Новости

Радио толқын теориясы: Likezh / Habr

Сурет.

Менің ойымша, барлығы «VHF», «DV», «SV» арасында ауысу және динамиктерден естіген деп ойлаймын.

Бірақ кесілген кесектерден басқа, бұл хаттардың артында жасырылғанын бәрі бірдей түсінбейді.

Радио толқын теориясымен жақынырақ болайық.

Радио толқын
Сурет.

Толқындардың ұзындығы (λ) - толқындардың іргелес крестілері арасындағы қашықтық.

Амплитудасы (A) - бұл тербелмелі қозғалысымен орташа мәннен максималды ауытқу.

Кезең (t) - бір толық тербеліс кезінде

Жиілік (v) - секундына жалпы кезеңдер саны

Жиіліктің толқын ұзындығын анықтауға мүмкіндік беретін формула бар:

Сурет.

Мұндағы: толқын ұзындығы (м) жарық жылдамдығының (км / сағ) жиілікке (KHZ) қатынасына тең

«VHF», «DV», «SV»

Супер ұзын толқындар - v = 3-30 кГц (λ = 10-100 км).

Олардың құрамына судың қалыңдығына 20 м дейін және осыған байланысты суасты қайықтармен байланысуға болады және осы тереңдікке дейін қайық қажет емес, радиоуды осы деңгейге лақтыру жеткілікті.

Бұл толқындар жердің шетіне қарай таралуы мүмкін, жер беті мен ионосфераның арасындағы қашықтық олар үшін «толқынды» білдіреді, олардың бойында олар еркін ерекшеленеді. Ұзын толқындар (Dv) v = 150-450 кГц (λ = 2000-670 м).

Сурет.

Радио толқынының бұл түрі кедергілерді асыра алатын қасиеттерге ие, олар ұзақ қашықтықта сөйлесу үшін қолданылады. Сондай-ақ, әлсіз ену қабілеті бар, сондықтан егер сізде қашықтағы антенна болмаса, сіз ешқандай радиостанцияны әрең ұстай аласыз. Орташа толқындар (Sv) v = 500-1600 кГц (λ = 600-190 м).

Сурет.

Бұл радио толқындар ионосферадан жақсы көрінеді, жер бетінен 100-450 км қашықтықта орналасқан. Бұл толқындардың мүмкіндігі - күндізгі уақытта оларды ионосферамен сіңіреді және рефлексия әсері болмайды. Бұл әсер, әдетте, әдетте бірнеше жүз шақырымға дейін байланыс үшін қолданылады. Қысқа толқындар (КВ) V = 3-30 МГц (λ = 100-10 м).

Сурет.

Орташа толқындар сияқты, олар ионосферадан жақсы көрінеді, бірақ күннің уақытына қарамастан, олардан айырмашылығы. Оларды алыс қашықтыққа таратылуы мүмкін (бірнеше мың км) ионосферадан және жер бетінің көрінісі арқасында, мұндай таралуы Скачков деп аталады. Бұл үшін жарық қуат таратқыштары қажет емес. Ультрашорт толқындары (Vhf) V = 30 МГц - 300 МГц (λ = 10-1 м).

Сурет.

Бұл толқындар бірнеше метр мөлшерде кедергілерді басып оята алады, сонымен қатар жақсы ену қабілеті бар. Осындай қасиеттерге байланысты бұл ауқым Кең таратылатын радио үшін кеңінен қолданылады. Кемшілігі - бұл кедергілермен кездесу кезінде олардың салыстырмалы түрде тез кетуі.

VHF диапазонындағы байланыс ауқымын есептеуге мүмкіндік беретін формула бар:

Сурет.

Мәселен, мысалы, «Остан» теледидарында радио таратылымдар, биіктігі 10 м биіктіктегі биіктігі, 10 м, биіктігі 10 м, тікелей көріну жағдайында байланыс қашықтығы шамамен 100 км құрайды. Жоғары жиіліктер (HF сантиметрі) V = 300 МГц - 3 ГГц (λ = 1-0,1 м).

Кедергілер жаппаңыз және жақсы ену қабілеті бар. Ұялы желілерде және Wi-Fi желілерінде қолданылады.

Бұл диапазонның толқындарының тағы бір қызықты ерекшелігі - су молекулалары өз энергияларын мүмкіндігінше сіңіре алады және оны жылуына айналдыруға қабілетті. Бұл әсер микротолқынды пештерде қолданылады.

Көріп отырғаныңыздай, Wi-Fi жабдықтары мен микротолқынды пештер бірдей диапазонда жұмыс істейді және суға әсер етуі мүмкін, сондықтан Wi-Fi маршрутизаторымен ұйықтау ұзақ уақыт қажет емес. Өте жоғары жиіліктер (EHF-миллиметрі) V = 3 ГГц - 30 ГГц (λ = 0,1-0,01 м).

Барлық кедергілермен шағылысады, ионосферадан еркін енеді. Оның қасиеттері есебінен ғарыштық байланыста қолданылады.

Am - fm.

Көбінесе қабылдау құрылғыларында AM-FM қосқыштарының позициясы бар, ол не? Мен. - амплитудалық модуляция

Сурет.

Тасымалдаушы жиілігінің амплитудасының амплитудасының өзгеруі, мысалы, тербелістерді кодтау әрекеті, мысалы, микрофонның дауысы.

Мен адам ойлап тапқан модуляцияның бірінші түрі. Кемшіліктерден, сондай-ақ модуляцияның кез-келген аналогтық түріне қатысты шумес иммунитеті төмен. Фм. - жиілік модуляциясы

Сурет.

Бұл Coding тербелістерінің әсерінен тасымалдаушы жиілігінің өзгеруі.

Бұл сонымен қатар аналогтық модуляция түрі, бірақ ол өзімнен жоғары иммунитет жоғары, сондықтан олар теледидарлық хабар тарату және VHF таратылымдарында кеңінен қолданылады.

Шын мәнінде, модуляция түрлерінде сипатталған, бірақ олардың сипаттамасы осы мақаланың материалына кірмейді.

Толығырақ

Кедергі - Толқындардың әртүрлі кедергілерден көріну нәтижесінде толқындар бүктеледі. Дәл осындай фазалармен қосқан жағдайда, бастапқы толқынның амплитудасы артуы мүмкін, керісінше фазалар қосқан кезде амплитудасы нөлге дейін төмендеуі мүмкін.

Бұл құбылыс негізінен VHF CM және теледидар сигналын алған кезде көрінеді.

Сурет.

Сондықтан, бөлменің ішіне бөлме ішінен антенна теледидарында қабылдау сапасы «қалқымалы». Дифракция - Радио толқыны кедергілермен кездескен кезде пайда болатын құбылыс, нәтижесінде толқын амплитудасы, фазасы мен бағытын өзгерте алады.

Бұл құбылыс КВ және СВ-дағы қосылымды, толқындар әр түрлі біртекті емес және зарядталған бөлшектерден көрінеді және осылайша бөлу бағытын өзгертеді.

Дәл осындай құбылыс радио толқындарының тікелей көрінусіз, жер бетінен тарату қабілетін түсіндіреді. Ол үшін толқын ұзындығы кедергілерге қарсы болуы керек.

PS:

Мен сипаттаған ақпарат пайдалы болады деп сенемін және осы тақырып бойынша біршама түсіністік әкеледі деп сенемін.

Толқын: бойлық және көлденең

Бұдан бастайық бұлғау - Бұл кеңістіктегі тербелістің таралуы.

Толқындар Механикалық және электромагниттік.

Механикалық толқындар - бұл тербелістерді физикалық тұрғыдан сезінуі мүмкін, өйткені олар Серпімді ортада құрылған.

  • Мысалы, дыбыс. Дыбыс зат ішіне қолданылатын кезде, біз оны жанасумен сезіне аламыз.

Сіз теміржол жолдарында тұрғаныңызды елестетіп көріңіз. Жоқ, сіз Анна Каренина емессіз, сіз эксперимент жүргізушісіз.

Егер пойыз сізге жақындаса, сіз оны тезірек немесе кешірек естисіз. Керісінше, тезірек естиді Sound Watw жылдамдығы 𝑣 = 330 м / с жылдамдықпен құлағыңызға жетеді.

Егер сіз рельске құлақ салыңыз, ол әлдеқайда тез болады, өйткені қатты дыбыс жылдамдығы ауаға қарағанда үлкен болады. Айтпақшы, судың астында дыбыс жылдамдығы ауаға қарағанда үлкен, бірақ қатты заттардан аз.

Егер сіз музыкалық бағанға тоқталсаңыз, дыбыс сезілетінін және жанасатынын білесіз.

Электромагниттік толқындар - Бұл біз қол тигізе алмайтын толқындар.

  • Мысалы, радио толқындары, Wi-Fi және жарық.

Олар үшін барлық бірдей заңдар жұмыс істейді, олардың жылдамдығы едәуір үлкен және тең Жеңіл жылдамдығы 𝑣 = 3 * 10 ^ 8 м / с . Және олардың әр түрлі көздері бар.

Толқындар бойлық және көлденеңінен бөлуге арналған:

Бойлық және көлденең толқындар

Ұзындық - Бұл тербеліс толқындардың таралу бағытында пайда болатын толқындар.

  • Найзағай немесе сейсмикалық толқындар (жер сілкінісі) кезінде жел соғылады, бұл бойлық толқындардың мысалы.

Трансксенсус - толқындардың тербелісі толқындардың таралу бағыты бойынша жүреді.

  • Сіз стадионда адамдар толқынын бастадыңыз ба, ол көлденең болады.
  • Көрінетін жарық және дірілдейтін гитара жолы да көлденең толқындар болып табылады.

Теңіз толқыны - бойлық немесе көлденең бе?

Шын мәнінде, оның бойлық және көлденең компоненттері бар, сондықтан оны белгілі бір түрге жатқызуға болмайды.

Толқын ұзындығы: анықтамасы және есептеу

Әрине, кез-келген толқынның сипаттамалары бар. Осы сипаттамалардың бірі толқын ұзындығы.

Толқын ұзындығы Ол осы толқынның екі нүктесі арасындағы қашықтық деп аталады, сол кезеңмен өзгереді. Егер бұл қарапайым болса, онда бұл екі «жоталар» арасындағы қашықтық.

Көбірек толқын ұзындығы Сіз тербелісдің бір кезеңінде толқынмен жүрген қашықтықты шақыра аласыз.

Етекпір - Бұл бір тербеліс болған кез келді. Яғни, егер уақыт толқыны мен тербелістердің санын таратса, сіз кезеңді есептей аласыз.

Толқын тербелісі формуласы

T = t / n

T - кезең [s]

T - Time [C]

N - тербелістер саны [-]

Жылдамдықпен байланыс

Жылдамдық формуласын толқын ұзындығы арқылы алып тастау үшін, кинематикадан жылдамдық формуласын еске түсіру қажет - бұл дененің сыртқы әсерін ескере отырып, денелер қозғалысы бөлімі).

Жылдамдық формуласы

𝑣 = s / t

𝑣 - жылдамдық [м / с]

S - жол [m]

T - Time [C]

Толқындарға бұрылып, сіз келесі аналогтарды өткізе аласыз:

  • Жол - толқын ұзындығы
  • Уақыт периоды

Жылдамдық үшін, тіпті аналогия қажет емес - жылдамдық пен Африка жылдамдығы.

Формула жылдамдығы толқыны

𝑣 = λ / t

𝑣 - жылдамдық [м / с]

λ - толқын ұзындығы [m]

T - кезең [s]

Проблема

Қайық толқындардан ойландырады. 40-шы жылдары ол 10 тербелісті жасады. Толқындардың таралу жылдамдығы, егер оған іргелес толқын шыңдары арасындағы қашықтық 1 м болса деген не?

Шешім:

  1. Жылдамдық формуласын алыңыз:
  2. 𝑣 = λ / t

  3. Біз толқын ұзындығын білеміз, бірақ мерзімге берілмейміз. Кезең формула бойынша есептеледі:
  4. T = t / n

    T = 40/10 = 4 с

  5. Енді біз формуладағы құндылықтарды алмастырамыз
  6. 𝑣 = λ / t

    𝑣 = ¼ = 0,25 м / с

Жауап: 𝑣 = 0,25 м / с

Резонанация

Егер бір бөлмеде гитарада сөйлесу қатты болса - сіз елес оның қалай ойнай бастағанын ести аласыз. Шын мәнінде, жолдың жиілігі дауыстың жиілігімен сәйкес келді және пайда болды резонанс.

Төмендегі диаграммада сіз не біле аласыз Кейбір жиілік Амплитудасы күрт артады. Бұл жиілік деп аталады резонанстың жиілігі.

Резонанстың жиілігі

Жиілік - Бұл құндылық, кері кезең. Онда қандай тербеліс пайда болады.

Жиілік формуласы

ν = n / t

ν - жиілік [HZ]

T - Time [C]

N - тербелістер саны [-]

Әлемде сарбаздар көпірге қалай жаяу барғаны туралы көптеген оқиғалар бар, ол резонансқа түсіп, барлығы құлады. Міне, гидролциттер туралы тағы бір оқиға - олар айтқандай, бірінші рет

Гидролиттер тобы - ішкі сулардағы мамандар Алтайда жұмыс істеді және жергілікті өзенді оқыды. Арқан көпірі өзеннің бойында созылып, Винч көпірдің ортасында тұрды, бұл судың үлгісін өзеннен көтеруге, оған түсіп кетпейді.

Экспедицияның бір күндерінің бірінде күшті, дерлік дауыл, жел басталды. Зерттеушілер көпірде жұмыс істеді, ал олар осындай күшті желде арқан құрылымында болу қауіпсіз емес екенін түсінген кезде, оны тастап кете бастады. Команданың соңғы адамы көпірден бір қадам жасады, көпірмен бірге көпір бір шымшу болды. Бұл жел жиілігі өзгеретін көпірдің өз жиілігімен сәйкес келді. Бұл оқиғаның осылай аяқталғаны жақсы.

Толқын ұзындығы - екі шыңдар (жоталар) арасындағы қашықтық, ал дұрыстығы. Толқынның ең жоғары позициясы шың деп аталады. Толқынның ең төменгі позициясы депрессия деп аталады.

Цикл - бұл толық тербеліс, мысалы, екі жоталар немесе екі дұрыстың арасындағы қисық сызық. Тепе-теңдік күйінен максималды толқындық қашықтық амплитудасы деп аталады.

Фигурада физикада қолданылатын негізгі толқынның параметрлері көрсетілген:

Толқын параметрлері

Анықтама және толқын ұзындығы формуласы

Толқын - бұл қоршаған ортаға келген нүктеден таралған. Мұндай перстурсия таза заттан берілмей энергияны береді.

Механикалық толқындар

Ұзындығы - толқынның қашықтығына немесе толқын таратылатын бөлшектермен сәйкес келмейтін толқынмен жүретін нақты қашықтық. Ол сонымен қатар кеңістіктік толқындық кезең ретінде анықталған.

Грекиялық әріп «λ» әрпі физика бойынша (Lambda) ұзындығын белгілеу үшін қолданылады Теңдеулерде. Бұл толқын жиілігіне кері пропорционалды.

Толқын ұзындығы

T кезеңі - толық ауытқудың аяқталу уақыты, екінші (терді) өлшем бірлігі.

Ұзын толқын төмен жиілікке және қысқа уақытқа сәйкес келеді. Ұзындығы метрмен өлшенеді. Әр секундта шығарылған толқындардың саны жиілік деп аталады және кезеңге кері пропорционал.

702.

Әр түрлі ұзындықта әр түрлі үлестіру жылдамдығы бар. Мысалы, судағы жарық жылдамдығы вакуо жылдамдығынан 3/4 құрайды.

Толқынның кеңістіктік кезеңі - тұрақты кезеңдегі нүкте «ұшады» пункті тербелістер кезеңіне сәйкес келеді.

Жиілік толқыны

Жиілік f - уақыт бірлігіне толық ауытқулар саны. Герцте өлшенеді (Гц).

Секундына бір толық тербеліспен = 1 Гц; секундына 1000 тербелістерде секундына = 1 килохерц (кГц); Бір секундына 1 миллион тербеліс = 1 мегошерц (1 МГц).

Вакуумдағы жарық жылдамдығы - 300 000 км / с немесе 300 000 м / с немесе 300 000 000 м / с, содан кейін 3 x 10 қажет жиіліктегі толқын ұзындығын аудару 8М / с ұзындығы метрге бөлінеді.

Толқын ұзындығын өлшеу бірлігі λ - нанометрлер мен аншастомдар мұндағы нанометр метрдің миллиал бөлігі (1 м = 109 нм) және аншастома метрдің он миллиард бөлігін құрайды (1 м = 1010 А), яғни нанометр 10 анстстромға тең (1 нм =) 10 A).

Оптикалық спектр

Күннен шыққан жарық электромагниттік сәуле болып табылады, ол 300 000 км / с жылдамдықпен қозғалады, бірақ ұзындығы кез-келген фотон үшін бірдей емес, бірақ 400 нм мен 700 нм аралығында. Жеңіл толқын ұзындығы түске әсер етеді.

Ақ жарық әр түрлі түсті жолақтардың спектрінде ыдырайды, олардың әрқайсысы толқын ұзындығымен анықталады. Осылайша, ең кіші ұзындықтағы жарық күлгін, бұл шамамен 400 нм, ал ең үлкен ұзындығымен жарық қызыл болып табылады, бұл шамамен 700 нм.

Кесте Толқын ұзындығы түске байланысты:

Толқын ұзындығы

Аз күлгін ұзындықпен радиация ультракүлгін сәулелену, рентгендік сәуле, рентген және гамма-сәулелер деп аталады. Радиациялық қызыл қызыл, инфрақызыл, микротолқындар және радио толқындары деп аталады.

Байланыстың шекті диапазоны ұзындыққа байланысты. Антеннаның өлшемдері радиоэт электронды агентінің жұмыс ұзақтығынан жиі асып түседі.

Суретте түрлі көздерден шығаратын толқын ұзындығы мен жиілігі (NM) көрсетілген:

Толқын ұзындығы

Дыбыс, электромагниттік және радио толқындарының толқын ұзындығын есептеу мысалдары

Тапсырма нөмірі 1.

Судағы жылдамдық жылдамдығы 1450 м / с. Егер тербеліс жиілігі 725 Гц болса, қарама-қарсы фазалардағы тербелістерді қай қашықтықта жүргізеді?

707.

№ 2 тапсырма.

Көл жағасында орналасқан стационарлық бақылаушыдан 6 с. Толқынның 4-і өтті. Бірінші және үшінші жоталар арасындағы қашықтық - 12 м. Толқын бөлшектердің тербелісі, таралу деңгейі және толқын ұзындығы.

708.

Тапсырма нөмірі 3.

Әнші әнінің дауыстық байламдары Тенор (еркек дауысы) 130-дан 520 гц жиілігіне өзгереді. Әуедегі сәуле толқынының максималды және минималды ұзындығын анықтаңыз. Эфирдегі дыбыс жылдамдығы 330 м / с.

708.


Добавить комментарий