웨이브는 전달되는 교란입니다 에너지 미미하거나 대량의 질량 전달이없는 매체 또는 공간을 통해. 다양한 유형의 서비스를 렌더링하는 다양한 유형의 웨이브가 있습니다. 전자파 널리 사용됩니다 엔지니어링 응용 . 우리는 무선과 같은 다양한 유형의 애플리케이션에서 파형을 사용합니다. 통신 , 레이더, 우주 탐사 , 해양, 무선 내비게이션, 원격 감지 등… 이러한 애플리케이션 중 일부는 전파를 보내기 위해 유도 매체를 사용하고 일부는 유도되지 않은 매체를 사용합니다. 이 기사에서 우리는 매체의 속성이 파동의 전파와 파동이 전파되는 다양한 방식에 어떻게 영향을 미치는지 알 수 있습니다.
웨이브 전파 란 무엇입니까? – 정의
전자기파는 전류가 흐르는 곳에서 방출되는 전력에 의해 생성됩니다. 운전사 . 지휘자에서 일부 발전된 전력 탈출하여 자유 공간으로 전파됩니다. 전자기파 이는 시간에 따라 변하는 전기장, 자기장 및 서로 직교하는 전파 방향을 가지고 있습니다.
에서 방사 등방성 송신기, 이 파동은 수신기에 도달하기 위해 다른 경로를 통해 이동합니다. 파동이 송신기에서 이동하여 수신기에 도달하는 경로는 다음과 같이 알려져 있습니다. 파동 전파.
전자기 (EM) 또는 전파 전파
때 등방성 라디에이터 사용됩니다 전염 EM 파의 경우 모든 방향으로 균일하고 균등하게 EM 파를 방사하기 때문에 그림과 같이 구형 파면을 얻습니다. 여기서 구의 중심은 라디에이터이고 구의 반지름은 R입니다. 분명히 구의 표면에있는 거리 R의 모든 점은 동일한 전력 밀도를 갖습니다.
구형 웨이브 프론트
E 파는 빛의 속도와 함께 자유 공간에서 이동합니다. c = 그러나 EM 파도가 다른 매체를 통해 이동하면 속도가 감소합니다. 자유 공간 이외의 매체에서 EM 파의 속도는 다음과 같이 지정됩니다. 
여기서 c는 빛의 속도이고 매체의 상대 유전율입니다.
EM 파는 매질의 원자에 의한 파동 에너지의 흡수 및 재 방출에 의해 에너지를 전달합니다. 원자는 파동 에너지를 흡수하고 진동을 겪고 동일한 주파수의 EM을 재 방출하여 에너지를 전달합니다. 매체의 광학 밀도는 EM 파의 전파에 영향을 미칩니다.
파동 전파 방정식
파도는 수신기에 도달하기 위해 많은 경로를 사용합니다. 많은 매개 변수가 송신 및 수신 높이와 같은 파도가 취하는 경로를 결정합니다. 안테나 , 송신단 발사 각도, 작동 빈도 분극 기타…
전도도, 유전율, 투과성 및 방해 물체의 특성과 같은 전파 매체의 매개 변수의 변화로 인해 반사, 굴절, 회절 등과 같은 전파 중에 파동의 많은 특성이 수정됩니다.
일반적으로 자유 공간에서 전력이 방출 될 때 파동 에너지는 매체 속의 물체에 의해 방출되거나 흡수 될 수 있습니다. 따라서 매체를 통해 파동을 전송하는 동안 파동에 발생할 수있는 손실을 계산하는 것이 필수적입니다. 이 손실을 무선 전송 손실 , 기반 광학의 역 제곱 법칙 수신 전력에 대한 복사 전력의 비율로 계산됩니다.
Friis 자유 공간 라디오 회로
등방성 송신기를 사용할 때 전력이 균등하게 분배된다는 것을 알고 있듯이 평균 전력은 복사 전력으로 표현할 수 있습니다.
테스트 안테나의 지향성은 다음과 같습니다.
수신 안테나가 전파로부터 생성 된 모든 전력을 손실없이 수신한다고 가정합니다. 일치하는 부하 조건에서 수신기 안테나가 수신하는 최대 전력이라고합시다. 수신 안테나의 유효 구경은 언제입니까?
“3상 대 2상 ”
일반적으로 방향성과 효과적인 구멍 모든 안테나의 면적은 다음과 관련이 있습니다.
수신 안테나의 지향성입니다. 그때,
(3)의 값을 대체하면,
이 방정식은 자유 공간 전파에 대한 기본 방정식으로 알려져 있습니다. 신선한 자유 공간 방정식. 요인 ( λ / 4πr)두 신호 손실을 나타내는 여유 공간 경로 손실이라고합니다. 경로 손실은 다음과 같이 표현할 수 있습니다.
방정식 (6)을 dB로 표현할 수 있습니다.
수신 전력은 다음과 같이 표현할 수 있습니다.
단순화하면 다음과 같이 주어집니다.
여기서 거리 r은 킬로미터로 표현되고 주파수 f는 다음과 같이 표현됩니다. MHz . 이것은 전파가 소스 밖으로 전파 될 때 발생하는 전파 확산으로 인한 손실을 나타냅니다.
파동 전파의 유형
지구 환경을 통과하는 전자파 또는 전파 전파는 자신의 특성뿐만 아니라 환경의 특성에도 의존합니다. 전송 된 파동이 수신기에 도달 할 수있는 전파 경로에는 여러 가지가 있습니다. 이 모든 모드는 작동 주파수, 송신기와 수신기 사이의 거리 등에 따라 달라집니다.
파동 전파
- 지구 표면 근처에서 전파되는 파도를 지상파. 이러한 유형의 전파는 송신 및 수신 안테나가 모두 지표면에 닫혀있을 때 가능합니다.
- 반사없이 이동하는 지상파를 직접 파 또는 우주 파라고합니다.
- 지표면의 반사를 통해 수신 안테나로 전파되는 지상파를 지상 반사파 또는 표면파라고합니다.
- 대기 상층의 이온화에 의한 산란과 반사로 인해 수신 안테나에 도달하는 파도를 스카이 웨이브라고합니다.
- 안테나에 도달하기 전에 대류권에서 반사되거나 흩어지는 파도를 대류권 파라고합니다.
지상파 또는 표면파 전파
지상파는 지구 표면을 따라 이동합니다. 이 파동은 수직으로 편광됩니다. 따라서 수직 안테나는 이러한 파도에 유용합니다. 수평으로 편파 된 파동이 접지 파로 전파되면 지구의 전도율로 인해 파동의 전기장이 단락됩니다.
지상파가 송신 안테나에서 멀어짐에 따라 감쇠됩니다. 이 손실을 최소화하기 위해 전송 경로는 높은 전도도로 지상에 있어야합니다. 이 조건과 관련하여 해수는 최상의 전도체 여야하지만 연못, 모래 또는 암석 토양에 물을 많이 저장하면 최대 손실이 발생하는 것으로 관찰되었습니다.
따라서 지상파 전파를 사용하는 고전력 저주파 송신기는 바람직하게는 해안가에 위치합니다. 주파수에 따라 접지 손실이 급격히 증가함에 따라이 전파는 실제로 최대 주파수 2MHz의 신호에만 사용됩니다.
중파 방송의 경우 지상파가 선호되지만 일부 에너지는 전리층으로 전송됩니다. 그러나 낮에는 에너지가 전리층에 완전히 흡수되고 밤에는 전리층이 에너지를 지구로 다시 반사합니다. 따라서 낮 시간에 수신되는 모든 방송 신호는 지상파 때문입니다.
지상파 전파의 최대 범위는 주파수뿐만 아니라 송신기의 전력에 따라 달라집니다. 지상파는 지표면을 통과 할 때 표면파라고도합니다.
SkyWave 전파
중간 및 고주파의 모든 장거리 무선 통신은 스카이 파 전파를 사용하여 수행됩니다. 이 모드에서는 지구 대기 상부의 이온화 된 영역에서 나오는 EM 파의 반사가 파동을 더 먼 거리로 전송하는 데 사용됩니다.
대기의이 부분은 높이가 약 70-400km 인 전리층이라고합니다. Ionosphere는 주파수가 2 ~ 30MHz이면 EM 파를 다시 반사합니다. 따라서이 전파 모드를 단파 전파라고도합니다.
스카이 웨이브 전파 지점 간 장거리 통신이 가능합니다. 하늘의 파도가 여러 번 반사되어 매우 먼 거리에 걸친 글로벌 커뮤니케이션이 가능합니다.
그러나 단점은 수신 지점에 도달하기 위해 많은 수의 서로 다른 경로를 따르는 많은 수의 파동으로 인해 수신기에서 수신 된 신호가 희미 해졌다는 것입니다.
우주 파 전파
30MHz에서 300MHz 사이의 주파수의 EM 파를 다룰 때 공간파 전파가 유용합니다. 여기 속성 대류권 전송에 사용됩니다.
우주 파 전파 모드에서 작동 할 때 전파는 송신기에서 직접 수신 안테나에 도달하거나 지표면에서 약 16km에있는 대류권에서 반사 된 후 도달합니다. 따라서 우주 파 모드는 구성 요소 .i.e. 직접 파 과 간접 파 .
이러한 구성 요소는 동일한 위상으로 동시에 전송되지만 서로 다른 경로 길이에 따라 수신기 끝에서 서로 위상 내에서 또는 위상이 다를 수 있습니다. 따라서 수신기 측에서 신호 강도는 직접 및 간접 파의 강도의 벡터 합입니다.
우주 파동 전파 모드는 매우 높은 주파수의 전파에 사용됩니다.
단파 방송에 사용되는 전파
단파 방송은 일반적으로 1.7 ~ 30MHz의 주파수 범위에서 발생합니다. 위에서 보았 듯이이 범위의 주파수는 Skywave 전파 모드를 통해 전파됩니다.
주파수 또는 파장에 따라 전자기파는 다양한 재료 및 장치에 영향을 미치는 다른 영향을 생성합니다. 따라서의 다른 부분 전자기 스펙트럼 다양한 용도로 활용되고 있습니다. 어떤 파동 전파가 당신을 흥미롭게합니까? 어떤 전파 모드를 적용해야 하는가?
