Радиоволны что это такое. Радиоволны: история открытия, принцип работы и применение в современном мире

Что такое радиоволны и как они были открыты. Как работает радиосвязь. Где применяются радиоволны сегодня. Какую роль сыграли радиоволны в развитии технологий.

Что такое радиоволны и как они были открыты

Радиоволны — это вид электромагнитного излучения с длиной волны от нескольких километров до долей миллиметра. Их существование было теоретически предсказано Джеймсом Максвеллом в 1860-х годах, а экспериментально доказано Генрихом Герцем в 1888 году.

Ключевые моменты в истории открытия радиоволн:

• 1831-1832 гг. — Майкл Фарадей открывает явление электромагнитной индукции
• 1864 г. — Джеймс Максвелл создает теорию электромагнитного поля
• 1888 г. — Генрих Герц экспериментально доказывает существование электромагнитных волн
• 1895 г. — Александр Попов демонстрирует первый радиоприемник
• 1896 г. — Гульельмо Маркони получает патент на систему беспроводной связи

Таким образом, открытие радиоволн стало результатом работы многих ученых на протяжении нескольких десятилетий. Это открытие заложило фундамент для развития беспроводных технологий связи в XX веке.

Принцип работы радиосвязи

В основе радиосвязи лежит передача информации с помощью электромагнитных волн. Как это работает?

1. Передатчик генерирует высокочастотные электромагнитные колебания (несущую частоту)
2. Передаваемый сигнал (речь, музыка, данные) модулирует несущую частоту
3. Модулированный сигнал излучается в пространство с помощью антенны
4. Электромагнитные волны распространяются со скоростью света
5. Приемная антенна улавливает волны и преобразует их в электрический сигнал
6. Приемник выделяет из сигнала полезную информацию путем демодуляции

Для передачи на большие расстояния используются радиоволны разных диапазонов. Длинные волны могут огибать земную поверхность, короткие — отражаются от ионосферы. Это позволяет осуществлять связь практически в любой точке планеты.

Применение радиоволн в современном мире

Сегодня радиоволны используются во многих сферах:

• Радиовещание и телевидение
• Мобильная связь
• Спутниковая навигация (GPS, ГЛОНАСС)
• Беспроводные компьютерные сети (Wi-Fi)
• Радиолокация
• Радиоастрономия
• Медицинская диагностика (МРТ, УЗИ)
• Системы безопасности и контроля доступа

Радиоволновые технологии продолжают активно развиваться. Например, технология 5G использует миллиметровые радиоволны для сверхскоростной передачи данных.

Влияние открытия радиоволн на развитие науки и техники

Открытие и освоение радиоволн оказало огромное влияние на развитие человечества:

• Появилась возможность мгновенной связи на большие расстояния
• Радио и телевидение стали главными СМИ XX века
• Развитие радиоэлектроники привело к созданию компьютеров
• Радиолокация позволила «видеть» сквозь облака и темноту
• Радиоастрономия открыла новые горизонты в изучении Вселенной

Без преувеличения можно сказать, что открытие радиоволн изменило мир, сделав его более связанным и технологичным. Оно заложило основу для развития информационного общества.

Перспективы развития радиотехнологий

Несмотря на более чем вековую историю, радиотехнологии продолжают активно развиваться. Некоторые перспективные направления:

• Сети 5G и 6G для сверхбыстрой передачи данных
• Квантовые системы связи с повышенной защитой от перехвата
• Технологии Li-Fi для передачи данных с помощью видимого света
• Беспроводная передача энергии на расстояние
• Нейроинтерфейсы для прямой связи мозга с компьютером

Эти технологии могут радикально изменить способы коммуникации и взаимодействия людей с техникой в ближайшие десятилетия. Беспроводные технологии становятся все более «невидимыми» и органично встраиваются в нашу жизнь.

Вопросы безопасности при использовании радиоволн

Широкое распространение радиотехнологий поднимает ряд вопросов безопасности:

• Влияние электромагнитного излучения на здоровье человека
• Электромагнитная совместимость различных устройств
• Информационная безопасность беспроводных сетей
• Экологические последствия масштабного использования радиоволн

Эти вопросы активно изучаются учеными. Пока нет однозначных доказательств вреда маломощного радиоизлучения для здоровья. Тем не менее, рекомендуется разумно ограничивать время использования мобильных устройств, особенно детьми.

Роль радиоволн в исследовании космоса

Радиоволны играют ключевую роль в изучении и освоении космического пространства:

• Радиосвязь с космическими аппаратами и станциями
• Радиолокационное исследование планет и астероидов
• Радиоастрономические наблюдения далеких галактик
• Поиск сигналов внеземных цивилизаций (программа SETI)

Благодаря радиоволнам мы можем «видеть» Вселенную в невидимом для глаза диапазоне, получая уникальную информацию о ее устройстве и эволюции. Радиосвязь обеспечивает управление космическими миссиями и получение научных данных с других планет.

РАДИОВОЛНЫ — это… Что такое РАДИОВОЛНЫ?

РАДИОВОЛНЫ — электромагнитные волны с частотой меньше 6000 ГГц (с длиной волны ? больше 100 мкм). Радиоволны с различной ? отличаются по особенностям при распространении в околоземном пространстве и по методам генерации, усиления и излучения. Их делят на… …   Большой Энциклопедический словарь

РАДИОВОЛНЫ — РАДИОВОЛНЫ, вид ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ с очень высокой длиной волны. Радиоволны различаются по их ЧАСТОТАМ, выраженным в килогерцах (кгц), мегагерцах (Мгц) или гигагерцах (Ггц). Звуковые волны имеют низкую частоту. Сигналы передаются в… …   Научно-технический энциклопедический словарь

радиоволны — Электромагнитные волны с частотами до 3000 ГГц, распространяющиеся в среде без искусственных направляющих устройств (ГОСТ 24375). [ОСТ 45.124 2000 ] радиоволны Электромагнитные волны с частотами до 3 ТГц, распространяющиеся в среде без… …   Справочник технического переводчика

Радиоволны — см. Излучение …   Российская энциклопедия по охране труда

РАДИОВОЛНЫ — разновидность электромагнитных волн, длина которых от 0,05 мм до 100 км (частота от 6∙1012 Гц до нескольких герц). Используются в научных исследованиях, для передачи различной информации без проводов на любые расстояния, в телевидении,… …   Большая политехническая энциклопедия

радиоволны — электрические магнитные волны с длиной волны λ от 5·10 5 до 108 м (частотой от 6·1012 Гц до нескольких Гц. Радиоволны с различным λ отличаются по особенностям при распространении в околоземном пространстве и по методам генерации, усиления и… …   Энциклопедический словарь

Радиоволны — Запрос «Радиоволна» перенаправляется сюда. Cм. также другие значения. Антенна радара. Радиоизлучение (радиоволны, радиочастоты)  электромагнитное излучение с длинами волн 5 × 10 5  1010 метров и частотами, соответственно, от 6 × 1012Гц и до… …   Википедия

радиоволны — radijo bangos statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. broadcast waves; radio waves vok. Funkwellen, f; Radiowellen, f rus. радиоволны, f pranc. ondes hertziennes, f; ondes radio, f; ondes radio électriques, f …   Fizikos terminų žodynas

радиоволны — 185 радиоволны: Электромагнитные волны с частотами до 3 ТГц, распространяющиеся в среде без искусственных направляющих линий. [ГОСТ 24375 80, статья 19] Источник: ГОСТ Р 53801 2010: Связь федеральная. Термины и определения …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Радиоволны — (от Радио…         электромагнитные волны с длиной волны > 500 мкм (частотой Большая советская энциклопедия

Теория радиоволн: ликбез / Хабр

Думаю все крутили ручку радиоприемника, переключая между «УКВ», «ДВ», «СВ» и слышали шипение из динамиков.
Но кроме расшифровки сокращений, не все понимают, что скрывается за этими буквами.
Давайте ближе познакомимся с теорией радиоволн.

Радиоволна

Длина волны(λ) — это расстояние между соседними гребнями волны.
Амплитуда(а) — максимальное отклонения от среднего значения при колебательном движении.
Период(T) — время одного полного колебательного движения
Частота(v) — количество полных периодов в секунду

Существует формула, позволяющая определять длину волны по частоте:

Где: длина волны(м) равна отношению скорости света(км/ч) к частоте (кГц)

«УКВ», «ДВ», «СВ»

Сверхдлинные волны

— v = 3—30 кГц (λ = 10—100 км).

Имеют свойство проникать вглубь толщи воды до 20 м и в связи с этим применяются для связи с подводными лодками, причем, лодке не обязательно всплывать на эту глубину, достаточно выкинуть радио буй до этого уровня.

Эти волны могут распространяться вплоть до огибания земли, расстояние между земной поверхностью и ионосферой, представляет для них «волновод», по которому они беспрепятственно распространяются.

Длинные волны(ДВ) v = 150—450 кГц (λ = 2000—670 м).

Этот тип радиоволны обладает свойством огибать препятствия, используется для связи на большие расстояния. Также обладает слабой проникающей способностью, так что если у вас нет выносной антенны, вам вряд ли удастся поймать какую-либо радиостанцию.

Средние волны (СВ) v = 500—1600 кГц (λ = 600—190 м).

Эти радиоволны хорошо отражаются от ионосферы, находящейся на расстоянии 100-450 км над поверхностью земли.Особенность этих волн в том, что в дневное время они поглощаются ионосферой и эффекта отражения не происходит. Этот эффект используется практически, для связи, обычно на несколько сотен километров в ночное время.

Короткие волны (КВ) v= 3—30 МГц (λ = 100—10 м).

Подобно средним волнам, хорошо отражаются от ионосферы, но в отличии от них, не зависимо от времени суток. Могут распространяться на большие расстояния(несколько тысяч км) за счет пере отражений от ионосферы и поверхности земли, такое распространение называют скачковым. Передатчиков большой мощности для этого не требуется.

Ультракороткие Волны(УКВ) v = 30 МГц — 300 МГц (λ = 10—1 м).

Эти волны могут огибать препятствия размером в несколько метров, а также имеют хорошую проникающую способность. За счет таких свойств, этот диапазон широко используется для радио трансляций. Недостатком является их сравнительно быстрое затухание при встрече с препятствиями.

Существует формула, которая позволяет рассчитать дальность связи в УКВ диапазоне:

Так к примеру при радиотрансляции с останкинской телебашни высотой 500 м на приемную антенну высотой 10 м, дальность связи при условии прямой видимости составит около 100 км.

Высокие частоты (ВЧ-сантиметровый диапазон) v = 300 МГц — 3 ГГц (λ = 1—0,1 м).
Не огибают препятствия и имеют хорошую проникающую способность. Используются в сетях сотовой связи и wi-fi сетях.
Еще одной интересной особенностью волн этого диапазона, является то, что молекулы воды, способны максимально поглощать их энергию и преобразовывать ее в тепловую. Этот эффект используется в микроволновых печах.
Как видите, wi-fi оборудование и микроволновые печи работают в одном диапазоне и могут воздействовать на воду, поэтому, спать в обнимку с wi-fi роутером, длительное время не стоит.

Крайне высокие частоты (КВЧ-миллиметровый диапазон) v = 3 ГГц — 30 ГГц (λ = 0,1—0,01 м).
Отражаются практически всеми препятствиями, свободно проникают через ионосферу. За счет своих свойств используются в космической связи.

AM — FM

Зачастую, приемные устройства имеют положения переключателей am-fm, что же это такое:

AM — амплитудная модуляция

Это изменение амплитуды несущей частоты под действием кодирующего колебания, к примеру голоса из микрофона.
АМ — первый вид модуляции придуманный человеком. Из недостатков, как и любой аналоговый вид модуляции, имеет низкую помехоустойчивость.

FM — частотная модуляция

Это изменение несущей частоты под воздействие кодирующего колебания.
Хотя, это тоже аналоговый вид модуляции, но он имеет более высокую помехоустойчивость чем АМ и поэтому широко применяется в звуковом сопровождении ТВ трансляций и УКВ вещании.

На самом деле у описанных видом модуляции есть подвиды, но их описание не входит в материал данной статьи.

Еще термины

Интерференция

— в результате отражений волн от различных препятствий, волны складываются. В случае сложения в одинаковых фазах, амплитуда начальной волны может увеличиться, при сложении в противоположных фазах, амплитуда может уменьшиться вплоть до нуля.

Это явление более всего проявляется при приеме УКВ ЧМ и ТВ сигнала.

Поэтому, к примеру внутри помещения качество приема на комнатную антенну ТВ сильно «плавает».

Дифракция — явление, возникающее при встрече радиоволны с препятствиями, в результате чего, волна может менять амплитуду, фазу и направление.
Данное явление объясняет связь на КВ и СВ через ионосферу, когда волна отражается от различных неоднородностей и заряженных частиц и тем самым, меняет направление распространения.
Этим же явлением объясняется способность радиоволн распространяться без прямой видимости, огибая земную поверхность. Для этого длина волны должна быть соразмерна препятствию.

PS:

Надеюсь, информация описанная мной будет полезна и принесет некоторое понимание по данной теме.

Кто на самом деле изобрел радио?

• <a href=http://www.bbc.co.uk/russian/topics/blog_krechetnikov><b>Артем Кречетников</b></a>
• Би-би-си, Москва

24 марта 2016

Автор фото, RIA Novosti

Подпись к фото,

Александр Попов и его передатчик (рисунок неизвестного художника)

120 лет назад, 24 марта 1896 года, российский ученый Александр Попов на закрытом заседании Русского физико-химического общества в Петербурге впервые в мире осуществил передачу радиотелеграммы. С помощью передатчика и приемника собственной конструкции он передал набранные азбукой Морзе слова Heinrich Hertz (Генрих Герц).

За титул изобретателя радио с ним соперничают итальянец Гульельмо Маркони, серб Никола Тесла, немец Генрих Герц и британец Оливер Лодж.

Ряд историков утверждает, что убедительно обосновать свое первенство Попову помешал режим секретности, которым он был связан, работая на военный флот.

Другие полагают, что однозначно определить приоритет на одно из главных изобретений человечества невозможно в принципе. Каждый из ученых внес свой вклад. Продолжающиеся по сей день споры свидетельствуют, что идея витала в воздухе, а великие умы мыслят параллельно.

Интересные факты

• Как многие русские интеллигенты той эпохи, Александр Степанович Попов вышел из духовного сословия. Его отец был священником, сам он окончил семинарию, но предпочел науку, поступив на физико-математический факультет Петербургского университета.
• Во время создания радио Попов служил в военно-морском ведомстве в качестве преподавателя физики Морского технического училища в Кронштадте и ориентировался в своих разработках на нужды флота.
• Первая в России радиостанция была смонтирована под его руководством в Севастополе. Во время маневров 7 сентября 1899 года с нее была установлена связь с военными кораблями «Георгий Победоносец», «Три Святителя» и «Капитан Сакен», находившимися в 14 км от берега. Место, где находилась станция, получило название «Радиогорка».
• В том же году радиостанции были установлены в Котке (Финляндия) и на новом ледоколе «Ермак». В ноябре 1899 года благодаря радиостанции «Ермака» впервые были спасены люди — группа рыбаков, унесенных на льдине в районе острова Готланд.
• День радио отмечается в России 7 мая (25 апреля по старому стилю). В этот день в 1895 году, примерно за год до первой радиопередачи, Попов прочитал в спортивном зале Петербургского университета лекцию «Об отношении металлических порошков к электрическим колебаниям», где обосновал возможность радиосвязи. 7 мая 1995 года ЮНЕСКО по инициативе России отметила 100-летие радио.
• Профессор физики Технического университета в Карлсруэ Генрих Герц в 1887 году открыл электромагнитные волны, распространяющиеся со скоростью света, провел и описал опыты по их передаче на расстояние без проводов при помощи созданных им генератора и резонатора. Об использовании открытия Герц не думал, заявив: «Это абсолютно бесполезно. Мы всего-навсего имеем таинственные электромагнитные волны, которые не можем видеть глазом, но они есть».
• Никола Тесла, к тому времени работавший в США, в 1893 году в ходе исследований атмосферного электричества изобрел заземленную мачтовую антенну, а впоследствии успешно экспериментировал с передатчиками и приемниками собственной конструкции.
• Оливер Лодж 14 августа 1894 года в Оксфордском университете продемонстрировал передачу радиосигнала из одного здания в другое на расстояние 40 метров. Для практического применения аппаратуру следовало усовершенствовать, но Лодж заниматься этим не стал, уступив пальму первенства Попову и Маркони. <image/>
• Инженер и изобретатель из Болоньи Гульельмо Маркони занялся конструированием радиопередатчиков и приемников в декабре 1894 года и подал заявку на изобретение 2 июня 1896 года, то есть через два месяца и восемь дней после первой радиопередачи Попова.
• 2 сентября в Солсбери под Лондоном он публично продемонстрировал свою аппаратуру, передав при этом не два слова, а целый текст, и на расстояние в 3 км, то есть в 12 раз дальше, чем Попов.
• Будучи, по его словам, связан режимом секретности, Попов открыто сообщил о своих работах лишь 19/31 октября 1897 года, когда о достижениях Маркони уже знал весь мир, причем и тогда признал их незавершенными. «Здесь собран прибор для телеграфирования. Связной телеграммы мы не сумели послать, потому что все детали приборов нужно еще разработать», — заявил он в докладе в Петербургском электротехническом институте.
• Первая публичная демонстрация передатчика и приемника Поповым произошла 18 декабря 1897 года. Российский патент он оформил лишь в 1901 году, но до самой кончины в декабре 1905 году отстаивал свой приоритет перед Маркони.
• Маркони стал крупным предпринимателем, получил Нобелевскую премию (1909 год) и титул маркиза Итальянского королевства. Попов был избран почетным членом Русского технического общества, получил чин статского советника, орден святой Анны II степени и Большую золотую медаль Всемирной выставки в Париже 1900 года. В 1921 году Совнарком РСФСР назначил его вдове пенсию.
• Многие авторы предпочитают говорить об «изобретении радио Поповым и Маркони». В мире больше знают имя итальянского ученого, в России наоборот. В Большой Советской Энциклопедии 1955 года Маркони вообще не упоминался.

Хронология радио

• В 1897 году Маркони учредил в Британии фирму «The Wireless Telegraph & Signal Company» и построил первую стационарную радиостанцию на острове Уайт, а в 1898 году открыл в Англии радиозавод, на котором работали 50 человек.
• В январе 1898 года мир впервые узнал по радио сенсационную новость — о тяжелом заболевании в его доме в Уэльсе бывшего британского премьера Уильяма Гладстона (телефонный провод был оборван снежной бурей).
• Первый сеанс трансатлантической радиосвязи произошел 14 января 1906 года.
• В апреле 1909 года калифорнийский изобретатель Чарльз Херролд запатентовал технологию, позволяющую передавать по радио не только сигналы азбуки Морзе, но и человеческий голос и музыку, и ввел в обращение термин broadcasting (публичное вещание).
• Количество жертв гибели «Титаника» в ночь с 14 на 15 апреля 1912 года было бы намного больше, если бы корабельная радиостанция не передала сигнал SOS и координаты места катастрофы. Вскоре в США был принят закон, обязывающий все морские суда поддерживать радиосвязь с берегом, а спустя год Международная конференция по охране человеческой жизни на море сделала это правило общемировым.
• 8 ноября 1917 года большевики обнародовали по радио текст Декрета о мире (с помощью азбуки Морзе).
• 27 февраля 1919 года в Нижнем Новгороде состоялась первая в России передача голоса по радио.
• 20 августа 1920 года Эдвард Скрипп получил первую лицензию на открытие частной коммерческой радиостанции в Детройте, работающей поныне.
• В 1924 году Би-би-си начала трансляцию по радио сигналов точного времени.
• В 1930 году компания Motorola выпустила первый автомобильный приемник. <image/>
• В 1933 году патрульные полицейские машины в городе Байонне, штат Нью-Джерси, впервые были оснащены двусторонней радиосвязью.
• Участники полярной экспедиции Умберто Нобиле (1929 год) и зимовки на дрейфующих льдах под руководством Ивана Папанина (1938 год) были спасены благодаря радиолюбителям.
• В 1937 году в США заработала первая радиостанция в диапазоне FM.
• Русская служба Би-би-си впервые вышла в эфир 24 марта 1946 года — ровно через 50 лет после первой радиопередачи Александра Попова.
• В 1954 году американская фирма Regency выпустила на рынок первый коммерческий транзисторный радиоприемник.
• Первый спутник Земли, запущенный в СССР 4 октября 1957 года, не нес никакой аппаратуры, кроме двух радиопередатчиков, передававших сигнал «бип-бип» в диапазоне, где его могли ловить радиолюбители.
• В XX веке авторитарные режимы широко практиковали глушение «нежелательных» радиопередач из-за границы. В настоящее время эта практика сохраняется в Китае, Северной Корее, Иране и на Кубе.
• В настоящее время в мире насчитываются свыше 50 тысяч государственных и коммерческих радиостанций и около трех миллионов радиолюбителей, общающихся в коротковолновом диапазоне, а число приемников не поддается учету. Все современные информационные технологии, включая мобильную связь, беспроводной интернет и спутниковую навигацию, имеют в основе изобретения основоположников радио.
• В последние десятилетия радио уступило место главного средства массовой информации телевидению и интернету, но сотни миллионов людей во всем мире продолжают регулярно слушать его, особенно находясь за рулем. В 1984 году группа Queen записала знаменитую песню «Radio Gaga» со словами «Radio, what’s new? Someone still loves you» («Что нового, радио? Кое-кто любит тебя по-прежнему»).
• В начале XX века, по замечанию писателя и историка Бориса Акунина, вера в прогресс была безграничной. Однако развитие науки и техники отставало от социальных реформ, да и не могло решить всех проблем общества и отдельного человека. Разочарование вылилось в известной шутке, приписываемой Илье Ильфу: «Вот и радио изобрели, а счастья все нет!».

Как радиоволновые инструменты помогают при операциях — Российская газета

Новые технологии в медицине мало кого удивляют. Говорят и пишут: «робот лечит», «гаджет ставит диагноз» и так далее. Хотя очевидно: и лечит, и диагноз ставит только врач. А технологии — даже самые продвинутые — ему в помощь. Сами пациенты с понятной настороженностью относятся к нововведениям. Скажем, охотно идут на МРТ, КТ. При назначении операции многие интересуются, нельзя ли ее провести эндоваскулярным методом.

Но… Читательница Анна Никоненко из Тулы обеспокоена тем, что ее сыну, страдающему хроническим насморком, носовыми кровотечениями, назначили, как она пишет, «какое-то радиоволновое вмешательство… И так вокруг нас сплошные радиоволны, сплошные излучения».

Опасения читательницы обоснованны? — спрашиваю доктора медицинских наук профессора-отоларинголога Михаила Лейзермана.

Михаил Лейзерман: Каждый год мы проводим более тысячи операций с приминением радиоволн. Фото: Михаил Синицын/ РГ

Михаил Лейзерман: Обеспокоенность читательницы понять можно. Хотя термин «радиоволновая хирургия» давно на слуху, мало кто знает, что же это за радиоволна? А история этого явления такова. В 1973 году врач-стоматолог, радиоинженер по второму образованию, создал электрический медицинский инструмент для разрезов и коагуляции при операциях в полости рта. Частота, с которой работал аппарат, была около 4 мегагерц — это 4 миллиона колебаний в секунду. Именно с такой частотой излучения работает обычный радиоприемник. В дальнейшем эти медицинские приборы стали называть радиоволновыми.

Чем они привлекли внимание медиков?

Михаил Лейзерман: Приборы излучают электромагнитные волны высокой частоты, сравнимой с частотой излучения радио. Однако с мощностью в тысячи раз большей. Эта мощная радиоволна, касаясь биологических тканей — кожи, слизистой оболочки, мышц, сосудов, — вызывает их рассечение и одновременно коагуляцию. А так как воздействие на ткани происходит на молекулярном уровне, разрез получается тоньше, чем разрез бритвы. При этом края раны практически не кровоточат.

Эти свойства излучения начали использовать вначале стоматологи и косметологи, а вслед за ними врачи иных хирургических специальностей: гинекологи, окулисты, травматологи, отоларингологи и другие. Особенный интерес вызывает хирургическая радиоволна в зонах с богатым кровоснабжением. Это лицо, слизистая оболочка носа и горла, кисть, стопа, внутренние органы. Сейчас большинство клиник работают с радиоволновыми приборами.

В том числе и ваша клиника в Московской городской больнице имени Баумана.

Михаил Лейзерман: Радиоволновые инструменты помогают нам оперировать в труднодоступных местах. Это корень языка, гортань, глубокие отделы полости носа. Каждый год проводим более тысячи сложных операций с применением радиоволны. При том же хроническом насморке, при носовом кровотечении, о которых пишет ваша читательница. Применяем при лечении хронического тонзиллита, охриплости голоса, доброкачественных новообразованиях носа и глотки, при храпе, разрастаниях лимфоидной ткани корня языка и многих других проблемах лор-органов.

Операции, выполняемые с малой кровопотерей, занимают значительно меньше времени. Это снижает, например, расход медикаментов на наркоз. Заживление раны происходит быстрее, чем при классических операциях. Значит, лечить пациентов можно с меньшими затратами. И время пребывания в стационаре заметно сокращается.

Несколько лет назад фирма «ЭЛМАН», выпускающая радиоволновую аппаратуру, наградила нас сертификатом за внедрение в специальность радиоволновых методик, а компания «ЗЕРЦ», поставляющая самые современные приборы из Германии, опубликовала наши научные статьи в солидных иностранных журналах.

Большинство клиник сейчас работает с радиоволнами

Использование радиоволновой аппаратуры доступно в регионах?

Михаил Лейзерман: Пока не повсеместно. Мы проводили и проводим сертификационные циклы и мастер-классы по радиоволновым технологиям в оториноларингологии. В них участвуют специалисты из различных регионов страны. Это, говоря высоким стилем, наш вклад в развитие современных методов лечения не только в столице, но и в разных городах России.

История радио

День рождения радио отмечается в нашей стране 7 мая. В этот день в 1895 году российский физик Александр Попов осуществил первый в мире сеанс радиосвязи с помощью созданного им радиоприемника. Прошло всего 120 лет – и мы уже не представляем свою жизнь без радио и его продолжений: телевидения, мобильной связи, Интернета, то есть видов связи, основанных на передаче физического (электрического или электромагнитного) сигнала. Попробуем кратко проследить эволюцию технической мысли: от мечты человечества до ее современной реализации.

Сигнальные огни и воздушные змеи

Необходимость передавать информацию на большие расстояния возникла у человечества еще на заре первобытной цивилизации. Поначалу для этого использовали дым костра или отраженный солнечный свет, сигнальные огни или голубиную почту. Этими способами люди обходились на протяжении тысячелетий, вплоть до изобретения флажковой сигнализации (в конце XVIII века) и телеграфа (в 1832 году). Однако со временем передаваемая информация становилась все более сложной, что привело к созданию новых систем.

Британская голубиная почта

Слово «радио» в переводе с латинского radiare означает «излучать, испускать лучи». Основой радио являются электромагнитные волны. Сегодня это известно каждому школьнику, но человечество догадалось об их существовании лишь в конце XVII века – и то смутно. Потребовалось еще два столетия, чтобы английский ученый Майкл Фарадей в конце 1830-х годов, наконец, уверенно заявил об обнаружении электромагнитных волн. Еще через 30 лет другой ученый из Великобритании Джеймс Максвелл закончил построение теории электромагнитного поля, которая и нашла свое применение в физике.

Примерно в это же время американский дантист Малон Лумис (Mahlon Loomis) заявил о том, что открыл способ беспроволочной связи. Сигнал передавался при помощи двух воздушных змеев, к которым были прикреплены электрические провода. Один из них был антенной радиопередатчика, второй – антенной радиоприемника. При размыкании от земли цепи одного провода отклонялась стрелка гальванометра и в цепи другого провода. По утверждениям изобретателя, сигнал передавался на расстояние более 22 км. В 1872 году Лумис получил первый в мире патент на беспроводную связь. Но, к сожалению, документ не содержит детального описания устройств, использованных изобретателем. Чертежи его аппаратов также не сохранились.

В 1880–1890 годы практически одновременно ряд ученых провели успешные эксперименты по использованию электромагнитных волн, применив при этом усовершенствованные элементы. Вот почему сегодня сразу несколько стран претендуют на звание изобретателя радио.

В Германии первооткрывателем способов передачи и приема электромагнитных волн считают Генриха Герца. Он сделал это в 1888 году. Кстати, сами волны длительное время назывались «волнами Герца» (Hertzian Waves).

Усиливающий передатчик Тесла

В США уверены, что заслуга изобретения радио принадлежит Николе Тесле, запатентовавшему в 1893 году передатчик, а в 1895-м – приемник. Кстати, в 1943 году его приоритет перед Маркони был признан в судебном порядке. Это связано с тем, что аппарат Маркони и Попова позволял осуществлять только сигнальную функцию, используя в том числе азбуку Морзе. А устройство Теслы могло преобразовывать радиосигнал в акустический звук. Такую конструкцию имеют и все современные радиоустройства, в основе которых лежит колебательный контур.

Гульельмо Маркони

И все же большинство стран считает создателем первой успешной системы обмена информацией с помощью радиоволн (радиотелеграфии) итальянского инженера Гульельмо Маркони. Он добился этого в 1895 году. Российский физик Александр Попов отстал от него всего на один месяц.

Радио в России

7 мая 1895 года Александр Степанович выступил на заседании Русского физико-химического общества в Санкт-Петербурге с лекцией «Об отношении металлических порошков к электрическим колебаниям», на которой, воспроизводя опыты Лоджа c электромагнитными сигналами, продемонстрировал прибор, схожий в общих чертах с тем, который ранее использовался Лоджем. Попов внес в конструкцию усовершенствования: в его радиоприемнике молоточек, встряхивавший когерер (трубку Бранли), работал не от часового механизма, а от радиоимпульса.

Первое радио Попова

Современники Попова признавали, что его конструкция представляла собой прибор, который впоследствии был использован для беспроводной телеграфии. Сам Попов приспособил прибор для улавливания атмосферных электромагнитных волн и назвал его «грозоотметчик».

Устройство Попова отличалось чувствительностью и надежностью. В первых опытах по радиосвязи, проведенных в физическом кабинете, а затем в саду Минного офицерского класса, приемник обнаруживал излучение радиосигналов, посылаемых передатчиком, на расстоянии до 60 м.

В апреле 1896 года опять же на заседании Русского физико-химического общества Попов, используя вибратор Герца и приемник собственной конструкции, передал на расстояние 250 м радиограмму: «Генрих Герц». Таким образом, можно считать, что именно Попов первым сумел продемонстрировать возможность передавать радиосигнал, который нес в себе определенную информацию.

Первые радиостанции в России были заказаны царем у французской компании «Дюкрет». Консультантом при выполнении этих работ был Попов.

К 1917 году радио уже стало средством массовой информации. А вскоре Российское телеграфное агентство стало рассылать информацию подписчикам за установленную плату.

В 1918 году появилась радиостанция «Вестник РОСТА», а с 1921 года стала возможна передача музыки и голосового вещания. В эфире Советского Союза зазвучали стихи призывного характера, сатирические рассказы, а в 1923-м был дан первый радиоконцерт.

Во время Великой Отечественной войны в эфир выходили передачи «Письма с фронта», «На фронт» и сводки от Советского информационного бюро, а 24 июня 1945 года была проведена трансляция Парада Победы на Красной площади.

В 1945 году 7 мая в СССР широко праздновалось 50-летие со дня изобретения радио. В связи с этим правительство страны приняло решение считать эту дату ежегодным Днем радио.

Уже не просто радио

Сегодня День радио – это профессиональный праздник не только тех, кто занимается передачей информации. Непосредственное отношение к нему имеют и те, кто занимается защитой информации, создает устройства радиоэлектронной борьбы (РЭБ), системы навигации и прочее сложнейшее радиоэлектронное оборудование. Перечислить все невозможно, расскажем лишь о трех, самых новых разработках.

В 2014 году для российского YotaPhone была создана система защиты информации при помощи технологии ViPNet. Благодаря этому устройству, смартфон становится недоступен для взлома не только обычным злоумышленникам, но и профессиональным организациям и даже, возможно, спецслужбам других стран.

Из-за массовой компьютеризации и повсеместного внедрения сетевых технологий огромную актуальность приобретают разработки в области кибербезопасности. Под угрозой кибертерроризма находятся сегодня сведения, составляющие государственную тайну, и высокотехнологичные промышленные объекты, глобальные транспортные узлы и пропускные терминалы, системы электронных платежей и интеллектуальные устройства автоматизации. Разработками в сфере кибербезопасности активно занимаются специалисты КРЭТ. Недавно они отправили на экспертизу в Минкомсвязи России новейшие образцы отечественных средств защиты информации (СЗИ). А в 2015 году намерены приступить к организации технологической линейки по их созданию.

И наконец, новый комплекс средств коротковолновой связи для высших звеньев управления Сухопутных войск «Антей», серийное производство которого началось в феврале 2015 года. Он обеспечивает передачу данных на расстояние до 4 тыс. км (полевой радиоцентр) и до 8 тыс. км (стационарные радиоцентры) даже в сложной помеховой обстановке. «Антей» создан специалистами Объединенной приборостроительной корпорации. Подобных разработок в отечественной радиопромышленности не было около 30 лет.

Радиоволновое лечение эрозии шейки матки

ЧТО ТАКОЕ РАДИОВОЛНОВОЕ ЛЕЧЕНИЕ ЭРОЗИИ ШЕЙКИ МАТКИ?

Благодаря развитию современной радиоволновой хирургии и профессионализму нового поколения гинекологов прижигание эрозии шейки матки радиоволнами стало одним из самых эффективных и безболезненных методов ее лечения.

Радиоволновое лечение эрозии шейки матки является новым методом, позволяющим обрабатывать поврежденные ткани без боли. Поврежденные во время процедуры клетки быстро восстанавливаются, что сокращает срок заживления.

ЧТО ТАКОЕ ЭРОЗИЯ ШЕЙКИ МАТКИ?

Многие женщины сталкиваются с таким диагнозом как эрозия шейки матки. Однако часто они не спешат заняться лечением этого заболевания. Но если эрозию шейки матки не лечить, то заболевание может привести к неприятным последствиям и осложнениям.

Эрозии шейки матки подразделяют на истинную, врожденную и псевдоэрозию.

Чаще всего встречается псевдоэрозия.   

Псевдоэрозия развивается из истинной эрозии при замене плоского эпителия, который полностью отторгается, цилиндрическим эпителием. При этом обычно начинают быстро размножаться железистые эпителиальные клетки. Псевдоэрозия может сохраняться много лет в виде очага хронического воспаления.

Перед тем, как планировать беременность, женщине необходимо, прежде всего, позаботиться о том, чтобы привести свой организм в порядок, включая лечение эрозии шейки матки, так как наличие эрозии может привести к разрыву шейки матки во время родов.

Радиоволновой способ лечения эрозии не противопоказан нерожавшим женщинам, поскольку после этого способа лечения на шейке матки не остается рубцов.

Поэтому не стоит ждать осложнений и откладывать лечение эрозии!  На сегодняшний день в современной гинекологии существует несколько эффективных и безопасных методов лечения этого заболевания.

КАКИЕ СУЩЕСТВУЮТ МЕТОДЫ ЛЕЧЕНИЯ ЭРОЗИИ ШЕЙКИ МАТКИ?

1. Диатермокоагуляция. Прижигание эрозии электрическим током.  Обычно после такой манипуляции на шейке матки появляется ожог, а потом рубец.
2. Криотерапия. Прижигание эрозии жидким азотом. После такого лечения рубец на шейке матки менее выражен.
3. Лазеротерапия. Это один из современных и эффективных методов. Лазерным лучом воздействуют на ткани эрозии. После процедуры рубца не образуется.
4. Радиоволновая хирургия. Радиоволны разрушают и испаряют пораженную ткань. Радиоволновое лечение – это наиболее щадящий, безопасный и быстрый метод лечения шейки матки.

РАДИОВОЛНОВОЕ ЛЕЧЕНИЕ ЭРОЗИИ ШЕЙКИ МАТКИ – ЭТО НАИБОЛЕЕ СОВРЕМЕННЫЙ И ЭФФЕКТИВНЫЙ МЕТОД ЛЕЧЕНИЯ ЭРОЗИИ

Радиоволновой метод лечения эрозии шейки матки появился относительно недавно. Суть метода заключается в обработке поврежденных тканей радиоволной.

К преимуществам лечения радиоволнами относятся:

• быстрое восстановление поврежденных тканей;
• отсутствие болезненных ощущений.

Можно сказать, что радиоволновое лечение эрозии – это лечение без боли, шрамов и рецидивов.

Теле-радио: новые возможности

В 2021 году Всемирный день радио отмечался 13 февраля под девизом: «Новый мир, новое радио. Эволюция, инновации, сближение». Сегодня радиостанции можно слушать во всех средах, в том числе и через телевизор.  

В 2019 году российское телевидение перешло на цифровые технологии. 98,4% населения получили возможность принимать 20 цифровых эфирных телеканалов и три радиостанции. В составе первого цифрового мультиплекса доступны «Радио России», «Маяк» и «Вести FM».  

По данным «Медиаскоп», почти 20% россиян слушают радио через телевизор. Это могут быть поклонники трех радиостанций, слепые и слабовидящие, а также люди, чья деятельность или образ жизни позволяют им слушать передачи, но не дают возможности смотреть.

Напомним, что вся информация в эфире, будь то телепрограмма, разговор по мобильному телефону или сообщение космонавтам и возможным инопланетянам, передается с помощью радиоволн. Радиоволны различаются по своим техническим характеристикам: у длинных длина волны от 1 до 10 км и частота от 30 до до 300 кГц, у коротких длина от 10 до 100 метров и частота от 3 до 30 мГц. 

Для приема волн разной длины нужны разные антенны. В бывшем СССР телевидение транслировалось в основном на метровых волнах (1-12 частотные каналы). И только в постсоветское время началось активное освоение телекомпаниями дециметрового диапазона (21-69 частотные каналы). Сейчас федеральные телеканалы вещают исключительно в ДМВ, и для их качественной настройки необходимо иметь дециметровую антенну.  

Найти нужные вами телевизионные и радио каналы можно с помощью ручной настройки телеканалов. Обычно для этого нужно выбрать в меню позицию «Настройка каналов» и далее «Ручная настройка». В появившемся поле необходимо ввести номер телевизионного канала и/или частоту мультиплексов в вашем населенному пункте (их можно посмотреть на сайте ртрс.рф).

На всех цифровых приемниках есть кнопка переключения из режима радио в режим телепросмотра и обратно. Обычно эта кнопка так и называется TV/RADIO, реже TV/R или просто RADIO. 

С точки зрения физика, телевидение – это радио с картинкой. И даже первые телепередачи начинались с приветствия радиозрителей. Хотя телевизор выглядит очень внушительным прибором, без правильно подобранной антенны он глух и слеп. 

радиоволн | Управление научной миссии

ЧТО ТАКОЕ РАДИО ВОЛНЫ?

В 1932 году Карл Янски из Bell Labs обнаружил, что звезды и другие объекты в космосе излучают радиоволны. Кредит: NRAO / AUI

.

Радиоволны имеют самые длинные волны в электромагнитном спектре. Они варьируются от длины футбольного мяча до размеров нашей планеты. Генрих Герц доказал существование радиоволн в конце 1880-х годов. Он использовал искровой разрядник, прикрепленный к индукционной катушке, и отдельный разрядник на приемной антенне.Когда волны, создаваемые искрами катушечного передатчика, улавливаются приемной антенной, искры также могут проскочить через ее зазор. Герц в своих экспериментах показал, что эти сигналы обладают всеми свойствами электромагнитных волн.

Вы можете настроить радио на определенную длину волны или частоту и слушать свою любимую музыку. Радио «принимает» эти электромагнитные радиоволны и преобразует их в механические колебания в динамике, чтобы создать звуковые волны, которые вы можете слышать.

РАДИОИЗЛУЧЕНИЯ В СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЕ

Астрономические объекты с изменяющимся магнитным полем могут излучать радиоволны. Радиоастрономический прибор WAVES на космическом корабле WIND зафиксировал дневные вспышки радиоволн от короны Солнца и планет в нашей солнечной системе.

Данные, представленные ниже, показывают излучения от различных источников, включая радиовсплески от Солнца, Земли и даже от ионосферы Юпитера, длина волн которой составляет около пятнадцати метров.Крайняя правая часть этого графика показывает радиовсплески от Солнца, вызванные электронами, которые были выброшены в космос во время солнечных вспышек, движущихся со скоростью 20% от скорости света.

Предоставлено: NASA / GSFC Wind Waves Майкл Л. Кайзер

РАДИОТЕЛЕСКОПЫ

Радиотелескопы смотрят в небо, чтобы увидеть планеты, кометы, гигантские облака газа и пыли, звезды и галактики. Изучая радиоволны, исходящие от этих источников, астрономы могут узнать об их составе, структуре и движении.Радиоастрономия имеет то преимущество, что солнечный свет, облака и дождь не влияют на наблюдения.

Поскольку радиоволны длиннее оптических, радиотелескопы сделаны иначе, чем телескопы, используемые для видимого света. Радиотелескопы должны быть физически больше оптических телескопов, чтобы получать изображения сравнимого разрешения. Но их можно сделать легче, проделав в тарелке миллионы маленьких отверстий, поскольку длинные радиоволны слишком велики, чтобы их «увидеть». Радиотелескоп Паркса с тарелкой шириной 64 метра не может дать более четкого изображения, чем небольшой оптический телескоп на заднем дворе!

Кредит: Ян Саттон

ОЧЕНЬ БОЛЬШОЙ ТЕЛЕСКОП

Для получения более четкого или более высокого разрешения радиоизображения радиоастрономы часто объединяют несколько меньших телескопов или приемных антенн в группу.Вместе эти тарелки могут действовать как один большой телескоп, разрешение которого задается максимальным размером области. Радиотелескоп с очень большой решеткой (VLA) Национальной радиоастрономической обсерватории в Нью-Мексико — одна из ведущих астрономических радиообсерваторий в мире. VLA состоит из 27 антенн, расположенных в виде огромной Y-образной диаграммы направленности до 36 км в поперечнике (примерно в полтора раза больше Вашингтона, округ Колумбия).

Методы, используемые в радиоастрономии на длинных волнах, иногда могут применяться на более коротком конце радиочастотного спектра — микроволновой части.На изображении VLA ниже зафиксировано 21-сантиметровое излучение энергии вокруг черной дыры в правом нижнем углу и силовых линий магнитного поля, тянущих за собой газ, в верхнем левом углу.

Кредит: VLA & NRAO, Фархад-Юсеф-Зедехет др. Северо-Западный

НЕБО РАДИО

Если бы мы смотрели на небо с помощью радиотелескопа, настроенного на 408 МГц, небо казалось бы радикально отличным от того, что мы видим в видимом свете. Вместо того, чтобы видеть точечные звезды, мы бы увидели далекие пульсары, области звездообразования, а остатки сверхновых будут доминировать в ночном небе.

Радиотелескопы также могут обнаруживать квазары. Термин квазар является сокращением от квазизвездного радиоисточника. Название происходит от того факта, что первые идентифицированные квазары излучают в основном радиоэнергию и очень похожи на звезды. Квазары очень энергичны, некоторые из них излучают в 1000 раз больше энергии, чем весь Млечный Путь. Однако большинство квазаров закрыты для обзора в видимом свете из-за пыли в окружающих их галактиках.

Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения-Калтех / А. Мартинес-Сансигре

.

Астрономы идентифицировали квазары с помощью радиоданных радиотелескопа VLA, потому что многие галактики с квазарами кажутся яркими при просмотре в радиотелескопы.На изображении ниже в искусственных цветах инфракрасные данные космического телескопа Spitzer окрашены в синий и зеленый цвета, а радиоданные с телескопа VLA показаны красным. Галактика с квазаром выделяется желтым цветом, потому что она излучает как инфракрасный, так и радиосвет.

Начало страницы | Далее: Микроволны

---

Цитата

APA

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства, Управление научных миссий. (2010). Радиоволны. Получено [вставить дату — e.г. 10 августа 2016 г.] , с веб-сайта NASA Science: http://science.nasa.gov/ems/05_radiowaves

MLA

Управление научной миссии. «Радиоволны» НАСА Наука . 2010. Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. [укажите дату — например, 10 августа 2016 г.] http://science.nasa.gov/ems/05_radiowaves

Радиоволны

РАДИО ВОЛНЫ | МИКРОВОЛНЫ | ИНФРАКРАСНЫЙ | ВИДИМЫЙ СВЕТ | УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫЙ | РЕНТГЕНОВСКИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ | ГАММА ЛУЧИ Радиоволны имеют самые длинные волны в мире электромагнитный спектр.Эти волны могут быть длиннее футбольного мяча поле или короткое, как футбольный мяч. Радиоволны не просто приносят музыку к твоему радио. Они также передают сигналы для вашего телевизора. и сотовые телефоны. Антенны на вашем телевизоре принимать сигнал в виде электромагнитных волн, который транслируется от телевизионной станции. Он отображается на экране вашего телевизора. У кабельных компаний есть антенны или тарелки, которые принимают передаваемые волны. с ваших местных телеканалов.Затем сигнал отправляется по кабелю. к вашему дому. Почему автомобильные антенны примерно такого же размера, как телевизионные антенны? Сотовые телефоны также используют радиоволны для передачи Информация. Эти волны намного меньше, чем у ТВ и FM-радио. волны. Почему антенны на сотовых телефонах меньше антенны на радио? Как мы «видим» с помощью радиоволн? Объекты в космосе, такие как планеты и кометы, гигантские облака газа и пыли, а также звезд и галактик, излучают свет во многих различных длины волн.Часть излучаемого ими света имеет очень большую длину волны — иногда целых милю !. Эти длинные волны в радио область электромагнитного спектра. Поскольку радиоволны больше оптических, радио телескопы работают иначе, чем телескопы, которые мы используем для видимого > свет (оптические телескопы). Радиотелескопы бывают посуда из проводящего металла, отражающая радиоволны к точке фокусировки. Поскольку длины волн радиосвета равны настолько большой, радиотелескоп должен быть физически больше, чем оптический телескоп, чтобы иметь возможность делать изображения сопоставимых ясность.Например, радиотелескоп Паркса, у которого есть блюдо шириной 64 метра не может дать нам более четкого изображения чем маленький телескоп на заднем дворе! Чтобы сделать лучше и четче (или с более высоким разрешением) радиоизображения, радиоастрономы часто объединяют несколько меньшие телескопы или приемные тарелки в массив. Вместе тарелки могут действовать как один большой телескоп, размер равен общей площади, занимаемой массивом. Очень большой Array (VLA) — одна из ведущих астрономических радиообсерваторий в мире.VLA состоит из 27 антенн, расположенных в виде огромной Y-образной диаграммы направленности вверх. до 36 км (22 мили) в поперечнике — примерно в полтора раза больше Вашингтон, округ Колумбия. VLA, расположенный в Нью-Мексико, представляет собой интерферометр; это означает, что он работает умножение данных от каждой пары телескопов вместе, чтобы образуют интерференционные картины. Структура этого вмешательства узоры, и как они меняются со временем, когда Земля вращается, отражают структуру радиоисточников на небе. Что показывают нам радиоволны? На изображении выше показан угарный газ (CO) в нашей галактике Млечный Путь. Многие астрономические объекты излучают радиоволны, но это не так. был открыт до 1932 года. С тех пор астрономы разработали сложные системы, позволяющие делать снимки с радиоволны, излучаемые астрономическими объектами. Радиотелескопы смотрят в небеса на планеты и кометы, гигантские облака газа и пыли и звезды и галактики.Изучая радиоволны, исходящие от из этих источников астрономы могут узнать об их композиция, структура и движение. Радиоастрономия имеет то преимущество, что солнечный свет, облака и дождь не влияют на наблюдения. Знаете ли вы, что радиоастрономические обсерватории используют дизельные автомобили вокруг телескопов? Зажигание свечей зажигания в автомобили с бензиновым двигателем могут мешать радионаблюдениям — точно так же, как использование пылесоса может помешать телевизионному приему! [СЛЕДУЮЩАЯ УМЕНЬШЕННАЯ ДЛИНА ВОЛНЫ] ВОЗВРАЩЕНИЕ К ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМУ СПЕКТРУ

Radio Wave — обзор

5.2.2 Рассеяние и отражение

Радиосвязь, такая как сотовые телефоны, телевизоры, AM / FM-радио и сигналы GPS, используют распространяющиеся электромагнитные волны (часто называемые радиоволнами) для беспроводной передачи информации. В то время как ранее обсуждаемые формы EMI сосредоточены на источниках RN, которые могут активно мешать и подавлять эти сигналы на приемнике, существуют также чисто пассивные формы EMI, которые могут повлиять на способность передаваемого сигнала различимо достигать приемника в первую очередь. .

Передаваемые радиоволны взаимодействуют с диэлектрическими и проводящими объектами в окружающей среде, такими как земля, большие здания, линии передачи и башни из стальной решетки. Падающая радиоволна может вызвать электрические токи в этих объектах, что приведет к рассеянию радиоволны. В случае линий электропередачи и опор это может происходить независимо от того, находятся ли линии под напряжением и проходят ли они ток. Другими словами, простое существование проводящих линий и вышек может привести к рассеянию определенных радиоволн.Существует несколько способов, которыми рассеяние радиоволн может нарушить радиосвязь:

1.

Блокировка: передаваемый сигнал не достигает приемника из-за того, что он рассеивается структурой на пути между источником сигнала и приемником.

2.

Многолучевое распространение: рассеяние может обеспечить несколько путей, по которым радиоволна может достичь приемника, что приведет к тому, что несколько копий принятого сигнала будут слегка смещены во времени и перекрываются друг с другом.

3.

Деформация диаграммы направленности антенны: Рассеяние вблизи передающей антенны или антенной решетки может изменить направленность диаграммы направленности антенны, что приведет к более сильным или более слабым интенсивностям сигнала, чем предполагалось, в определенных направлениях.

Обсуждение, приведенное ниже, охватывает потенциальную возможность для линий электропередачи и опор вызывать каждую из этих форм электромагнитных помех, а также методы смягчения, где это применимо.

Независимо от того, возникают ли электромагнитные помехи из-за блокировки, многолучевого распространения или деформации диаграммы направленности антенны, помехи будут возникать только в том случае, если линии передачи и опоры эффективно взаимодействуют с падающей радиоволной.Это сильно зависит от частоты, потому что рассеяние радиоволн имеет тенденцию быть наиболее сильным, когда рассеивающий объект или компонент рассеивающего объекта электрически подобен по размеру длине волны падающей радиоволны. ² Рассеяние может происходить от отдельных проводов линии передачи (обычно несколько сантиметров в диаметре), пучков проводов (расстояние между проводниками в десятки сантиметров) или опорных конструкций (десятки метров в высоту с подкомпонентами различного размера).Рассеяние также может происходить от токов, протекающих в замкнутом контуре, образованном двумя соседними опорами, соединяющим экранирующим проводом и землей. Эта петля обычно составляет несколько сотен метров в окружности.

На частотах выше примерно 10 МГц блокирование и многолучевые электромагнитные помехи из-за рассеяния от линий передачи и вышек представляют собой потенциальную проблему. В случае блокировки может произойти потеря сигнала. В случае многолучевого распространения ухудшение сигнала может принимать различные формы, включая фантомные изображения или потерю экрана в случае старых телевизионных передач с амплитудной модуляцией (Toyada and Hashimoto, 1979) или изменение дальности в случае GPS (Gerdan et al. ., 1995). Однако на практике эти эффекты EMI редко возникают в отношении линий электропередачи и опор. Рассеяние сигналов 1 ГГц отдельными проводниками линии передачи вряд ли вызовет значительное ухудшение сигнала (Silva and Olsen, 2002). Рассеяние пучками проводников может быть значительным при возникновении резонансных условий (Takeshita et al., 1979), но эти резонансные условия требуют определенных комбинаций частоты радиоволн, расстояния между субпроводниками и угла падения, а также соответствующей геометрии между передатчиком, рассеивающие линии передачи и приемник.

Рассеяние от опор ЛЭП может быть значительным, но обычно только в непосредственной близости от опоры. Тояда и Хашимото (1979) показали в одном исследовании, что очень высокочастотное (ОВЧ) рассеяние от типичной стальной опоры линии электропередачи на расстоянии примерно 100 метров от приемника создает принимаемое рассеянное поле примерно на 16 дБ меньше, чем поле, падающее на башня. В случае сигналов GPS исследования показали незначительное или нулевое отрицательное влияние линий передачи или вышек на измерения кода GPS (например,г., Bancroft et al., 2012; Сильва и Олсен, 2002). Bancroft et al. Обнаружили только не мешающее воздействие на GPS в виде скачков цикла. (2012), и те произошли возле опор ЛЭП. Если блокирование сигнала прямой видимости действительно происходит вблизи опоры линии передачи, одним из вариантов смягчения последствий является перемещение приемной антенны за пределы тени блокирующей башни. Эти потенциальные эффекты блокировки и многолучевого распространения на частотах выше примерно 10 МГц обычно не значительны и обычно не учитываются при проектировании линий передачи, но иногда могут возникать в виде жалоб после строительства линии и рассматриваться в индивидуальном порядке. на основании случая (EPRI, 1982; Loftness, 2003).

На частотах ниже примерно 10 МГц, в частности, для радиовещания AM, рассеяние от линий передачи и вышек может мешать диаграмме направленности антенны радиовещательной вышки. Чтобы не создавать помех другим радиостанциям в перекрывающихся полосах частот или не тратить энергию на радиопередачи в менее населенные районы, радиовещательным станциям средней частоты (от 300 кГц до 3 МГц) часто требуются определенные диаграммы направленности антенны, которые фокусируют их передачи в определенных направлениях.Рассеяние из-за повторного излучения от близлежащих линий передачи может изменить эту предполагаемую диаграмму направленности. В ситуациях, когда предлагаемое строительство вышки может повлиять на направленность ближайшей радиостанции AM, правила 47 CFR Часть 1, подраздел BB раздела 47 FCC (FCC, 2016) предписывают стороне, предлагающей эти дополнения, расследовать любые потенциальные воздействия на радиостанции AM и примите меры для смягчения этих эффектов. В случае линий передачи повторное излучение радиоволн AM может быть значительным, когда электрическая длина замкнутого контура, образованного соседними опорами линии передачи, экранирующим проводом и землей, близка к длине волны радиостанции, кратной длине волны. .В одном сценарии повторное излучение линии передачи на расстоянии 450 м от всенаправленной широковещательной антенны AM привело к пикам до 2 дБ и минимумам до −8 дБ в номинальную диаграмму направленности антенны (Trueman and Kubina , 1981). Чтобы смягчить такие эффекты, электрическая длина замкнутых контуров в линиях передачи может быть изменена путем установки регулируемых юбок или ответвлений на опорах линий электропередачи (см., Например, Trueman et al., 1989; Madge and Jones, 1986 ), или путем изолирования выбранных башен от соединительной экранирующей проволоки (Труман и Кубина, 1986).

Введение в электромагнитные волны | Физика

Рис. 1. Человеческие глаза обнаруживают эту оранжевую «морскую золотую» рыбу, плавающую над коралловым рифом в голубых водах Эйлатского залива (Красное море), используя видимый свет. (Источник: Daviddarom, Wikimedia Commons)

Красота кораллового рифа, тёплое сияние солнца, жжение от солнечных ожогов, рентгеновский снимок, показывающий сломанную кость, даже попкорн в микроволновой печи — все это доставляется нам электромагнитными волнами .Список различных типов электромагнитных волн, от радиопередающих волн до ядерных гамма-излучений ( γ -луч), интересен сам по себе.

Еще более интригующим является то, что все эти разнообразные явления являются разными проявлениями одного и того же — электромагнитных волн. (См. Рисунок 2.) Что такое электромагнитные волны? Как они созданы и как путешествуют? Как мы можем понять и организовать их разнообразные свойства? Как они связаны с электрическими и магнитными эффектами? Эти и другие вопросы будут изучены.

Предупреждение о заблуждении: звуковые волны против радиоволн

Многие люди путают звуковые волны с радиоволнами , одним типом электромагнитных (ЭМ) волн. Однако звук и радиоволны — это совершенно разные явления. Звук создает колебания давления (волны) в веществе, таком как воздух, вода или ваша барабанная перепонка. И наоборот, радиоволны — это электромагнитные волны , такие как видимый свет, инфракрасное, ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-лучи. ЭМ волнам не нужна среда для распространения; они могут путешествовать в вакууме, например в космическом пространстве.

Радио работает, потому что звуковые волны, которые играет Д.Дж. на радиостанции преобразуются в электромагнитные волны, затем кодируются и передаются в радиодиапазоне. Радио в вашем автомобиле принимает радиоволны, декодирует информацию и использует динамик, чтобы преобразовать ее обратно в звуковую волну, доставляя приятную музыку вашим ушам.

Открытие нового феномена

Рис. 2. Электромагнитные волны, посылаемые и принимаемые этой 50-футовой антенной-тарелкой радара в Космическом центре Кеннеди во Флориде, не видны, но помогают отслеживать одноразовые ракеты-носители с изображениями высокой четкости.Впервые эта антенна радара C-диапазона использовалась для запуска ракеты Atlas V, отправившей зонд New Horizons к Плутону. (кредит: НАСА)

С самого начала стоит отметить, что общее явление электромагнитных волн было предсказано теорией до того, как стало понятно, что свет — это форма электромагнитной волны. Это предсказание было сделано Джеймсом Клерком Максвеллом в середине 19 века, когда он сформулировал единую теорию, объединяющую все электрические и магнитные эффекты, известные ученым того времени.«Электромагнитные волны» — так он назвал явления, предсказанные его теорией.

Такое теоретическое предсказание с последующей экспериментальной проверкой свидетельствует о силе науки в целом и физики в частности. Основополагающие связи и единство физики позволяют некоторым великим умам решать головоломки, не имея всех частей. Предсказание электромагнитных волн — один из самых ярких примеров этой силы. Некоторые другие, такие как предсказание антивещества, будут обсуждаться в следующих модулях.

Radio Waves — обзор

1 Введение

Миллиметровая волна — это радиоволна с частотой от 30 до 300 ГГц. Радиосвязь миллиметрового диапазона имеет несколько преимуществ по сравнению с более низкочастотным микроволновым радио. Его широкая полоса пропускания обеспечивает очень высокую скорость передачи данных до 80 Гбит / с или даже выше. Направленная и узкая диаграмма направленности от радиостанций миллиметрового диапазона позволяет развернуть множество радиостанций, не вызывая взаимных помех. Его короткая длина волны (1–10 мм) уменьшает размер антенн и, таким образом, позволяет создавать компактные устройства.Кроме того, короткая длина волны позволяет получать изображения с более высоким разрешением в системах формирования изображений миллиметрового диапазона. Кроме того, атмосферное поглощение кислородом и водой существует в различных частях спектра миллиметровых волн, что позволяет многократно использовать радиоприемники на коротком расстоянии.

Благодаря этим уникальным характеристикам радиостанций миллиметрового диапазона появился широкий спектр приложений. К ним относятся спутниковая связь (35, 60, 94 ГГц), беспроводная локальная сеть (60 ГГц), транзитная система точка-точка (70–80 ГГц), беспроводная связь 10 Гбит / с для передачи несжатого сигнала HDTV (120 ГГц), сканеры тела для безопасности аэропортов (24–30 ГГц), автомобильные радары (77, 79 ГГц), пассивная система визуализации для безопасной посадки самолета (94 ГГц), радиоастрономия, дистанционное зондирование окружающей среды и связь дрон-земля (94 ГГц) ).Ожидается, что будущая мобильная сеть 5G будет поддерживать мгновенную связь с высокой скоростью передачи данных, малую задержку и широкие возможности подключения, обеспечивая беспрецедентные приложения для мобильных устройств, здравоохранения, автономных транспортных средств, умных городов, умных домов и Интернета вещей (IoT). Планируемое распределение спектра 5G включает частоты ниже 6 ГГц и 28 ГГц, и даже более высокие полосы частот миллиметрового диапазона, такие как 40, 60 и 71–86 ГГц, находятся на стадии оценки. Следовательно, потребность в компактных, недорогих и высокопроизводительных компонентах миллиметрового диапазона значительно возрастает.

С момента первой демонстрации MESFET на основе GaN в 1993 г. (Khan et al., 1993) и HEMT в 1994 г. (Khan et al., 1994) был достигнут огромный прогресс в технологиях транзисторов на основе GaN и MMIC. широкий спектр технических областей. К ним относятся субстратные и эпитаксиальные материалы, устройства, MMIC и упаковочные технологии. Прогресс в технологиях выращивания эпитаксиальных материалов на основе GaN, таких как молекулярно-лучевая эпитаксия (MBE) и химическое осаждение из газовой фазы (MOCVD), позволил использовать различные эпитаксиальные конструкции III-N HEMT, состоящие из AlGaN / GaN, AlN / GaN, InAl (Ga) N / GaN. , и совсем недавно гетероструктуры ScAlN / GaN.Они выращены на неродной подложке, такой как SiC, Si и сапфир. Оптимизация условий выращивания снизила плотность дефектов в эпитаксиальных материалах HEMT, что привело к увеличению подвижности электронов двумерного электронного газа (2DEG) и более высокому критическому электрическому полю в структурах HEMT. Высокая теплопроводность подложки SiC позволяет снизить потребность в охлаждении, когда транзисторы работают с высокой плотностью мощности, а температура канала повышается из-за самонагрева.Достижения в области проектирования устройств и технологий производства улучшили высокочастотные характеристики HEMT на основе GaN, что позволило использовать MMIC усилителя мощности (PA) миллиметрового диапазона на основе GaN, которые имеют значительно более высокую выходную мощность и плотность мощности, чем те, которые доступны в схемах усилителя, основанных на других материальных системах, таких как как Si, GaAs или InP.

Основы беспроводной связи: как работают радиоволны | ОРЕЛ

Можете ли вы сосчитать, сколько устройств вы используете каждый день благодаря радиоволнам? Может быть немного утомительно думать о том, какое влияние на нашу жизнь оказывает использование этой технологии.От смартфонов до ноутбуков, от GPS до радионяни и многого другого — мы пришли использовать эту форму электромагнитной энергии для создания удивительных вещей. Но хотя мы используем эти устройства каждый день, действительно ли мы понимаем, как они работают?

Вот где наша серия «Основы беспроводной электроники» поможет вам понять основы нашего беспроводного мира и, будем надеяться, поможет развеять некоторые загадки на этом пути.

Широкий мир беспроводной связи

Прежде чем даже погрузиться в какую-либо науку, связанную с радиоволнами, мы должны дать этому предмету некоторую справедливость, показав, насколько радиоволны повлияли на нашу повседневную жизнь.Давайте начнем с обычного дня, и, возможно, вы просыпаетесь от неутешительного звука будильника благодаря своему смартфону. Вы можете поблагодарить радиоволны за раннюю утреннюю встряску.

Отложите трубку! Ваш беспроводной будильник в вашем смартфоне стал возможен благодаря радиоволнам. (Источник изображения)

Когда вы садитесь завтракать, возможно, вы включаете радио или телевизор, чтобы послушать, что происходит в мире. Как эти фрагменты аудио- и видеоинформации доходят до вас? И снова радиоволны.А когда вы собираетесь уйти на работу, возможно, вам захочется проверить загруженность дорог и спланировать наиболее эффективный маршрут, поэтому вы используете GPS на приборной панели вашего автомобиля. Больше радиоволн.

Нужно быстро куда-нибудь добраться? GPS в современных автомобилях делает это возможным. (Источник изображения)

Во время утренней поездки на работу вы можете настроиться на свое любимое утреннее ток-шоу. Радиостанция, к которой вы подключаетесь, является одной из многих определенных радиоволн, которые передаются в любое время дня.Когда вы приступите к работе, возможно, вы плюхнетесь перед компьютером и подключитесь к всемирной паутине по беспроводной сети. Вы загружаете свои документы Google, веб-сайты и электронную почту, используя радиоволны для беспроводного подключения к Интернету через Wi-Fi.

Видите ли, радиоволны используются во многих других вещах, чем квадратные коробки, которые мы используем для воспроизведения музыки и прослушивания ток-шоу. Современная беспроводная связь основана на простой конструкции обычного радио, что позволяет нам соединять человечество по всему миру с помощью информации, видео, аудио, данных и многого другого.Но насколько широко распространены радиоволны в их использовании сегодня, как именно они работают и что такое радиоволны? Давайте изучим.

Зависание с электромагнетизмом

Радиоволны — это всего лишь один тип волн в так называемом электромагнитном спектре, который состоит из множества волн, выполняющих определенную функцию, например инфракрасных, рентгеновских, гамма-лучей и радио. Всем этим волнам удается преодолевать физические преграды, несясь через космический вакуум со скоростью света.

Электромагнитный спектр больше, чем у ROYGBIV, низкая частота и низкая длина волны слева. (Источник изображения)

Организация этого спектра подразделяется на две категории: частота и длина волны. Вот как они распадаются:

• Частота . Это в основном то, сколько электромагнитных волн будет проходить через данную точку каждую секунду. Вы можете измерить это, посчитав гребни каждой волны (самая высокая точка в волне), что дает значение в герцах.
• Длина волны . Это фактическое расстояние, которое вы можете измерить между двумя наивысшими точками волны, или период. Длина волны может быть меньше размера атома для некоторых волн и больше диаметра всей нашей планеты!

Все волны в электромагнитном спектре измеряются как по их частоте, так и по длине волны.

В этом электромагнитном спектре радиоволны имеют как самые длинные длины волн, так и самые низкие частоты, что делает их медленными и устойчивыми, бегунами на большие расстояния группы.Однако, когда нас со всех сторон бомбардируют радиоволнами FM и AM, сигналами сотовых телефонов, сигналами Wi-Fi и т. Д., Могут ли все эти сигналы использовать одно и то же пространство? Они делают это путем совместного использования определенных диапазонов в спектре радиоволн, в том числе:

Имя	Аббревиатура	Частота	Длина волны
Чрезвычайно низкочастотный	ELF	3–30 Гц	105–104 км
Сверхнизкочастотный	SLEF	30–300 Гц	104–103 км
Сверхнизкочастотный	ULF	300–3000 Гц	103–100 км
Очень низкочастотный	VLF	3–30 кГц	100–10 км
Низкочастотный	LF	30–300 кГц	10–1 км
Средняя частота	MF	300 кГц — 3 МГц	1 км — 100 м
Высокочастотный	HAF	3–30 МГц	100–10 м
Очень высокочастотный	УКВ	30–300 МГц	10–1 м
Сверхвысокая частота	УВЧ	300 МГц — 3 ГГц	1 м — 10 см
Сверхвысокая частота	SHF	3–30 ГГц	10–1 см
Чрезвычайно высокочастотный	EHF	30–300 ГГц	1 см — 1 мм
Чрезвычайно высокочастотный	THF	300 ГГц — 3 ТГц	1 мм — 0.1 мм

Полоса сверхвысоких частот (УВЧ) имеет частоту от 300 мегагерц (МГц) до 3 гигагерц (ГГц). Вы обнаружите, что диапазон УВЧ используется для определенных технологий, таких как Wi-Fi, Bluetooth, GPS, рации и т. Д. С другой стороны, вы найдете очень низкие частоты (VLF) в диапазоне 3–30 Гц, и этот диапазон зарезервирован исключительно для правительственных радиостанций, защищенной военной связи и подводных лодок. Соединенные Штаты публикуют ежегодную диаграмму распределения частот радиочастотного спектра, в которой показано, как все эти радиослужбы распределяются по частоте.

Встроенные средства связи

Теперь вам может быть интересно, как именно эти радиоволны на своих частотах передаются с места на место? Магия возможности поговорить с кем-нибудь на своем смартфоне на другом конце света сводится к очень простым принципам. Каждое радио, будь то традиционное AM / FM-радио или радио в смартфоне, использует один и тот же базовый метод передачи информации с помощью передатчика и приемника .

Передатчик, как следует из названия, передает информацию по воздуху в виде синусоидальной волны. Эта волна летит по воздуху и в конечном итоге улавливается приемником, который декодирует информацию в синусоидальной волне, чтобы извлечь то, что нам нужно, например музыку, человеческий голос или какой-то другой бит данных.

Вся информация, которую мы можем декодировать из радиоволн, передается в виде синусоидальной волны.

Что интересно, синусоида сама по себе не содержит никаких данных, которые нам нужны, это, по сути, пустой сигнал.Вот почему нам нужно взять эту синусоидальную волну и смодулировать ее, что является процессом добавления еще одного уровня полезной информации. Есть три метода модуляции, в том числе:

• Импульсная модуляция . В этом методе вы включаете и выключаете синусоидальную волну, которая будет посылать биты сигнала отдельными порциями. Вы когда-нибудь слышали о коде Морзе для отправки сигналов бедствия? Он использует импульсную модуляцию.
• Амплитудная модуляция . Этот метод используется как в радиостанциях AM, так и в старых аналоговых телевизионных сигналах.Здесь синусоида перекрывается другой волной информации, например голосом человека. Встраивание еще одного слоя информации в эту волну создаст флуктуацию амплитуды исходной синусоидальной волны, которая может создать статику.

Когда вы объединяете синусоидальный и модулированный волновой сигнал вместе, он модулирует исходный сигнал. (Источник изображения)

• Частотная модуляция . Этот метод используется FM-радиостанциями и практически всеми другими беспроводными технологиями.В отличие от амплитудной модуляции, которая создает некоторые значительные колебания синусоидальной волны, частотная модуляция очень мало изменяет синусоидальную волну, что дает дополнительное преимущество в виде уменьшения статики.

Модуляция синусоидальной волны частотным сигналом приводит к меньшей модуляции, чем амплитудная модуляция. (Источник изображения)

После того, как все эти модулированные синусоидальные волны отправляются через передатчик и принимаются приемником, внедряемая нами волна информации извлекается, что позволяет нам делать с ней все, что нам нравится, например, воспроизводить ее как звук через динамик или просматривать это как видео на экране телевизора.

Где-то между A и B

В приведенных выше объяснениях модуляции, передатчиков и приемников вы могли подумать, что посылка радиоволны — это простой процесс перемещения из точки A в точку B, но это не всегда так. Волны не всегда проходят сквозь воздух прямо от передатчика к приемнику, и то, как они распространяются, в конечном итоге зависит от того, какую частоту волны вы хотите послать и когда. Это путешествие может произойти тремя способами, в том числе:

Линия видимости (Космическая волна)

При таком способе передвижения радиоволны передаются в виде простого луча света из точки A в точку B.Этот метод обычно использовался в старых телефонных сетях, которые должны были передавать звонки на большие расстояния между двумя огромными коммуникационными вышками.

Земная волна (Поверхностная волна)

Вы также можете посылать радиоволны вдоль кривизны земной поверхности в виде земной волны. Вы обнаружите, что AM-радиоволны распространяются таким образом на короткие и средние расстояния, поэтому вы все равно можете слышать радиосигналы, даже если в зоне прямой видимости нет передатчика и приемника.

Ионосфера (Sky Wave)

Наконец, вы также можете посылать радиоволны прямо в небо, которые в конечном итоге отражаются от ионосферы Земли, которая является электрически заряженной частью атмосферы. Когда вы это сделаете, радиоволны поразят ионосферу, отскочат обратно на Землю и снова отскочат вверх. Это процесс отражения волны, отбрасывания ее назад и вперед к конечному пункту назначения.

У нас есть все три способа передвижения радиоволны: по земле, космосу или небу.(Источник изображения)

На этом этапе мы собрали несколько вещей о радиоволнах, а именно то, что они распространяются на очень определенных частотах, они взаимодействуют как с передатчиком, так и с приемником, и они могут перемещаться по Земле различными путями. Но с учетом множества различных радиочастот, как ваш смартфон или автомобильный радиоприемник узнает, какие именно частоты принимают, а какие игнорировать? Здесь в игру вступают антенны.

Все об антеннах

Антенны

бывают разных форм и размеров, но все они предназначены для одной и той же цели — приема очень определенной радиоволны.Вы найдете антенны, начиная от длинных металлических проводов, торчащих из FM-радио, и заканчивая чем-то более круглым, например спутниковой тарелкой, или даже плотно настроенным кусочком меди на печатной плате. В передатчике антенны используются для передачи радиоволн, а в приемниках они используются для приема радиочастоты. Все антенны обладают тремя отличительными характеристиками, по которым они измеряются, в том числе:

• Направление . Для некоторых типов антенн, таких как диполь, антенна должна быть установлена ​​в правильном направлении, лицом к направлению передачи радиоволн.Некоторые типы антенн, например антенны FM-радио, не требуют ориентации в определенном направлении и могут захватывать радиоволны под любым углом.
• Усиление . Коэффициент усиления антенны описывает, насколько она будет усиливать сигнал. Например, если вы включите старый аналоговый телевизор, вы все равно получите изображение, только нечеткое. Это связано с тем, что металлический корпус и компоненты телевизора действуют как антенны. Но подключите настоящую направленную антенну, и вы сможете усилить сигнал и получить лучшее изображение.Чем больше коэффициент усиления, измеряемый в децибелах (дБ), тем лучше будет прием.
• Пропускная способность . Наконец, полоса пропускания антенны — это ее конкретный диапазон полезных частот. Чем выше пропускная способность, тем больше радиоволн он может уловить. Это идеально подходит для телевизоров, поскольку позволяет им получать больше каналов. Но для таких вещей, как ваш смартфон, которым нужна только определенная радиоволна, полная пропускная способность не обязательна.

Гигантская антенна, используемая для отправки радиоволн в космос.(Источник изображения)

Пора звонить домой

Радиоволны повсюду! Представьте, если бы вы могли увидеть их собственными глазами. Радиоволны будут распространяться повсюду, выходя из вашего маршрутизатора, из вашего мобильного телефона и вокруг вас из беспроводной электроники вашего соседа. Радиоволны действительно сформировали нашу современную жизнь, как ничто другое, и без них мы никогда бы не смогли воспользоваться такими полезными изобретениями, как GPS, Wi-Fi, Bluetooth и т. Д. Но радио выходит далеко за пределы нашего физического, земного существования.Некоторые из самых дальних уголков нашей известной Вселенной были исследованы с помощью радиоастрономии для открытия квазаров, молекул и других галактик!

Готовы позвонить домой и начать свой собственный проект беспроводной электроники? Попробуйте Autodesk EAGLE бесплатно сегодня.

Радиочастотное (RF) излучение

Радиация — это излучение (посылка) энергии из любого источника. Рентгеновские лучи являются примером излучения, как и свет, исходящий от солнца, и тепло, которое постоянно исходит от нашего тела.

Говоря о радиации и раке, многие люди думают о конкретных видах радиации, таких как рентгеновские лучи или излучение ядерных реакторов. Но есть и другие виды излучения, которые действуют иначе.

Излучение существует в широком спектре от излучения очень низкой энергии (низкочастотного) до излучения очень высокой энергии (высокочастотного). Иногда его называют электромагнитным спектром .

На приведенном ниже рисунке электромагнитного спектра показаны все возможные частоты электромагнитной энергии.Он варьируется от чрезвычайно низких частот (например, от линий электропередачи) до чрезвычайно высоких частот (рентгеновские лучи и гамма-лучи) и включает как неионизирующее, так и ионизирующее излучение.

Примеры высокоэнергетического излучения включают рентгеновские лучи и гамма-лучи. Эти лучи, а также некоторые ультрафиолетовые лучи с более высокой энергией, представляют собой формы ионизирующего излучения , что означает, что у них достаточно энергии, чтобы удалить электрон из (ионизировать) атом. Это может повредить ДНК (гены) внутри клеток, что иногда может привести к раку.

Изображение предоставлено: Национальный институт рака

Что такое радиочастотное (РЧ) излучение?

Радиочастотное (РЧ) излучение, которое включает радиоволны и микроволны, находится на низкоэнергетическом конце электромагнитного спектра. Это неионизирующее излучение типа . Неионизирующее излучение не обладает достаточной энергией для удаления электронов из атома. Видимый свет — это еще один тип неионизирующего излучения.Радиочастотное излучение имеет более низкую энергию, чем некоторые другие типы неионизирующего излучения, такие как видимый свет и инфракрасное излучение, но оно имеет более высокую энергию, чем чрезвычайно низкочастотное (СНЧ) излучение.

Если РЧ излучение поглощается телом в достаточно больших количествах, оно может выделять тепло. Это может привести к ожогам и повреждению тканей тела. Хотя считается, что радиочастотное излучение не вызывает рак, повреждая ДНК в клетках, как это делает ионизирующее излучение, существуют опасения, что при некоторых обстоятельствах некоторые формы неионизирующего излучения могут по-прежнему иметь другие эффекты на клетки, которые могут каким-то образом привести к раку. .

Как люди подвергаются воздействию радиочастотного излучения?

Люди могут подвергаться радиочастотному излучению как от естественных, так и от искусственных источников.

Природные источники включают:

• Космос и солнце
• Небо — включая удары молнии
• Сама Земля — ​​большая часть излучения Земли является инфракрасным, но малая его часть — RF

К искусственным источникам радиочастотного излучения относятся:

• Передача радио- и телевизионных сигналов
• Передача сигналов от беспроводных телефонов, сотовых телефонов и вышек сотовой связи, спутниковых телефонов и двусторонних радиостанций
• Радар
• Wi-Fi, Bluetooth ^® устройств и интеллектуальных счетчиков
• Нагревание тканей тела с целью их разрушения во время медицинских процедур
• «Сварка» деталей из поливинилхлорида (ПВХ) на некоторых машинах
• Сканеры миллиметрового диапазона (тип сканера всего тела, используемого для проверки безопасности)

Некоторые люди могут подвергаться значительному воздействию радиочастотного излучения в рамках своей работы.Сюда входят люди, обслуживающие антенные вышки, передающие сигналы связи, и люди, которые используют или обслуживают радиолокационное оборудование.

Большинство людей ежедневно подвергаются гораздо более низким уровням антропогенного радиочастотного излучения из-за присутствия радиочастотных сигналов вокруг нас. Они поступают из радио- и телепередач, устройств Wi-Fi и Bluetooth, сотовых телефонов (и вышек сотовой связи) и других источников.

Некоторые распространенные применения радиочастотного излучения

Микроволновые печи

Микроволновые печи работают за счет использования очень высоких уровней радиочастотного излучения определенной частоты (в микроволновом спектре) для нагрева продуктов.Когда пища поглощает микроволны, молекулы воды в ней вибрируют, что приводит к выделению тепла. Микроволны не используют рентгеновские или гамма-лучи, и они не делают пищу радиоактивной.

Микроволновые печи сконструированы таким образом, что микроволны находятся внутри самой печи. Духовка излучает микроволны только тогда, когда дверца закрыта, а духовка включена. Когда микроволновые печи используются в соответствии с инструкциями, нет никаких доказательств того, что они представляют опасность для здоровья людей. В США федеральные стандарты ограничивают количество радиочастотного излучения, которое может просочиться из микроволновой печи, до уровня, намного ниже того, который может нанести вред людям.Однако печи, которые повреждены или модифицированы, могут позволить микроволнам просачиваться наружу, что может представлять опасность для людей поблизости, потенциально вызывая ожоги.

Сканеры безопасности всего тела

Во многих аэропортах США Управление транспортной безопасности (TSA) использует сканеры всего тела для проверки пассажиров. Сканеры, используемые в настоящее время TSA, используют изображение миллиметрового диапазона. Эти сканеры посылают небольшое количество миллиметрового излучения (разновидность радиочастотного излучения) в сторону человека, находящегося в сканере.Радиочастотное излучение проходит через одежду и отражается от кожи человека, а также от любых предметов под одеждой. Приемники воспринимают излучение и создают изображение контура человека.

Сканеры миллиметрового диапазона не используют рентгеновские лучи (или любые другие виды высокоэнергетического излучения), а количество используемого радиочастотного излучения очень мало. По данным Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA), эти сканеры не имеют известных последствий для здоровья. Однако TSA часто позволяет проверять людей другим способом, если они возражают против проверки с помощью этих сканеров.

Сотовые телефоны и вышки сотовой связи

Сотовые телефоны и вышки сотовой связи (базовые станции) используют радиочастотное излучение для передачи и приема сигналов. Были высказаны некоторые опасения, что эти сигналы могут увеличить риск рака, и исследования в этой области продолжаются. Для получения дополнительной информации см. Сотовые телефоны и вышки сотового телефона.

Вызывает ли РЧ-излучение рак?

Исследователи используют 2 основных типа исследований, чтобы попытаться определить, может ли что-то вызвать рак:

• Исследования, проведенные в лаборатории Исследования
• Исследования групп людей

Часто ни один из видов исследований не дает достаточно доказательств сам по себе, поэтому исследователи обычно обращаются как к лабораторным, так и к человеческим исследованиям, пытаясь выяснить, вызывает ли что-то рак.

Ниже приводится краткое изложение некоторых основных исследований, посвященных этой проблеме на сегодняшний день. Однако это не полный обзор всех проведенных исследований.

Исследования, проведенные в лаборатории

У

радиочастотных волн недостаточно энергии, чтобы напрямую повредить ДНК. Из-за этого неясно, как радиочастотное излучение может вызывать рак. Некоторые исследования выявили возможное увеличение частоты определенных типов опухолей у лабораторных животных, подвергшихся воздействию радиочастотного излучения, но в целом результаты этих исследований пока не дали четких ответов.

Несколько исследований сообщили о доказательствах биологических эффектов, которые могут быть связаны с раком, но это все еще область исследований.

В крупных исследованиях, опубликованных в 2018 г. Национальной токсикологической программой США (NTP) и Институтом Рамадзини в Италии, Исследователи подвергали группы лабораторных крыс (а также мышей в случае исследования NTP) воздействию радиочастотных волн по всему телу в течение многих часов в день, начиная с момента рождения и продолжаясь по крайней мере в течение большей части их естественной жизни.Оба исследования обнаружили повышенный риск необычных опухолей сердца, называемых злокачественными шванномами, у самцов крыс, но не у самок крыс (ни у самцов, ни у самок мышей в исследовании NTP). В исследовании NTP также сообщалось о возможном повышенном риске некоторых типов опухолей головного мозга и надпочечников.

Хотя оба этих исследования имели сильные стороны, у них также были ограничения, из-за которых трудно понять, как они могут применяться к людям, подвергающимся воздействию радиочастотного излучения. Обзор этих двух исследований, проведенный Международной комиссией по защите от неионизирующего излучения (ICNIRP) в 2019 году, показал, что ограничения исследований не позволяют сделать выводы о способности радиочастотной энергии вызывать рак.

Тем не менее, результаты этих исследований не исключают возможности того, что радиочастотное излучение каким-то образом может повлиять на здоровье человека.

Исследования на людях

Исследования людей, которые могли подвергаться воздействию радиочастотного излучения на своей работе (например, людей, которые работают рядом или с радиолокационным оборудованием, тех, кто обслуживает антенны связи, и радистов), не выявили явного увеличения риска рака.

Ряд исследований искали возможную связь между сотовыми телефонами и раком.Хотя некоторые исследования показали возможную связь, многие другие — нет. По многим причинам трудно исследовать, существует ли связь между сотовыми телефонами и раком, включая относительно короткое время, в течение которого сотовые телефоны широко используются, изменения в технологиях с течением времени и трудности с оценкой воздействия на каждого человека. Тема сотовых телефонов и риска рака подробно обсуждается в разделе «Сотовые (сотовые) телефоны».

Что говорят экспертные агентства?

Американское онкологическое общество (ACS) не имеет официальной позиции или заявления о том, является ли радиочастотное излучение от сотовых телефонов, вышек сотовых телефонов или других источников причиной рака. ACS обычно обращается к другим экспертным организациям, чтобы определить, вызывает ли что-либо рак (то есть является ли это канцерогеном), в том числе:

• Международное агентство по изучению рака (IARC) , которое является частью Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ)
• Национальная токсикологическая программа США (NTP) , которая сформирована из частей нескольких различных правительственных агентств, включая Национальные институты здравоохранения (NIH), Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC) и Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов. (FDA)

Другие крупные организации также могут прокомментировать способность определенных воздействий вызывать рак.

На основании обзора исследований, опубликованных до 2011 г., Международное агентство по изучению рака (IARC) классифицировало радиочастотное излучение как «возможно канцерогенное для человека» на основании ограниченных данных о возможном повышении риска опухолей головного мозга среди пользователи сотовых телефонов и неадекватные доказательства других типов рака. (Для получения дополнительной информации о системе классификации IARC см. Известные и вероятные канцерогены для человека.)

Совсем недавно Управление по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) выпустило технический отчет, основанный на результатах исследований, опубликованных в период с 2008 по 2018 год, а также национальных тенденциях в заболеваемости раком.В отчете сделан вывод: «Основываясь на исследованиях, которые подробно описаны в этом отчете, недостаточно доказательств, подтверждающих причинную связь между воздействием радиочастотного излучения (RFR) и [образованием опухоли]».

До сих пор Национальная программа токсикологии (NTP) не включала радиочастотное излучение в свой отчет о канцерогенных веществах , в котором перечислены воздействия, которые, как известно, или предположительно являются канцерогенами для человека. (Подробнее об этом отчете см. Известные и вероятные канцерогены для человека.)

Согласно Федеральной комиссии связи США (FCC) :

«[C] В настоящее время нет научных доказательств, устанавливающих причинную связь между использованием беспроводных устройств и раком или другими заболеваниями. Те, кто оценивает потенциальные риски использования беспроводных устройств, согласны с тем, что необходимо проводить больше и более долгосрочных исследований, чтобы выяснить, есть ли лучшая основа для стандартов безопасности радиочастот, чем это используется в настоящее время ».

Как избежать воздействия радиочастотного излучения?

Поскольку источники радиочастотного излучения широко распространены в современном мире, полностью избежать их воздействия невозможно.Есть несколько способов снизить воздействие радиочастотного излучения, например:

• Избегание работы с повышенным радиочастотным излучением
• Ограничение времени, которое вы проводите рядом с приборами, оборудованием и другими устройствами (например, маршрутизаторами Wi-Fi), излучающими радиочастотное излучение
• Ограничение времени, которое вы проводите с сотовым (мобильным) телефоном, поднесенным к вашему уху (или близко к другой части вашего тела)

Тем не менее, неясно, будет ли это полезно с точки зрения риска для здоровья.

.