電波の理論:教育プログラム

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皆がラジオノブを回して「VHF」、「DV」、「SV」を切り替え、スピーカーからシューという音を聞いたと思います。

しかし、略語を解読することは別として、誰もがこれらの文字の後ろに隠されていることを理解しているわけではありません。

電波の理論に近づきましょう。



電波




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波長(λ)は、隣接する波頭間の距離です。

振幅(a)は、振動運動中の平均値からの最大偏差です。

周期(T)-1回の完全な振動運動の時間

頻度(v)-1秒あたりの全期間数



周波数ごとに波長を決定できる公式があります。

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ここで:波長(m)は、光の速度(km / h)と周波数(kHz)の比に等しい



「VHF」、「DV」、「SV」


超長波 -v = 3-30 kHz(λ= 10-100 km)

最大20 mの水柱に深く浸透する能力があるため、潜水艦との通信に使用されます。さらに、ボートはこの深さまで浮く必要はなく、無線ブイをこのレベルまで投げるだけで十分です。

これらの波は地球のエンベロープまで伝播することができ、地球の表面と電離層の間の距離は、それらが自由に伝播する「導波路」を表します。



長波 (LW)v = 150-450 kHz(λ= 2000-670 m)。

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このタイプの電波は障害物を迂回する能力があり、長距離の通信に使用されます。 また、貫通力が低いため、リモートアンテナがない場合は、ラジオ局をキャッチすることはできません。



中波 (SW)v = 500-1600 kHz(λ= 600-190 m)

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これらの電波は、地球から100〜450 kmの距離にある電離層でよく反射されますが、これらの電波の特徴は、昼間は電離層に吸収され、反射効果が生じないことです。 この効果は、通常、夜間数百キロメートルの通信に実際に使用されます。



短波 (HF)v = 3-30 MHz(λ= 100-10 m)。

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中波のように、それらは電離層からよく反射されますが、時刻とは無関係に、電離層とは異なります。 それらは、電離層と地球の表面からの反射により、長距離(数千km)に広がる可能性があり、この分布はホッピングと呼ばれます。 これには高出力トランスミッターは必要ありません。



短波(VHF)v = 30 MHz-300 MHz(λ= 10-1 m)

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これらの波は数メートルの大きさの障害物を迂回することができ、また良好な貫通力を持ちます。 このような特性により、この範囲はラジオ放送で広く使用されています。 欠点は、障害物に直面したときの減衰が比較的速いことです。

VHF範囲の通信範囲を計算できる公式があります:

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したがって、たとえば、高さ500 mのオスタンキノテレビ塔から高さ10 mの受信アンテナに放送する場合、直接視界の対象となる通信範囲は約100 kmになります。



高周波(HFセンチメートル範囲) v = 300 MHz-3 GHz(λ= 1-0.1 m)。

それらは障害物を回避せず、良好な貫通力を持ちます。 携帯電話ネットワークおよびWi-Fiネットワークで使用されます。

この範囲の波のもう1つの興味深い特徴は、水分子がエネルギーを吸収して熱に変換できることです。 この効果は電子レンジで使用されます。

ご覧のように、wi-fi機器と電子レンジは同じ範囲で動作し、水に影響を与える可能性があるため、wi-fiルーターで長時間抱っこして寝ないでください。



非常に高い周波数(EHFミリメートル範囲) v = 3 GHz-30 GHz(λ= 0.1-0.01 m)。

ほとんどすべての障害物によって反射され、電離層を自由に貫通します。 それらの特性により、宇宙通信で使用されます。



AM-FM


多くの場合、受信機にはam-fmスイッチの位置があります。



AM-振幅変調



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これは、コーディング振動の影響下での搬送周波数の振幅の変化、たとえば、マイクからの音声です。

AMは、人間が発明した最初のタイプの変調です。 アナログ変調のような不利な点は、ノイズ耐性が低いことです。



FM-周波数変調

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これは、符号化振動による搬送周波数の変化です。

ただし、これはアナログタイプの変調でもありますが、AMよりもノイズ耐性が高いため、TV放送やVHF放送のサウンドトラックで広く使用されています。



実際、変調の種類によって記述されたものには亜種がありますが、それらの記述はこの記事の資料には含まれていません。



他の用語


干渉 -さまざまな障害物からの波の反射の結果として、波が加算されます。 同じ位相で加算する場合、初期波の振幅は増加する可能性があり、反対の位相で加算されると、振幅はゼロまで減少する可能性があります。

この現象は、VHF FMおよびTV信号を受信するときに最も顕著に現れます。

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したがって、たとえば、屋内では、TVの屋内アンテナでの受信品質が大きく「変動」します。



回折は、電波が障害物に遭遇したときに発生する現象であり、その結果、波の振幅、位相、方向が変化する可能性があります。

この現象は、波がさまざまな不均一性と荷電粒子から反射され、それによって伝播の方向が変わるときに、HFとNEでの電離層を介した接続を説明します。

同じ現象は、電波が視線なしで伝播し、地表を包む能力を説明します。 これを行うには、波長が障害物に比例する必要があります。



PS:


私が説明した情報が有用であり、このトピックにある程度の理解をもたらすことを願っています。



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