Radiația electromagnetică și spectrul acesteia
radiațiile electromagnetice - un val sau, avand in vedere conceptul de dualitate undelor, particule sau fotoni de câmpuri electromagnetice care se propagă prin spațiu și care transportă energie electromagnetică. În frecvență și lungimea de undă a radiației electromagnetice este clasificată în ordinea frecvenței ascendent pe undele radio (lung, mediu, scurt, VHF și radiația cu microunde, lumina infrarosie, lumina vizibila, lumina ultravioletă, razele X și razele gamma.
În vid, radiația electromagnetică se propagă la viteza luminii, care este de aproximativ 300.000 km / sec. Dacă radiația electromagnetică se propagă într-un mediu, de exemplu în sticlă sau într-un fir de cupru sau într-un cablu cu fibră optică, viteza sa este mai mică decât viteza luminii în vid. Raportul dintre viteza de radiație care trece prin mediu și viteza luminii în vid este numită factorul de decelerare. Factorul de decelerare pentru semnalele radio în vid este de 100% definit; factorul de decelerare pentru perechile răsucite pentru o rețea de calculatoare (Cat-5) este de 0,4-0,7. În literatura internă, în locul factorului de decelerare se utilizează o valoare reciprocă - coeficientul de scurtare, care arată câte ori viteza de fază sau grup de ceară din linia de transmisie este mai mică decât viteza luminii în vid. Adică, pentru aceleași cabluri Cat-5, factorul de scurtare va fi în intervalul de 1,4-2,5.
gama de radiația electromagnetică de frecvență este enormă: 3 Hz (lungime de undă 100 000 km, este foarte joasă frecvență, ELF) x 10¹⁸ la 300 Hz (1 lungime de undă picometer, pm, raze gamma). Undele radio au cea mai mică frecvență și, în consecință, cea mai lungă lungime de undă. Alte forme de radiații electromagnetice au lungimi de undă mai scurte și frecvențe mai mari. Lungime de undă de lumină vizibilă de 400-700 nanometri (nm) sau 430-750 terahertz (THz). Radio și radiația cu microunde sunt în partea de jos a spectrului cu frecvențe mai mici de 300 GHz (lungimea de undă de 1 mm).
Absorbția radiațiilor electromagnetice în atmosferă. Axa verticală prezintă absorbția atmosferică în procente, iar pe axa orizontală lungimea de undă
Ionosfera blochează unde scurte, medii și lungi.
Spectru electromagnetic: 1 - lungime de unda, 2 - undă medie, unde scurte și radiație de microunde 3 - radiațiile infraroșii, 4 - lumina vizibila, 5 - radiațiile ultraviolete 6 - raze X, 7 - radiații gamma
Pentru a converti frecvența undelor electromagnetice la lungimea de undă, se folosește următoarea formulă:
unde f - frecvența în Hertz, c - a vitezei luminii în vid, luată ca o 300.000.000 metri pe secundă, iar λ - lungime de undă în metri. Pentru comoditatea calculelor este posibil să se folosească o astfel de formulă:
De exemplu, o lungime de undă de 10 m corespunde unei frecvențe de 30 MHz. Pentru a converti frecvența radiației electromagnetice la lungimea de undă și invers, utilizați Calculatorul frecvenței și lungimii de undă. Comportamentul radiației electromagnetice și interacțiunea cu materia sunt diferite și depind de frecvența radiației. Undele radio și radiațiile cu microunde sunt reflectate de metale și absorbite de apă și de alte substanțe conducătoare, unde energia lor este transformată în căldură. Acest comportament este observat, în special, într-un cuptor cu microunde.
Infraroșu (IR), lumina vizibilă și radiația ultravioletă este reflectat și absorbită metale diferite substanțe în care energia este transformată în căldură. În același timp, fotoni de lumină vizibilă au suficientă energie pentru a modifica structura legăturilor unora dintre molecule care duc la transformarea energiei luminoase în semnale electrice de la nivelul retinei. Datorită energiei mai mari, lumina ultravioletă (UV) poate deteriora moleculele ADN și poate cauza arsuri ale pielii. X și raze gamma au o frecvență mai mare și mai multă energie decât UV, și astfel poate provoca leziuni grave la nivel molecular. Spre deosebire de radiația electromagnetică cu o lungime de undă mai mare (unde radio, cuptoare cu microunde, în infraroșu, lumina vizibilă și ultraviolete), raze X și raze gamma pot penetra metalele și multe alte materiale.
De ce este numită conexiunea celulară?
Antene direcționale sectoriale pe catargul de comunicare celulară
Conceptul de comunicații mobile celulare a fost dezvoltat la sfârșitul anilor 1960. Conform acestui concept, în loc să se folosească un emițător puternic cu o antenă omnidirecțională în zona de acoperire, au fost instalate multe emițătoare de putere mică cu antene sectoriale direcționale. Această abordare a permis reutilizarea acelorași frecvențe prin atribuirea unor canale de frecvență identice stațiilor de bază situate la o distanță suficientă una față de cealaltă. Pentru a minimiza interferențele, grupurile vecine de stații de bază au diferite grupuri de canale de frecvență. Astfel, canalele disponibile cu lățime de bandă redusă sunt distribuite în întreaga zonă geografică și pot fi refolosite, oferind un nivel acceptabil de interferență. Conceptul de comunicare celulară a permis utilizarea unui număr fix de canale de frecvență pentru a servi un număr mare de abonați prin reutilizarea canalelor în zona de acoperire. În zonele urbane cu clădiri dense și cu o densitate mare de abonați, sunt utilizate microcelule - echipamente care transmit un semnal de putere foarte redusă, răspândind doar câteva sute de metri. Acest lucru vă permite să nu interferați cu alte celule.
Valurile intervalului decimetru sunt blocate de clădiri mari, mai ales dacă au un cadru metalic
Propagarea undelor radio ale intervalului de decimetri
Propagarea undelor radio în banda UHF (decimetru) este afectată de fenomene precum absorbția, polarizarea, împrăștierea, reflexia, refracția și difracția.
Absorbție. Intensitatea câmpului electromagnetic scade în mediul de transmisie, de exemplu, în atmosfera Pământului, deoarece o parte din energia electromagnetică este transformată în căldură, care este o altă formă de energie. În optică și fotografie, filtrele de lumină sunt adesea folosite pentru a absorbi o parte din frecvențele vizibile. Exemple familiare de dispozitive care absorb undele electromagnetice sunt ochelarii de soare și filtrele cu densitate neutră. Frunzele și pereții clădirilor absoarbe undele radio din gama decimetrică.
Polarizarea. Toți suntem obișnuiți cu ochelarii de soare polarizați, care reduc strălucirea reflectată din apă și cresc contrastul dintre cer și nori. Lumina reflectată este întotdeauna polarizată liniar. Fotografii utilizează filtre polarizate în același scop - pentru a mări contrastul, a întuneca cerul și a îndepărta reflexiile sau lumina soarelui de pe suprafața apei. Lumina soarelui nu este polarizată, dar lumina cerului este polarizată, deoarece lumina soarelui este disipată de atmosferă. Cea mai mare polarizare este observată atunci când privim cerul, când Soarele este la dreapta sau la stânga (adică 90 ° față de observator). Antenele radio transmit undele polarizate și, în consecință, primesc unde polarizate. Polarizarea lor poate fi liniară (verticală sau orizontală), circulară sau eliptică. Când vorbim despre direcția de polarizare a radiației electromagnetice, înțelegem orientarea componentei sale electrice în raport cu suprafața Pământului. Câmpul magnetic este întotdeauna la un unghi de 90 de grade față de câmpul electric. O antenă cu polarizare orizontală nu poate primi unde cu polarizare verticală.
Ploaia slăbește semnalele mobile
Mirajul superior (vizibil deasupra obiectului) se găsește adesea pe suprafața apei reci. Pentru a crea un miraj, aerul sub direcția de vizionare ar trebui să fie mai rece decât aerul de deasupra lui. Dacă aceste condiții sunt prezente, se creează o radiație electromagnetică care transmitează un ghid de undă atmosferic. Din cauza refracției, acest canal atmosferic poate transmite lumină, precum și unde radio deasupra suprafeței pământului și dincolo de orizont, deoarece undele electromagnetice sunt îndoite mai mult decât curbura Pământului
Mirajul inferior observat în această imagine este cel mai frecvent exemplu de refracție - adesea vedem o astfel de imagine pe asfalt fierbinte
Difracția. Frecvent între antena mobil și antena stației de bază poate fi în clădiri înalte sau dealuri. Când un val radio trece pe o suprafață ascuțită, acesta schimbă direcția de propagare și pierde energie. Semnalul este amortizat. În același timp, semnalul ajunge la zonele din umbra structurilor înalt, datorită difracției, și, prin urmare, conexiunea este asigurată în locuri în care nu ar fi fără difracție.
Multiplicarea propagării undelor radio și decolorarea semnalului
Propagarea multipath are laturi pozitive și negative. Pe de o parte, propagarea în mai multe căi asigură comunicarea, chiar dacă emițătorul și receptorul nu sunt în linie. Pe de altă parte, crește atenuarea semnalului recepționat.
Multiplicarea propagării: 1 - emițător, 2 - semnalul reflectat din clădire, 3 - semnalul format ca rezultat al difracției undelor radio, 4 - semnal direct, 5 - receptor mobil
Răspândirea undelor radio ale comunicațiilor celulare sub pământ?
Recepția subterană nu va fi, dacă nu este instalat echipament pentru furnizarea de servicii mobile
Probleme de recepție
Conectare rău? Urcă mai sus!
Ați putea fi interesat și de alți convertori din grupul "Inginerie electrică":
Inginerie electrică
Ingineria electrică este un domeniu al științelor tehnice care studiază producția, distribuția, transformarea și utilizarea energiei electrice. Ingineria electrică include domenii de tehnologie precum electricitatea, electronica, sistemele de control, prelucrarea semnalelor și comunicarea.
Nivelurile în dBm (dBm sau dBm), dBV (dBV), wați și alte unități
Decibelul (dB) - o unitate de măsură a nivelurilor sonore, nivelurile de putere sau amplitudinile semnalelor electrice prin compararea lor la un nivel predeterminat în raport cu scala logaritmică obținută. În domeniul științei și tehnologiei, în special în electronică și inginerie și de control decibeli teoria electrice folosite pentru a măsura relația dintre anumite variabile - „energie“ (putere, energie, densitatea fluxului de putere) sau „amplitudinea“ (curent, tensiune, intensitatea sunetului). În special, decibel utilizat pentru a evalua-semnal-zgomot de nivel, câștig și atenuarea semnalelor.
Utilizarea nivelurilor de referință în decibeli pentru măsurarea valorilor absolute
Decibeli au fost atât de confortabil încât acestea sunt adesea folosite nu numai pentru exprimarea relației, de exemplu, câștigul amplificatorului, dar, de asemenea, să-și exprime valorile absolute ale puterii, tensiunii și a altor valori de amplitudine. Spre deosebire de decibelul fără dimensiuni, dBm (dBm) și dBW (dBW) sunt utilizate pentru a exprima valorile absolute de putere. Valorile absolute de tensiune sunt măsurate în dBμV (dBμV) și dBV (dBV). În aceste cazuri, puteți calcula tensiunea în volți sau putere în wați. Aceste unități sunt utilizate pe scară largă în domeniul radiotehnicii, electronicii, teoriei de control și tehnologiei cu fibră optică.
Nivelurile de putere în decibeli
dBm (dBmW sau uneori dBmW) este un decibel de milliwatt, o unitate de măsurare a puterii absolute în decibeli față de un nivel de referință de 1 mW. Puterea de 0 dBm corespunde unei puteri de 1 mW. O creștere de 3 dBm aproximativ corespunde dublării puterii și o atenuare de -3 dBm aproximativ corespunde unei reduceri de putere de jumătate. dBW (dBW) este un decibel-watt, unitate de putere absolută în decibeli față de nivelul de referință de 1 W.
Nivelul tensiunii în decibeli
Tehnologia de antenă mai convenabil pentru a măsura tensiunea și nu de putere. Scala logaritmică în decibeli, este foarte util în cazurile în care trebuie să se ocupe de schimbările de semnal mare. În acest caz, în loc de a folosi microvolți dBmkV, și în loc de volți - dBV. dBuV (Engl dBμV.) - microvolți decibel, unitatea de nivelul absolut de tensiune în decibeli în raport cu un nivel de referință de 1 mV. 0 dB V tensiune corespunde tensiunii de 1 mV. dBV (Engl dBV.) - decibel-volți, unitate nivelul de tensiune absolută în decibeli în raport cu un nivel de referință al 1 V. Tensiunea corespunde tensiunii 0 dBV la 1 V.
În ceea ce privește nivelurile de putere în nivelurile dBm sau dBW în dBV sau dBuV tensiuni necesare pentru a lua în considerare impedanță, care este determinată de puterea și tensiunea. Prin urmare, o intrare de impedanță este furnizată în convertor, care trebuie să fie pozitivă. Valoarea implicită este de 50 ohmi.
Utilizarea convertizorului "Niveluri în dBm (dBm sau dBm), dBV (dBV), wați etc."
Aceste pagini conțin convertoare de unități de măsură, permițându-vă să traduceți rapid și cu precizie valori de la o unitate la alta, precum și de la un sistem de unități la altul. Convertoarele sunt utile pentru ingineri, traducători și oricine lucrează cu diferite unități de măsură.
Pentru a reprezenta numere foarte mari și foarte mici în acest calculator, este utilizată o înregistrare exponențială a calculatorului. care este o formă alternativă a înregistrării exponențiale (științifice) normalizate, în care numerele sunt scrise sub forma a · 10 x. De exemplu: 1 103 000 = 1,103 · 10 6 = 1,103E + 6. Aici E (scurt pentru exponent) - înseamnă "· 10 ^", adică ". multiplicați cu zece la putere. “. Înregistrarea exponențială a computerului este utilizată pe scară largă în calculele științifice, matematice și de inginerie.
Dacă observați o inexactitate în calcule sau o eroare în text sau dacă aveți nevoie de un alt convertor pentru a converti de la o unitate de măsură la alta, care nu este pe site-ul nostru - scrieți-ne!
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: