Co to są fale radiowe?
Fale radiowe definiowane są jako promieniowanie elektromagnetyczne, mieszczące się w zakresie częstotliwości od 3Hz do około 3THz. Długość tego rodzaju fal wynosi od 100 000 km do 0,1 mm. Istnieją naturalne źródła fal radiowych – są to między innymi wyładowania atmosferyczne, zjawiska geologiczne zachodzące we wnętrzu Ziemi oraz zorze polarne. Wyróżnia się również sztuczne źródła fal radiowych: zamierzone (nadajniki radiowe) oraz zakłócenia/szumy (np. instalacje prądu przemiennego).
Podział fal radiowych
W związku z ogromnym zakresem fal radiowych opracowano ich szczegółowy podział. Wyróżnia się fale bardzo długie i ekstremalnie długie o długościach rzędu dziesiątek kilometrów i większych. Fale te wytwarzane są głównie w procesach naturalnych i stosowane są np. w komunikacji z łodziami podwodnymi. Kolejnymi grupami fal radiowych są fale długie, średnie i krótkie, stosowane w telekomunikacji oraz tzw. mikrofale o długościach poniżej 1 m. Ostatnią wyróżnianą grupą są fale submilimetrowe.
Fale radiowe w technologii GSM
Fale radiowe w znacznym stopniu wykorzystywane są przez telefonię komórkową. Gdy wybieramy połączenie telefoniczne znaczna część odległości pokonywana jest przez przewody jednak na ostatnim odcinku drogi komunikacja odbywa się drogą radiową.
Przesyłanie informacji za pomocą fal radiowych jest możliwe tylko w układzie składającym się z:
- łańcucha telekomunikacyjnego wraz z nadajnikiem i anteną nadawczą,
- odbiornika wyposażonego w antenę odbiorczą.
Komunikacja pomiędzy 2 antenami odbywa się za pomocą informacji przekazanych w postaci fali elektromagnetycznej. Pomiędzy nimi znajduje się kanał radiowy. Jest nim przestrzeń atmosferyczna.
Moc nadajników radiowych
Moc która pozwala na wypromieniowanie sygnału w przestrzeń mierzy się w watach. Najczęściej spotykanym poziomem mocy nadajników stacji radiofonicznych są nadajniki o mocy od 100W do 3000W. Istnieją również znacznie mocniejsze nadajniki które służą np. do propagacji fal długich. Ich moc może sięgać nawet do kilkuset tysięcy watów. Moc w standardowych nadajnikach telefonów komórkowych wynosi od 0,25W do 2W.
Sygnał nadawany przez antenę rozchodzi się jednocześnie we wszystkich kierunkach. Nie zawsze rozchodzi się on w sposób równomierny. Istnieją anteny które lepiej propagują jak i odbierają sygnał w danym kierunku. Poniżej przykładowe typy takich anten:
- Antena nadająca sygnał w kąt ok. 120 stopni.
- Antena, która promieniuje sygnał w kąt o szerokości kilku stopni.
- Antena, która wysyła sygnał dookoła w sposób spłaszczony. Sygnał wysyłany jest w płaszczyźnie poziomej.
Dzięki stosowaniu anten kierunkowych można osiągnąć sygnał o podobnym natężeniu przy znacznie mniejszej mocy. Przy antenach o szerokim koncie promieniowania oszczędność może być ok. dziesięciokrotna, a przy antenie kierunkowej o wąskim kącie promieniowania nawet stukrotna. Anteny dookolne dają ok. 2 krotną oszczędność mocy.
Kierunkowość charakterystyki anten ma znaczenie zarówno podczas nadawania sygnału jak i podczas odbioru. Jeśli dwie anteny (odbiorcza i nadawcza) będą miały charakterystykę kierunkową, kierunkowe zyski tych anten zsumują się.
