Виникнення і поширення радіохвиль

Трохи теорії. Радіохвилі. що це таке? Звідки вони беруться, і як працюють? Спробую пояснити якомога простіше і доступною мовою, не використовуючи термінів і формул. Радіохвилі всюди, різні електромагнітні випромінювання, різних частот постійно оточують нас, вони всюди в просторі. Телебачення, радіохвиля FM діапазону, інтернет, стільниковий зв'язок - радіохвилі щільно увійшли в наше життя, і ніхто не уявляє собі існування без цього чуда сучасного часу. Швидкі і невидимі вони передають інформацію миттєво і на великі відстані. З курсу фізики, розділу «електродинаміка», відомо, що якщо по провіднику протікає електричний струм, то виникає електромагнітне поле, що створює електромагнітну хвилю, яка випромінюється в навколишній простір, і поширюється в ньому зі швидкістю, близькою до швидкості світла.

Інтенсивність випромінювання електромагнітної хвилі пропорційна швидкості зміни електромагнітного поля. Інтенсивність виникнення електромагнітних хвиль, різко зростає, якщо змінний електричний струм протікає в так званому «розімкнутому дроті» (однопроводная лінія). Відбувається це через те, що при виникненні в такому провіднику електричного струму дуже високої частоти, ємність провідника щодо землі, стає достатньою для виникнення в ньому ємнісного струму. Опір цієї ємності обернено пропорційно частоті змінного струму, що підводиться до провідника, такий провідник називають передавальною антеною. Отже, випромінювання електормагнітний хвилі залежить від частоти струму в проводі. Чим вище частота, тим більший струм буде протікати в антені, і тим інтенсивніше випромінюватиметься електромагнітна хвиля.

Електормагнітние хвилі можуть мати різне положення в просторі. Положення хвиль в просторі визначається положенням передавальної антени щодо землі. Властивість хвиль міняти своє положення в просторі залежно від положення передавальної антени характеризується таким параметром як площину поляризації. Поляризація перетинає хвилю і вектор електричного поля. Площина поляризації може бути в горизонтальному або вертикальному положенні. Електромагнітні хвилі з горизонтальним вектором називають горизонтально поляризованими хвилями, хвилі з вертикальним вектором - вертикально поляризованими.

З вище сказаного, так само слід, що властивості і параметри електромагнітних хвиль залежать від струму в провіднику, який їх породжує. Наприклад, якщо по проводу тече змінний електричний струм синусоїдальної форми з частотою 1000 МГц, електромагнітні хвилі які породить цей струм, матимуть таку ж форму і частоту.

Радіохвилі бувають різної довжини, такі параметри як частота і довжина хвилі визначають здатність хвиль поширюватися в просторі, в різних середовищах і з різними перешкодами. Наприклад, довгі хвилі мають здатність огинати сторонні предмети при поширенні в просторі. А ультракороткі хвилі (діапазону УКВ), поширюються в основному прямолінійно і практично не огинають перешкоди, такі як високі будівлі, гори, великі дерева. На поширення хвиль УКВ, особливо дециметрових, сантиметрових і міліметрових, сильно впливає рельєф місцевості і різні метеоумови. Тому передавальні антени УКХ діапазону, наприклад, ефірні телевізійні ретранслятори, встановлюють якомога вище над поверхнею землі, що б збільшити дальність поширення сигналу, і допомогти тим самим уникнути зовнішні перепони.

З того ж розділу електродинаміки, відомо що якщо електромагнітні лінії перетнуть провідник, то в ньому утворюється змінний струм, так звана Електрорушійна сила (ЕРС). Для виникнення ЕРС, провідник повинен рухатися в магнітному полі, цей принцип втілений в генераторах змінного струму, обмотка якоря, рухається в магнітному полі, завдяки чому в обмотці і з'являється електричний струм. Але якщо провідник залишити в спокої і навколо нього створити рухоме магнітне поле, в ньому також виникне струм. Цей принцип і закладений в приймальні антени. Радіохвиля і є рухоме магнітне поле, яке породжує в приймальні антени електричні сигнали, що передаються по кабелю в декодирующее і перетворювати пристрій (приймач).