Zdań kilka na temat łączności radiowej cz.1

CZĘŚĆ PIERWSZA
HERCE, FALE, PASMA, KANAŁY – jak to rozgryźć ?

Zaczęło się od Wielkiego Wybuchu na skutek którego, według uczonych, powstał WSZECHŚWIAT. Oprócz najróżniejszych pierwiastków, atomów i innych dziwnych rzeczy powstało też promieniowanie elektromagnetyczne prawdopodobnie na wszystkich możliwych częstotliwościach. To promieniowanie elektromagnetyczne istnieje we wszechświecie do dziś i można je usłyszeć a nawet zobaczyć. Usłyszeć można prawie w każdym radiu jako szum a zobaczyć w telewizorze jako tak zwany śnieg czyli brak sygnału.
James C. Maxwell w 1873 roku opracował teoretycznie podstawowe zasady elektromagnetyzmu a następnie w roku 1886 Heinrich Rudolf Hertz wytworzył je sztucznie za pomocą oscylatora własnej konstrukcji. Stwierdził, iż promieniowanie elektromagnetyczne ma naturę falową oraz ustalił, że ma ono tę samą prędkość co fale świetlne. No i właściwie od tego czasu ludzie uczyli się wykorzystywać promieniowanie elektromagnetyczne. Na cześć odkrywcy nazwano jednostkę miary częstotliwości od jego nazwiska hercem (Hz).

W początkowym okresie rozwoju radiokomunikacji panowała zupełna anarchia i dowolność. Nie istniał żaden podział na pasma i długości fal po prostu inżynierowie budowali nadajniki i odbiorniki na różne częstotliwości i sprzedawali je głównie przedsiębiorcom prowadzącym swe interesy na całym świecie i chcącym mieć niezależny i szybki kontakt międzykontynentalny. Oczywiście łącznością radiową była mocno zainteresowana poczta różnych krajów i armatorzy foty morskiej. Radiostacje występowały przeważnie jako oddzielne urządzenia czyli odbiornik i nadajnik i miały wielkość szafy trzydrzwiowej z nadstawką, pożerały też olbrzymie ilości energii elektrycznej. Każdemu zależało aby jego radiostację było słychać najlepiej więc budowano potwory o mocy setek tysięcy watów i anteny długości kilkuset metrów. Największy wkład w rozwój radiokomunikacji włożyło chyba wojsko.
15 kwietnia 1912 roku zatonął Titanic. Komisja badająca przyczyny tej tragedii stwierdziła między innymi, że należałoby jakoś uporządkować łączność radiową na morzu. Stworzono wówczas pierwsze przepisy korespondencji radiowej oraz dokonano podziału i przydziału częstotliwości radiowych krajom a następnie posiadaczom radiostacji. Chyba od tego czasu częstotliwości radiowe stały się towarem handlowym i są sprzedawane firmom i osobom chcącym z nich korzystać.
Dokonano podziału na pasma i kanały radiowe czyli podzielono częstotliwości na grupy i tak powstały :
Fale długie – (fale kilometrowe) (ang. LF – Low Frequency lub LW – Long Waves), częstotliwości: 30-300 kHz i długości 10-1 km. Zakres ten jest przeznaczony głównie dla rozgłośni radiowych w I regionie ITU (Europa, Afryka i Bliski Wschód).
Fale średnie – fale hektometrowe, ŚR, Ś, MF (od ang. medium frequency) – częstotliwości: 300–3000 kHz i długości 1000–100 m. Obecnie radiofonie europejskie nadają programy na falach średnich w zakresie 522–1611 kHz z odstępem między kanałami 9 kHz.
Fale krótkie – Fale dekametrowe, KF (krótkie fale), (ang. HF – High Frequency) – częstotliwości: 3-30 MHz i długości 100–10 m. Z uwagi na propagację używane zwłaszcza do łączności na duże odległości. Fale krótkie mogą się odbić (raz lub wielokrotnie) od jonosfery i od Ziemi, umożliwiając na fali jonosferycznej łączność o zasięgu ogólnoświatowym.
( Mieszkam na wysokości 100m nad poziomem morza a okno z mojego pokoju wychodzi na wschód. Jeśli wypuszczę za okno kilkumetrowy kabel jednożyłowy i podłączę do radia z zakresem fal krótkich to mogę usłyszeć chińskie – i nie tylko – rozgłośnie radiowe. Fajna zabawa. )
Fale ultrakrótkie – fale metrowe – UKF, VHF (od ang. very high frequency) – częstotliwości od 30 do 300 MHz, co odpowiada długości fali od 10 metrów do 1 metra. Fale ultrakrótkie używane są zwłaszcza do łączności na mniejsze odległości. W tym zakresie działają telewizja naziemna, radiofonia, sieć pagerowa oraz różne systemy łączności lokalnej – na przykład w lotnictwie, policji, radiotaxi i wielu innych.
Fale decymetrowe (VKF), ang. UHF (Ultra high frequency) – zakres fal radiowych 300–3000 MHz i długości 100–10 cm. W tym tak zwane pasmo PMR (z ang. Private Mobile Radio) – na którym można prowadzić bezpłatną foniczną łączność radiową, podzielone na 8 kanałów dla łączności analogowej oraz 16 kanałów dla łączności cyfrowej.
Prawo zezwala na korzystanie tylko z urządzeń posiadających:
moc maksymalnie do 500 mW. z fabrycznie zintegrowaną z urządzeniem antenę.
Na rynku spotyka się czasami podobne urządzenia produkowane na rynek amerykański w systemie FRS (Family Radio Service). Mają one tę samą moc (500 mW), ale pracują w innym pasmie. Należy zwrócić uwagę, że używanie systemu FRS jest w Polsce i Europie zabronione.
Pasmo fal decymetrowych wykorzystywane jest też przez sieci telefonii komórkowej. W Polsce używany jest standard GSM 900/1800, używający częstotliwości z zakresu 880–960 MHz i 1710–1880 MHz.
Mikrofale – rodzaj promieniowania elektromagnetycznego o długości fali pomiędzy falami ultrakrótkimi a podczerwienią, zaliczane są do fal radiowych. W różnych opracowaniach spotyka się różne zakresy promieniowania uznawanego za promieniowanie mikrofalowe, przykładowo od 1 mm (częstotliwość 300 GHz) do 30 cm (1 GHz). Technologia UMTS wykorzystuje częstotliwości wokół 1,9 GHz i 2,1 GHz. Bezprzewodowe sieci komputerowe Wi-Fi (2,4 GHz) pracują w tym paśmie, na częstotliwościach od 2,400 GHz do 2,483 GHz. Częstotliwość ta wykorzystywana jest też w łączności Bluetooth.


UWAGA !

W kuchenkach mikrofalowych zastosowano częstotliwość 2,45 GHz przy której cząsteczki wody drgają na tyle szybko, że woda zaczyna wrzeć i można na przykład ugotować jajka. Nie polecam.
Technologia 5G – zakres częstotliwości obejmuje 3,4 ‑ 3,8 GHz i zapewnia parametry wymagane do obsługi bardzo wielu podłączonych urządzeń w tym samym czasie. Pasmo to może być z powodzeniem wykorzystywane na obszarach dużych miast o dużej gęstości zabudowy. Można też zastosować je do transmisji dużych ilości danych w czasie rzeczywistym – np. wideo w najwyższej rozdzielczości.
Oprócz tego 5G wykorzystuje również pasmo 700 MHz obejmujące zakres 694‑790 MHz oraz pasmo wysokie obejmujące częstotliwości powyżej 24 GHz dla urządzeń wymagających bardzo niskiego opóźnienia.
A dalej to już tylko – podczerwień, światło widzialne, ultrafiolet, promieniowanie rentgenowskie i promieniowanie gamma. To ostatnie gotuje jajka jeszcze szybciej ale zdecydowanie nie polecam.

autor:  RADZIK