Radiotekniikka, sähkömagneettisista aalloista koostuvien, suorassa linjassa tai heijastamalla ionosfääristä tai tietoliikennesatelliitista kulkevien viestintäsignaalien siirto ja ilmaisu.
Fyysiset perusperiaatteet
Sähkömagneettinen säteily sisältää valoa sekä radioaaltoja, ja näillä kahdella on monia yhteisiä ominaisuuksia. Molemmat leviävät avaruuden läpi suunnilleen suorissa viivoissa nopeudella noin 300 000 000 metriä (186 000 mailia) sekunnissa ja niiden amplitudit vaihtelevat ajan suhteen syklisesti; ts. ne värähtelevät nolla-amplitudista maksimiin ja takaisin. Määrä, kuinka monta kertaa sykli toistetaan yhdessä sekunnissa, kutsutaan taajuudeksi (merkitään f) jaksoina sekunnissa, ja yhden jakson suorittamiseen kulunut aika on 1 / f sekuntia, jota joskus kutsutaan ajanjaksona. Jotkut varhaisista radiokokeista suorittaneen saksalaisen edelläkävijän Heinrich Hertzin muistoksi sykliä sekunnissa kutsutaan nyt hertsiä siten, että yhden syklin sekunnin taajuus kirjoitetaan yhtenä hertseinä (lyhenne Hz). Korkeampia taajuuksia lyhennetään taulukossa 3 esitetyllä tavalla.
Taajuustermit ja niiden lyhenteet
| termi | sykliä sekunnissa | lyhenne | vastaava |
|---|---|---|---|
| 1 hertsi | 1 | 1 Hz | |
| 1 kilohertsi | 1000 | 1 kHz | 1000 Hz |
| 1 megahertsi | 1 000 000 (10 6) | 1 MHz | 1 000 kHz |
| 1 gigahertsi | 1 000 000 000 (10 9) | 1 GHz | 1000 MHz |
Avaruuden läpi leviävällä radioaallolla on missä tahansa hetkessä amplitudivaihtelu kulkusuunnassaan samanlainen kuin sen aikavaihtelu, samalla tavalla kuin vesistössä kulkeva aalto. Etäisyys yhdestä aallonharjasta toiseen tunnetaan aallonpituutena.
Aallonpituus ja taajuus ovat suhteessa toisiinsa. Jakamalla sähkömagneettisen aallon nopeus (c) aallonpituudella (merkitty kreikkalaisella kirjaimella lambda, λ) saadaan taajuus: f = c / λ. Siten 10 metrin aallonpituuden taajuus on 300 000 000 jaettuna 10: llä tai 30 000 000 hertsiä (30 megahertsiä). Valon aallonpituus on paljon lyhyempi kuin radioaallon. Valonspektrin keskellä aallonpituus on noin 0,5 mikronia (0,0000005 metriä) tai taajuus 6 x 10 14 hertsiä tai 600 000 gigahertsiä (yksi gigahertsi vastaa 1 000 000 000 hertsiä). Radiospektrin maksimitaajuuden oletetaan yleensä olevan noin 45 gigahertsiä, mikä vastaa noin 6,7 millimetrin aallonpituutta. Radioaaltoja voidaan tuottaa ja käyttää alle 10 kilohertsin (λ = 30 000 metriä) taajuuksilla.
Aallon etenemismekanismi
Radioaalto koostuu sähkö- ja magneettikentistä, jotka värähtelevät keskenään suorassa kulmassa toisiinsa avaruudessa. Kun nämä kaksi kenttää toimivat synkronisesti ajoissa, niiden sanotaan olevan aikavaiheessa; eli molemmat saavuttavat maksimit ja minimit yhdessä ja molemmat menevät nollan läpi yhdessä. Kun etäisyys energialähteestä kasvaa, pinta-ala, jolla sähköinen ja magneettinen energia leviää, kasvaa, niin että käytettävissä oleva energia pinta-alayksikköä kohti vähenee. Radiosignaalin voimakkuus, kuten valon voimakkuus, vähenee, kun etäisyys lähteestä kasvaa.
Lähettävä antenni on laite, joka projisoi lähettimen tuottaman radiotaajuisen energian avaruuteen. Antenni voidaan suunnitella keskittämään radioenergia valoon, kuten etsimeen, ja siten lisäämään sen tehokkuutta tiettyyn suuntaan (katso elektroniikka).
