Grundlagen von Radio Waves - Dummies

Das Verständnis von Amateurfunk (oder jeder Art von Radio) ist unmöglich, ohne dass man auch den Zweck von Radio verstehen kann: Senden und Empfangen von Informationen mithilfe von Radiowellen..

Radiowellen sind nur eine andere Lichtform, die sich mit derselben Geschwindigkeit bewegt; 186.000 Meilen pro Sekunde. Radiowellen können in 2 ½ Sekunden zum Mond und zurück gelangen oder die Erde in 1/7 Sekunde umkreisen.

Die Energie in einer Radiowelle ist teilweise elektrisch und teilweise magnetisch und erscheint als ein elektrisches Feld und ein magnetisches Feld , wo immer sich die Welle ausbreitet. (Ein -Feld ist nur Energie, die in der einen oder anderen Form im Raum gespeichert ist, wie ein Gravitationsfeld, das Sie als Gewicht erfahren.)

Diese Felder führen dazu, dass sich geladene Teilchen - wie z. B. die Elektronen in einem Draht - synchron mit der Funkwelle bewegen. Diese sich bewegenden Elektronen sind ein Strom , wie bei einem Wechselstromkabel, mit der Ausnahme, dass sie einen Funkstrom bilden, den Ihr Funkempfänger in hörbare Sprache verwandelt.

Dieser Vorgang arbeitet rückwärts, um Radiowellen zu erzeugen. Transmitter bewirken, dass sich Elektronen bewegen, so dass sie wiederum die Radiowellen erzeugen. Antennen sind nur Strukturen, in denen sich die Elektronen bewegen, um Radiowellen zu erzeugen und in den Weltraum zu schicken.

Die Elektronen in einer Antenne bewegen sich auch als Reaktion auf Funkwellen von anderen Antennen. Auf diese Weise wird Energie von sich bewegenden Elektronen an einer Station zu Radiowellen und zurück zu sich bewegenden Elektronen an der anderen Station übertragen.

Frequenz und Wellenlänge

Die Funkwellen-Elektronen-Beziehung hat eine Knitterung: Die Felder der Funkwelle sind nicht nur eine einzige Stärke; sie oszillieren (schwanken zwischen einem positiven und einem negativen Wert), wie sich eine schwingende Saite über und unter ihrer stationären Position bewegt.

Die Zeit, die die Stärke eines Felds benötigt, um einen vollständigen Satz von Werten zu durchlaufen, wird als Zyklus bezeichnet. Die Anzahl der Zyklen in einer Sekunde ist die Frequenz der Welle, gemessen in Hertz (abgekürzt Hz).

Hier noch eine weitere Falte: Die Welle bewegt sich auch mit der Lichtgeschwindigkeit, die konstant ist. Wenn Sie beobachten könnten, wie die Welle oszilliert, wenn sie sich bewegt, würden Sie sehen, dass die Welle immer die gleiche Entfernung - eine Wellenlänge - in einem Zyklus zurücklegt.

Je höher die Frequenz der Welle ist, desto schneller ist ein Zyklus und desto weniger Zeit muss er während eines Zyklus bewegen. Hochfrequente Wellen haben kurze Wellenlängen und niederfrequente Wellen haben lange Wellenlängen.

Credit: Mit freundlicher Genehmigung American Radio Relay League

Wenn Sie die Frequenz einer Radiowelle kennen, können Sie die Wellenlänge herausfinden, da die Lichtgeschwindigkeit immer dieselbe ist.Hier ist wie:

Wellenlänge = Lichtgeschwindigkeit / Frequenz der Welle

Wellenlänge in Metern = 300, 000, 000 / Frequenz in Hertz

Ähnlich, wenn man weiß, wie weit sich die Welle in einem Zyklus bewegt (der Wellenlänge), Sie wissen auch, wie schnell es oszilliert, weil die Lichtgeschwindigkeit fest ist:

Frequenz in Hertz = 300, 000, 000 / Wellenlänge in Metern

Frequenz wird abgekürzt als f, Lichtgeschwindigkeit c, und Wellenlänge wie der griechische Buchstabe Lambda λ), was zu den folgenden einfachen Gleichungen führt:

f = c / λ und λ = c / f

Je höher die Frequenz Je kürzer die Wellenlänge ist und umgekehrt.

Radiowellen oszillieren bei Frequenzen zwischen dem oberen Ende des menschlichen Gehörs bei etwa 20 Kilohertz oder kHz ( Kilo ist die metrische Abkürzung für 1 000), bei bis zu 1 000 Gigahertz oder GHz ( Giga ist die metrische Abkürzung, die 1 Milliarde bedeutet). Sie haben entsprechende Wellenlängen von Hunderten von Metern bei den niedrigen Frequenzen bis zu einem Bruchteil eines Millimeters (mm) bei den hohen Frequenzen.

Die bequemsten zwei Einheiten, die bei der Betrachtung von Radiowellenfrequenz (RF) und Wellenlänge zu verwenden sind, sind Megahertz (MHz; Mega- bedeutet 1 Million) und Meter (m). Die Gleichung, die die Beziehung beschreibt, ist viel einfacher, wenn Sie MHz und m verwenden:

f = 300 / λ in m und λ = 300 / f in MHz

Wenn Sie mit dem Speichern von Gleichungen nicht vertraut sind, konvertieren Frequenz und Wellenlänge ist nur eine Kombination, wie 300 MHz und 1 Meter oder 10 Meter und 30 MHz zu speichern. Verwenden Sie dann Faktoren von zehn, um sich in beide Richtungen zu bewegen, wodurch die Frequenz größer und die Wellenlänge kleiner wird.

Das Funkspektrum

Das Spektrum oder Spektrum, von Funkwellen ist sehr breit. Wenn Sie einen Radioempfänger auf verschiedene Frequenzen abstimmen, hören Sie Radiowellen mit verschiedenen Informationen. Diese Radiowellen werden als Signale bezeichnet. Signale werden nach der Art der Informationen gruppiert, die sie in verschiedenen Frequenzbereichen tragen, die als -Bänder bezeichnet werden.

AM-Rundfunkbandstationen übertragen zum Beispiel Signale mit Frequenzen zwischen 550 und 1700 kHz (550 000 und 1 700 000 Hertz oder 0,55 und 1,7 MHz). Das ist, was die Zahlen auf einer Radiowahl bedeuten - 550 für 550 kHz und 1000 für 1000 kHz zum Beispiel. Bands helfen Ihnen, die Art von Signalen zu finden, die Sie wünschen, ohne über einen weiten Bereich jagen zu müssen.

Credit: Mit freundlicher Genehmigung der American Radio Relay League

Die verschiedenen Nutzer des Funkfrequenzspektrums werden als Dienste bezeichnet, wie der Rundfunkdienst oder der Amateurfunkdienst. Jeder Dienst erhält eine bestimmte Menge an zu verwendendem Spektrum, die als Frequenzzuweisung bezeichnet wird. Amateurfunk oder Amateurfunk hat im Funkfrequenzspektrum eine ganze Reihe von Zuweisungen. Schinken haben Zugang zu vielen kleinen Bändern in den Mikrowellenbereichen.

Radiowellen mit unterschiedlichen Frequenzen verhalten sich unterschiedlich in der Art und Weise, wie sie sich bewegen, und sie erfordern unterschiedliche Techniken zum Senden und Empfangen. Da Wellen mit ähnlichen Frequenzen dazu tendieren, ähnliche Eigenschaften zu haben, ist das Funkspektrumschinken in fünf Segmente unterteilt:

• Mittlere Frequenz (MF): Frequenzen von 300 kHz bis 30 MHz.Dieses Segment - das traditionelle Kurzwellenband - umfasst AM-Sendungen und eine Amateurfunk-Band. Schinken können bald Zugang zu einem Paar von Bändern in diesem Bereich erhalten, wenn der Regelsetzungsprozess voranschreitet.

• Kurzwelle oder Hochfrequenz (HF): Frequenzen von 3 bis 30 MHz. Dieses Segment - das traditionelle Kurzwellenband - schließt Kurzwellenübertragung ein; neun Amateurfunkbänder; und Schiff-zu-Land-, Schiff-zu-Schiff-, Militär- und Bürgerbandbenutzer.

• Very High Frequency (VHF): Frequenzen von 30 MHz bis 300 MHz. Dieses Segment umfasst die Fernsehkanäle 2 bis 13, FM-Rundfunk, drei Hörfunkbänder, öffentliche Sicherheit und kommerziellen Mobilfunk sowie Militär- und Luftfahrtbenutzer.

• Ultrahochfrequenz (UHF): Frequenzen von 300 MHz bis 1 GHz. Dieses Segment umfasst TV-Kanäle 14 und höher, zwei Schinkenbänder, Mobiltelefone, öffentliche Sicherheit und kommerziellen Mobilfunk sowie Militär- und Luftfahrtbenutzer.

• Mikrowelle: Frequenzen über 1 GHz. Dieses Segment enthält GPS; digitale drahtlose Telefone; Wi-Fi drahtlose Vernetzung; Mikrowellen; acht Schinkenbänder; Satelliten Fernsehen; und zahlreiche öffentliche, private und militärische Nutzer.

Da eine Funkwelle eine bestimmte Frequenz und Wellenlänge hat, verwenden Schinken die Begriffe Frequenz und Wellenlänge etwas austauschbar. (Die 40-Meter- und 7-MHz-Schinkenbänder sind zum Beispiel das Gleiche.)