Funktechnologie, Übertragung und Erkennung von Kommunikationssignalen, die aus elektromagnetischen Wellen bestehen, die sich in einer geraden Linie oder durch Reflexion von der Ionosphäre oder von einem Kommunikationssatelliten durch die Luft bewegen.
Grundlegende physikalische Prinzipien
Elektromagnetische Strahlung umfasst sowohl Licht als auch Radiowellen, und beide haben viele Eigenschaften gemeinsam. Beide breiten sich in ungefähr geraden Linien mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 300.000.000 Metern (186.000 Meilen) pro Sekunde durch den Raum aus und haben Amplituden, die sich zyklisch mit der Zeit ändern. das heißt, sie schwingen von einer Amplitude von Null bis zu einem Maximum und wieder zurück. Die Häufigkeit, mit der der Zyklus in einer Sekunde wiederholt wird, wird als Frequenz (symbolisiert als f) in Zyklen pro Sekunde bezeichnet, und die Zeit, die zum Abschließen eines Zyklus benötigt wird, beträgt 1 / f Sekunden, manchmal auch als Periode bezeichnet. Zum Gedenken an den deutschen Pionier Heinrich Hertz, der einige der frühen Radioexperimente durchgeführt hat, wird der Zyklus pro Sekunde jetzt als Hertz bezeichnet, sodass eine Frequenz von einem Zyklus pro Sekunde als ein Hertz (abgekürzt Hz) geschrieben wird. Höhere Frequenzen werden wie in Tabelle 3 gezeigt abgekürzt.
Frequenzbegriffe und ihre Abkürzungen
| Begriff | Zyklen pro Sekunde | Abkürzung | Äquivalent |
|---|---|---|---|
| 1 Hertz | 1 | 1 Hz | |
| 1 Kilohertz | 1.000 | 1 kHz | 1.000 Hz |
| 1 Megahertz | 1.000.000 (10 6) | 1 MHz | 1.000 kHz |
| 1 Gigahertz | 1.000.000.000 (10 9) | 1 GHz | 1.000 MHz |
Eine Funkwelle, die sich durch den Raum ausbreitet, weist zu jedem Zeitpunkt eine Amplitudenänderung entlang ihrer Fahrtrichtung auf, die der ihrer Zeitänderung ähnlich ist, ähnlich wie eine Welle, die sich auf einem Gewässer bewegt. Der Abstand von einem Wellenberg zum nächsten wird als Wellenlänge bezeichnet.
Wellenlänge und Frequenz hängen zusammen. Das Teilen der Geschwindigkeit der elektromagnetischen Welle (c) durch die Wellenlänge (bezeichnet mit dem griechischen Buchstaben Lambda, λ) ergibt die Frequenz: f = c / λ. Somit hat eine Wellenlänge von 10 Metern eine Frequenz von 300.000.000 geteilt durch 10 oder 30.000.000 Hertz (30 Megahertz). Die Wellenlänge des Lichts ist viel kürzer als die einer Funkwelle. In der Mitte des Lichtspektrums beträgt die Wellenlänge etwa 0,5 Mikron (0,0000005 Meter) oder eine Frequenz von 6 × 10 14 Hertz oder 600.000 Gigahertz (ein Gigahertz entspricht 1.000.000.000 Hertz). Die maximale Frequenz im Funkspektrum wird üblicherweise mit etwa 45 Gigahertz angenommen, was einer Wellenlänge von etwa 6,7 Millimetern entspricht. Radiowellen können bei Frequenzen unter 10 Kilohertz (λ = 30.000 Meter) erzeugt und verwendet werden.
Mechanismus der Wellenausbreitung
Eine Funkwelle besteht aus elektrischen und magnetischen Feldern, die im Raum rechtwinklig zueinander schwingen. Wenn diese beiden Felder zeitlich synchron arbeiten, werden sie als zeitlich bezeichnet bezeichnet. dh beide erreichen ihre Maxima und Minima zusammen und beide gehen zusammen durch Null. Mit zunehmender Entfernung von der Energiequelle wird die Fläche, über die sich die elektrische und magnetische Energie ausbreitet, vergrößert, so dass die verfügbare Energie pro Flächeneinheit abnimmt. Die Intensität des Funksignals nimmt ebenso wie die Lichtintensität mit zunehmendem Abstand von der Quelle ab.
Eine Sendeantenne ist ein Gerät, das die von einem Sender erzeugte Hochfrequenzenergie in den Weltraum projiziert. Die Antenne kann so ausgelegt werden, dass sie die Funkenergie wie einen Suchscheinwerfer in einem Strahl konzentriert und so ihre Wirksamkeit in einer bestimmten Richtung erhöht (siehe Elektronik).
