Радіохвилі у нашому житті реферат

Обновлено: 08.07.2024

Открытие радиоволн дало человечеству массу возможностей. Среди них: радио, телевидение, радары, радиотелескопы и беспроводные средства связи. Всё это облегчало нам жизнь. С помощью радио люди всегда могут попросить помощи у спасателей, корабли и самолёты подать сигнал бедствия, и можно узнать происходящие события в мире.

Создание электромагнитных волн опытным путём принадлежит физику Герцу. Для этого Герц использовал высокочастотный искровой разрядник (Вибратор). Произвёл этот опыт Герц в 1888 г. Состоял вибратор из двух стержней, разделённых искровым промежутком. Экспериментировал Герц с волнами частотой 100000000 Гц. Вычислив собственную частоту электромагнитных колебаний вибратора, Герц смог определить скорость электромагнитной волны по формуле υ=λν.Она оказалась приближенно равна скорости света: с=300000 км/с.

Радиоволны – это электромагнитные колебания, распространяющиеся в пространстве со скоростью света (300 000 км/сек). Кстати свет также относится к электромагнитным волнам, что и определяет их весьма схожие свойства (отражение, преломление, затухание и т.п.).
Радиоволны переносят через пространство энергию, излучаемую генератором электромагнитных колебаний. А рождаются они при изменении электрического поля, например, когда через проводник проходит переменный электрический ток или когда через пространство проскакивают искры, т.е. ряд быстро следующих друг за другом импульсов тока.
Электромагнитное излучение характеризуется частотой, длиной волны и мощностью переносимой энергии. Частота электромагнитных волн показывает, сколько раз в секунду изменяется в излучателе направление электрического тока и, следовательно, сколько раз в секунду изменяется в каждой точке пространства величина электрического и магнитного полей. Измеряется частота в герцах (Гц) – единицах названных именем великого немецкого ученого Генриха Рудольфа Герца. 1 Гц – это одно колебание в секунду, 1 мегагерц (МГц) – миллион колебаний в секунду. Зная, что скорость движения электромагнитных волн равна скорости света, можно определить расстояние между точками пространства, где электрическое (или магнитное) поле находится в одинаковой фазе. Это расстояние называется длиной волны. Длина волны (в метрах) рассчитывается по формуле: или примерно где ¦ – частота электромагнитного излучения в МГц.

Самый простой случай — это распространение радиоволны в свободном пространстве. Уже на небольшом расстоянии от радиопередатчика его можно считать точкой. А если так, то фронт радиоволны можно считать сферическим. Если мы проведем мысленно несколько сфер, окружающих радиопередатчик, то ясно, что при отсутствии поглощения энергия, проходящая через сферы, будет оставаться неизменной. Ну, а поверхность сферы пропорциональна квадрату радиуса. Значит, интенсивность волны, т. е. энергия, приходящаяся на единицу площади в единицу времени, будет падать по мере удаления от источника обратно пропорционально квадрату расстояния.

Как распространяются радиоволны

Радиоволны излучаются через антенну в пространство и распространяются в виде энергии электромагнитного поля. И хотя природа радиоволн одинакова, их способность к распространению сильно зависит от длины волны.
Земля для радиоволн представляет проводник электричества (хотя и не очень хороший). Проходя над поверхностью земли, радиоволны постепенно ослабевают. Это связано с тем, что электромагнитные волны возбуждают в поверхности земли электротоки, на что и тратится часть энергии. Т.е. энергия поглощается землей, причем тем больше, чем короче длина волна (выше частота). Кроме того, энергия волны ослабевает еще и потому, что излучение распространяется во все стороны пространства и, следовательно, чем дальше от передатчика находится приемник, тем меньшее количество энергии приходится на единицу площади и тем меньше ее попадает в антенну.
Передачи длинноволновых вещательных станций можно принимать на расстоянии до нескольких тысяч километров, причем уровень сигнала уменьшается плавно, без скачков. Средневолновые станции слышны в пределах тысячи километров. Что же касается коротких волн, то их энергия резко убывает по мере удаления от передатчика. Этим объясняется тот факт, что на заре развития радио для связи в основном применялись волны от 1 до 30 км. Волны короче 100 метров вообще считались непригодными для дальней связи.
Однако дальнейшие исследования коротких и ультракоротких волн показали, что они быстро затухают, когда идут у поверхности Земли. При направлении излучения вверх, короткие волны возвращаются обратно.

С учётом особенностей распространения, генерации и (отчасти) излучения весь диапазон радиоволн принято делить на ряд меньших диапазонов: сверхдлинные волны, длинные волны, средние волны, короткие волны, метровые волны, дециметровые волны, сантиметровые волны, миллиметровые волны и субмиллиметровые волны (табл. 1). Деление радиочастот на диапазоны в радиосвязи установлено международным регламентом радиосвязи (табл. 2). Все это официальные, четко отграниченные участки спектра.
В то же время термин "диапазон" в зависимости от контекста может применяться для обозначения какого-то произвольного участка радиоволн/радиочастот (например - "любительский диапазон", "диапазон подвижной связи", "диапазон low band", "диапазон 2,4 ГГц" и т.п.)

Табл. 1. — Деление всего диапазона радиоволн на меньшие диапазоны.

Частота колебаний, гц

3x10 10 —3x10 11

3x10 11 —6x10 12

Табл. 2.1. — Диапазон радиочастот

Крайне низкие КНЧ
Сверхнизкие СНЧ
Инфранизкие ИНЧ
Очень низкие ОНЧ
Низкие частоты НЧ
Средние частоты СЧ
Высокие частоты ВЧ
Очень высокие ОВЧ
Ультравысокие УВЧ
Сверхвысокие СВЧ
Крайне высокие КВЧ
Гипервысокие ГВЧ

3—30 гц
30—300 гц
0,3—3 кгц
3—30 кгц
30—300 кгц
0,3—3 Мгц
3—30 Мгц
30—300 Мгц
0,3—3 Ггц
3—30 Ггц
30—300 Ггц
0,3—3 Тгц

Табл. 2.2 . — Диапазон радиоволн

Декамегаметровые
Мегаметровые
Гектокилометровые
Мириаметровые
Километровые
Гектометровые
Декаметровые
Метровые
Дециметровые
Сантиметровые
Миллиметровые
Децимиллиметровые

100—10 мм
10—1 мм
1000—100 км
100—10 км
10—1 км
1—0,1 км
100—10 м
10—1 м
1—0,1 м
10—1 см
10—1 мм
1—0,1 мм

Динамический диапазон
Динамический диапазон радиоприемного устройства - это отношение максимально допустимого уровня принимаемого сигнала (нормируется уровнем нелинейных искажений) к минимально возможному уровню принимаемого сигнала (определяется чувствительностью устройства) выраженное в децибелах. Другими словами - это разность между максимальным и минимальным значениями уровней сигналов, при которых еще не наблюдается искажений. Причиной этих искажений является нелинейность усилительного тракта рассматриваемого устройства. Чем шире ДД, тем более сильные сигналы способно принимать устройство без искажений. Динамический диапазон шире у дорогих приемников, хотя сравнивать их по этому параметру практически невозможно, т.к. он очень редко указывается в характеристиках.

Радиоволны (радиочастоты), используемые в радиотехнике, занимают область, или более научно – спектр от 10 000 м (30 кГц) до 0.1 мм (3 000 ГГц). Это только часть обширного спектра электромагнитных волн. За радиоволнами (по убывающей длине) следуют тепловые или инфракрасные лучи. После них идет узкий участок волн видимого света, далее – спектр ультрафиолетовых, рентгеновских и гамма лучей – все это электромагнитные колебания одной природы, отличающиеся только длиной волны и, следовательно, частотой. Хотя весь спектр разбит на области, границы между ними намечены условно. Области следуют непрерывно одна за другой, переходят одна в другую, а в некоторых случаях перекрываются. Международными соглашениями весь спектр радиоволн, применяемых в радиосвязи, разбит на диапазоны:

Фоновое излучение. Кроме отождествленных и неотождествленных дискретных источников, наблюдается суммарный фон от миллионов далеких галактик и облаков межзвездного газа нашей Галактики. С повышением чувствительности и разрешающей способности радиотелескопов из этого фона удается выделить все больше дискретных источников.

Радиоизлучение планет. В 1956 К.Мейер из Военно-морской лаборатории США открыл излучение Венеры на волне 3 см. В 1955 Б.Бурке и К.Франклин из института Карнеги в Вашингтоне обнаружили короткие всплески радиоизлучения от Юпитера на волне 13,5 м. Дальнейшие исследования в Австралии показали, что всплески излучения от Юпитера приходят в те моменты, когда определенные зоны его поверхности обращены к Земле. В дециметровом диапазоне кроме теплового излучения наблюдалось и синхротронное, что указывало на наличие у Юпитера мощного магнитного поля, которое позже было действительно обнаружено космическими зондами. верхгиганта Антареса и рентгеновского источника в Скорпионе.

Излучение водорода. Нейтральный атомарный водород – возможно, самый распространенный элемент в межзвездном пространстве. Он способен излучать радиолинию с длиной волны 21 см, которая была предсказана в 1944 нидерландским теоретиком Х. ван де Хюлстом и обнаружена в 1951 Х.Юэном и Э.Парселом из Гарвардского университета (США). Существование узкой линии в радиодиапазоне оказалось очень полезным: измеряя ее доплеровское смещение, можно очень точно определять лучевую скорость наблюдаемого облака газа. При этом приемная аппаратура радиотелескопа сканирует некоторый диапазон длин волн в районе линии 21 см и отмечает пики излучения. Каждый такой пик – это линия излучения водорода, смещенная по частоте из-за движения одного из облаков, попавших в поле зрения антенны телескопа.

А начинает излучать радиоволны. Эти волны, достигая антенны А’ приёмной станции, возбуждают электромагнитные колебания цепи, содержащей заземлённую антенну и когерер Т. Сопротивление когерера резко уменьшается, вследствие чего замыкается цепь батареи Е’, в которой находится электромагнитное реле, притягивающее молоточек F. При этом в точке О замыкается цепь более мощной батареи Е”, действующей на пишущий аппарат LM. В тоже время молоточек D ударяет по когереру Т и размыкает цепь батареи Е’ (для приёма следующего сигнала).

Это радио стало прародителем не только для современного радио, но и для телевизоров, радиотелескопов, мобильных телефонов и для многих других вещей без которых люди не могут представить сегодняшнюю свою жизнь.

Современные радиоприёмники совсем непохожи на своего прародителя, но принцип действия остался тот же, что и в приёмники Попова. Современный приёмник так - же имеет антенну, в которой приходящая волна вызывает очень слабые магнитные колебания. Как и в приёмнике Попова, энергия этих колебаний не используется непосредственно для приёма. Слабые сигналы лишь управляют источниками энергии, питающими последующие цепи. Сейчас такое управление осуществляется с помощью полупроводниковых приборов.

В1899 году была обнаружена возможность приёма сигналов с помощью телефона. В начале 1900 года радиосвязь была успешно использована во время спасательных работ в Финском заливе. При участии Попова началось внедрение радиосвязи на флоте и в армии России.

За границей усовершенствованием подобных приборов занималась фирма, организованная итальянским учёным Маркони. Опыты, поставленные в широком масштабе, позволили осуществить радиотелеграфную передачу через атлантический океан.

Важнейшим этапом развития радиосвязи было создание в 1913 году генератора незатухающих электромагнитных колебаний.

Кроме передачи телеграфных сигналов, состоящих из коротких и более продолжительных импульсов электромагнитных волн, стала возможной надёжная и высококачественная радиотелефонная связь – передача речи и музыки с помощью электромагнитных волн.

При радиотелефонной связи колебания давления воздуха в звуковой волне превращаются с помощью микрофона в электрические колебания той же формы. Казалось бы, если эти колебания усилить и подать в антенну, то можно будет передавать на расстояния речь и музыку с помощью электромагнитных волн. Однако в действительности такой способ передачи неосуществим.

Для усиления электрических колебаний высокой и низкой частот могут быть использованы схемы с электронными лампами или транзисторами.

Благодаря радиоволнам познается, и наша вселенная, и открываются элементарные частицы материи. Даже живые существа испускают радиоволны, а животные такие животные, как рыба молот используют их для охоты.

№ слайда 1

Радиоволны в нашей жизни Презентацию выполнили ученики 11 В класса МОУ Лицей №5 им. Ю. А. Гагарина:Мишустин Олег АлексеевичРадченко Даниил Павлович

№ слайда 2

Радиоволны распространяются в пустоте и в атмосфере; земная твердь и вода для них непрозрачны. Однако, благодаря эффектам дифракции и отражения, возможна связь между точками земной поверхности, не имеющими прямой видимости (в частности, находящимися на большом расстоянии).Распространение радиоволн от источника к приёмнику может происходить несколькими путями одновременно. Такое распространение называется многолучёвостью. Вследствие многолучёвости и изменений параметров среды, возникают замирания — изменение уровня принимаемого сигнала во времени. При многолучёвости изменение уровня сигнала происходит вследствие интерференции, то есть в точке приёма электромагнитное поле представляет собой сумму смещённых во времени радиоволн диапазонаДиапазоны радиоволн ДВ, СВ, КВ,УКВ, ВЧ, КВЧ, Гипервысокие.Радиоволны различаются по дальности, прохождению препятствий и атмосферы. Радиоволны делятся на диапазоны и частоты для большего удобства радиообмена.

№ слайда 3

Согласно решению МСЭ принято различать следующие диапазоны частот:Очень низкие частоты (мириаметровые волны) - f = 3—30 кГц (λ = 10-100 км) Низкие частоты (километровые волны) - f = 30—300 кГц (λ = 1-10 км) Средние частоты (гектаметровые волны) - f = 0,3—3 МГц (λ = 0,1-1 км) Высокие частоты (декаметровые волны) - f = 3—30 МГц (λ = 10-100 м) Очень высокие частоты (метровые волны) - f = 30—300 МГц (λ = 1-10 м)Ультравысокие частоты (сантиметровые волны) - f = 3—30 ГГц (λ = 1-10 см) Крайне высокие частоты (миллиметровые волны) - f = 30—300 ГГц (λ = 0,1-1 см) В практике радиовещания и телевидения используется упрощённая классификация радиодиапазонов:Сверхдлинные волны (СДВ) - мириаметровые волны Длинные волны (ДВ) - километровые волны Средние волны (СВ) - гектометровые волны Короткие волны (КВ) - декаметровые волны Ультракороткие волны (УКВ) - высокочастотные волны, длина волны которых меньше 10 м.

№ слайда 4

Гипервысокие частоты не огибают препятствия, отражаются подобно свету, распространяются в пределах прямой видимости. Использование ограничено военной сферой(РЛС).

№ слайда 5

№ слайда 6

особенности и законы распространения Диапазон СВ (СреднеВолновый) - радиоволны с частотой то 525 до 1600 килогерц (длина волны 540 - 200 метров). Этот диапазон также характеризуется большим уровнем помех. Ночью радиоволны, благодаря так называемому "тропосферному" прохождению могут распространяться на очень большие (до 4 тысяч километров) расстояния. Диапазон характеризуется также наличием "замирания" сигнала. Если в вашей местности имеется СВ радиовещательная станция, то передачи можно принимать с высоким качеством.

№ слайда 7

особенности и законы распространения КВ распространяются исключительно посредством отражения ионосферой, поэтому вокруг передатчика существует т. н. зона радиомолчания. Днём лучше распространяются более короткие волны (30 МГц), ночью — более длинные (3 МГц). Короткие волны могут распространяться на большие расстояния при малой мощности передатчика.

№ слайда 8

особенности и законы распространения УКВ распространяются прямолинейно и, как правило, не отражаются ионосферой. Легко огибают препятствия и имеют высокую проникающую способность.

№ слайда 9

особенности и законы распространения ВЧ не огибают препятствия, распространяются в пределах прямой видимости. Используются в WiFi, сотовой связи и т. д.

№ слайда 10

особенности и законы распространения КВЧ не огибают препятствия, отражаются большинством препятствий, распространяются в пределах прямой видимости. Используются для спутниковой связи.

№ слайда 11

Применение радиоволны Радиоволны используются не только в телевидении и РЛС. В настоящее время очень широко распространены системы связи использующие радиоволны. Например радиоприемники, беспроводной телеграф, телефоны. Радиоволны делятся на диапазоны и частоты для большего удобства радиообмена.

№ слайда 12

Применение радиоволн Радиоволны нашли очень широкое применение в гражданской и военной сфере. В гражданской сфере большинство средств связи(за исключением кабельных) основано на радиосвязи. В качестве примеров можно привести сотовый телефон, радио, телевидение и некоторые виды радаров.В военной сфере радиоволны используются для связи и обнаружения цели. В качестве примеров можно привести РЛС, сонар, радио.

№ слайда 13

Радиолокация Радиолокация — обнаружение и точное определение положения целей с помощью радиоволн.Различают активную, полуактивную, активную с пассивным ответом и пассивную РЛ. Подразделяются по используемому диапазону радиоволн, по виду зондирующего сигнала, числу применяемых каналов, числу и виду измеряемых координат, месту установки РЛС.

№ слайда 14

Пассивная радиолокация Пассивная радиолокация основана на приёме собственного излучения объекта. Отсутствие излучения зондирующего сигнала повышает скрытность работы, существенно затрудняет обнаружение пассивных радиолокационных станций (РЛС) и создание им помех. Различают объектов с искусственным (радиопередатчики различного назначения) и естественным (тепловым) излучением радиоволн. Пассивная радиолокация использует излучение электромагнитных волн объектами, это может быть тепловое излучение, свойственное всем объектам, активное излучение, создаваемое техническими средствами объекта, или побочное излучение, создаваемое любыми объектами

№ слайда 15

Активная радиолокация Активная радиолокация бывает двух видов:С активным ответом — на объекте предполагается наличие радиопередатчика (ответчика), который излучает радиоволны в ответ на принятый сигнал. Активный ответ применяется для опознавания объектов (свой- чужой), дистанционного управления, а также для получения от них дополнительной информации (например, количество топлива, тип объекта и т. д.). С пассивным ответом — запросный сигнал отражается от объекта и воспринимается в пункте приёма как ответный.

№ слайда 16

Принцип действия Радиолокация основана на следующих физических явлениях:Радиоволны рассеиваются на встретившихся на пути их распространения электрических неоднородностях (объектами с другими электрическими свойствами, отличными от свойств среды распространения). При этом отражённая волна, также, как и собственно, излучение цели, позволяет обнаружить цель. На больших расстояниях от источника излучения можно считать, что радиоволны распространяются прямолинейно и с постоянной скоростью, благодаря чему имеется возможность измерять дальность и угловые координаты цели. Частота принятого сигнала отличается от частоты излучаемых колебаний при взаимном перемещении точек приёма и излучения (эффект Доплера), что позволяет измерять радиальные скорости движения цели относительно РЛС.

№ слайда 17

Опыт Герца Своим опытом в 1888 г. знаменитый физик Г. Герц доказал, что полученные им радиоволны, которые он назвал электромагнитными, могут отражаться от металлических тел, подобно тому, как лучи света отражаются от зеркал. На рисунке вы видите три основные детали. Слева расположен прибор, излучающий радиоволны, направленные пучком к большому металлическому листу. Эта вторая деталь рисунка представляет собой зеркало для радиоволн. Отразившись от металлического листа, радиоволны попадают к приемному аппарату.Стоит убрать металлический лист, и приемный аппарат перестанет сигнализировать о получении им отраженных волн.

№ слайда 18

Дальность действия РЛС Максимальная дальность действия РЛС зависит от ряда параметров и характеристик как антенной системы станции, так и генератора, и приёмника системы. В общем случае без учёта потерь мощности в атмосфере, помех и шумов дальность действия системы можно определить следующим образом:где: мощность генератора коэффициент направленного действия антенны эффективная площадь антенны эффективная площадь рассеяния цели минимальная чувствительность приёмника.При наличии шумов и помех дальность действия РЛС уменьшается.

№ слайда 19

Помехи в работе РЛС Искусственные:Военные системы постановки активных/пассивных помехИзлучение от сторонних объектов не относящихся к целиПриродныеСнег(в сантиметровом и миллиметровом диапазонах)Дождь(в сантиметровом и миллиметровом диапазонах)Неровность земной поверхности

№ слайда 20

Телевидение Телевидение (греч. τήλε — далеко и лат. video — вижу; от новолатинского televisio — дальновидение) — комплекс устройств для передачи движущегося изображения и звука на расстояние. В обиходе используется также для обозначения организаций, занимающихся производством и распространением телевизионных программ.

№ слайда 21

Принцип работы телевидения Телевидение основано на принципе последовательной передачи элементов изображения с помощью радиосигнала или по проводам. Разложение изображения на элементы происходит при помощи диска Нипкова, электронно-лучевой трубки или полупроводниковой матрицы. Количество элементов изображения выбирается в соответствии с полосой пропускания радиоканала и физиологическими критериями. Для сужения полосы передаваемых частот и уменьшения заметности мерцания экрана телевизора, применяют чересстрочную развёртку. Также она позволяет увеличить плавность передачи движения.

№ слайда 22

Первые телевизоры Основным элементом первых телевизоров была электронно-лучевая трубка.Электронно-лучевые приборы (ЭЛП) — класс электровакуумных электронных приборов, предназначенных для преобразований информации, представленной в форме электрических или световых сигналов. В приборах используются сфокусированные потоки электронов, управляемые по интенсивности и положению в пространстве. Иностранное название CRT (Cathode Ray Tube) монитор.

№ слайда 23

Системы передачи Наземное телевидение — система передачи телевизионного сигнала к потребителю при помощи инфраструктуры телевизионных вышек и передатчиков в диапазоне 47—862 МГц. Для приёма сигнала используется внутрикомнатная или наружная антенна. Кроме наземного существует спутниковое телевидение, использующее для передачи сигнала искусственные спутники Земли, расположенные на стационарных орбитах и оборудованные ретрансляторами и усилителями телевизионного сигнала, получаемого с наземных источников.

№ слайда 24

Передача сигнала Телевидение, использующее для передачи аналоговый сигнал видео и звука, называется аналоговым.Страны мира постепенно переходят на цифровое телевидение. Россия и Китай планируют к 2015 году полностью перейти на цифровое телевидение.Главное преимущество цифрового телевидения — более высокое качество изображения и звука по сравнению с аналоговым. Также одно из преимуществ — высвобождение диапазона радиоволн, в котором можно будет создать новую беспроводную сеть.

№ слайда 25

особенности и законы распространения Гипервысокие частоты не огибают препятствия, отражаются подобно свету, распространяются в пределах прямой видимости. Использование ограничено военной сферой(РЛС).

№ слайда 26

Радиосвязь Передача происходит следующим образом: на передающей стороне формируется сигнал с требуемыми характеристиками (частота и амплитуда сигнала). Далее передаваемый сигнал модулирует более высокочастотное колебание (несущее). Полученный модулированный сигнал излучается антенной в пространство. На приёмной стороне радиоволны наводят модулированный сигнал в антенне, после чего он расшифровывается и фильтруется ФНЧ (избавляясь тем самым от высокочастотной составляющей). Таким образом, происходит извлечение полезного сигнала. Получаемый сигнал может несколько отличаться от передаваемого передатчиком из за помех.

№ слайда 27

История изобретения В первых опытах по радиосвязи, проведённых в физическом кабинете, а затем в саду Минного офицерского класса, приёмник обнаруживал излучение радиосигналов, посылаемых передатчиком, на расстоянии до 60 м. В США изобретателем радио считается Никола Тесла, запатентовавший в 1893 году радиопередатчик, а в 1895 г. приёмник; его приоритет перед Маркони был признан в судебном порядке в 1943 году. Это связано с тем, что конструкция устройств Теслы позволяла модулировать акустическим сигналом колебательный контур передатчика, осуществлять радио передачу сигнала на расстояние и принимать его приёмником, который преобразовывал сигнал в акустический звук. Такую же конструкцию имеют все современные радио устройства, в основе которых лежит колебательный контур. В то время как конструкция Маркони и Попова были примитивны и позволяли осуществлять только сигнальную функцию, используя в том числе азбуку Морзе.

№ слайда 28

История изобретения Создателем первой успешной системы обмена информацией с помощью радиоволн (радиотелеграфии) считается итальянский инженер Гульельмо Маркони (1895). Однако у Маркони, как и у большинства авторов крупных изобретений, были предшественники. В России изобретателем радиотелеграфии традиционно считают А. С. Попова, создавшего в 1895 г., месяцем позднее Маркони, чувствительный и надёжно работавший радиоприёмник, пригодный для радиосвязи.

№ слайда 29

Как распространяются радиоволны

Табл. 1. — Деление всего диапазона радиоволн на меньшие диапазоны.

Название поддиапазона	Длина волны, м	Частота колебаний, гц
Сверхдлинные волны	более 10 4 м	менее 3x10 4
Длинные волны	10 4 —10 3 м	3x10 4 —3x10 5
Средние волны	10 3 —10 2 м	3x10 5 —3x10 6
Короткие волны	10 2 —10 м	3x10 6 —3x10 7
Метровые волны	10—1 м	3x10 7 —3x10 8
Дециметровые волны	1—0,1 м	3x10 8 —3x10 10
Сантиметровые волны	0,1—0,01 м	3x10 10 —3x10 11
Миллиметровые волны	0,01—0,001	3x10 11 —6x10 12
Субмиллиметровые волны	10 +3 —5x10 +5	- - - - - - - - - - - - - -

Табл. 2.1. — Диапазон радиочастот

Табл. 2.2 . — Диапазон радиоволн

Радиоволны как электромагнитные колебания, распространяющиеся в пространстве со скоростью света. История открытия радиоволн и изобретения радио. Принцип распространения длинных и коротких волн, основные свойства. Понятие о радиосвязи и телевидении.

Рубрика	Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	07.05.2015
Размер файла	600,9 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

1. Что такое радиоволны

Радиоволны - это электромагнитные колебания, распространяющиеся в пространстве со скоростью света (300 000 км/сек).

Радиоволны переносят через пространство энергию, излучаемую генератором электромагнитных колебаний. А рождаются они при изменении электрического поля, например, когда через проводник проходит переменный электрический ток или когда через пространство проскакивают искры, т.е. ряд быстро следующих друг за другом импульсов тока.

2. История открытия

О радиоволнах впервые в своих работах в 1868 году рассказал Джеймс Максвелл. Он предложил уравнение, которое описывает световые и радиоволны, как волны электромагнетизма.

В 1886 году Генрих Герц экспериментально подтвердил теорию Максвелла, получив в своей лаборатории радиоволны длиной в несколько десятков сантиметров. Герц получал электромагнитные волны, возбуждая в вибраторе с помощью источника высокого напряжения серию импульсов быстропеременного тока. Колебания электрических зарядов в вибраторе создают электромагнитную волну.

Изобретение радио А.С. Поповым

После описания опытов Герца в 1888 году, которые заинтересовали физиков всего мира, ученые стали искать пути усовершенствования излучателя и приемника электромагнитных волн.

Начав с воспроизведения опытов Герца, Попов вскоре начал использовать другой способ регистрации электромагнитных волн: он начал использовать когерер (от лат. - “когеренция” - “сцепление”). Этот прибор представляет собой стеклянную трубку с двумя электродами. В трубке помещены мелкие металлические опилки. Принцип действия прибора основан на влиянии электрических разрядов на металлические порошки. В обычных условиях когерер обладает большим сопротивлением, так как опилки имеют плохой контакт друг с другом. Последовательно с когерером включаются электромагнитное реле и источник постоянного напряжения. Пришедшая электромагнитная волна создает в когерере переменный ток высокой частоты.

Между опилками проскакивают мельчайшие искорки, в результате сопротивление когерера резко падает (в 100-200 раз). Сила тока в катушке электромагнитного реле возрастает, и оно включает звонок. Молоточек звонка, ударяя по когереру, встряхивает его и возвращает в исходное состояние. С последним встряхиванием когерера аппарат готов к приему новой волны.

7 мая 1895 г. является днем рождения радио. На заседании Русского физико-химического общества Попов продемонстрировал действие своего прибора. Это был первый в мире радиоприемник. Но Александр Степанович на этом не остановился, и продолжал совершенствовать свой прибор, а так же передатчик.

Радиоприёмник -- устройство, соединяемое с антенной и служащее для осуществления радиоприёма. Радиопередатчик-- устройство для формирования радиочастотного сигнала.

радиосвязь волна электромагнитный телевидение

3. Как распространяются радиоволны

Земля для радиоволн представляет проводник электричества (хотя и не очень хороший). Проходя над поверхностью земли, радиоволны постепенно ослабевают. Это связано с тем, что электромагнитные волны возбуждают в поверхности земли электротоки, на что и тратится часть энергии. Т.е. энергия поглощается землей, причем тем больше, чем короче длина волны (выше частота). Кроме того, энергия волны ослабевает еще и потому, что излучение распространяется во все стороны пространства и, следовательно, чем дальше от передатчика находится приемник, тем меньшее количество энергии приходится на единицу площади и тем меньше ее попадает в антенну.

Передачи длинноволновых вещательных станций можно принимать на расстоянии до нескольких тысяч километров, причем уровень сигнала уменьшается плавно, без скачков. Средневолновые станции слышны в пределах тысячи километров. Что же касается коротких волн, то их энергия резко убывает по мере удаления от передатчика. Этим объясняется тот факт, что на заре развития радио для связи в основном применялись волны от 1 до 30 км. Волны короче 100 метров вообще считались непригодными для дальней связи.

Однако дальнейшие исследования коротких и ультракоротких волн показали, что они быстро затухают, когда идут у поверхности Земли. При направлении излучения вверх, короткие волны возвращаются обратно.

Еще в 1902 английский математик Оливер Хевисайд (Oliver Heaviside) и американский инженер-электрик Артур Эдвин Кеннелли (Arthur Edwin Kennelly) практически одновременно предсказали, что над Землей существует ионизированный слой воздуха - естественное зеркало, отражающее электромагнитные волны. Этот слой был назван ионосферой. Ионосфера Земли должна была позволить увеличить дальность распространения радиоволн на расстояния, превышающие прямую видимость. Экспериментально это предположение было доказано в 1923. Радиочастотные импульсы передавались вертикально вверх и принимались вернувшиеся сигналы. Измерения времени между посылкой и приемом импульсов позволили определить высоту и количество слоев отражения.

Распространение длинных и коротких волн

Из рисунка видно, что отражение зависит не только от частоты, но и от времени суток. Это связано с тем, что ионосфера ионизируется солнечным излучением и с наступлением темноты постепенно теряет свою отражательную способность. Степень ионизации также зависит от солнечной активности, которая меняется в течение года и из года в год по семилетнему циклу.

4. Свойства радиоволн

7. Короткие волны хорошо отражаются от ионосферы

8. Ультракороткие волны проникают через ионосферу

5. Принципы радиосвязи

Радиосвязь, электросвязь посредством радиоволн. Переменный электрический ток высокой частоты, созданный в передающей антенне, вызывает в окружающем пространстве быстроменяющееся электромагнитное поле, которое распространяется в виде электромагнитной волны. Достигая приемной антенны, электромагнитная волна вызывает в ней переменный ток той же частоты, на которой работает передатчик.

6. Понятие о телевидении

Принцип передачи изображения на расстоянии состоит в следующем. На передающей станции производится преобразование изображения в последовательность электрических сигналов. Этими сигналами модулируются колебания, вырабатываемые генератором высокой частоты. Модулированная электромагнитная волна переносит информацию на большие расстояния. В приемнике производится обратное преобразование. Высокочастотные модулированные колебания детектируются, а полученный сигнал преобразуется в видимое изображение.

Подобные документы

Радиоволны, распространяющиеся вдоль земной поверхности от радиопередатчика, до приемника, без использования верхних слоев атмосферы. Электромагнитные волны с частотами, использующиеся в традиционной радиосвязи. Преимущества работы на коротких волнах.

презентация [6,5 M], добавлен 13.03.2015

Радиосвязь как передача и прием информации с помощью радиоволн, распространяющихся в пространстве без проводов, ее разновидности и сферы практического применения на сегодня. Физические основы телевизионной передачи изображений. История изобретения радио.

презентация [427,9 K], добавлен 23.04.2013

История исследования электромагнитных волн различной длины, их общая характеристика и свойства. Особенности распространения волн коротковолнового диапазона, поверхностных и пространственных радиоволн. Сверхдлинные, длинные, средние и короткие волны.

реферат [1,6 M], добавлен 17.03.2011

Устройство общих схем организации радиосвязи. Характеристика радиосистемы передачи информации, в которой сигналы электросвязи передаются посредством радиоволн в открытом пространстве. Особенности распространения и области применения декаметровых волн.

реферат [1,3 M], добавлен 10.07.2010

Общая классификация радиоволн по диапазонам и областям применения. Диапазоны радиочастот и радиоволн, установленные международным регламентом радиосвязи. Механизмы и зоны распространения. Особенности распространения устройства декаметрового диапазона.

Читайте также: