Was Radiowellen
Ein Radio-Tuner empfängt Funkwellen und wandelt sie in mechanische Schwingungen in den Lautsprecher Schallwellen zu erzeugen, die zu hören sind.
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Funkwellen sind eine Art von elektromagnetischer Strahlung, wie Mikrowellen, Infrarotstrahlung, Röntgenstrahlen und Gammastrahlen. Die bekannteste Verwendung von Funkwellen ist für die Kommunikation; Fernseher, Handys und Radios empfangen alle Radiowellen und wandeln sie in mechanische Schwingungen in den Lautsprecher Schallwellen zu erzeugen, die zu hören sind.
Radiowellen haben die längsten Wellenlängen im EM-Spektrum gemäß NASA, im Bereich von etwa 1 Millimeter (0,04 Zoll) bis mehr als 100 Kilometer (62 Meilen). Sie haben auch die niedrigsten Frequenzen von etwa 3000 Zyklen pro Sekunde oder 3 Kilohertz (kHz) bis etwa 300 Milliarden Hertz oder 300 Gigahertz (GHz).
Schottischer Physiker James Clerk Maxwell, der eine einheitliche Theorie des Elektromagnetismus in den 1870er Jahren entwickelt, sagte die Existenz von Funkwellen. Einige Jahre später, Heinrich Hertz, ein deutscher Physiker, angewandt Maxwellschen Theorien auf die Produktion und den Empfang von Radiowellen. Die Einheit der Frequenz einer EM-Welle - ein Zyklus pro Sekunde - ist das Hertz, in seiner Ehre genannt.
Hertz verwendet, um eine Funkenstrecke zu einer Induktionsspule angebracht ist und ein getrennter Funkenstrecke auf einer Empfangsantenne. Wenn durch die Funken der Spule Sender erzeugt Wellen wurden durch die Empfangsantenne aufgenommen wird, würde seine Funken Spalt als auch springen. Hertz zeigte bei seinen Versuchen, die diese Signale alle Eigenschaften der elektromagnetischen Wellen besaß.
Bands von Radiowellen
HF, VHF und UHF-Bänder gehören UKW-Radio, Broadcast-TV-Ton, im öffentlichen Dienst Radio, Handys und GPS. Diese Bänder verwenden typischerweise eine Frequenzmodulation oder eine Audio-Datensignal auf die Trägerwelle zu überzeugen. In diesem Schema, bleibt die Amplitude des Signals konstant ist, während die Frequenz verändert wird, etwas höher oder niedriger bei einer Geschwindigkeit und das Ausmaß an das Audio- oder Datensignal entspricht. Dies führt zu einer besseren Signalqualität als AM, weil Umweltfaktoren sie Amplitude haben keinen Einfluss auf der Frequenz die Art und Weise beeinflussen, und der Empfänger ignoriert Variationen in der Amplitude, solange das Signal oberhalb einer Mindestschwelle bleibt.
Kurzwellenradio
Kurzwellenradio verwendet Frequenzen im HF-Band von etwa 1,7 MHz bis 30 MHz, entsprechend der National Association of Broadcasters Kurzwelle (NASB). Innerhalb dieses Bereichs wird die kurzwellige Spektrum in mehrere Segmente unterteilt, von denen einige zu den regulären Sendestationen gewidmet sind, wie die Voice of America, der British Broadcasting Corporation und der Stimme Russlands. Auf der ganzen Welt gibt es Hunderte von Kurzwelle Stationen nach der NASB. Etwa 25 private Kurzwelle Stationen sind in den Vereinigten Staaten von der Federal Communications Commission lizenziert.
Kurzwelle Stationen können für Tausende von Meilen zu hören, weil die Signale, die die Ionosphäre abprallen und Rebound Hunderte oder Tausende von Meilen von ihrem Entstehungsort zurück, nach der NASB.
Als Zwei-Kanal-Stereo-Musik an Popularität gewonnen, so hat die Nachfrage nach Stereo-Rundfunk. Allerdings einkanalige (Mono oder Mono) Radios waren bereits weit verbreitet und waren wahrscheinlich so für die absehbare Zukunft bleiben. Das Problem war also ein System zu schaffen, die Stereo-Musik produzieren konnte, aber immer noch mit dem bestehenden Mono-Empfängern kompatibel sein.
Das Verfahren für UKW-Stereo-Rundfunk angenommen war eher genial. Ryan Giedd, Professor für Physik an der Missouri State University, erklärt, dass der Sender die linken und rechten Kanäle L kombiniert + R und L - R und sendet sie auf leicht unterschiedlichen Frequenzen, A und B. Ein Mono-Empfänger auf A sperren und hört beiden Kanäle. Ein Stereo-Empfänger jedoch Schlösser auf beiden Frequenzen und verbindet A und B als A + B und A - B. Eine kleine Algebra zeigt, dass A + B = (L + R) + (L - R) = 2L. und A - B = (L + R) - (L - R) = 2R. somit effektiv die linken und rechten Kanäle zu trennen.
höhere Frequenzen
SHF und EHF repräsentieren die höchsten Frequenzen im Frequenzband, und werden manchmal als Teil des Mikrowellenbandes sein. Moleküle in der Luft neigen dazu, diese Frequenzen zu absorbieren, was ihre Reichweite und Anwendungen begrenzt. Allerdings sind ihre kurzen Wellenlängen erlauben, Signale in schmalen Strahlen durch Parabolspiegel Antennen geleitet werden, damit sie für die Nahbereichskommunikation mit hohen Bandbreite zwischen festen Positionen wirksam sein. SHF, die durch die Luft als EHF weniger betroffen ist, wird für die Kurzstrecken-Anwendungen wie Wi-Fi, Bluetooth und Wireless-USB verwendet. Auch neigen SHF Wellen weg von Objekten abprallen wie Autos, Boote und Flugzeuge, so dass diese Band wird oft für Radar verwendet.
astronomischer Quellen
Der Weltraum ist mit Radioquellen wimmelt. Dazu gehören Planeten, Sterne, Gas und Staubwolken, Galaxien, Pulsare und sogar schwarze Löcher. Diese Quellen erlauben Astronomen über die Bewegung und die chemische Zusammensetzung dieser Quellen sowie die Prozesse zu erfahren, die diese Emissionen verursachen.
Laut Robert Patterson, Professor für Astronomie an der Missouri State University, verwenden Astronomen große Radioteleskope kalt neutrale Wasserstoffwolken in Galaxien abzubilden. Diese Wolken sind von besonderem Interesse, weil sie entlang der Spiralarme von Galaxien wie die Milchstraße in einer Reihe aufstellen, so dass die Wissenschaftler die Wolken Struktur abzubilden.
Nach NASA, Radioastronomen kombinieren oft mehr kleineren Teleskope, oder Empfangen Geschirr, in eine Anordnung, um eine klarere, oder höhere Auflösung, Radiobild zu machen. Zum Beispiel besteht das Very Large Array (VLA) Radioteleskop in New Mexico von 27 Antennen, die in einem großen "Y" Muster angeordnet sind bis zu 22 Meilen (36 km) über.
Radioteleskope können auch Quasaren erfassen, die für die quasi-stellare Radioquelle kurz ist. Ein Quasar ist ein unglaublich heller galaktischer Kern durch ein Schwarzes Loch angetrieben. Quasare strahlen Energie im Großen und Ganzen über den EM-Spektrum, aber der Name kommt von der Tatsache, dass die ersten Quasare emittieren meist Energieradio identifiziert werden. Quasare sind sehr energisch; einige emittieren 1.000 Mal so viel Energie wie die gesamte Milchstraße. Allerdings sind die meisten Quasare aus Sicht in sichtbarem Licht durch Staub in ihrer Umgebung Galaxien blockiert.
- Die Federal Communications Commission (FCC) veröffentlicht eine umfassende Liste der Frequenzzuweisungen und der ermächtigte verwendet für jedes Band.
- Die NASA-Mission Wissenschaft erklärt Radiowellen.
- Hier ist eine andere Seite von Frequenzen für Radioastronomie mit detaillierteren Beschreibungen zugeordnet.