Grunderna för Radio Waves - dummies

Förstå skinkradio (eller någon form av radio) är omöjligt utan att ha en allmän förståelse för syftet med radio: att skicka och ta emot information med hjälp av radiovågor.

Radiovågor är bara en annan form av ljus som färdas i samma hastighet; 186 000 mil per sekund. Radiovågor kan komma till månen och tillbaka i 2 ½ sekunder eller cirkla jorden i 1/7 sekund.

Energin i en radiovåg är delvis elektrisk och delvis magnetisk, som visas som ett elektriskt fält och ett magnetfält vart vågen reser. (A fält är bara energi lagrad i rymden i en eller annan form, som ett gravitationsfält som du upplever som vikt.)

Dessa fält gör laddade partiklar - som elektronerna i en tråd - flyttas i synkronisering med radiovågan. Dessa rörliga elektroner är en ström, precis som i en nätkabel, förutom att de bildar en radioström som din radiomottagare förvandlas till, till exempel hörbart tal.

Denna process fungerar i omvänd för att skapa radiovågor. Sändare för att elektroner ska röra sig så att de i sin tur skapar radiovågorna. Antenner är bara strukturer där elektronerna rör sig för att skapa och starta radiovågor i rymden.

Elektronerna i en antenn flyttas också som svar på radiovågor från andra antenner. På detta sätt överförs energi från rörliga elektroner vid en station till radiovågor och tillbaka till rörliga elektroner vid den andra stationen.

Frekvens och våglängd

Radiovåg-elektronrelationen har en rynka: Radvågens fält är inte bara en styrka hela tiden; de oscillera (variera mellan ett positivt och ett negativt värde) som en vibrerande sträng rör sig över och under dess stationära position.

Den tid som ett fält styrka tar för att gå igenom en komplett uppsättning värden kallas en cykel. Antalet cykler på en sekund är vågens frekvens , mätt i hertz (förkortad Hz).

Här är en annan rynka: Vågan rör sig också med ljusets hastighet, vilket är konstant. Om du kunde se vågens oscillat när den rörde sig, så ser du att vågan alltid rör samma avstånd - en våglängd - i en cykel.

Ju högre vågens frekvens desto snabbare fylls en cykel och desto kortare tid måste den röra sig under en cykel. Högfrekventa vågor har korta våglängder och lågfrekventa vågor har långa våglängder.

Kredit: Courtesy American Radio Relay League

Om du känner till en radiovågs frekvens kan du räkna ut våglängden eftersom ljusets hastighet alltid är densamma.Så här:

Våglängd = Ljusets ljus / Vågfrekvensen

Våglängd i meter = 300, 000, 000 / Frekvens i hertz

På samma sätt, om du vet hur långt vågan rör sig i en cykel våglängden), du vet också hur snabbt den svänger, eftersom ljusets hastighet är fixerad:

Frekvens i hertz = 300, 000, 000 / Våglängd i meter

Frekvensen förkortas som f, ljushastighet som c, och våglängden som den grekiska bokstaven lambda λ), vilket leder till följande enkla ekvationer:

f = c / λ och λ = c / f

Ju högre frekvens, desto kortare är våglängden och vice versa.

Radiovågor oscillerar vid frekvenser mellan övre änden av mänsklig hörsel vid ca 20 kilohertz eller kHz ( kilo är den metriska förkortningen betydande 1 000), upp till 1 000 gigahertz eller GHz ( giga är den metriska förkortningen som betyder 1 miljard). De har motsvarande våglängder från hundratals meter vid låga frekvenser till en bråkdel av en millimeter (mm) vid högfrekvenserna.

De mest lämpliga två enheter som används för att tänka på radiovågsfrekvens (RF) och våglängd är megahertz (MHz; mega betyder 1 miljon) och meter (m). Ekvationen som beskriver förhållandet är mycket enklare när du använder MHz och m:

f = 300 / λ i m och λ = 300 / f i MHz

Om du inte är bekväm med att memorera ekvationer, är det enkelt att konvertera frekvens och våglängd är att memorera bara en kombination, som 300 MHz och 1 meter eller 10 meter och 30 MHz. Använd sedan tio faktorer för att flytta i båda riktningarna, vilket gör frekvensen större och våglängden mindre när du går.

Radiospektret

Radiovågornas intervall, eller spektrum, är mycket brett. Stämmer en radiomottagare till olika frekvenser, du hör radiovågor som bär all sorts olika uppgifter. Dessa radiovågor heter -signaler. Signaler grupperas efter vilken typ av information de bär i olika frekvensområden, kallad -band.

AM-sändningsbandstationer, till exempel, sänder signaler med frekvenser mellan 550 och 1700 kHz (550 000 och 1, 700 000 hertz eller 0. 55 och 1. 7 MHz). Det är vad siffrorna på en radiolänk betyder - 550 för 550 kHz och 1000 för 1000 kHz, till exempel. Band hjälper dig att hitta vilken typ av signaler du vill ha utan att jaga över ett brett sortiment.

Kredit: Courtesy American Radio Relay League

De olika användarna av radiospektrum kallas tjänster, som broadcast-tjänsten eller amatörradionstjänsten. Varje tjänst får en viss mängd spektrum att använda, kallad frekvensallokering. Amatörradio, eller skinkradion, har ett stort antal tilldelningar sprinklade över hela radiospektrumet. Hams har tillgång till många små band i MF genom Mikrovågsregioner.

Radiovågor vid olika frekvenser fungerar olika på sättet de reser, och de kräver olika tekniker för att sända och ta emot. Eftersom vågor med liknande frekvenser tenderar att ha liknande egenskaper används radiospektrumhammarna i fem segment:

• Medelfrekvens (MF): Frekvenser från 300 kHz till 30 MHz.Det här segmentet - det traditionella kortvågsbandet - omfattar AM-sändning och ett skinka. Hams får snart få tillgång till ett par band i detta sortiment som regleringsprocessen fortskrider.

• Kortvåg eller Högfrekvens (HF): Frekvenser från 3 till 30 MHz. Detta segment - det traditionella kortvågsbandet - innehåller kortvågssändning; nio skinka radioband; och ship-to-shore, ship-to-ship, militär och Citizens Band-användare.

• Mycket hög frekvens (VHF): Frekvenser från 30 MHz till 300 MHz. Det här segmentet omfattar tv-kanaler 2 till 13, FM-sändningar, tre skinka band, allmän säkerhet och kommersiell mobilradio och militär- och luftfartsbrukare.

• Ultra High Frequency (UHF): Frekvenser från 300 MHz till 1 GHz. Det här segmentet omfattar tv-kanaler 14 och högre, två skinkband, mobiltelefoner, allmän säkerhet och kommersiell mobilradion samt militär- och luftfartsbrukare.

• Mikrovågsugn: Frekvenser över 1 GHz. Detta segment omfattar GPS; digitala trådlösa telefoner; Wi-Fi trådlöst nätverk; mikrovågsugnar; åtta skinka band; satellit TV; och många offentliga, privata och militära användare.

Eftersom en radiovåg har en specifik frekvens och våglängd använder hammarna något frekvens och våglängd något utbytbart. (De 40 och 7 MHz skinkorna är samma sak, till exempel.)