Kuinka RF matkustaa?

 

Radiotaajuuden (RF) aallot ovat eräänlainen sähkömagneettinen säteily, ja niiden eteneminen noudattaa sähkömagneettisten aaltojen . perustavanlaatuisia periaatteita. Tässä on yksityiskohtainen analyysi siitä, kuinka RF -aallot etenevät:

 

1. RF -aaltojen luonne

RF -aallot ovat osa sähkömagneettista spektriä, joiden taajuusalue on noin 3 kiloherts (KHz) - 300 gigahertsia (GHz) ., kuten kaikki sähkömagneettiset aallot, ne koostuvat värähtelevistä sähkö- ja magneettikenttiä, jotka ovat kohtuullisia toisiaan, ja molemmat ovat olleet perpääntyneet käyttöjärjestelmän suuntaan {{{}).

 

2. RF -etenemisen päätilat

RF -aaltojen eteneminen riippuu niiden taajuudesta, ympäristötekijöistä ja lähettimen ja vastaanottimen välisestä etäisyydestä . Tärkeimpiä etenemismuotoja ovat:

A . linja-alue (los) eteneminen

Periaate: RF -aallot kulkevat suorassa linjassa, samanlainen kuin näkyvä valo, joka vaatii esteettömän polun lähettimen ja vastaanottimen välillä .

Taajuusalue: Käytetään tyypillisesti korkeammille taajuuksille .

Esimerkit: Satelliittilinkit, mikroaaltotornit, lyhyen kantaman Wi-Fi ja tutkajärjestelmät .

Rajoitus: Rakennusten, vuorten tai maan kaarevuus . tukkeutuneet siksi pitkän matkan LOS-linkit luottavat yleensä torneihin tai satelliitteihin saavuttaakseen "keskinäisen näkyvyyden ."

b . maa -aallon eteneminen

Periaate: RF -aallot kulkevat maan pintaa pitkin, maan ja alemman ilmakehän ohjaamana . Aallot aiheuttavat maassa virrat aiheuttaen niiden hidastumisen ja taipumisen (seuraten maan kaarevuutta) .}}}}}}}}}

Taajuusalue: Matalat taajuudet (LF, 30–300 kHz) ja keskitaajuudet (MF, 300 kHz - 3 MHz), kuten amplitudimodulaatio (AM) -radio (535–1605 kHz) .

Etu: Voi levittää pitkiä matkoja maan tai veden yli, maalla on vakaa polku .

Rajoitus: Maapallon vaimennuksen (energian heikkenemisen) alainen, etenkin karkealla tai erittäin johtavalla maastolla (e . g ., kosteikko) .

C . taivas aalto (ionosfäärinen) eteneminen

Periaate: RF-aallot heijastuvat tai taiputetaan latautuneiden hiukkasten (ionit) -kerroksella maan yläilmakehässä, joka sijaitsee 60–1000 kilometriä maanpinnan yläpuolella . ionosfäärin ja maan välinen aallot .}}}}}}}}}

Taajuusalue: Korkeat taajuudet (HF, 3–30 MHz), jota käytetään lyhytaaltoradioon, amatööriradioon ja pitkän kantaman ilmailun/merenkulun viestintään .

 

3. tekijät, jotka vaikuttavat aallon etenemiseen:

Läpäisykulma: Alempi kulma mahdollistaa pidemmän "humalan ."

d . diffraktio

Periaate: Kun kohtaat reunoja tai aukkoja, RF -aallot taipuvat esteiden (kuten rakennusten tai kukkuloiden) . ympärille, mikä mahdollistaa signaalien tavoittamisen esteiden takana jopa ilman suoraa näkölinjaa .}}}}}}

E . heijastus

Periaate: RF -aallot heijastavat pintoja, kuten rakennuksia, vettä, metalliobjekteja tai maata . heijastuneet aallot voivat saavuttaa vastaanottimen epäsuorasti, mutta voivat aiheuttaa monimuotoisia häiriöitä (kun suorat ja heijastuneet aallot ovat vaiheen ulkopuolella, heikentävät tai vääristävät signaalia) .

f . taittuminen

Periaate: RF -aallot taipuvat, kun läpäisevät eri tiheyksien median (e . g ., ilmakehän kerrokset, joilla on vaihteleva lämpötila, kosteus tai ionitiheys), jotka voivat aiheuttaa ylöspäin tai alaspäin taipuvuutta .

4. vaimennus ja tappiot

RF -aallot menettävät energiaa (vaimennus) etenemisen aikana seuraavista syistä:

Vapaa avaruuspolun menetys: Aaltojen luonnollinen leviäminen, kun ne kulkevat lähettimestä (signaalin voimakkuus vähenee etäisyyden neliön kanssa) .

Imeytyminen: Aineet, kuten vesihöyry, sade tai lehdet, absorboivat RF -energiaa .

Sironta: Aallot dispergoivat pienillä hiukkasilla tai karkeilla pinnoilla, mikä vähentää signaalin voimakkuutta .

 

Yhteenveto

RF-aallot leviävät sähkömagneettisena säteilynä, ja niiden etenemismuodot määritetään taajuuden ja ympäristön perusteella: korkeammat taajuudet käyttävät ensisijaisesti näköviivan etenemistä, alhaisemmat taajuudet luottavat maa-aaltoihin ja korkean taajuuden saavuttavat taivaan aallon etenemisen ionosfäärin heijastuksella . Lisäksi aukiovaikutuksia, kuten diffraation, heijastumisen ja taiteen}. Todit ovat ratkaisevan tärkeitä viestintäjärjestelmien suunnittelussa (E . g ., soluverkot, radio, satelliitit) luotettavan lähetyksen varmistamiseksi .