Basisprincipes van radiogolven - dummies

Het begrijpen van hamradio (of elk type radio) is onmogelijk zonder ook een algemeen begrip te hebben van het doel van radio: informatie verzenden en ontvangen met behulp van radiogolven.

Radiogolven zijn slechts een andere vorm van licht die zich met dezelfde snelheid voortbeweegt; 186, 000 mijl per seconde. Radiogolven kunnen naar de maan en terug in 2 ½ seconde komen of de aarde om de 1/7 seconde omcirkelen.

De energie in een radiogolf is gedeeltelijk elektrisch en gedeeltelijk magnetisch, en wordt weergegeven als een elektrisch veld en een magnetisch veld , waar de golf ook naartoe beweegt. (A veld is slechts energie die in de ene of andere vorm in de ruimte wordt opgeslagen, zoals een zwaartekrachtveld dat u als gewicht ervaart.)

Deze velden laten geladen deeltjes - zoals de elektronen in een draad - synchroon bewegen met de radiogolf. Deze bewegende elektronen hebben een stroom van, net als in een netsnoer, behalve dat ze een radiostroom vormen die door uw radio-ontvanger verandert in een hoorbare spraak. Dit proces werkt omgekeerd om radiogolven te creëren.

Transmitters zorgen ervoor dat elektronen bewegen, zodat zij op hun beurt de radiogolven creëren. Antennes zijn slechts structuren waarin de elektronen bewegen om radiogolven in de ruimte te maken en te lanceren.

De elektronen in een antenne bewegen ook als reactie op radiogolven van andere antennes. Op deze manier wordt energie overgedragen van bewegende elektronen op één station naar radiogolven en terug naar bewegende elektronen in het andere station.

Frequentie en golflengte

De relatie tussen radio-golf en elektron vertoont rimpelvorming: de velden van de radiogolf zijn niet altijd maar één sterkte; ze

oscilleren (variëren tussen een positieve en een negatieve waarde) de manier waarop een trillende snaar boven en onder zijn stationaire positie beweegt.

De tijd die de sterkte van een veld nodig heeft om door een volledige reeks waarden te gaan, wordt een

cyclus genoemd. Het aantal cycli in één seconde is de frequentie van de golf, gemeten in Hertz (afgekort Hz). Hier is nog een andere rimpel: de golf beweegt ook met de snelheid van het licht, die constant is. Als je zou kunnen kijken hoe de golf oscilleert terwijl deze beweegt, zie je dat de golf altijd dezelfde afstand aflegt - één

golflengte - in één cyclus. Hoe hoger de frequentie van de golf, hoe sneller een cyclus is voltooid en hoe minder tijd hij nodig heeft om gedurende één cyclus te bewegen. Hoogfrequente golven hebben korte golflengten en laagfrequente golven hebben lange golflengten.

Credit: Courtesy American Radio Relay League

Als u de frequentie van een radiogolf kent, kunt u de golflengte berekenen omdat de lichtsnelheid altijd dezelfde is.Hier is hoe:

Golflengte = Snelheid van het licht / Frequentie van de golf

Golflengte in meters = 300, 000, 000 / Frequentie in Hertz

Evenzo, als u weet hoe ver de golf beweegt in één cyclus (de golflengte), je weet ook hoe snel het oscilleert omdat de snelheid van het licht is vastgesteld:

Frequentie in Hertz = 300, 000, 000 / Golflengte in meters

Frequentie wordt afgekort als

f, de lichtsnelheid als c, en golflengte als de Griekse letter lambda λ), leidend tot de volgende eenvoudige vergelijkingen: f = c / λ en λ = c / f

Hoe hoger de frequentie, hoe korter de golflengte en vice versa.

Radiogolven oscilleren op frequenties tussen het bovenste uiteinde van het menselijk gehoor op ongeveer 20 kilohertz, of kHz (kilo is de metrische afkorting, wat betekent 1, 000), op maximaal 1, 000 gigahertz of GHz ( giga is de metrische afkorting, wat 1 miljard betekent). Ze hebben overeenkomstige golflengten van honderden meters bij de lage frequenties tot een fractie van een millimeter (mm) bij de hoge frequenties. De handigste twee eenheden om te gebruiken bij het denken aan radiogolffrequentie (RF) en golflengte zijn megahertz (MHz;

mega betekent 1 miljoen) en meters (m). De vergelijking die de relatie beschrijft, is veel eenvoudiger wanneer u MHz en m gebruikt: f = 300 / λ in m en λ = 300 / f in MHz

Als u niet vertrouwd bent met het onthouden van vergelijkingen, een eenvoudige manier om converteren van frequentie en golflengte is het opslaan van slechts één combinatie, zoals 300 MHz en 1 meter of 10 meter en 30 MHz. Gebruik vervolgens factoren van tien om in beide richtingen te bewegen, waardoor de frequentie groter wordt en de golflengte kleiner wordt naarmate u verder gaat.

Het radiospectrum

Het bereik, of

spectrum, van radiogolven is erg breed. Door een radio-ontvanger op verschillende frequenties af te stemmen, hoor je radiogolven met allerlei verschillende informatie. Deze radiogolven worden -signalen genoemd. Signalen worden gegroepeerd op basis van het type informatie dat ze in verschillende frequenties dragen, -banden genoemd. AM-zenderbandstations verzenden bijvoorbeeld signalen met frequenties tussen 550 en 1700 kHz (550, 000 en 1, 700, 000 hertz of 0. 55 en 1. 7 MHz). Dat is wat de cijfers op een radiogedeelte betekenen - 550 voor 550 kHz en 1000 voor 1000 kHz, bijvoorbeeld. Bands helpen je het type signalen te vinden dat je wilt zonder over een breed bereik te hoeven jagen.

Credit: Met dank aan American Radio Relay League

De verschillende gebruikers van het radiospectrum worden

-services, genoemd, zoals de omroepdienst of de amateurradiodienst. Elke service krijgt een bepaalde hoeveelheid te gebruiken spectrum, een frequentietoewijzing. Amateurradio, of hamradio, heeft een behoorlijk aantal toewijzingen verspreid over het hele radiospectrum. Hammen hebben toegang tot veel kleine banden in de MF via microgolfregio's. Radiogolven met verschillende frequenties gedragen zich anders in de manier waarop ze reizen en vereisen verschillende verzend- en ontvangsttechnieken. Omdat golven met soortgelijke frequenties over het algemeen vergelijkbare eigenschappen hebben, is het gebruik van het radiospectrum in vijf segmenten onderverdeeld:

Gemiddelde frequentie (MF):

• Frequenties van 300 kHz tot 30 MHz.Dit segment - de traditionele kortegolfband - omvat AM-uitzendingen en één hamband. Hammen kunnen binnenkort toegang krijgen tot een paar banden in dit bereik naarmate het regelgevingsproces vordert. Kortegolf of Hoge Frequentie (HF):

• Frequenties van 3 tot 30 MHz. Dit segment - de traditionele kortegolfband - omvat kortegolfuitzendingen; negen ham-radiobanden; en ship-to-shore, schip-tot-schip, militaire en Citizens Band-gebruikers. Zeer hoge frequentie (VHF):

• Frequenties van 30 MHz tot 300 MHz. Dit segment omvat tv-kanalen 2 t / m 13, FM-uitzendingen, drie hambands, openbare veiligheid en commerciële mobiele radio, en militaire en luchtvaartgebruikers. Ultra High Frequency (UHF):

• Frequenties van 300 MHz tot 1 GHz. Dit segment omvat tv-kanalen 14 en hoger, twee ham-banden, mobiele telefoons, openbare veiligheid en commerciële mobiele radio, en militaire en luchtvaartgebruikers. Magnetron:

• Frequenties hoger dan 1 GHz. Dit segment omvat GPS; digitale draadloze telefoons; Wi-Fi draadloze netwerken; microgolfovens; acht ham-banden; satelliet TV; en talloze publieke, private en militaire gebruikers. Omdat een radiogolf een specifieke frequentie en golflengte heeft, gebruiken hammen de termen

frequentie en golflengte enigszins uitwisselbaar. (De hambanden van 40 meter en 7 MHz zijn bijvoorbeeld hetzelfde.)