმოსში აღწევს, ამიტომ ისინი პრაქტიკულად შეუფერებელია ხმელეთის კომუნიკაციებისთვის. ამ დიაპაზონის ზედაპირული ტალღები გამოსხივდება სწორი ხაზით, პლანეტის ზედაპირის გარშემო მოხრის გარეშე.
ინფორმაციის გიგანტური მოცულობის გადაცემა შესაძლებელია ოპტიკურ ზოლებში. ყველაზე ხშირად, ოპტიკური ტალღების მესამე დიაპაზონი გამოიყენება კომუნიკაციისთვის. დედამიწის ატმოსფეროში ისინი ექვემდებარებიან შესუსტებას, ამიტომ სინამდვილეში ისინი გადასცემენ სიგნალს 5 კმ-მდე მანძილზე. მაგრამ ასეთი საკომუნიკაციო სისტემების გამოყენება გამორიცხავს სატელეკომუნიკაციო ინსპექტორატებისგან ნებართვის მოპოვების აუცილებლობას.
მოდულაციის პრინციპი
ინფორმაციის გადასაცემად, რადიოტალღა უნდა იყოს მოდულირებული სიგნალით. გადამცემი ასხივებს მოდულირებულ რადიოტალღებს, ანუ შეცვლილ. მოკლე, საშუალო და გრძელი ტალღები ამპლიტუდის მოდულაციაა, ამიტომ მათ მოიხსენიებენ როგორც AM. მოდულაციამდე მატარებელი ტალღა მოძრაობს მუდმივი ამპლიტუდით. გადაცემის ამპლიტუდის მოდულაცია ცვლის მას ამპლიტუდაში, რაც შეესაბამება სიგნალის ძაბვას. რადიოტალღის ამპლიტუდა იცვლება სიგნალის ძაბვის პირდაპირპროპორციულად. ულტრამოკლე ტალღები მოდულირებულია სიხშირით, ამიტომ მათ მოიხსენიებენ როგორც FM. სიხშირის მოდულაცია აწესებს დამატებით სიხშირეს, რომელიც ატარებს ინფორმაციას. სიგნალის მანძილზე გადასაცემად, ის უნდა იყოს მოდულირებული უფრო მაღალი სიხშირის სიგნალით. სიგნალის მისაღებად საჭიროა მისი გამოყოფა ქვემტარი ტალღისგან. სიხშირის მოდულაციით ნაკლები ჩარევა იქმნება, მაგრამ რადიოსადგური იძულებულიატრანსლაცია VHF-ზე.
ფაქტორები, რომლებიც გავლენას ახდენენ რადიოტალღების ხარისხსა და ეფექტურობაზე
რადიოტალღების მიღების ხარისხსა და ეფექტურობაზე გავლენას ახდენს მიმართული გამოსხივების მეთოდი. მაგალითი იქნება სატელიტური თეფში, რომელიც აგზავნის რადიაციას დამონტაჟებული მიმღები სენსორის ადგილას. ამ მეთოდმა მნიშვნელოვანი წინსვლა დაუშვა რადიოასტრონომიის სფეროში და მრავალი აღმოჩენა გააკეთა მეცნიერებაში. მან გახსნა თანამგზავრული მაუწყებლობის შექმნის შესაძლებლობა, მონაცემთა უკაბელო გადაცემა და მრავალი სხვა. აღმოჩნდა, რომ რადიოტალღებს შეუძლია ასხივოს მზე, მრავალი პლანეტა ჩვენი მზის სისტემის გარეთ, ასევე კოსმოსური ნისლეულები და ზოგიერთი ვარსკვლავი. ვარაუდობენ, რომ ჩვენი გალაქტიკის გარეთ არის ობიექტები მძლავრი რადიოემისიებით.
რადიოტალღის დიაპაზონზე, რადიოტალღების გავრცელებაზე გავლენას ახდენს არა მხოლოდ მზის რადიაცია, არამედ ამინდის პირობებიც. ასე რომ, მეტრიანი ტალღები, ფაქტობრივად, არ არის დამოკიდებული ამინდის პირობებზე. და სანტიმეტრის გავრცელების დიაპაზონი ძლიერ არის დამოკიდებული ამინდის პირობებზე. ეს გამოწვეულია იმით, რომ მოკლე ტალღები იფანტება ან შეიწოვება წყლის გარემოს მიერ წვიმის დროს ან ჰაერში ტენიანობის გაზრდილი დონით.
ასევე, მათ ხარისხზე გავლენას ახდენს გზაზე არსებული დაბრკოლებები. ასეთ მომენტებში სიგნალი ქრება და სმენა საგრძნობლად უარესდება ან საერთოდ ქრება რამდენიმე წამით ან მეტით. ამის მაგალითი შეიძლება იყოს ტელევიზორის რეაქცია თვითმფრინავზე, რომელიც მფრინავს, როდესაც გამოსახულება ციმციმებს და ჩნდება თეთრი ზოლები. ეს ხდება იმის გამოის ფაქტი, რომ ტალღა აირეკლება თვითმფრინავიდან და გადის ტელევიზორის ანტენასთან. ტელევიზორებისა და რადიოგადამცემების მსგავსი ფენომენები უფრო ხშირად გვხვდება ქალაქებში, რადგან რადიოტალღების დიაპაზონი აისახება შენობებზე, მაღალსართულიან კოშკებზე და ზრდის ტალღის გზას.
