Radijska tehnologija

Radijska tehnologija, prenos in zaznavanje komunikacijskih signalov, sestavljenih iz elektromagnetnih valov, ki potujejo po zraku v ravni črti ali z odsevom iz ionosfere ali s komunikacijskega satelita.

Osnovna fizikalna načela

Elektromagnetno sevanje vključuje svetlobo in radijske valove, ki imata skupne lastnosti. Obe se širita skozi vesolje v približno ravnih črtah s hitrostjo približno 300.000.000 metrov (186.000 milj) na sekundo in imata amplitude, ki se ciklično spreminjajo s časom; to pomeni, da nihajo od nič amplitude do maksimuma in spet nazaj. Število ponovitev cikla v eni sekundi se imenuje frekvenca (simbolizirana kot f) v ciklih na sekundo, čas, potreben za dokončanje enega cikla, pa je 1 / f sekunde, včasih imenovan obdobje. V spomin na nemškega pionirja Heinricha Hertza, ki je izvedel nekaj zgodnjih radijskih poskusov, se cikel na sekundo imenuje hertz, tako da je frekvenca en cikel na sekundo zapisana kot en hertz (okrajšana Hz). Višje frekvence so skrajšane, kot je prikazano v preglednici 3.

Pogostostni izrazi in njihove okrajšave

izraz	cikli na sekundo	kratica	enakovredno
1 hertz	1	1 Hz
1 kiloherc	1.000	1 kHz	1.000 Hz
1 megaherc	1.000.000 (10 ⁶)	1 MHz	1.000 kHz
1 gigaherc	1.000.000.000 (10 ⁹)	1 GHz	1.000 MHz

Radijski val, ki se širi skozi vesolje, bo imel v vsakem trenutku spremembo amplitude glede na svojo smer vožnje, podobno kot spremembe v času, podobno kot val, ki potuje po vodnem telesu. Razdalja med enim grebenom do drugega je znana kot valovna dolžina.

Valovna dolžina in frekvenca sta povezani. Če delimo hitrost elektromagnetnega vala (c) na valovno dolžino (označeno z grško črko lambda, λ), dobimo frekvenco: f = c / λ. Tako ima valovna dolžina 10 metrov frekvenco 300.000.000, deljeno z 10 ali 30.000.000 hertzov (30 megahercev). Valovna dolžina svetlobe je veliko krajša od radio vala. V središču svetlobnega spektra je valovna dolžina približno 0,5 mikrona (0,0000005 metra) ali frekvenca 6 × 10 ¹⁴ hertz ali 600 000 gigahercev (en gigaherc je enak 1,000,000,000 hertz). Največja frekvenca v radijskem spektru je približno 45 gigahercev, kar ustreza valovni dolžini približno 6,7 milimetrov. Radijski valovi se lahko ustvarijo in uporabljajo pri frekvencah, nižjih od 10 kilohercev (λ = 30.000 metrov).

Mehanizem širjenja valov

Radijski val je sestavljen iz električnih in magnetnih polj, ki medsebojno vibrirajo pod pravim kotom v vesolju. Ko ti dve polji delujeta sinhrono v času, naj bi bilo v časovni fazi; tj. oba skupaj dosežeta svoje maksimume in minimume in oba skupaj skozi ničlo. Ko se oddaljenost od vira energije povečuje, se poveča površina, nad katero se širi električna in magnetna energija, tako da se zmanjša razpoložljiva energija na enoto površine. Intenzivnost radijskega signala, kot intenziteta svetlobe, se zmanjšuje, ko se oddaljenost od vira povečuje.

Oddajna antena je naprava, ki v vesolje projicira radiofrekvenčno energijo, ki jo ustvari oddajnik. Antena je lahko zasnovana tako, da radijsko energijo koncentrira v žarek, kot je žaromet, in tako poveča njeno učinkovitost v dani smeri (glej elektroniko).