Радио волны какие: Радиостанции в Москве, Россия / Radio stations in Moscow, Russia — Radiomap.eu

Радиостанции в Москве, Россия / Radio stations in Moscow, Russia — Radiomap.eu

 

Время

Погода

Останкинская телебашня

Географические координаты: 59°39’41” с.ш., 30°41’58” в.д.
Останкинская телебашня — телевизионная и радиовещательная башня, расположенная в Москве, по адресу ул. Академика Королёва, д. 12. Высота — 540 м, самая высокая телебашня в Европе и вторая по высоте в мире после Си-Эн Тауэр в Торонто. Строительство башни велось с 1960 по 1967 год. по проекту инженера Н.В. Никитина (Ленинская премия, 1970), архитекторы Л.И. Баталова и Д.И. Бурдина. В то время это было самое большое высотное здание в мире. Отличается совершенством строительных конструкций, использовано опорное кольцо 3-метровой толщины, выдерживающее всю тяжесть сооружения. По проекту высота башни с антенной и флагом около 539 м; объём конструкции составляет 70000 м3, масса (вместе с фундаментом) 51400 т, общая полезная площадь помещений 14850 м2. Нижняя конусообразная часть башни до отметки 63 м выполнена из обычного бетона с жёсткой арматурой, от 63 до 384 м — из напряжённого железобетона; верхняя часть (выше 384 м) — из цилиндрических металлических уменьшающихся в диаметре звеньев.
В Останкинской телебашне расположены: телевизионная станция, радиостанция для вещания на УКВ, станция радиотелефонной связи с подвижными объектами, радиорелейная станция, обеспечивающая передачу телевизионных программ из Москвы на территории Российской Федерации и зарубежных стран; центральная высотная метеорологическая станция и лаборатория по изучению грозовых явлений. Два скоростных лифта поднимают посетителей в трёхэтажный ресторан «Седьмое небо». Кольцеобразное помещение ресторана вращается вокруг оси, совершая полный оборот за 40 минут. На высоте 337 м — смотровая площадка. Работа по сооружению башни отмечена Государственная премия СССР (1969).

27 августа 2000 года в башне произошел сильный пожар. Очаг возгорания находился на высоте 460 м. Полностью выгорели 3 этажа, погибли 3 человека. В ноябре 2007 года отмечали 40-летие башни, а в мае 2008 года начались строительно-ремонтные работы по благоустройству территории и помещений экскурсионного маршрута Останкинской телебашни.

             

             

             

             

       

www.tvtower.ru – ФГУП РТРС “Московский региональный центр” (МРЦ)

Останкинская телебашня (Википедия)
Антены Останкинской башни (Radioscanner. ru)

Радиотелевизионная башня Октод – Ходынка

Географические координаты: 55°46’52” с.ш., 37°29’22” в.д.
Радио-телевизионная башня компании «Октод» расположена в районе Хорошёво-Мнёвники на северо-западе г. Москвы на территории Октябрьского радиоцентра по адресу ул. Демьяна Бедного, д. 24. В центре рацположены мачта высотой 150 м. и башня высотой 258 м., постренная в феврале 2007 году. Новая башня «Октод» сетчатого типа выполнена в виде беспоясной пространственной металлической конструкции из горячекатанных труб сечениями от 325×10 в нижних элементах до 168×6 в элементах верхних секций. Вес башни составляет 480 т. без учёта оборудования, всего 584 тонны, диаметр окружности основания — 36 м., форма – до высоты 201 м. – восьмигранная, выше – круглая. Радиотелевизионная башня разработана отделом высотных сооружением ЦНИИПСК им. Мельникова в 2000-2001 годах под руководством д.т.н, заслуженного строителя России Остроумова Б. В. Сейчас это второе по высоте сооружение в Москве после Останкинской телебашни. На данный момент компания «Октод» осуществляет радиовещание в г. Москве 15 радиостанций, работающих в FM и УКВ-ЧМ диапазонах, 35 ТВ канала программы ТНТ и цифровой передачи в полосе 34 ТВК. Совместно со своими партнерами подготовлены цифровые комплексы для работы в режимах DVB-H (телевидение для мобильных пользователей) и DVB-T для трансляции в эфире около 60 программ цифрового телевидения.
В историческом плане, Ходынская радиостанция (позже Октябрьский радиоцентр) являлась первой радиостанции в Москве. Сооружена в начале первой мировой войны на Ходынском поле. Построена солдатами за 100 дней, а с её помощью Россия поддерживала связь с союзниками. После Октябрьской революции Ходынская радиостанция носила название “Радиостанция имени Коминтерна” и являлась основным средством связи СССР с иностранными государствами. В 1930-х гг. радиостанция реконструирована и преобразована в крупный передающий радиоцентр, названный Октябрьским. 15 мая 1943 года переименована в “Передающий радиоцентр Октябрьский”.

В послевоенные десятилетия на территории радиоцентра были установлены т.н. “глушилки” – радиопередатчики, своим сигналом мешавшие приёму зарубежных антисоветских радиостанций. В смутном 1991 г. Ходынская радиостанция стала известна широкой публике – во время августовских событий именно с её передатчиков осуществлялось резервное вещание. В октябре 1991 г. на базе Ходынской радиостанции была основана первая в стране негосударственная операторская радиовещательная компания – «Октод». На территории радиоцентра была возведена 150-метровая мачта, осуществлялось вещание в диапазонах FМ и УКВ.

             

www.octode.ru – Радиовещательная компания ООО «Октод»

Шуховская башня (ул. Шаболовка)

Географические координаты: 55°43’02” с.ш., 37°36’41” в.д.
Шуховская башня — уникальная гиперболоидная конструкция, выполненная в виде несущей стальной сетчатой оболочки. Расположена в Москве на улице Шаболовка. Построена в 1919—1922 годах, высота 150м., вес 240 т. Первоначально использовалась как опора радиостанции мощностью 100 кВт. Автор проекта и руководитель строительства радиобашни — великий русский инженер, архитектор, и учёный, академик Владимир Григорьевич Шухов (1853—1939). Башня получила признание как одно из самых красивых и выдающихся достижений инженерной мысли в мире. По форме — однополостный гиперболоид вращения. Изящная, ажурная стальная конструкция сочетает в себе прочность с лёгкостью и простотой её сооружения: в башне нет криволинейных элементов; возводилась она без лесов, путём телескопического подъёма секций. Первоначально Шухов предложил проект башни высотой 350 м, состоящей из 9 секций; её расчётная масса составляла всего лишь 2200 тонн (башня Эйфеля в Париже при высоте 305 м весит 8000 тонн). Однако в связи с острой нехваткой стали в стране было решено строить шестисекционную башню высотой 148 м. С установкой двух траверз и флагштока высота Шуховской башни достигла 160 м. С 1938 по 1995 г. башня использовалась для трансляции телерадиопередач. Сегодня Шуховская башня на Шаболовке – памятник архитектуры и легенда российского телерадиовещания. В марте 2016 года, внутри башни установлена поддерживающая конструкция, которая удерживает стены башни и частично снимает нагрузку на каркас.

             

www.shukhov.ru – Фонд Шуховская Башня

Бывший Радиоцентр №9 – Электросталь

Географические координаты: 55°46’51” с.ш., 38°25’28” в.д. , 55°43’59” с.ш., 38°09’11” в.д. , 55°50’08” с.ш., 38°20’37” в.д.
Передающий радиоцентр для радиовещания в диапазоне средних волн. Работает с 1933 года. Антенна-мачта типа АРРТ, высота: 217 м. Местонахождение: в 58 км к востоку от Москвы, в западной части города Электросталь. Адрес: Московская область, город Электросталь, Фрязевское шоссе, д.

51-А. В распоряжении Радиоцентра №9 находятся также бывший Радиоцентр №11 (близ посёлков Купавна и Светлый) и Радиоцентр Ногинск – Новые Псарьки. Мачты снесены в 2020 году.

       

Теория радиоволн: ликбез / Хабр

Думаю все крутили ручку радиоприемника, переключая между «УКВ», «ДВ», «СВ» и слышали шипение из динамиков.
Но кроме расшифровки сокращений, не все понимают, что скрывается за этими буквами.
Давайте ближе познакомимся с теорией радиоволн.

Радиоволна

Длина волны(λ) — это расстояние между соседними гребнями волны.

Амплитуда(а) — максимальное отклонения от среднего значения при колебательном движении.
Период(T) — время одного полного колебательного движения
Частота(v) — количество полных периодов в секунду

Существует формула, позволяющая определять длину волны по частоте:

Где: длина волны(м) равна отношению скорости света(км/ч) к частоте (кГц)

«УКВ», «ДВ», «СВ»

Сверхдлинные волны

— v = 3—30 кГц (λ = 10—100 км).

Имеют свойство проникать вглубь толщи воды до 20 м и в связи с этим применяются для связи с подводными лодками, причем, лодке не обязательно всплывать на эту глубину, достаточно выкинуть радио буй до этого уровня.

Эти волны могут распространяться вплоть до огибания земли, расстояние между земной поверхностью и ионосферой, представляет для них «волновод», по которому они беспрепятственно распространяются.

Длинные волны(ДВ) v = 150—450 кГц (λ = 2000—670 м).

Этот тип радиоволны обладает свойством огибать препятствия, используется для связи на большие расстояния. Также обладает слабой проникающей способностью, так что если у вас нет выносной антенны, вам вряд ли удастся поймать какую-либо радиостанцию.

Средние волны (СВ) v = 500—1600 кГц (λ = 600—190 м).

Эти радиоволны хорошо отражаются от ионосферы, находящейся на расстоянии 100-450 км над поверхностью земли.Особенность этих волн в том, что в дневное время они поглощаются ионосферой и эффекта отражения не происходит. Этот эффект используется практически, для связи, обычно на несколько сотен километров в ночное время.

Короткие волны (КВ) v= 3—30 МГц (λ = 100—10 м).

Подобно средним волнам, хорошо отражаются от ионосферы, но в отличии от них, не зависимо от времени суток. Могут распространяться на большие расстояния(несколько тысяч км) за счет пере отражений от ионосферы и поверхности земли, такое распространение называют скачковым. Передатчиков большой мощности для этого не требуется.

Ультракороткие Волны(УКВ) v = 30 МГц — 300 МГц (λ = 10—1 м).

Эти волны могут огибать препятствия размером в несколько метров, а также имеют хорошую проникающую способность. За счет таких свойств, этот диапазон широко используется для радио трансляций. Недостатком является их сравнительно быстрое затухание при встрече с препятствиями.
Существует формула, которая позволяет рассчитать дальность связи в УКВ диапазоне:

Так к примеру при радиотрансляции с останкинской телебашни высотой 500 м на приемную антенну высотой 10 м, дальность связи при условии прямой видимости составит около 100 км.

Высокие частоты (ВЧ-сантиметровый диапазон) v = 300 МГц — 3 ГГц (λ = 1—0,1 м).
Не огибают препятствия и имеют хорошую проникающую способность. Используются в сетях сотовой связи и wi-fi сетях.
Еще одной интересной особенностью волн этого диапазона, является то, что молекулы воды, способны максимально поглощать их энергию и преобразовывать ее в тепловую. Этот эффект используется в микроволновых печах.
Как видите, wi-fi оборудование и микроволновые печи работают в одном диапазоне и могут воздействовать на воду, поэтому, спать в обнимку с wi-fi роутером, длительное время не стоит.

Крайне высокие частоты (КВЧ-миллиметровый диапазон) v = 3 ГГц — 30 ГГц (λ = 0,1—0,01 м).
Отражаются практически всеми препятствиями, свободно проникают через ионосферу. За счет своих свойств используются в космической связи.

AM — FM

Зачастую, приемные устройства имеют положения переключателей am-fm, что же это такое:

AM — амплитудная модуляция

Это изменение амплитуды несущей частоты под действием кодирующего колебания, к примеру голоса из микрофона.
АМ — первый вид модуляции придуманный человеком. Из недостатков, как и любой аналоговый вид модуляции, имеет низкую помехоустойчивость.

FM — частотная модуляция

Это изменение несущей частоты под воздействие кодирующего колебания.
Хотя, это тоже аналоговый вид модуляции, но он имеет более высокую помехоустойчивость чем АМ и поэтому широко применяется в звуковом сопровождении ТВ трансляций и УКВ вещании.

На самом деле у описанных видом модуляции есть подвиды, но их описание не входит в материал данной статьи.

Еще термины

Интерференция

— в результате отражений волн от различных препятствий, волны складываются. В случае сложения в одинаковых фазах, амплитуда начальной волны может увеличиться, при сложении в противоположных фазах, амплитуда может уменьшиться вплоть до нуля.

Это явление более всего проявляется при приеме УКВ ЧМ и ТВ сигнала.

Поэтому, к примеру внутри помещения качество приема на комнатную антенну ТВ сильно «плавает».

Дифракция — явление, возникающее при встрече радиоволны с препятствиями, в результате чего, волна может менять амплитуду, фазу и направление.
Данное явление объясняет связь на КВ и СВ через ионосферу, когда волна отражается от различных неоднородностей и заряженных частиц и тем самым, меняет направление распространения.
Этим же явлением объясняется способность радиоволн распространяться без прямой видимости, огибая земную поверхность. Для этого длина волны должна быть соразмерна препятствию.

PS:

Надеюсь, информация описанная мной будет полезна и принесет некоторое понимание по данной теме.

В столичном FM-диапазоне нашли возможность для запуска новой радиостанции — РБК

В переполненном столичном FM-диапазоне, где уже вещают более 50 радиостанций, может появиться еще одна частота — 101,5 МГц. Ее владелец сэкономит миллионы долларов на запуске нового радио

Фото: Сергей Пятаков / РИА Новости

ФГУП «Российская телевизионная и радиовещательная сеть» (РТРС) провело госзакупку на «поставку устройств сложения для радиовещательных передатчиков». Партнер ФГУПа должен поставить на Останкинскую телебашню два «устройства сложения» для радиовещательных передатчиков 101,5 МГц и 101,8 МГц, следует из технического задания.

Закупка проводится в рамках «эксперимента для определения возможностей оптимизации частотного спектра в Москве и Московской области», сообщили РБК в пресс-службе ФГУПа, не ответив на дополнительные вопросы.

С большей долей вероятности в столичном FM-диапазоне появится еще одна частота — 101,5 МГц, объяснили смысл закупки три специалиста в области радиовещания. Сейчас в столичном FM-диапазоне на частоте 101,2 МГц вещает принадлежащее Русской медиагруппе DFM, далее, на частоте 101,7 МГц, работает «Наше радио», входящее в «Мультимедиа Холдинг» сенатора от Курской области Виталия Богданова.

РТРС, по словам собеседников РБК, намерен высвободить для радиовещания частоту 101,5 МГц, но для этого придется «подвинуть» со 101,7 на 101,8 МГц частоту «Нашего радио». А вещательный передатчик для «Нашего радио» в этом случае надо будет перенести из Хорошево-Мневников, где он установлен сейчас, на Останкинскую башню.

Представитель «Мультимедиа Холдинга» не ответил на вопрос РБК о возможном изменении столичной частоты «Нашего радио». «Все радиостанции во время проведения эксперимента будут работать в штатном режиме», — говорится в ответе РТРС.

Радио волн, аккорды для гитары

Вступление: A F#m Bm E

Куплет 1:
          A
Мне грустно,
               F#m
Когда я гуляю один 
                     Bm
Когда еду я в электричке
                    E 
И все, что там за окном,
                          A 
Мне кажется просто привычным,
                F#m
А где же все чудеса
                     Bm 
Что мне обещали в детстве
                    E 
Замен на ложь я отдам
                  A
Свое наивное сердце,
                  F#m
А может все еще будет,
                       Bm
Лето вернет в меня чувства 
                          E
И мы будем плакать от счастья
                    A
Жить это тоже искусство
                  F#m
Вместе со мной на небе
                 Bm
Грустят милые звезды
                E
Они как и я сгорают 
                              A
Ведь что-то менять слишком поздно 

Припев:
 F#m       E 
Милые звезды 
       A           
Задушит рассвет
F#m         E         A        
Я живу в мире, которого нет 
   F#m         E                    A               
Слышишь прибой сквозь свой ужасный сон

F#m     E    A      
Это радио волн   
F#m     E    A      
Это радио волн
F#m     E    A      
Это радио волн

Куплет 2: 
    A
Мне грустно 
                     F#m
Ходить одному в магазин
                      Bm
Весь день тратить на мысли,
                     E
О том что где-то в дали 
                          A
Я мог бы наполниться смыслом
                 F#m
Я так ненавижу снег,
                 Bm
Я так ненавижу зимы 
                      E
Как жаль, что я человек 
                         A
И не стану таким же сильным, 
                 F#m
Как эти милые звезды 
                           Bm
Ты помнишь я тот же мальчишка 
                      E
Когда я закончусь где-то 
                     A
В небе появится вспышка 
                       F#m
И имя останется в прошлом 
                       Bm
Под шум бесконечного моря 
                        E
Меня вспоминай если любишь 
                  A
Слушать песни прибоя 

Припев:
 F#m       E 
Милые звезды 
       A           
Задушит рассвет
F#m         E         A        
Я живу в мире, которого нет 
   F#m         E                    A               
Слышишь прибой сквозь свой ужасный сон

F#m     E    A      
Это радио волн   
F#m     E    A      
Это радио волн
F#m     E    A      
Это радио волн

Генрих Герц | Немецкий физик

Генрих Герц , полностью Генрих Рудольф Герц , (родился 22 февраля 1857 г. , Гамбург [Германия] – умер 1 января 1894 г., Бонн, Германия), немецкий физик, который показал теорию электромагнетизма шотландского физика Джеймса Клерка Максвелла. был прав, и что свет и тепло – это электромагнитные излучения.

Имеет степень доктора философии. с отличием из Берлинского университета в 1880 году, где он учился у Германа фон Гельмгольца.В 1883 году он начал свои исследования электромагнитной теории Максвелла. Между 1885 и 1889 годами, когда он был профессором физики в Политехническом университете Карлсруэ, он создавал электромагнитные волны в лаборатории и измерял их длину и скорость. Он показал, что природа их вибрации и их восприимчивость к отражению и преломлению были такими же, как у световых и тепловых волн. В результате он без всяких сомнений установил, что свет и тепло – это электромагнитные излучения. Электромагнитные волны были названы волнами Герца, а позже – радиоволнами.(Он не был первым, кто произвел такие волны. Англо-американский изобретатель Дэвид Хьюз сделал это в работе, которая почти повсеместно игнорировалась в 1879 году, но Герц был первым, кто правильно понял их электромагнитную природу. ) В 1889 году Герц был назначен профессором физика в Боннском университете, где продолжил исследования разряда электричества в разреженных газах.

Британская викторина

Наука: факт или вымысел?

Ты загорелся физикой? Головоломка по поводу геологии? С помощью этих вопросов отделите научные факты от вымысла.

Его научные статьи были переведены на английский язык и опубликованы в трех томах: Electric Waves (1893), Miscellaneous Papers (1896) и Principles of Mechanics (1899).

Последней редакцией и обновлением этой статьи был Эрик Грегерсен. Основы беспроводной связи

: как работают радиоволны | ОРЕЛ

Можете ли вы сосчитать, сколько устройств вы используете каждый день благодаря радиоволнам? Может быть немного сложно думать о том, какое влияние на нашу жизнь оказывает использование этой технологии. От смартфонов до ноутбуков, от GPS до радионяни и многого другого – мы пришли использовать эту форму электромагнитной энергии для создания удивительных вещей. Но хотя мы используем эти устройства каждый день, действительно ли мы понимаем, как они работают?

Вот где наша серия «Основы беспроводной электроники» поможет вам понять основы нашего беспроводного мира и, будем надеяться, поможет развеять некоторые загадки.

Широкий мир беспроводной связи

Прежде чем углубляться в какую-либо науку о радиоволнах, мы должны дать этому предмету некоторую справедливость, показав, насколько радиоволны повлияли на нашу повседневную жизнь.Давайте начнем с обычного дня, и, возможно, вы просыпаетесь от неутешительного звука будильника благодаря своему смартфону. Вы можете поблагодарить радиоволны за раннюю утреннюю встряску.

Хит отложить! Ваш беспроводной будильник в вашем смартфоне стал возможен благодаря радиоволнам. (Источник изображения)

Когда вы садитесь завтракать, возможно, вы включаете радио или телевизор, чтобы послушать, что происходит в мире. Как эти фрагменты аудио- и видеоинформации доходят до вас? И снова радиоволны.А когда вы собираетесь уйти на работу, возможно, вам захочется проверить загруженность дорог и спланировать наиболее эффективный маршрут, поэтому вы используете GPS на приборной панели вашего автомобиля. Больше радиоволн.

Нужно быстро куда-нибудь добраться? GPS в современных автомобилях делает это возможным. (Источник изображения)

Во время утренней поездки на работу вы можете настроиться на свое любимое утреннее ток-шоу. Радиостанция, к которой вы подключаетесь, является одной из многих определенных радиочастот, передаваемых в любое время дня.Когда вы приступите к работе, вы, возможно, плюхнетесь перед компьютером и подключитесь к всемирной паутине по беспроводной сети. Вы загружаете свои документы Google, веб-сайты и электронную почту, используя радиоволны для беспроводного подключения к Интернету через Wi-Fi.

Видите ли, радиоволны используются во многих других вещах, чем квадратные коробки, которые мы используем для воспроизведения музыки и прослушивания ток-шоу. Современная беспроводная связь основана на простой конструкции обычного радио, что позволяет нам соединять человечество по всему миру с помощью информации, видео, аудио, данных и многого другого.Но насколько широко используются радиоволны сегодня, как именно они работают и что такое радиоволны? Давайте изучим.

Зависание с электромагнетизмом

Радиоволны – это всего лишь один тип волн в так называемом электромагнитном спектре, который состоит из множества волн, выполняющих определенную функцию, например инфракрасных, рентгеновских, гамма-лучей и радио. Всем этим волнам удается преодолевать физические препятствия, несясь в космическом вакууме со скоростью света.

Электромагнитный спектр больше, чем у ROYGBIV, низкая частота и низкая длина волны слева. (Источник изображения)

Организация этого спектра подразделяется на две категории: частота и длина волны. Вот как они распадаются:

• Частота . Это в основном то, сколько электромагнитных волн будет проходить через данную точку каждую секунду. Вы можете измерить это, посчитав гребни каждой волны (самая высокая точка в волне), что дает значение в герцах.
• Длина волны . Это фактическое расстояние, которое вы можете измерить между двумя наивысшими точками волны, или период. Длина волны может быть меньше размера атома для некоторых волн и больше диаметра всей нашей планеты!

Все волны в электромагнитном спектре измеряются как по их частоте, так и по длине волны.

В этом электромагнитном спектре радиоволны имеют как самые длинные длины волн, так и самые низкие частоты, что делает их медленными и устойчивыми, бегунами на большие расстояния группы.Однако, когда нас со всех сторон бомбардируют радиоволнами FM и AM, сигналами сотовых телефонов, сигналами Wi-Fi и т. Д., Могут ли все эти сигналы использовать одно и то же пространство? Они делают это, разделяя определенные диапазоны в спектре радиоволн, в том числе:

Имя	Аббревиатура	Частота	Длина волны
Чрезвычайно низкочастотный	ELF	3–30 Гц	105–104 км
Сверхнизкочастотный	SLEF	30–300 Гц	104–103 км
Сверхнизкочастотный	ULF	300–3000 Гц	103–100 км
Очень низкочастотный	VLF	3–30 кГц	100–10 км
Низкочастотный	LF	30–300 кГц	10–1 км
Средняя частота	MF	300 кГц – 3 МГц	1 км – 100 м
Высокочастотный	HAF	3–30 МГц	100–10 м
Очень высокочастотный	УКВ	30–300 МГц	10–1 м
Сверхвысокая частота	УВЧ	300 МГц – 3 ГГц	1 м – 10 см
Сверхвысокие	SHF	3–30 ГГц	10–1 см
Чрезвычайно высокочастотный	EHF	30–300 ГГц	1 см – 1 мм
Чрезвычайно высокочастотный	THF	300 ГГц – 3 ТГц	1 мм – 0. 1 мм

Полоса сверхвысоких частот (УВЧ) имеет частоту от 300 мегагерц (МГц) до 3 гигагерц (ГГц). Вы обнаружите, что диапазон УВЧ используется для определенных технологий, таких как Wi-Fi, Bluetooth, GPS, рации и т. Д. С другой стороны, вы найдете очень низкие частоты (VLF) в диапазоне 3–30 Гц, и этот диапазон зарезервирован исключительно для правительственных радиостанций, защищенной военной связи и подводных лодок. Соединенные Штаты публикуют ежегодную диаграмму распределения частот радиочастотного спектра, в которой показано, как все эти радиослужбы распределяются по частоте.

Встроенные средства связи

Теперь вам может быть интересно, как именно эти радиоволны на своих частотах передаются с места на место? Магия возможности поговорить с кем-нибудь на своем смартфоне на другом конце света сводится к очень простым принципам. Каждое радио, будь то традиционное AM / FM-радио или радио в смартфоне, использует один и тот же базовый метод передачи информации с помощью передатчика и приемника .

Передатчик, как следует из названия, передает информацию по воздуху в виде синусоидальной волны. Эта волна летит по воздуху и в конечном итоге улавливается приемником, который декодирует информацию внутри синусоидальной волны и извлекает то, что нам нужно, например музыку, человеческий голос или некоторые другие данные.

Вся информация, которую мы можем декодировать из радиоволн, передается в виде синусоидальной волны.

Что интересно, синусоида сама по себе не содержит никаких данных, которые нам нужны, это, по сути, пустой сигнал.Вот почему нам нужно взять эту синусоидальную волну и смодулировать ее, что является процессом добавления еще одного уровня полезной информации. Есть три метода модуляции, в том числе:

• Импульсная модуляция . В этом методе вы включаете и выключаете синусоидальную волну, которая будет посылать биты сигнала отдельными порциями. Вы когда-нибудь слышали о коде Морзе для отправки сигналов бедствия? Он использует импульсную модуляцию.
• Амплитудная модуляция . Этот метод используется как в радиостанциях AM, так и в старых аналоговых телевизионных сигналах.Здесь синусоида перекрывается другой волной информации, например голосом человека. Встраивание еще одного слоя информации в эту волну создаст флуктуацию амплитуды исходной синусоидальной волны, которая может создать статику.

Когда вы объединяете синусоидальный и модулированный волновой сигнал вместе, он модулирует исходный сигнал. (Источник изображения)

• Частотная модуляция . Этот метод используется FM-радиостанциями и практически всеми другими беспроводными технологиями.В отличие от амплитудной модуляции, которая создает некоторые значительные колебания синусоидальной волны, частотная модуляция очень мало изменяет синусоидальную волну, что дает дополнительное преимущество в виде уменьшения статики.

Модуляция синусоидальной волны частотным сигналом приводит к меньшей модуляции, чем амплитудная модуляция. (Источник изображения)

После того, как все эти модулированные синусоидальные волны отправляются через передатчик и принимаются приемником, внедряемая нами волна информации извлекается, что позволяет нам делать с ней все, что нам нравится, например, воспроизводить ее как звук через динамик или просматривать это как видео на экране телевизора.

Где-то между A и B

В приведенных выше пояснениях о модуляции, передатчиках и приемниках вы могли подумать, что посылка радиоволны – это простой процесс перемещения из точки A в точку B, но это не всегда так. Волны не всегда проходят сквозь разреженный воздух прямо от передатчика к приемнику, и то, как они распространяются, в конечном итоге зависит от того, какую частоту волны вы хотите послать и когда. Это путешествие может происходить тремя способами, в том числе:

Линия видимости (Космическая волна)

При таком способе передвижения радиоволны передаются в виде простого луча света из точки A в точку B. Этот метод обычно использовался в старых телефонных сетях, которые должны были передавать звонки на большие расстояния между двумя огромными коммуникационными вышками.

Земная волна (Поверхностная волна)

Вы также можете посылать радиоволны вдоль кривизны земной поверхности в виде земной волны. Вы обнаружите, что AM-радиоволны распространяются таким образом на короткие и средние расстояния, поэтому вы все равно можете слышать радиосигналы, даже если в зоне прямой видимости нет передатчика и приемника.

Ионосфера (Sky Wave)

Наконец, вы также можете посылать радиоволны прямо в небо, которые в конечном итоге отражаются от ионосферы Земли, которая является электрически заряженной частью атмосферы. Когда вы это сделаете, радиоволны поразят ионосферу, отскочат обратно на Землю и снова отскочат вверх. Это процесс отражения волны, отбрасывания ее назад и вперед к конечному пункту назначения.

У нас есть все три способа передвижения радиоволны: по земле, космосу или небу. (Источник изображения)

На этом этапе мы собрали несколько вещей о радиоволнах, а именно то, что они распространяются на очень определенных частотах, они взаимодействуют как с передатчиком, так и с приемником, и они могут перемещаться по Земле различными путями. Но с учетом множества различных радиочастот, как ваш смартфон или автомобильный радиоприемник узнает, какие именно частоты принимают, а какие игнорировать? Вот тут-то и пригодятся антенны.

Все об антеннах

Антенны

бывают разных форм и размеров, но все они предназначены для одной и той же цели – приема очень определенной радиоволны.Вы найдете антенны, начиная от длинных металлических проводов, торчащих из FM-радио, и заканчивая чем-то более круглым, например спутниковой тарелкой, или даже плотно настроенным кусочком меди на печатной плате. В передатчике антенны используются для передачи радиоволн, а в приемниках они используются для приема радиочастоты. У всех антенн есть три различных характеристики, по которым они измеряются, в том числе:

• Направление . Для некоторых типов антенн, таких как диполь, антенна должна быть установлена ​​в правильном направлении, лицом к направлению передачи радиоволн.Некоторые типы антенн, например антенны FM-радио, не требуют ориентации в определенном направлении и могут захватывать радиоволны под любым углом.
• Прирост . Коэффициент усиления антенны описывает, насколько она будет усиливать сигнал. Например, если вы включите старый аналоговый телевизор, вы все равно получите изображение, только нечеткое. Это связано с тем, что металлический корпус и компоненты в телевизоре действуют как антенны. Но подключите настоящую направленную антенну, и вы сможете усилить сигнал и получить лучшее изображение.Чем больше коэффициент усиления, измеряемый в децибелах (дБ), тем лучше будет прием.
• Пропускная способность . Наконец, полоса пропускания антенны – это ее конкретный диапазон полезных частот. Чем выше пропускная способность, тем больше радиоволн он может уловить. Это идеально подходит для телевизоров, поскольку позволяет им получать больше каналов. Но для таких вещей, как ваш смартфон, которым нужна только определенная радиоволна, полная пропускная способность не обязательна.

Гигантская антенна, используемая для отправки радиоволн в космос.(Источник изображения)

Пора звонить домой

Радиоволны везде! Представьте, если бы вы могли увидеть их собственными глазами. Радиоволны будут распространяться повсюду, выходя из вашего маршрутизатора, из вашего мобильного телефона и вокруг вас из беспроводной электроники вашего соседа. Радиоволны действительно сформировали нашу современную жизнь, как ничто другое, и без них мы никогда бы не смогли воспользоваться такими полезными изобретениями, как GPS, Wi-Fi, Bluetooth и т. Д. Но радио выходит далеко за пределы нашего физического, земного существования.Некоторые из самых дальних уголков нашей известной Вселенной были исследованы с помощью радиоастрономии для открытия квазаров, молекул и других галактик!

Готовы позвонить домой и начать свой собственный проект беспроводной электроники? Попробуйте Autodesk EAGLE бесплатно сегодня.

Что радиоволны говорят нам о Вселенной? · Границы для молодых умов

Абстрактные

Радиоастрономия началась в 1933 году, когда инженер по имени Карл Янски случайно обнаружил, что радиоволны возникают не только из-за изобретений, которые мы создаем, но и из природных веществ в космосе.С тех пор астрономы создали все более совершенные телескопы, чтобы находить эти космические радиоволны и больше узнавать о том, откуда они приходят и что они могут рассказать нам о Вселенной. Хотя ученые могут многому научиться из видимого света, который они обнаруживают с помощью обычных телескопов, они могут обнаруживать различные объекты и события, такие как черные дыры, формирующиеся звезды, планеты в процессе рождения, умирающие звезды и многое другое – с помощью радиотелескопов. Вместе телескопы, которые могут видеть различные виды волн – от радиоволн до видимых световых волн и гамма-лучей – дают более полную картину Вселенной, чем любой другой тип телескопа сам по себе.

Когда вы смотрите на ночное небо, вы видите яркие огни звезд. Если вы живете в темном месте вдали от городов, вы можете увидеть их тысячи. Но отдельные точки, которые вы видите, – это все около звезд. Еще около 100 миллиардов звезд существуют только в нашей галактике, которая называется Млечный Путь. По мнению астрономов, помимо Млечного Пути существует еще около 100 миллиардов галактик (каждая со своими 100 миллиардами звезд). Почти все эти звезды невидимы для ваших глаз, которые не могут видеть тусклый свет далеких звезд.Твои глаза упускают и другие вещи. Видимый свет, который могут видеть ваши глаза, – это лишь крошечная часть того, что астрономы называют «электромагнитным спектром », – всего диапазона различных световых волн, который существует. Электромагнитный спектр также включает гамма-лучи, рентгеновские лучи, ультрафиолетовое излучение, инфракрасное излучение, микроволны и радиоволны. Поскольку человеческие глаза могут видеть только видимый свет, мы должны построить специальные телескопы, чтобы уловить остальную часть этого «спектра», а затем превратить их в изображения и графики, которые мы можем видеть.

Что такое радиоволна?

Свет состоит из крошечных частиц, называемых « фотонов ». Фотоны в видимом свете обладают средним количеством энергии. Когда у фотонов немного больше энергии, они становятся ультрафиолетовым излучением, которое вы не видите, но которое может вызвать солнечный ожог. Обладая большей энергией, фотоны становятся рентгеновскими лучами, которые проходят сквозь вас. Если фотоны обладают на больше энергии , они становятся гамма-лучами, которые исходят от звезд при взрыве.

Но когда фотоны имеют немного меньше энергии, чем фотоны видимого света, они известны как инфракрасное излучение. Вы можете почувствовать их как тепло. Наконец, мы называем фотоны с наименьшей энергией «радиоволнами». Радиоволны исходят из странных мест в космосе – самых холодных и старых мест, а звезды с наибольшим количеством материала помещены в небольшое пространство. Радиоволны рассказывают нам о частях Вселенной, о существовании которых мы даже не подозревали бы, если бы использовали только наши глаза или телескопы, которые видят видимые фотоны.

Длина волны и частота

Радиоастрономы используют эти радио-фотоны, чтобы узнать о невидимой Вселенной. Фотоны движутся волнами, как будто они едут на американских горках, которые снова и снова используют одни и те же две части пути [1]. Размер фотонной волны – его длина волны – говорит вам о его энергии. На рисунке 1 показаны волны с двумя разными длинами волн. Если волна длинная, в ней мало энергии; если он короткий, то в нем много энергии. Радиоволны не обладают большой энергией, а это означает, что они распространяются большими волнами с длинными волнами.Радиоволны могут достигать сотни футов или всего несколько сантиметров.

• Рисунок 1 – Фотоны движутся волнами. Длина каждой волны называется длиной волны.

Астрономы также говорят о том, сколько из этих волн проходит через точку каждую секунду – «частота радиоволны ». Вы можете представить себе частоту, представив водоем с водой. Если бросить камень в воду, по пруду разнесется рябь. Если вы стоите в воде, волны ударяют вас по щиколотку.Количество волн, которые врезаются в вас за одну секунду, говорит вам о частоте волн. Одна волна в секунду называется 1 Гц . Миллион волн в секунду составляет 1 МГц. Если волны длинные, то каждую секунду их ударяет меньше, поэтому длинные волны имеют меньшую частоту. Радиоволны имеют длинные волны и малые частоты.

Радио Пионеры

Первый радиоастроном не хотел быть первым радиоастрономом. В 1933 году человек по имени Карл Янски работал над проектом для Bell Laboratories, лаборатории в Нью-Джерси, названной в честь Александра Грэма Белла, который изобрел телефон.Там инженеры разрабатывали первую телефонную систему, которая работала через Атлантический океан. Когда люди впервые пытались звонить по этой системе, они слышали шипящий звук на заднем плане в определенное время дня. В Bell Labs посчитали, что шум вреден для бизнеса, поэтому они отправили Карла Янски выяснить, что его вызывает. Вскоре он заметил, что шипение началось, когда середина нашей галактики поднялась в небе, и закончилось, когда она зашла (все в небе поднимается и заходит так же, как Солнце и Луна). Он выяснил, что радиоволны, идущие из центра галактики, нарушают телефонную связь и вызывают шипение. Он – и телефон – обнаружил радиоволны из космоса [1]. Янски открыл новую, невидимую вселенную. Вы можете увидеть изображение антенны, которую Карл Янски использовал для обнаружения радиоволн из космоса на Рисунке 2.

• Рис. 2. Основоположник радиоастрономии Карл Янски стоит с построенной им антенной, которая обнаружила первые радиоволны, которые были идентифицированы как приходящие из космоса.Источник: НРАО.

Вдохновленный исследованиями Дженкси, человек по имени Грот Ребер построил радиотелескоп на своем заднем дворе в Иллинойсе. Он закончил работу над телескопом диаметром 31 фут в 1937 году и использовал его, чтобы посмотреть на все небо и увидеть, откуда приходят радиоволны. Затем на основе данных, собранных им со своего радиотелескопа, он составил первую карту «радионеба» [2].

Обсуждение радиотелескопа

Вы можете видеть видимый свет, потому что фотоны видимого света распространяются небольшими волнами, а ваш глаз маленький. Но поскольку радиоволны велики, ваш глаз должен быть большим, чтобы их обнаружить. Таким образом, если обычные телескопы имеют диаметр в несколько дюймов или футов, то радиотелескопы намного больше. Телескоп Грин-Бэнк в Западной Вирджинии имеет ширину более 300 футов, и его можно увидеть на Рисунке 3. Телескоп Аресибо в джунглях Пуэрто-Рико имеет диаметр почти 1000 футов. Они выглядят как гигантские версии тарелок спутникового телевидения, но работают как обычные телескопы.

• Рис. 3. Хотя такие инструменты, как телескоп Грин-Бэнк, изображенный здесь, могут не выглядеть как традиционные телескопы, они работают примерно так же, но обнаруживают радиоволны вместо видимого света.Затем они превращают эти радиоволны, которые человеческий глаз не может видеть, в изображения и графики, которые могут интерпретировать ученые. Источник: НРАО.

Чтобы использовать обычный телескоп, вы наводите его на объект в космосе. Затем свет от этого объекта попадает в зеркало или линзу, которые отражают этот свет на другое зеркало или линзу, которые затем снова отражают свет и отправляют его в ваш глаз или камеру.

Когда астроном направляет радиотелескоп на что-то в космосе, радиоволны из космоса падают на поверхность телескопа.Поверхность, которая может быть металлической с отверстиями, называемой сеткой, или твердым металлом, например алюминием, действует как зеркало для радиоволн. Он отталкивает их ко второму «радиозеркалу», которое затем направляет их в то, что астрономы называют «приемником ». Приемник делает то же самое, что и камера: он превращает радиоволны в картинку. На этом снимке показано, насколько сильны радиоволны и откуда они исходят в небе.

Radio Vision

Когда астрономы ищут радиоволны, они видят объекты и события, отличные от того, что они видят, когда ищут видимый свет.Места, которые кажутся темными нашему глазу или обычному телескопу, ярко горят в радиоволнах. Например, места, где образуются звезды, заполнены пылью. Эта пыль блокирует попадание света на нас, поэтому вся область выглядит как черная капля. Но когда астроном направляет радиотелескопы в это место, они могут видеть сквозь пыль: они могут видеть рождающуюся звезду.

Звезды рождаются в гигантских облаках газа в космосе. Во-первых, этот газ собирается вместе. Затем под действием силы тяжести к сгустку притягивается все больше и больше газа.Комок становится все больше и больше, горячее и горячее. Когда он становится огромным и достаточно горячим, он начинает разбивать атомы водорода, мельчайшие из существующих атомов. Когда атомы водорода сталкиваются друг с другом, они образуют гелий, атом немного большего размера. Затем этот кусок газа становится официальной звездой. Радиотелескопы делают снимки этих молодых звезд [3].

Радиотелескопы тоже раскрывают секреты ближайшей звезды. Свет, который мы видим от Солнца, исходит от поверхности, то есть около 9000oF.Но над поверхностью температура достигает 100 000oF. Радиотелескопы помогают нам больше узнать об этих горячих частях, излучающих радиоволны.

У планет в нашей солнечной системе тоже есть радиолюбители. Радиотелескопы показывают нам газы, которые вращаются вокруг Урана и Нептуна, и то, как они движутся. Северный и южный полюса Юпитера светятся радиоволнами. Если мы направим радиоволны к Меркурию , а затем поймем отраженные радиоволны с помощью радиотелескопа, мы сможем сделать карту почти так же хорошо, как Google Планета Земля [4].

Когда они смотрят намного дальше, радиотелескопы показывают нам некоторые из самых странных объектов во Вселенной. В центре большинства галактик расположены сверхмассивные черные дыры. Черные дыры – это объекты с большой массой, сжатые в крошечном пространстве. Эта масса дает им такую ​​силу тяжести, что ничто, даже свет, не может избежать их притяжения. Эти черные дыры поглощают звезды, газ и все остальное, что подходит слишком близко. Когда этот невезучий материал ощущает гравитацию черной дыры, он сначала вращается по спирали вокруг черной дыры.По мере приближения он движется все быстрее и быстрее. Над и под черной дырой образуются огромные струи или столбы электромагнитного излучения и вещества, которое не попадает в черную дыру (иногда выше, чем ширина всей галактики). Радиотелескопы показывают эти струи в действии (рис. 4).

• Рис. 4. Галактики, в центре которых находятся сверхмассивные черные дыры, могут испускать струи вещества и излучения, подобные тем, которые мы видим здесь, которые выше, чем ширина галактики. Источник: НРАО.

Массивные объекты, подобные этим черным дырам, искажают ткань пространства, называемого пространством-временем. Представьте себе, что вы устанавливаете на батуте шар для боулинга, который много весит. Батут проседает. Тяжелые предметы в космосе заставляют пространство-время провисать, как батут. Когда радиоволны, исходящие от далеких галактик, проходят через этот провал, чтобы добраться до Земли, форма действует так же, как форма увеличительного стекла на Земле: тогда телескопы видят более крупную и яркую картину далекой галактики.

Радиотелескопы также помогают разгадывать одну из самых больших загадок Вселенной: что такое темная энергия ? Вселенная становится больше с каждой секундой. И она становится все быстрее и быстрее с каждой секундой, потому что «темная энергия» противоположна гравитации: вместо того, чтобы собирать все вместе, она раздвигает все дальше друг от друга. Но насколько сильна темная энергия? Радиотелескопы могут помочь ученым ответить на этот вопрос, посмотрев на « мегамазеров », которые естественным образом встречаются в некоторых частях космоса. Мегамазер похож на лазер на Земле, но он излучает радиоволны вместо красного или зеленого света. что мы можем видеть. Ученые могут использовать мегамазеры, чтобы точно определить темную энергию [5].Если ученые смогут выяснить, как далеко находятся эти мегамазеры, они смогут сказать, как далеко находятся разные галактики, а затем они смогут выяснить, с какой скоростью эти галактики удаляются от нас.

Полный ящик для инструментов

Если бы у нас были только телескопы, улавливающие видимый свет, мы бы упустили большую часть происходящего во Вселенной. Представьте себе, если бы у врачей был только стетоскоп в качестве инструмента. Они могли много узнать о сердцебиении пациента. Но они могли бы узнать гораздо больше, если бы у них также был рентгеновский аппарат, сонограмма, аппарат МРТ и компьютерный томограф.С помощью этих инструментов они могли получить более полную картину того, что происходит внутри тела пациента. Астрономы используют радиотелескопы вместе с ультрафиолетовыми, инфракрасными, оптическими, рентгеновскими и гамма-телескопами по той же причине: чтобы получить полную картину того, что происходит во Вселенной.

Глоссарий

Электромагнитный спектр : ↑ Видимый свет, который мы видим, составляет лишь крошечную часть «электромагнитного спектра». Видимый свет состоит из фотонов средней энергии.Фотоны с большей энергией – это ультрафиолетовое излучение, рентгеновские лучи и гамма-лучи (гамма-лучи обладают наибольшей энергией). Фотоны с меньшей энергией – это инфракрасные и радиоволны (радиоволны имеют наименьшую энергию).

Фотон : ↑ Свет состоит из частиц, называемых фотонами, которые движутся волнами.

Длина волны : ↑ Размер волны, в которой проходит фотон.

Частота : ↑ Количество световых волн, проходящих мимо точки за одну секунду.

Гц : ↑ 1 Гц означает, что одна волна проходит через точку за одну секунду. Один мегагерц означает, что каждую секунду проходит миллион волн.

Приемник : ↑ Часть радиотелескопа, которая принимает радиоволны и превращает их в изображение.

Темная энергия : ↑ Темная энергия действует как противоположность гравитации и отталкивает все во Вселенной все дальше друг от друга.

Megamaser : ↑ Естественный космический лазер, излучающий радиоволны вместо красного или зеленого света, как от лазерной указки.

---

Список литературы

[1] ↑ Янски К. Г. 1993. Радиоволны извне Солнечной системы. Природа 32, 66. doi: 10.1038 / 132066a0

[2] ↑ Ребер, Г. 1944. Космическая статика. Astrophys. J. 100, 297. DOI: 10.1086 / 144668

[3] ↑ Макки, К. Ф., и Острикер, Э. 2007. Теория звездообразования. Анну. Rev. Astron. Astrophys. 45, 565–687. DOI: 10.1146 / annurev.astro.45.051806.110602

[4] ↑ Остро, С.J. 1993. Планетарная радиолокационная астрономия. Ред. Мод. Phys. 65, 1235–79. DOI: 10.1103 / RevModPhys.65.1235

[5] ↑ Хенкель, К., Браатц, Дж. А., Рид, М. Дж., Кондон, Дж. Дж., Ло, К. Ю., Импеллиззери, К. М. В. и др. 2012. Космология и постоянная Хаббла: о проекте мегамазерной космологии (MCP). IAU Symp. 287, 301. DOI: 10.1017 / S1743921312007223

Radio Waves – обзор

1 Введение

Миллиметровая волна – это радиоволна с частотой от 30 до 300 ГГц.Радиоприемник миллиметрового диапазона имеет ряд преимуществ по сравнению с более низкочастотным микроволновым радиоприемником. Его широкая полоса пропускания обеспечивает очень высокую скорость передачи данных до 80 Гбит / с или даже выше. Направленная и узкая диаграмма направленности от радиостанций миллиметрового диапазона позволяет развернуть множество радиостанций, не вызывая взаимных помех. Его короткая длина волны (1–10 мм) уменьшает размер антенн и, таким образом, позволяет создавать компактные устройства. Кроме того, короткая длина волны позволяет получать изображения с более высоким разрешением в системах формирования изображений миллиметрового диапазона.Кроме того, атмосферное поглощение кислородом и водой существует в различных частях спектра миллиметровых волн, что позволяет многократно использовать радиоприемники на коротком расстоянии.

Благодаря этим уникальным характеристикам радиостанций миллиметрового диапазона появился широкий спектр приложений. К ним относятся спутниковая связь (35, 60, 94 ГГц), беспроводная локальная сеть (60 ГГц), транзитная система точка-точка (70–80 ГГц), беспроводная связь 10 Гбит / с для передачи несжатого сигнала HDTV (120 ГГц), сканеры тела для безопасности аэропортов (24–30 ГГц), автомобильные радары (77, 79 ГГц), пассивная система визуализации для безопасной посадки самолета (94 ГГц), радиоастрономия, дистанционное зондирование окружающей среды и связь дрон-земля (94 ГГц) ). Ожидается, что будущая мобильная сеть 5G будет поддерживать мгновенную связь с высокой скоростью передачи данных, малую задержку и широкие возможности подключения, обеспечивая беспрецедентные приложения для мобильных устройств, здравоохранения, автономных транспортных средств, умных городов, умных домов и Интернета вещей (IoT). Планируемое распределение спектра 5G включает частоты ниже 6 ГГц и 28 ГГц, и даже более высокие полосы частот миллиметрового диапазона, такие как 40, 60 и 71–86 ГГц, находятся в стадии оценки. Следовательно, потребность в компактных, недорогих и высокопроизводительных компонентах миллиметрового диапазона значительно возрастает.

С момента первой демонстрации MESFET на основе GaN в 1993 г. (Khan et al., 1993) и HEMT в 1994 г. (Khan et al., 1994) был достигнут огромный прогресс в технологиях транзисторов на основе GaN и MMIC. широкий спектр технических областей. К ним относятся субстратные и эпитаксиальные материалы, устройства, MMIC и упаковочные технологии. Прогресс в технологиях выращивания эпитаксиальных материалов на основе GaN, таких как молекулярно-лучевая эпитаксия (MBE) и химическое осаждение из газовой фазы (MOCVD), позволил использовать различные эпитаксиальные конструкции III-N HEMT, состоящие из AlGaN / GaN, AlN / GaN, InAl (Ga) N / GaN. , и совсем недавно гетероструктуры ScAlN / GaN.Они выращены на неродной подложке, такой как SiC, Si и сапфир. Оптимизация условий выращивания снизила плотность дефектов в эпитаксиальных материалах HEMT, что привело к увеличению подвижности электронов двумерного электронного газа (2DEG) и более высокому критическому электрическому полю в структурах HEMT. Высокая теплопроводность подложки SiC позволяет снизить потребность в охлаждении, когда транзисторы работают с высокой плотностью мощности и температура канала повышается из-за самонагрева.Достижения в области проектирования устройств и технологий производства улучшили высокочастотные характеристики HEMT на основе GaN, что позволило использовать MMIC усилителя мощности (PA) миллиметрового диапазона на основе GaN, которые имеют значительно более высокую выходную мощность и плотность мощности, чем те, которые доступны в схемах усилителя на основе других систем материалов, таких как как Si, GaAs или InP.

Радиоволны: определение, спектр и использование – стенограмма видео и урока

Как генерируются радиоволны?

Радиоволны существуют в природе повсюду вокруг нас, хотя мы не знали о них, пока они не были впервые обнаружены Генрихом Герцем в конце 1800-х годов.Каждый раз, когда происходит колебание электромагнитного поля, генерируются электромагнитные волны, и во многих случаях это радиоволны.

Электрические приборы постоянно генерируют радиоволны, и молнии тоже. Даже планеты и звезды постоянно излучают радиоволны. Ученые измеряют их, чтобы больше узнать о далеких небесных объектах. Это область науки, называемая радиоастрономией.

Хотя радиоволны возникают естественным образом, мы также можем производить радиоволны с очень специфическими частотами и использовать их для передачи информации.Радиоволны генерируются путем преобразования сигнала, такого как звук голоса, в серию радиоволн. Эти волны распространяются по воздуху, пока не попадают в приемник, который декодирует волновые импульсы и превращает их обратно в звук.

Использование радиоволн

Радиоволны используются для передачи всех видов информации, и разные типы информации передаются на разных частотах. Радиоволны самой низкой частоты называются очень низкочастотными (VLF), и они в основном используются для связи между подводными лодками под водой.Волны низкой частоты (НЧ) имеют частоты в диапазоне от 30 до 300 кГц, а волны средней частоты (СЧ) имеют частоты в диапазоне от 300 до 3000 кГц. Радиоволны НЧ и СЧ используются для передачи радиосигналов AM.

В диапазоне частот от 3 до 30 МГц высокочастотные (HF) радиоволны используются для AM-радио и связи между самолетами на большие расстояния. Радиоволны очень высокой (VHF) и сверхвысокой частоты (UHF) имеют частоты в диапазоне от 30 до 300 МГц и от 300 до 3000 МГц, соответственно.Волны УКВ используются для FM-радио, телевещания, связи ближнего действия между самолетами и связи воздух-земля, а также для метеорологического радио. Волны УВЧ также используются для телевизионного вещания, а также в мобильных телефонах, беспроводных сетях, устройствах связи Bluetooth, спутниковом радио и системах глобального позиционирования. Это наиболее широко используемый тип радиоволн. Если вы используете беспроводную сеть или сотовый телефон прямо сейчас, чтобы посмотреть этот урок, значит, вы используете волны УВЧ в эту самую минуту.

Сверхвысокочастотные (СВЧ) волны с частотами от 3 до 30 ГГц используются для передачи спутникового телевидения, радио и других видов спутниковой связи, а также в радиоастрономических и радиолокационных системах, подобных тем, которые используются полицией для поймать вас на превышении скорости.

Радиоволны верхнего диапазона частотного спектра называются волнами чрезвычайно высокой частоты (КВЧ). КВЧ-волны также обычно обнаруживаются в радиоастрономии, и они также используются в сканерах всего тела, которые вы, возможно, видели в аэропортах.

Краткое содержание урока

Напомним, радиоволны – это электромагнитные волны, что означает, что они состоят из колеблющегося паттерна электрических и магнитных полей, распространяющегося в пространстве. Световые волны, микроволны, гамма-лучи и многие другие также являются электромагнитными волнами, и вместе они составляют то, что мы называем электромагнитным спектром. Частота волны – это то, сколько раз она повторяется в определенном временном интервале, а частота волны обычно измеряется в герцах, а радиоволны имеют частоты в диапазоне от 3 кГц до 300 ГГц.

Радиоволны классифицируются в соответствии с их частотой, как показано здесь:

MIC Веб-сайт по использованию радио ｜ Радиоволновая среда ｜ Возможное воздействие радиоволн на здоровье человека

Министерство внутренних дел и коммуникаций (MIC) приняло различные меры по поддержанию более безопасной среды для использования радиоволн. Это объяснение дает обзор основных проблем.

1. Правила техники безопасности при использовании радиоволн

Радиоволны, которые в настоящее время используются для связи или радиовещания, представляют собой электромагнитные волны (неионизирующее излучение), у которых недостаточно энергии для ионизации атомов из материалов. Хотя некоторые из электромагнитных волн, такие как ионизирующее излучение, включая рентгеновское или гамма-излучение, имеют высокие частоты и сильную энергию, которые ионизируют атомы, они сильно отличаются от радиоволн, с которыми мы имеем дело; то есть неионизирующее излучение.

Исследования воздействия радиоволн на человеческое тело проводились за последние 50 лет в глобальном масштабе, включая Японию. Основываясь на научных знаниях, накопленных в ходе этих исследований, мы сформулировали «Руководство по защите от радиационного излучения при воздействии электромагнитных полей» (далее именуемое RRPG) с учетом различных факторов безопасности. Стандартные значения, указанные в этих рекомендациях, соответствуют значениям, опубликованным ICNIRP (Международная комиссия по защите от неионизирующего излучения), и используются не только в Японии, но и во всех странах мира.Если эти стандартные значения удовлетворяются, это не влияет на здоровье человека согласно ВОЗ (Всемирная организация здравоохранения), ICNIRP и т. Д.

Кроме того, в июне 2000 года ВОЗ объявила о результатах своих исследований следующим образом: нет никаких указаний на то, что излучение радиоволн от сотовых телефонов или их базовых станций будет вызывать или способствовать развитию рака, также нет никаких других воздействий на человеческий организм, которые отрицательно влияют на здоровье. .

<Разработка руководящих принципов>

MIC (бывшее Министерство почт и телекоммуникаций (MPT)) получил отчет Совета по телекоммуникационным технологиям 25 июня 1990 г. в ответ на “запрос № 38 от 27 июня 1988 г. – Политика защиты человеческого тела от воздействий”. радиоволн ».В этом отчете показана RRPG, включающая показатели силы радиоволн без вредного воздействия на организм человека.

Кроме того, в отчете Совета по телекоммуникационным технологиям от 24 апреля 1997 г., касающемся “запроса № 89 – Защита человеческого тела от радиоволн” (запрос, сделанный 25 ноября 1996 г.), изложены практические рекомендации для радиооборудования, используемого в непосредственная близость к человеческому телу, например, сотовые телефоны. Кроме того, они обобщили будущие рекомендации по защите от радиоволн и необходимые элементы для будущих исследований относительно возможных воздействий на человеческий организм.

2. Обязательное соблюдение норм безопасности соответствующими правилами

RRPG, которые были установлены в 1990 и 1997 годах, использовались в качестве руководящих принципов для работы радиостанций и производства радиооборудования.

Чтобы быть более тщательным, чем раньше, и обеспечить безопасное и надежное использование радиосвязи, MIC требует, чтобы учредители радиостанций, в соответствии с соответствующими правилами, установили средства безопасности для увеличения частоты. Эти правила применяются с октября 1999 года и применяются в основном к радиооборудованию радиостанций для вещания и немобильных радиостанций, таких как базовые станции для сотовых телефонов.В этих правилах мы используем значение напряженности электромагнитного поля в общей среде из RRPG как стандартное значение.

С другой стороны, мы отрегулировали сотовые телефоны и т. Д., Которые используются вблизи головы человека за счет поглощения радиоволн человеческим телом, и обязали производителей сотовых телефонов и т. Д. Соблюдать это постановление с июня 2002 года. локальное значение SAR в общей среде, которое показано в RRPG.

<Обзор системы>

1. Устройства безопасности для напряженности электромагнитного поля

   Если есть какое-либо место, куда люди имеют нормальный доступ, но сила радиоволн, излучаемых радиостанцией, превышает стандартные значения, основатель радиостанции должен построить забор для предотвращения беспрепятственного доступа публики.

   Ниже приводится список радиооборудования, исключенного из этого правила приложения.

   • Радиооборудование на радиостанции со средней электрической мощностью менее 20 мВт.
   • Радиооборудование на мобильных радиостанциях.
   • Радиооборудование временных радиостанций, устанавливаемых на случай чрезвычайных ситуаций после землетрясений или тайфунов.

   Для методов соответствия и подтверждения этого стандарта мы составили «Руководство по подтверждению соответствия для радиозащиты» (только на японском языке).

2. Значение допуска SAR для головы человека

   Радиооборудование, которое используется рядом с головой человека, должно иметь значение SAR (поглощенная энергия в любых 10 граммах ткани за период 6 минут) ниже допустимого значения (2 Вт / кг).

   Следующее радиооборудование исключено из этого правила приложения.

   • Радиооборудование со средней электрической мощностью менее 20 мВт.

3.Продвижение исследований о влиянии радиоволн на человеческое тело.

Во всем мире стало общеизвестным, что радиоволны, удовлетворяющие требованиям RRPG, не имеют вредных воздействий. Тем не менее, по-прежнему важно продолжать выяснять влияние радиоволн с научной точки зрения, поскольку оно было поднято с точки зрения здоровья человека. Для решения этой проблемы MIC учредил «Комитет по содействию исследованиям возможного биологического воздействия электромагнитных полей» в сотрудничестве с заинтересованными властями, медицинскими и инженерными экспертами и т. Д., в 1998 году. Этот комитет проводит исследования и исследует биологические эффекты радиоволн с точки зрения безопасности на основе общей оценки при тесном сотрудничестве медицинских, биологических и инженерных экспертов, которые точно оценивают воздействие с высокой точностью.

Комитет по содействию исследованиям возможного биологического воздействия электромагнитных полей – ключевые моменты

1. Цели

   В целях решения проблем, связанных с неблагоприятным воздействием радиоволн на организм человека, и создания среды, в которой радиоволны используются безопасно и надежно, этот комитет стремится содействовать исследованиям оценки биологической безопасности радиоволн с общим охватом. площади с медицинской и инженерной точки зрения.

2. Очков за обсуждение
   1. Составление планов исследований и оценка результатов исследований оценка биологической безопасности радиоволн.
   2. Содействие международному сотрудничеству в области исследований по оценке биологической безопасности радиоволн.
3. участников

   Этот комитет сформирован из членов, перечисленных в прилагаемом листе.

4. Организация
   1. Комитет назначает председателя и заместителя председателя.
   2. Комитет избирает из числа своих членов председателя.
   3. Заместитель назначается председателем.
   4. Председатель будет создавать подкомитеты по мере необходимости для содействия обсуждениям в комитете.
   5. Председатель назначает председателей подкомитетов и их членов.
   6. Председатель создаст специальный комитет по защите личных данных, чтобы способствовать надлежащей защите личных данных, находящихся в распоряжении комитета.
5. Поведение

   Председатель созывает комитет и председательствует на нем.

6. Администрация

   Группа, отвечающая за управление комитетом, – это Отдел электромагнитной среды, Департамент радиосвязи, Бюро телекоммуникаций Министерства внутренних дел и связи.

7. Разное

   Помимо вопросов, определенных здесь, председатель определяет требования к работе комитета.

Комитет по содействию исследованиям возможного биологического воздействия электромагнитных полей – члены (март 2005 г.)

(в алфавитном порядке)

Имя	Позиция
ABE Toshiaki	Профессор, Медицинский университет Дзикей
ARIGA Наоки	Генеральный директор Координационного отдела Ассоциации операторов связи
FUJIWARA Osamu	Профессор, Высшая школа инженерии, Нагойский технологический институт
HONMA Такеши	Директор Департамента планирования исследований, Национальный институт промышленного здравоохранения
КИКУИ Цутому	Директор, Инженерный центр связи
MIYAKOSHI Junji	Профессор медицинского факультета Университета Хиросаки
НАГАВА Хирокадзу	Профессор Высшей школы медицины Токийского университета
Нодзима Тошио	Профессор, Высшая школа информационных наук и технологий, Университет Хоккайдо
OKAZAKI Hiroshi	Директор, Ассоциация коммуникационных и информационных сетей Японии
OKUBO Chiyoji	Директор Департамента гигиены окружающей среды Национального института общественного здравоохранения Министерства здравоохранения, труда и социального обеспечения
ONO Tetsuya	Профессор Высшей школы медицины Университета Тохоку
ОНО Тошихиро	Директор по стандартам в Японии, Motorola Japan Ltd. ,
SASAKI Kazuyuki	Профессор, Медицинский университет Канадзавы
SHIMIZU Masato	Главный научный сотрудник, Головной офис исследований и разработок, Ассоциация радиопромышленников и предприятий
ШИРАЙ Томоюки	Профессор, Высшая школа медицинских наук, Городской университет Нагои
СУГИУРА Акира	Профессор, Научно-исследовательский институт электросвязи, Университет Тохоку
ТАКИ Масао	Профессор, Высшая школа инженерии, Токийский столичный университет
(председатель) UENO Shogo	Профессор Высшей школы медицины Токийского университета
YAMAGUCHI Naohito	Профессор Высшей школы медицины Токийского женского медицинского университета
ЯМАНАКА Юкио	Руководитель группы EMC Measurement Group, Национальный институт информационных и коммуникационных технологий

Ответственное подразделение: Управление электромагнитной среды

Радиочастотное излучение и сотовые телефоны

Радиация – это энергия, которая исходит от источника и распространяется в космосе. Например, электрический нагреватель работает, нагревая металлические провода, и провода излучают эту энергию в виде тепла (инфракрасное излучение).

Радиочастотное излучение – это тип электромагнитного излучения , которое представляет собой комбинацию электрических и магнитных полей, которые вместе движутся в пространстве в виде волн. Электромагнитное излучение делится на две категории:

Электромагнитное излучение	Примеры	Источники включают:
Неионизирующее излучение: Обычное воздействие неионизирующего излучения обычно считается безвредным для человека	Радиочастота (RF) Инфракрасный свет Видимый свет Немного ультрафиолетового света (УФ)	Лампочки, компьютеры, маршрутизаторы Wi-Fi, переносные телефоны, сотовые телефоны, устройства Bluetooth, FM-радио, GPS и телевещание
Ионизирующее излучение: Высокоэнергетическое излучение с потенциалом прямого повреждения клеток и ДНК	Некоторое количество ультрафиолетового света (УФ) Рентгеновские снимки Гамма-лучи	Рентгеновские аппараты, радиоактивные материалы, деление ядер, термоядерный синтез и ускорители частиц

Обычно, когда люди слышат слово радиация , они думают об ионизирующем излучении , таком как рентгеновские лучи и гамма-лучи. Ионизирующее излучение несет достаточно энергии, чтобы разорвать химические связи, выбить электроны из атомов и нанести прямой ущерб клеткам в органическом веществе. Фактически, ионизирующее излучение несет более чем в миллиард раз больше энергии , чем неионизирующее излучение. Небольшое количество ионизирующего излучения можно использовать для получения рентгеновских изображений для диагностики. Для уничтожения раковых клеток при лучевой терапии необходимо много ионизирующего излучения.

Напротив, неионизирующее излучение не обладает достаточной энергией, чтобы разорвать химические связи или оторвать электроны от атомов.Научный консенсус показывает, что неионизирующее излучение не является канцерогеном, и, как выяснилось, неионизирующее излучение при предельных значениях радиочастотного воздействия, установленных Федеральной комиссией по связи США (FCC) или ниже, не причиняет вреда людям.

Сотовые телефоны излучают низкий уровень неионизирующего излучения во время использования. Тип излучения, излучаемого сотовыми телефонами, также называется радиочастотной (РЧ) энергией. Как заявил Национальный институт рака, «в настоящее время нет убедительных доказательств того, что неионизирующее излучение увеличивает риск рака у людей.Единственный общепризнанный биологический эффект радиочастотного излучения на человека – это нагрев ».

Более подробное описание радиочастотного излучения см. В разделе «Микроволны, радиоволны и другие типы радиочастотного излучения» Американского онкологического общества.

Для получения дополнительной информации об электромагнитном спектре см. Путеводитель НАСА по электромагнитному спектру.

Для получения дополнительной информации о радиочастотной безопасности см. FAQ FCC по радиочастотной безопасности.

• Текущее содержание с:

  10.