Rádiótechnika, olyan kommunikációs jelek továbbítása és érzékelése, amelyek elektromágneses hullámokból állnak, és amelyek egyenes vonalban vagy az ionoszféra vagy a kommunikációs műholdas visszaverődésével haladnak keresztül a levegőn.
Alapvető fizikai alapelvek
Az elektromágneses sugárzás magában foglalja a fényt és a rádióhullámokat is, és a kettőnek sok közös tulajdonsága van. Mindkettőt körülbelül egyenes vonalban terjesztik a térben körülbelül 300 000 000 méter (186 000 mérföld) sebességgel másodpercenként, és amplitúdójuk ciklikusan változik az idő függvényében; vagyis null amplitúdóról maximálisra és újra vissza. A ciklus egy másodpercben történő ismétlésének számát frekvenciának (f betűvel jelölve) másodpercenként ciklusban kell megadni, és az egy ciklus befejezéséhez szükséges idő 1 / f másodperc, amelyet néha periódusnak hívnak. A német úttörõ, Heinrich Hertz megemlékezésére, aki a korai rádió kísérletek egy részét elvégezte, a másodpercenkénti ciklust hertz-nek hívják, így a másodpercenkénti ciklus frekvenciáját egy hercbe írják (rövidítve Hz). A magasabb frekvenciákat a 3. táblázat mutatja.
Frekvencia fogalma és rövidítése
| kifejezés | ciklus másodpercenként | rövidítés | egyenértékű |
|---|---|---|---|
| 1 hertz | 1 | 1 Hz | |
| 1 kilohertz | 1000 | 1 kHz | 1000 Hz |
| 1 megaherc | 1 000 000 (10 6) | 1 MHz | 1000 kHz |
| 1 gigaherc | 1 000 000 000 (10 9) | 1 GHz | 1000 MHz |
Az űrben terjedő rádióhullám bármelyik pillanatban az amplitúdó-variációval megegyezik az idővariációjához hasonlóan az utazási irány mentén megfigyelhető amplitúdó-variációval, hasonlóan a víztestnél haladó hullámhoz. Az egyik hullámcsonktól a másikig tartó távolságot hullámhossznak nevezik.
A hullámhossz és a frekvencia összefüggenek. Az elektromágneses hullám sebességét (c) elosztva a hullámhosszon (a görög lambda betűvel jelölve, λ) a következő frekvenciát kapjuk: f = c / λ. Így a 10 méteres hullámhossz frekvenciája 300 000 000, osztva 10 vagy 30 000 000 Hz-vel (30 megaherc). A fény hullámhossza sokkal rövidebb, mint egy rádióhullám. A fény spektrumának közepén a hullámhossz körülbelül 0,5 mikron (0,0000005 méter), vagy a frekvencia 6 × 10 14 Hz vagy 600 000 gigaherc (egy gigaherc megegyezik 1 000 000 000 Hz- zel). A rádióspektrumban a maximális frekvenciát általában körülbelül 45 gigahertznek vesszük, ami körülbelül 6,7 mm hullámhossznak felel meg. Rádióhullámok generálhatók és felhasználhatók 10 kilohertz (λ = 30 000 méter) alatti frekvenciákon.
A hullámterjedés mechanizmusa
A rádióhullám elektromos és mágneses mezőkből áll, amelyek az űrben egymással merőlegesen rezegnek. Amikor ez a két mező időben szinkronban működik, azt mondják, hogy időfázisban vannak; azaz mindkettő együtt éri el a maximumát és a minimumát, és mindkettő együtt megy át a nullán. Ahogy az energiaforrástól való távolság növekszik, megnő az a terület, amelyen az elektromos és a mágneses energia eloszlik, így csökken az egységnyi területre rendelkezésre álló energia. A rádiójelek intenzitása, akárcsak a fényerősség, csökken a forrástól való távolság növekedésével.
Az adóantenna olyan eszköz, amely az adó által generált rádiófrekvenciás energiát az űrbe kivetíti. Az antennát úgy lehet megtervezni, hogy a rádióenergiát olyan fénysugárba koncentrálja, mint például egy fényszórót, és így növelheti annak hatékonyságát egy adott irányban (lásd az elektronikát).
