====== Теория радиоволн: ликбез ======

Источник - http://habrahabr.ru/post/158161/

{{:hardware:radiowave-basics-1.jpg|}}

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 =====

{{:hardware:radiowave-basics-2.jpg|}}

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:

{{:hardware:radiowave-basics-3.jpg|}}

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).

{{:hardware:radiowave-basics-4.jpg|}}

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).

{{:hardware:radiowave-basics-5.jpg|}}

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).

{{:hardware:radiowave-basics-6.jpg|}}

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).

{{:hardware:radiowave-basics-7.jpg|}}

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:

{{:hardware:radiowave-basics-8.jpg|}}

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

{{:hardware:radiowave-basics-9.jpg|}}

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

{{:hardware:radiowave-basics-10.jpg|}}

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.

{{:hardware:radiowave-basics-11.jpg|}}

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.