radiobølger

radiobølger, elektromagnetiske bølger med samme natur som lyset, men med lavere frekvens. Deres utbredelseshastighet er c = 300 000 km/s, og frekvensen f kan være fra ca. 15 000 Hz (perioder/s) og oppover til 300 000 MHz. Bølgelengden λ vil tilsvarende være fra ca. 20 km nedover til 1 mm. Sammenhengen mellom disse størrelsene er gitt i formelen λ = c/f.

Radiobølger brer seg ut fra radiosenderens antenne som ringene i vannet, bare med den forskjell at her er det et elektrisk og et magnetisk felt som svinger. Se elektromagnetiske bølger. Denne utstrålingen av energi er det grunnleggende fenomen i radio.

Inndeling

Det er vanlig å dele inn frekvensområdet i frekvensbånd. Tabell 1 viser inndelingen i henhold til Den internasjonale teleunion, ITU. Den spesielle inndelingen av frekvensbåndet skyldes at det tidligere var vanlig å karakterisere radiobølger ved hjelp av bølgelengden, mens det nå er vanlig å bruke frekvensen. (Tidligere arrangerte ITU bølgelengdekonferanser, mens de nå arrangerer frekvenskonferanser for å bestemme hva de enkelte bånd skal brukes til.).

For inndeling av frekvensområdet for radar i henhold til IEEE, se radar. Frekvensbåndene er her smalere, og betegnelsene blir mye brukt også i sammenheng med radiokommunikasjon.

Centimeter- og millimeterbølger kalles ofte med et fellesnavn mikrobølger. I tillegg opereres det med tradisjonelle betegnelsene (lang-, mellom og kortbølgen) for frekvensbåndene som brukes for kringkasting (radio), Tabell 2.

Det typiske radioområdet omfatter lang-, mellom-, kort- og meterbølge, men høyere frekvenser tas stadig mer i bruk, f.eks. til flysamband, radiolinjer, satellittsamband og mobilradio.

Virkelig stor rekkevidde får man best i kortbølgebåndet. Det kommer av at disse radiobølgene kan reflekteres i ionosfæren (i det såkalte Kennelly–Heaviside-laget). Under spesielle forhold kan også de mer kortbølgede fjernsynssignalene reflekteres i ionosfæren og forårsake sporadisk fjernmottaking av f.eks. spanske eller russiske fjernsynsprogramsendinger i Norge.

Historie

Den matematiske teori for utstrålingsprosessen ble utviklet av James Clerk Maxwell ca. 1864, og i 1887 beregnet Heinrich Hertz utstrålingen fra en antenne og viste at den virkelig eksisterte. Den praktiske utnyttelsen begynte først med Guglielmo Marconi forsøk i 1897. Det var de meget lange radiobølgene som først ble tatt i bruk. Med økning av behovene for båndbredde har det vært nødvendig å ta stadig høyere frekvensbånd i bruk. Det første automatiske mobilsystemet, NMT, opererte først i 450 MHz-båndet. Senere ble det nødvendig også å ta 900 MHz båndet i bruk, og for GSM benyttes også frekvensbånd i området 1800 MHz. I dette området blir bølgeutbredelsen mer og mer begrenset til fri sikt ettersom frekvensene øker, og det kreves flere basestasjoner for å dekke et geografisk område. For systemer bygd for nødkommunikasjon, hvor det også er viktig å dekke områder utenfor allfarvei ønsker man å bruke lavest mulige frekvenser. TETRA-systemet vil derfor få adgang til å operere i frekvensområdet nær 400 MHz.

Ved bruk av frekvenser over ca. 1000 MHz er systemene som regel basert på kommunikasjon ved fri sikt. Når frekvensene øker til over 10 000 MHz, 10 GHz, begynner atmosfæriske forhold å gjøre seg stadig mer gjeldende, og systemene begynner å bli sårbare for signalsvekking på grunn av nedbør. Frekvenser over 30 GHz er best egnet til kommunikasjon over korte avstander, for eksempel til radiolinjeforbindelser innenfor en by.

Inndeling av frekvensområdet1

¹Iflg. ITU.

²Norske oversettelser av engelske termer.

Frekvensbånd for kringkasting

¹Tallene gjelder Norge. Grensene for båndene kan variere.

Se også radar (tabell).