Распространение радиоволн (Интуитивное понимание распространения волн)

Вопрос 1: распространяются ли электромагнитные волны, создавая возмущения в частицах воздуха, такие как сжатие и разрежение?

Нет. Это электромагнитное поле. Они того же типа, что и свет (и движутся с той же скоростью). Для радиостанций AM/FM разница только в том, что длина волны намного длиннее, чем видимый свет.

• Они могут путешествовать в космосе, где нет воздуха (так работает вся космическая связь).
• Они также могут проходить сквозь твердые предметы, такие как дерево, на короткие расстояния (именно так вы можете поймать радио из своего дома).
• Они могут проходить по воде (на небольшие расстояния), например, для управления небольшой безэкипажной подводной лодкой.

Если они путешествуют таким образом, не будет ли картина сжатия и разрежения радиостанции 91,1 МГц влиять на картину сжатия и разрежения радиостанции 93,5 МГц и вызывать какие-либо помехи/интерференции/перекрёстные помехи между собой ещё до того, как они достигнут моего получатель? Как эти 2 радиостанции не будут мешать друг другу?

По сути, радиоволны проходят сквозь друг друга так же, как два луча фонарика проходят сквозь друг друга. Пока они пересекаются, значения поля просто складываются и выходят с другой стороны с исходными значениями.

В приемнике все волны для нескольких станций присутствуют и принимаются антенной. Для AM или FM-радио есть полосовой фильтр, который выбирает только волны, попадающие в определенный частотный диапазон (например, только от 93,4 МГц до 93,6 МГц). Обычно такие фильтры могут быть изготовлены с использованием транзисторов, операционных усилителей, катушек индуктивности, конденсаторов и резисторов.

Работа таких фильтров зависит от математических приемов, существующих для линейных систем, позволяющих легко разделять сигналы. Вам понадобится опыт в теории линейных цепей и исчисления, чтобы понять математику. Основной принцип заключается в том, что даже если у вас есть сигнал, состоящий из нескольких частот, сложенных вместе, фильтр может взять только ту часть, которая имеет желаемую частоту, и в основном отклонить другую часть (хотя ничто не идеально).

Вопрос 2: Какова будет типичная дальность действия радиостанции FM/AM с точки зрения радиуса (в км)? Я пытался найти. Но не в силах найти. Где-то я читал, что дальность действия зависит от мощности FM-радиопередатчика? Может ли кто-нибудь скинуть дополнительную информацию, например, некую таблицу, в которой будет указано пройденное расстояние и радиус действия FM-радио?

Вопрос 3: Если FM-радио связь является типом связи в прямой видимости, как я могу принимать FM-сигнал, даже если мой приемник не находится в прямой видимости FM-передатчика?

Диапазон сигнала зависит от мощности передатчика, а также от чувствительности приемника. По мере того, как сигналы распространяются от исходной антенны, они охватывают все большую и большую площадь. Как следствие, количество энергии в любом данном месте «убывает» по мере того, как вы продвигаетесь дальше.

Сигнал никогда не пропадает, но в какой-то момент в приемнике не хватает мощности для использования сигнала. Это расстояние определяется количеством фонового радиочастотного шума, а также чувствительностью приемника. Приемники, предназначенные для связи с космическими кораблями (например, с марсоходами), используют гигантские антенны для приема очень слабых сигналов.

Радиовышки обычно довольно высоки, поэтому их обзор горизонта простирается на многие мили. Кроме того, сигналы AM/FM-радиостанций могут проходить через некоторое количество деревьев и зданий. Наконец, радиоволны AM/FM на частотах, используемых музыкальными радиостанциями, могут отражаться от частей земной атмосферы (например, от зеркала), расширяя свой диапазон за горизонт, отражаясь между атмосферой и землей.

Распространяются ли электромагнитные волны, создавая возмущения в частицах воздуха, такие как сжатие и разрежение?

Нет.

Радиоволны — это электромагнитные волны. Они распространяются в самом электромагнитном поле.

Им не требуется никакой физической среды для перемещения, и они могут перемещаться в вакууме так же хорошо (на самом деле даже лучше), чем в воздухе. Если бы электромагнитные волны не могли проходить через вакуум, мы бы не смогли увидеть солнце.

Каким будет типичный диапазон расстояний с точки зрения радиуса (в км) радиостанции FM/AM? Я пытался найти. Но не в силах найти. Где-то я читал, что дальность действия зависит от мощности FM-радиопередатчика? Может ли кто-нибудь скинуть дополнительную информацию, например, некую таблицу, в которой будет указано пройденное расстояние и радиус действия FM-радио?

То, что вы прочитали, верно: это во многом зависит от мощности передатчика. Другие факторы, такие как конфигурация антенны, местность, атмосферные условия и т. д., также могут сильно влиять на дальность вещания.

Обычно мощность передатчика ограничивается правилами, чтобы обеспечить передачу на расстояние до нескольких 100 км или меньше.

AM-радио часто имеет больший диапазон, чем FM, из-за более низких используемых частот. Самые мощные станции в США (например, KGO слышны почти на полстраны, дальность более 1000 км.

Для американских станций такие сайты, как radio-locator.com , предоставляют карты покрытия, показывающие районы, на которые станции имеют лицензию на вещание.

Вот пример для одной из моих местных станций, вещающей мощностью 8,9 кВт с высоты 412 м (но в довольно холмистой местности):

Если связь FM-радио является типом связи на линии прямой видимости, как я могу принимать FM-сигнал, даже если мой приемник не находится в прямой видимости FM-передатчика?

FM-радио на частотах вещания на самом деле не является передачей в пределах прямой видимости. Из-за дифракции сигнал часто можно принять, даже если вмешивается здание или холм.