Как работают радиосистемы HF и VHF?

Высокие частоты и очень высокие частоты — это радиоволны. Они являются частью электромагнитного спектра и обычно называются коротковолновым радио (для ВЧ-волн) и частотно-модулированным (для ОВЧ-волн), также известным как «FM-радио». Оба радиодиапазона используются в вещании коммерческих радиопередач. Радиоволны УКВ также используются для передачи телевизионных сигналов.

Электромагнитный спектр

Электромагнитный спектр делится на разные волны заряженных фотонов, колеблющихся на определенных частотах. Весь ЭМ-спектр излучения (в порядке возрастания энергии) состоит из радиоволн, микроволн, инфракрасного излучения, видимого света, ультрафиолетового излучения, рентгеновских лучей и гамма-лучей. Сами радиоволны можно разделить на разные частоты, от сверхнизких до чрезвычайно высоких. Энергетические характеристики электромагнитного излучения могут быть как волнами, так и частицами.

Радиоволны

Радиоволна — это электромагнитная передача, состоящая из электрических и магнитных полей, вибрирующих вместе. Эти два поля выровнены перпендикулярно и распространяются как волна. Энергия в волне движется вперед и назад между электрическим и магнитным полями. Частота, с которой радиоволна повторяется в секунду, измеряется в единицах «герц». Радиосигналы могут быть либо всенаправленными и распространяться наружу в виде сферической формы, либо однонаправленными и излучаться наружу в виде сфокусированного луча.

КВ радиоволны

Высокочастотные радиоволны колеблются между 3 и 30 мегагерцами. Это также известно как коротковолновый радиодиапазон, и эта частота используется для радиолюбителей, CB и коммерческих радиопередач. Коротковолновые передачи часто имеют новостной, политический или религиозный контент. ВЧ-волны могут преломляться от земной ионосферы (слоя заряженных частиц в атмосфере) и перенаправляться в желаемое место на земле. Таким образом, коротковолновые радиосигналы могут быть нацелены на определенный географический регион.

УКВ-радиоволны

УКВ-радиоволны в диапазоне от 30 до 300 мегагерц также известны как «частотно-модулированные» или FM-волны и используются для коммерческого радио- и телевещания. УКВ-сигналы могут нести большее количество информации, поэтому сигнал более четкий. FM-волны не преломляются ионосферой. Недостатком FM является то, что сигналы распространяются по прямой линии. Поэтому передатчики и приемники должны находиться в пределах прямой видимости; в противном случае сигналы в конечном итоге уйдут в космос из-за кривизны Земли.

Поведение радиоволн

На распространение радиоволн может влиять ряд факторов окружающей среды, наиболее распространенными из которых являются географические препятствия, такие как горы и водоемы. На сигналы VHF (FM) больше влияют атмосферные помехи, такие как туман или облака, чем на сигналы HF (короткие волны). Однако ВЧ-радиоволны преломляются (или изгибаются) ионосферой, а ОВЧ-волны — нет. Поскольку волны ОВЧ имеют более высокую частоту и более направленный фокус, передающие антенны должны быть размещены на большей высоте. В этом нет необходимости для КВ-передатчиков, поскольку они используют ионосферную рефракцию для направления своих сигналов.