Radiotechnologie

Radiotechnologie, transmissie en detectie van communicatiesignalen bestaande uit elektromagnetische golven die in een rechte lijn door de lucht reizen of door reflectie van de ionosfeer of van een communicatiesatelliet.

Fysieke basisprincipes

Elektromagnetische straling omvat zowel licht als radiogolven, en de twee hebben veel eigenschappen gemeen. Beiden worden door de ruimte voortgeplant in ongeveer rechte lijnen met een snelheid van ongeveer 300.000.000 meter (186.000 mijl) per seconde en hebben amplituden die cyclisch variëren met de tijd; dat wil zeggen dat ze oscilleren van nul tot maximaal en weer terug. Het aantal keren dat de cyclus in één seconde wordt herhaald, wordt de frequentie (gesymboliseerd als f) genoemd in cycli per seconde, en de tijd die nodig is om één cyclus te voltooien is 1 / f seconden, soms de periode genoemd. Ter herdenking van de Duitse pionier Heinrich Hertz, die enkele van de vroege radio-experimenten heeft uitgevoerd, wordt de cyclus per seconde nu een hertz genoemd, zodat een frequentie van één cyclus per seconde wordt geschreven als één hertz (afgekort Hz). Hogere frequenties worden afgekort zoals weergegeven in tabel 3.

Frequentietermen en hun afkortingen

termijn	cycli per seconde	afkorting	gelijkwaardig
1 Hertz	1	1 Hz
1 kilohertz	1.000	1 kHz	1.000 Hz
1 megahertz	1.000.000 (10 ⁶)	1 MHz	1.000 kHz
1 gigahertz	1.000.000.000 (10 ⁹)	1 GHz	1.000 MHz

Een radiogolf die zich door de ruimte voortplant, zal op elk moment een amplitudevariatie in zijn bewegingsrichting hebben die vergelijkbaar is met die van zijn tijdsvariatie, net zoals een golf die over een waterlichaam reist. De afstand van de ene golftop naar de volgende staat bekend als de golflengte.

Golflengte en frequentie zijn gerelateerd. Het delen van de snelheid van de elektromagnetische golf (c) door de golflengte (aangegeven door de Griekse letter lambda, λ) geeft de frequentie: f = c / λ. Een golflengte van 10 meter heeft dus een frequentie van 300.000.000 gedeeld door 10 of 30.000.000 hertz (30 megahertz). De golflengte van licht is veel korter dan die van een radiogolf. In het midden van het lichtspectrum is de golflengte ongeveer 0,5 micron (0,0000005 meter), of een frequentie van 6 x 10 ¹⁴ hertz of 600.000 gigahertz (één gigahertz is gelijk aan 1.000.000.000 hertz). De maximale frequentie in het radiospectrum wordt gewoonlijk aangenomen op ongeveer 45 gigahertz, wat overeenkomt met een golflengte van ongeveer 6,7 millimeter. Radiogolven kunnen worden opgewekt en gebruikt bij frequenties lager dan 10 kilohertz (λ = 30.000 meter).

Mechanisme van golfvoortplanting

Een radiogolf bestaat uit elektrische en magnetische velden die onderling in de ruimte haaks op elkaar trillen. Wanneer deze twee velden synchroon in de tijd werken, bevinden ze zich in de tijdfase; dwz beide bereiken samen hun maxima en minima en gaan samen door nul. Naarmate de afstand tot de energiebron toeneemt, wordt het gebied waarover de elektrische en magnetische energie wordt verspreid vergroot, zodat de beschikbare energie per oppervlakte-eenheid afneemt. De intensiteit van het radiosignaal neemt, net als de lichtintensiteit, af naarmate de afstand tot de bron toeneemt.

Een zendantenne is een apparaat dat de door een zender gegenereerde radiofrequentie-energie in de ruimte projecteert. De antenne kan worden ontworpen om de radio-energie als een zoeklicht in een bundel te concentreren en zo de effectiviteit in een bepaalde richting te vergroten (zie elektronica).