Досягаемость радиоволн в зависимости от частоты

Какова связь между досягаемостью радиочастотного сигнала и его частотой?

Я имею в виду следующее: если мощность поддерживается постоянной, следует ли мне использовать высокочастотные или низкочастотные волны, чтобы получить лучший охват? Почему?

Что вы уже прочитали или узнали?

Ответы (4)

В свободном пространстве это не имеет значения. Мощность распространяющейся волны на падающую площадь обратно пропорциональна квадрату расстояния от передатчика. Это верно независимо от частоты.

Определенные частоты отражаются, преломляются, поглощаются и рассеиваются разными материалами по-разному. Не существует единой монотонной зависимости, пока вы не доберетесь до действительно высоких энергий, таких как гамма-лучи и выше. При этих действительно высоких энергиях (высоких частотах) волны в основном просто пронзают любой материал на своем пути, при этом более высокие энергии проходят через материал с меньшим затуханием. Вплоть до частот ниже рентгеновских лучей единого ответа нет, и это зависит от материала между передатчиком и приемником.

Эффекты дифракции могут привести к тому, что низкие частоты (длинные волны) огибают объекты, но на самом деле это происходит на всех длинах волн. «Ближний» слой, где возникают дифракционные эффекты, зависит от длины волны, поэтому в фиксированном человеческом масштабе нам кажется, что длинные волны «обходят» объекты, а короткие — нет, но это связано с масштабом нашего восприятия. В масштабах Земли коммерческие AM-радиочастоты около 1 МГц достаточно низки, чтобы дифрагировать вокруг кривизны Земли, что в некоторой степени делает возможным прием AM за горизонтом. Коммерческое FM-радио, длина волны которого в 100 раз короче, проявляет этот эффект гораздо меньше для земли того же размера, поэтому FM-радио кажется нам в основном закрытым горизонтом.

Ты поспорил со мной на это :-)
Тип модуляции значения не имеет.
Для абсолютно фиксированного расстояния и абсолютно фиксированной апертуры приемной антенны более высокая частота выигрывает от усиления приемной антенны. Но если приемная антенна имеет размер по длине волны (например, обе имеют длину волны 1/4), более низкая частота имеет преимущество из-за размера (но это то же самое, что быть «ближе по длинам волн»). Если все (даже расстояние) измерять в длинах волн, оно должно получиться четным. Но в реальной жизни расстояние в длинах волн никогда не бывает таким.
@Skape: Помните, что «усиление» антенны на самом деле является направленностью. Да, вы можете сформировать более направленный луч с большей антенной по сравнению с длиной волны, но это не то, о чем спрашивал ОП.
@LeonHeller Я полагаю, что Олин использовал «AM-радиочастоты» для обозначения диапазона СЧ-вещания между примерно 500 кГц и 1700 кГц именем, которое более понятно.
На самом деле отражение от ионосферы имеет гораздо большее значение, чем «следование за кривизной Земли». Грубая, но эффективная модель определяет «максимальную используемую частоту», которая сильно зависит от времени суток и солнечной активности. Температурные границы, следы ионизации метеоров и даже сама Луна также использовались в качестве отражателей.
@Michael Kjörling: очень часто говорят «AM», когда на самом деле имеется в виду «MF», но это плохо, потому что тип модуляции не имеет ничего общего с частотой. Так зачем же говорить «AM», когда вы на самом деле имеете в виду определенный диапазон частот? И AM также используется, например, в диапазоне УКВ (например, для авиационной радиосвязи).
@Curd Я не говорю, что это делает его технически правильным. И если мы идем по этому пути, FM используется, по крайней мере, и в верхнем диапазоне КВ. Тем не менее, если мне будет позволено немного углубиться в радиолюбительскую деятельность на секунду, использование «CW» для обозначения модуляции A1A еще хуже: A1A - это не непрерывная передача волны, это по замыслу прерывистая CW .
@Leon: Если вы снова прочитаете то, что я написал, вы увидите, что я ничего не связывал с типом модуляции. Я сказал «AM- радиочастоты », имея в виду примерно около 1 МГц. Причина, по которой я связал это с обычным AM- и FM-радио, заключается в том, что этот вопрос касается расстояний и характеристик распространения, и у людей будет некоторый личный опыт работы с AM- и FM-радио.
@Olin Lathrop: Пример: вы считаете 130 МГц «радиочастотой AM»? Возможно нет; но обычный тип модуляции, используемый, если кто-то ведет радиосвязь в этом диапазоне частот, - это AM. Вот почему я думаю, что использование AM или FM для обозначения диапазона частот плохо (хотя и очень распространено).
@Curd: Конечно, AM, FM и другие типы модуляции используются в широком диапазоне спектра, но я говорил не об этом. Тип радиоприемника, с которым большинство людей знакомы и, следовательно, имеют некоторый опыт его распространения, — это коммерческий AM на частоте около 1 МГц и коммерческий FM на частоте около 100 МГц, особенно потому, что они очень распространены в автомобилях, где вы получаете лучшее интуитивное представление о приеме, когда вы передвигаться. Из контекста должно было быть совершенно ясно, что я имел в виду именно это, но я все равно отредактирую, так как некоторые здесь делают из этого спорт.

Вы рассматриваете довольно глубокую тему, называемую распространением радиоволн .

Насколько я понимаю, низкие частоты могут следовать кривизне земли (земная волна) и могут легче обходить препятствия из-за большей длины волны. Более высокие частоты часто ограничиваются распространением в пределах прямой видимости.

«Распространение сигнала в свободном пространстве между антеннами полностью не зависит от частоты»

Однако, помимо упомянутого выше эффекта низких частот, следующих за кривизной земли, другая распространенная причина, по которой низкочастотные сигналы обеспечивают лучшее расстояние связи, заключается в том, что их четвертьволновые (или другого типа) антенны физически больше, что дает большее " эффективная площадь» в уравнениях антенны и лучшая связь между передатчиком и приемником.

См. эту статью на dsprelated.com

Блин я хотел это сказать!!!
Когда вы начинаете ориентироваться на сантиметровые длины волн, антенны со сверхвысоким коэффициентом усиления становятся практичными с точки зрения физических размеров. В диапазоне ВЧ (3–30 МГц) вам повезет получить 10 дБи (дБ выше изотропной антенны), прежде чем физический размер антенны станет серьезным ограничивающим фактором. В диапазоне СВЧ (3–30 ГГц) 10 дБи — это прогулка по парку, если речь идет о антенне (хотя у вас будут другие проблемы). (Простой диполь на правильной высоте дает вам 2,15 дБи, если я не ошибаюсь.) Это не обязательно опровергает вашу точку зрения, но есть предел тому, насколько практичны физически большие антенны.

Помимо того, что было сказано другими (в свободном пространстве частота не имеет значения, если нет свободного пространства, необходимо учитывать поглощение, преломление, дифракцию, рассеяние и т. д., и они очень сильно зависят от частоты и между ними) также будет важно, насколько легко построить эффективные антенны для частоты, которую вы используете. Вам нужно каким-то образом направить энергию в пространство и из него.

Например, если вы хотите использовать довольно низкую частоту для проникновения в материю (например, ниже уровня земли или моря), но очень сложно построить антенны для таких низких частот (длина волны в несколько километров).

Досягаемость радиоволн в зависимости от частоты
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v