Trenger oppklaring vedr. radiofrekvens og fysisk rekkevidde

[Dant]

Jeg har en bekjent som mener at bølgelengde/frekvens ikke har noe betydning i forhold til fysisk rekkevidde. På et tidspunkt påsto han at det som sendes ut av en AM/FM transmitter er noe “helt annet” enn hva som kommer ut av en trådløs router. Altså, jeg forstår at disse opererer på to ulike frekvensspekter, men begge sender da ut radiobølger så gudene vet hva han baserer dette på. Det er ganske fundamentalt.

 

Han mener at den fysiske rekkevidden til et radiosignal er kun avhengig av mengde watt som avsenderen driver, og at selve frekvensen den opererer i ikke har noen betydning.

 

Det sagt:

 

To identiske radio transmittere er plassert på samme sted. De har identiske antenner og driver akkurat lik mengde strøm.

 

Transmitter 1 sender 600 kHz   MF    (medium frequency) som brukes for AM radio.

Transmitter 2 sender 100 MHz  VHF  (very high frequency) som brukes for FM radio.

 

I følge han så vil den fysiske rekkevidden for signalet til disse to være identiske så lenge de driver lik mengde strøm da "frekvensen har ikke noe å si". Er det ikke slik at jo høyere frekvens det er snakk om, desto kortere er rekkevidden til radiosignalet generelt sett?

 

Nå er jeg ingen ekspert heller men det er umulig å få frem poenget til et sta esel som ikke forstår engelsk og som aldri tar feil. Jeg forstår at økt strøm gir sterkere signal, men han forstår ikke at selve frekvensen, altså bølgelengden er en særdeles viktig faktor. Eller tar jeg feil?

 

Som sagt ønsker han ikke å høre på meg og derfor hadde det vært fint med en oppklaring fra dere som har peiling 8-)

Endret 17. august 2018 av Dant

[ventle]

Det er mange faktorer som påvirker rekkevidden til et trådløst kommunikasjonssystem, og det er helt riktig at frekvens (bølgelengde) er en ganske viktig faktor. Den enkleste måten å se dette på er ved å se på Friis-ligningen for frittromstap, https://en.wikipedia.org/wiki/Friis_transmission_equation . Der ser man at forholdet mellom utsendt effekt fra senderen og mottatt effekt ved mottakeren er avhengig av effektivt areal på senderantennen (At) og mottakerantennen (Ar), avstanden mellom de to (d) og bølgelengden (lambda).

 

Dette er veldig kort og enkelt forklart, om du vil ha utdypning på noen punkter kan jeg gjerne gi det senere

[Dant]

Det er mange faktorer som påvirker rekkevidden til et trådløst kommunikasjonssystem, og det er helt riktig at frekvens (bølgelengde) er en ganske viktig faktor. Den enkleste måten å se dette på er ved å se på Friis-ligningen for frittromstap, https://en.wikipedia.org/wiki/Friis_transmission_equation . Der ser man at forholdet mellom utsendt effekt fra senderen og mottatt effekt ved mottakeren er avhengig av effektivt areal på senderantennen (At) og mottakerantennen (Ar), avstanden mellom de to (d) og bølgelengden (lambda).

 

Dette er veldig kort og enkelt forklart, om du vil ha utdypning på noen punkter kan jeg gjerne gi det senere

 

Takk for kjappt og godt svar!

 

Vet du i hvilken grad bølgelengde har å si i forhold til rekkevidde mellom noe som ikke kommuniserer A til B? Eksempelvis høye bølger som mikro, røntgen, gamma, osv. Jeg antar at bølgelengden har stor betydning her?

Endret 17. august 2018 av Dant

[Hårek]

Rekkevidden er tilnærmet uendelig for alle frekvenser. Radioastronomi er basert på å motta elektromagnetisk stråling fra hele verdensrommet. Bølgelengden har dog mye å si i den forstand at visse frekvenser blokkeres mer enn andre, som av støvskyer. Vi kan f.eks ikke se lys fra sentrum av Melkeveien, men vi kan se radiobølger.

 

Noe tilsvarende gjelder for kommunikasjon. Laserlys er meget godt egnet til å kommunisere med, bortsett fra at det krever helt fri sikt. Lavere frekvenser har mindre båndbredde men er også mindre kritisk for hindringer.

 

Det er altså forskjell på rekkevidden i verdensrommet og her på jorden.

[8DX8QO0Y]

Oppover i atmosfæren er det bare styrken som begrenser. Horisontalt er det forskjell på f.eks. kortbølge som er f.eks. 150Khz-30Mhz som er over-the-horizon ved å gå opp til ionosfæren og reflekteres ned nesten på andre siden av jorden, og VHF som er et par hundre Mhz som er line of sight og detter ned etter hvert. Men under spesielle forhold som ingen er helt sikre på hva er, så kan VHF gå mye lenger, men det er slett ikke dagligdags.

 

WiFi signalet som er 2,4Ghz eller 5Ghz faller ned mye raskere og har mye kortere rekkevidde pluss er dårligere til å gå igjennom hindringer som atmosfæren.

Endret 17. august 2018 av 8DX8QO0Y

[Dant]

Er det da rettferdig å si at jo høyere frekvens, desto vanskeligere blir det for signalet å penetrere alt som er fysisk? (inkludert støv i atmosfæren)

Endret 17. august 2018 av Dant

[Hårek]

Nei, når det kommer opp til røntgen og gamma så går det gjennom ganske mye.

[-trygve]

Er det da rettferdig å si at jo høyere frekvens, desto vanskeligere blir det for signalet å penetrere alt som er fysisk? (inkludert støv i atmosfæren)

Nei, det er alt for forenklet. I hvilken grad ulik stråling passerer gjennom atmosfæren vises godt i denne illustrasjonen: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Atmospheric_electromagnetic_opacity.svg Her er det radiobølger som passerer lettest, men også en del bølgelengder i området fra synlig lys til infrarød stråling passerer også ganske bra.

 

Hvis du derimot lar hindringen være en metallvegg vil lange bølgelengder stoppes effektivt, mens røntgen og gamma vil ha en viss penetrasjonsevne.

[SeaLion]

Er det da rettferdig å si at jo høyere frekvens, desto vanskeligere blir det for signalet å penetrere alt som er fysisk? (inkludert støv i atmosfæren)

 

Som figuren -trygve linket til viser, så er det ikke nødvendigvis bare støv i atmosfæren som hindrer strålingen å passere. Faktisk er atmosfæren ugjennomsiktig ("tett som en vegg") i visse frekvensområder for elektromagnetisk stråling. Heldigvis for oss, så hindrer atmosfæren gamma- og røntgenstråling fra verdensrommet å komme ned til jordoverflaten (biosfæren). I området rundt synlig lys (den elektromagnetiske strålingen som våre øyne kan registrere) er atmosfæren helt gjennomsiktig, og det er den også i de frekvensene som vi kaller radiobølgeområdet. Faktisk har også vann et strålingsvindu rundt synlig lys, slik at vi kan se under vann.

 

I det infrarøde området er atmosfæren delvis gjennomskinnelig, mer eller midre i ulike frekvensområder. CO₂-gass er en effektiv drivhusgass, selv om den utgjør bare omtrent 1% av atmosfæren, fordi økt mengde CO₂ bl.a minker gjennomskinneligheten i noen av disse strålingsvinduene. Dermed slipper mindre varmestråling (infrarødt lys) fra jorda ut til verdensrommet og jorda blir varmere. I området mellom infrarød stråling og EMS-bølgelengder på ca 1 mm er atmosfæren igjen nesten tett som en vegg.

 

Vann er enda tettere i dette området, de eneste radiobølgene som kan brukes i vann er ekstremt langbølgede (noe som betyr at man kun kan overføre enkle signaler som "opp" eller "ned"). Man kan derfor ikke fjernstyre ROV-er med radiosignaler, ROV-ene må derfor enten styres via en kabel (som selvsagt gir masse vannmotstand), eller så må ROV-en utstyres med en slags kunstig intelligens som gjør den selvstyrende. Hvis bemannede ubåter vil kommunisere med noen på overflaten (over vann) har de to muligheter, enten gå til overflatestilling eller å sende opp ei såkalt radiobøye, som er koblet til ubåten med kabel.

Endret 18. august 2018 av SeaLion