無線技術、送信、および電離層または通信衛星からの反射によって直線的に空中を移動する電磁波からなる通信信号の送信および検出。
基本的な物理的原理
電磁波には光だけでなく電波も含まれ、2つには共通する多くの特性があります。どちらも毎秒約300,000,000メートル(186,000マイル)の速度でほぼ直線的に空間を伝搬し、時間とともに周期的に変化する振幅を持ちます。つまり、振幅がゼロから最大まで振動し、再び振動します。サイクルが1秒間に繰り返される回数は、1秒あたりのサイクル数で周波数(fと表記)と呼ばれ、1サイクルを完了するのにかかる時間は1 / f秒で、期間とも呼ばれます。初期の無線実験を行ったドイツの開拓者、ハインリッヒヘルツを記念して、1秒あたりのサイクルはヘルツと呼ばれるようになり、1秒あたり1サイクルの周波数は1ヘルツ(略称Hz)として記述されます。表3に示すように、より高い周波数は省略されます。
頻度の用語とその略語
期間 | 1秒あたりのサイクル | 略語 | 同等 |
---|---|---|---|
1ヘルツ | 1 | 1 Hz | |
1キロヘルツ | 1,000 | 1kHz | 1,000 Hz |
1メガヘルツ | 1,000,000(10 6) | 1 MHz | 1,000 kHz |
1ギガヘルツ | 1,000,000,000(10 9) | 1 GHz | 1,000 MHz |
空間を伝搬する電波は、任意の瞬間に、進行方向に沿って、時間変動と同様の振幅変動を持ちます。これは、水域を移動する波によく似ています。1つの波頭から次の波頭までの距離は、波長と呼ばれます。
波長と周波数は関連しています。電磁波の速度(c)を波長(ギリシャ文字のラムダ、λで指定)で割ると、周波数f = c /λが得られます。したがって、10メートルの波長の周波数は、300,000,000を10または30,000,000ヘルツ(30メガヘルツ)で除算したものです。光の波長は電波の波長よりずっと短いです。光スペクトルの中心では、波長は約0.5ミクロン(0.0000005メートル)、または6×10 14ヘルツまたは600,000ギガヘルツ(1ギガヘルツは1,000,000,000ヘルツに相当)の周波数です。無線スペクトルの最大周波数は通常約45ギガヘルツであり、約6.7ミリメートルの波長に対応します。電波は10キロヘルツ(λ= 30,000メートル)未満の周波数で生成および使用できます。
波の伝播のメカニズム
電波は、空間内で互いに直角に振動する電界と磁界から構成されます。これら2つのフィールドが時間的に同期して動作している場合、それらは時相にあると言われます。つまり、両方が一緒に最大値と最小値に到達し、両方が一緒にゼロを通過します。エネルギー源からの距離が増加すると、電気エネルギーと磁気エネルギーが広がる領域が増加し、単位面積あたりの使用可能なエネルギーが減少します。電波強度は、光源からの距離が離れるにつれて、光の強度と同様に減少します。
送信アンテナは、送信機によって生成された無線周波数エネルギーを空間に投影するデバイスです。アンテナは、無線エネルギーをサーチライトのようにビームに集中させるように設計できるため、特定の方向への有効性が高まります(電子機器を参照)。