Radioaallot ovat eräänlainen sähkömagneettinen säteily. Ne tunnetaan parhaiten käytöstä viestintätekniikoissa, kuten televisiossa, matkapuhelimissa ja radioissa. Nämä laitteet vastaanottavat radioaaltoja ja muuttavat ne mekaanisiksi värähtelyiksi kaiuttimessa ääniaaltojen luomiseksi.
Radiotaajuusspektri on suhteellisen pieni osa sähkömagneettista (EM) spektriä. EM-spektri on yleensä jaettu seitsemään alueeseen aallonpituuden pienenemisen ja kasvavan energian ja taajuuden mukaan.
Katso lisää
Astrologia ja nerokkuus: NÄMÄ ovat 4 loistavinta merkkiä…
iPhonet, jotka eivät onnistuneet: 5 julkistamista hylkäsi!
Yleisiä nimityksiä ovat: radioaallot, mikroaallot, infrapuna (IR), näkyvä valo, ultravioletti (UV), röntgensäteet ja gammasäteily.
NASAn mukaan radioaalloilla on pisimmät aallonpituudet EM-spektrissä. Ne vaihtelevat noin 0,04 tuumasta (1 millimetri) yli 62 mailia (100 kilometriä).
Niillä on myös alhaisimmat taajuudet, noin 3000 syklistä sekunnissa eli 3 kilohertsiin noin 300 miljardiin hertsiin tai 300 gigahertsiin.
Radiospektri on rajallinen resurssi, ja sitä verrataan usein viljelymaahan. Aivan kuten viljelijöiden on järjestettävä maansa saadakseen parhaan sadon määrä ja valikoima, radiotaajuuksia tulisi jakaa käyttäjien kesken tehokas.
Brasiliassa tiede-, teknologia-, innovaatio- ja viestintäministeriö hallinnoi taajuuksien jakamista radiotaajuuksilla.
Skotlantilainen fyysikko James Clerk Maxwell kehitti yhtenäisen teorian sähkömagnetismista 1870-luvulla. Hän ennusti radioaaltojen olemassaolon.
Vuonna 1886 saksalainen fyysikko Heinrich Hertz sovelsi Maxwellin teorioita radioaaltojen tuottamiseen ja vastaanottamiseen. Hertz käytti yksinkertaisia kotitaloustyökaluja, mukaan lukien induktiokela ja Leyden-purkki (eräänlainen kondensaattori, joka koostuu lasipurkista, jonka sisällä ja ulkopuolella on lehtikerroksia) aaltojen luomiseksi sähkömagneettinen.
Hertzistä tuli ensimmäinen henkilö, joka lähetti ja vastaanotti ohjattuja radioaaltoja. EM-aallon taajuusyksikköä – yksi jakso sekunnissa – kutsutaan hänen kunniakseen hertsiksi.
Radiospektri on yleensä jaettu yhdeksään kaistaan:
| Bändi | taajuusalue | aallonpituusalue |
| Äärimmäisen matala taajuus (ELF) | <3 kHz | > 100 km |
| Erittäin matala taajuus (VLF) | 3-30 kHz | 10-100 km |
| Matala taajuus (LF) | 30-300 kHz | 1 m - 10 km |
| Keskimääräinen taajuus (MF) | 300 kHz - 3 MHz | 100 m - 1 km |
| Korkea taajuus (HF) | 3-30 MHz | 10-100 metriä |
| Erittäin korkea taajuus (VHF) | 30-300 MHz | 1-10 m |
| Ultra High Frequency (UHF) | 300 MHz - 3 GHz | 10cm - 1m |
| Super High Frequency (SHF) | 3-30 GHz | 1-1 cm |
| Erittäin korkea taajuus (EHF) | 30-300 GHz | 1 mm - 1 cm |
ELF-radioaallot ovat kaikista radiotaajuuksista alhaisimmat. Niillä on pitkä kantama ja ne ovat hyödyllisiä kommunikoinnissa sukellusveneiden kanssa sekä miinojen ja luolien sisällä.
Stanford VLF Groupin mukaan ELF/VLF-aaltojen voimakkain luonnollinen lähde on salama. Salaman tuottamat aallot voivat pomppia edestakaisin Maan ja ionosfäärin välillä.
LF- ja MF-radioalueet sisältävät meri- ja lentoradiot sekä AM (amplitudimodulaatio) kaupalliset radiot. AM-radiotaajuusalueet ovat 535 kilohertsin ja 1,7 megahertsin välillä.
AM-radiolla on pitkä kantama, etenkin yöllä, jolloin ionosfääri pystyy parhaiten palauttamaan aallot takaisin maahan. Se on kuitenkin alttiina häiriöille, jotka vaikuttavat äänenlaatuun.
Kun signaali on osittain estetty – esimerkiksi metalliseinäisessä rakennuksessa, kuten pilvenpiirtäjässä – äänenvoimakkuus vähenee.
HF-, VHF- ja UHF-alueet sisältävät FM-radion, televisiolähetykset, julkisen palvelun radion, matkapuhelimet ja GPS: n (globaali paikannusjärjestelmä). Nämä kaistat käyttävät tyypillisesti "taajuusmodulaatiota" (FM) ääni- tai datasignaalin koodaamiseen tai painamiseen kantoaaltoaaltoon.
Taajuusmodulaatiossa signaalin amplitudi (maksimialue) pysyy vakiona taajuutta vaihdellaan, enemmän tai vähemmän, taajuudella ja suuruudella, joka vastaa audiosignaalia tai tiedot.
FM tuottaa paremman signaalin kuin AM, koska ympäristötekijät eivät vaikuta taajuuteen samalla tavalla kuin ne. ne vaikuttavat amplitudiin, ja vastaanotin jättää huomioimatta amplitudin vaihtelut niin kauan kuin signaali pysyy kynnyksen yläpuolella Minimi. FM-radiotaajuudet ovat välillä 88 megahertsiä ja 108 megahertsiä.
National Association of Shortwave Broadcasters (NASB) mukaan lyhytaaltoradio käyttää HF-alueen taajuuksia noin 1,7 megahertsistä 30 megahertsiin. Tällä alueella lyhytaaltospektri on jaettu useisiin segmentteihin.
NASB: n mukaan ympäri maailmaa on satoja lyhytaaltoasemia. Lyhytaaltoasemat kuuluvat tuhansien kilometrien päähän, koska signaalit pomppaavat ionosfääristä ja pomppaavat takaisin satojen tai tuhansien kilometrien päähän niiden lähtöpisteestä.
SHF ja EHF edustavat radiokaistan korkeimpia taajuuksia. Joskus niitä pidetään osana mikroaaltouunin kaistaa. Ilmassa olevilla molekyyleillä on taipumus absorboida näitä taajuuksia, mikä rajoittaa niiden kantamaa ja sovelluksia.
Niiden lyhyet aallonpituudet mahdollistavat kuitenkin signaalien ohjaamisen kapeiksi keiloiksi satelliittiantennien avulla. Tämä mahdollistaa lyhyen kantaman suuren kaistanleveyden viestinnän kiinteiden paikkojen välillä.
SHF, johon ilma vaikuttaa vähemmän kuin EHF, käytetään lyhyen kantaman sovelluksissa, kuten Wi-Fi, Bluetooth ja langaton USB (universal serial bus).
Se voi toimia vain näköetäisyydellä, koska aalloilla on taipumus pomppia esineistä, kuten autoista, veneistä ja lentokoneista. Koska aallot pomppivat esineistä, SHF: ää voidaan käyttää myös tutkassa.
Avaruus on täynnä radioaaltojen lähteitä: planeettoja, tähtiä, kaasu- ja pölypilviä, galakseja, pulsareita ja jopa mustia aukkoja. Niitä tutkimalla tähtitieteilijät voivat oppia näiden kosmisten lähteiden liikkeestä ja kemiallisesta koostumuksesta sekä prosesseista, jotka aiheuttavat näitä päästöjä.
Radioteleskooppi "näkee" taivaan hyvin eri tavalla kuin se näyttää näkyvässä valossa. Sen sijaan, että näkisi teräviä tähtiä, radioteleskooppi poimii kaukaisia pulsareita, tähtien muodostusalueita ja supernovajäänteitä.
Radioteleskoopit voivat myös havaita kvasaarit, mikä on lyhenne kvasitähtien radiolähteistä. Kvasaari on uskomattoman kirkas galaktinen ydin, jonka voimanlähteenä on supermassiivinen musta aukko.
Kvasaarit säteilevät energiaa EM-spektrin läpi, mutta nimi tulee siitä tosiasiasta, että ensimmäiset tunnistetut kvasaarit lähettävät enimmäkseen radioenergiaa. Kvasaarit ovat erittäin energisiä; jotkut säteilevät 1000 kertaa enemmän energiaa kuin koko Linnunrata.
Radiotähtitieteilijät yhdistävät usein useita pienempiä teleskooppeja ryhmiksi saadakseen selkeämmän tai korkeamman resoluution radiokuvan.
Esimerkiksi New Mexicossa sijaitseva Very Large Array (VLA) -radioteleskooppi koostuu 27 antennista, jotka on järjestetty valtavaan Y-kuvioon, halkaisijaltaan 36 kilometriä.
