Zaloguj się
Wszystkie
28 października 2025
21
W miastach, a nawet na obszarach wiejskich, możemy łączyć się z wieżami telefonicznymi za pomocą naszych telefonów komórkowych, możemy też komunikować się przez radio bezpośrednio z innymi radiotelefonami lub przez repeatery (np. CB radio). W odległych obszarach, w tym na morzu, możemy korzystać z telefonów satelitarnych lub krótkofalówek.
Wszystkie te metody opierają się na przesyłaniu fal radiowych wykorzystujących atmosferę jako medium. Komunikacja odbywa się bezpośrednio w zasięgu widzenia wieży, może też być wykorzystywany efekt odbijania się fal radiowych od ziemi lub warstw atmosferycznych. Komunikacja może też być realizowana na linii wzroku do satelity znajdującego się nad głową lub bezpośrednio z nadajnika do odbiornika. Transmisja przez wodę lub pod ziemią jest znacznie trudniejsza z powodów wyjaśnionych niżej.
Komunikacja za pośrednictwem cieczy lub ciał stałych
Dlaczego warto komunikować się pod wodą lub pod ziemią? Pomyśl o pojazdach takich jak okręty podwodne lub podwodne drony, lub gdy ludzie znajdują się w jaskini lub kopalni, czy też są zasypani śniegiem.
Powszechne częstotliwości radiowe używane do ogólnej komunikacji naziemnej znajdują się w pasmach średniej częstotliwości (MF), wysokiej częstotliwości (HF), bardzo wysokiej częstotliwości (VHF), ultra wysokiej częstotliwości (UHF) i super wysokiej częstotliwości (SHF), od około 300 kHz do 30 GHz. Częstotliwości te zazwyczaj nie przenikają zbyt daleko w głąb ziemi lub słonej wody.
Użyteczna penetracja radiowa w głąb ziemi lub słonej wody jest generalnie możliwa tylko przy długościach fal w pasmach od ekstremalnie niskich częstotliwości (ELF) do bardzo niskich częstotliwości (VLF), od 3 Hz do 30 kHz. Niefortunną cechą tych częstotliwości jest to, że mają niezwykle długie fale, a co za tym idzie, wymagane są ogromne anteny.
Można jednak zastosować pewne zabiegi, aby wydłużyć anteny elektrycznie. Ponadto anteny odbiorcze nie muszą być tak długie jak anteny nadawcze. Do odbioru można również użyć anten pętlowych. Oprócz potrzebnych dużych anten, przepustowość, a tym samym szybkość transmisji danych na tych niskich częstotliwościach jest tak niska, że nie można przesyłać głosu, a jedynie proste kody.
Dlaczego dłuższe fale radiowe mają większą moc przenikania?
Materiały przewodzące zwykle blokują fale elektromagnetyczne; stąd też wykorzystanie metali do ekranowania elektroniki przed zakłóceniami. Mogą to być również oploty ekranujące w kablach koncentrycznych. Przewodniki najczęściej blokują fale radiowe, ponieważ zawierają wolne elektrony, które są wprawiane w drgania przez fale radiowe i w ten sposób odbijają lub pochłaniają energię.
Im niższa jest częstotliwość, tym mniej energii ulega pochłonięciu, ponieważ występuje mniejsze sprzężenie fali z elektronami. Należy również pamiętać, że bardzo cienkie warstwy metalu umożliwiają transmisję niektórych fal elektromagnetycznych.
Ponadto, prądy przemienne płyną głównie w stosunkowo wąskiej zewnętrznej warstwie przy powierzchni przewodników, do „głębokości naskórka”. Grubość tej warstwy zmniejsza się wraz ze wzrostem częstotliwości. Głębokość naskórka jest większa w przypadku materiałów o gorszym przewodnictwie.
Woda morska również przewodzi prąd elektryczny, choć nie tak dobrze jak metale. Woda morska jest elektrolitem, który przewodzi głównie z powodu rozpuszczonych wolnych jonów pochodzących z soli kuchennej, głównie sodu (Na+) i chloru (Cl–), ale także innych, takich jak magnez (Mg2+), wapń (Ca2+) itp.
Ruchome jony pochłaniają i odbijają większość fal radiowych o częstotliwościach innych niż najniższe. Woda słodka jest znacznie mniej przewodząca niż woda morska, co sprawia, że penetracja radiowa wody słodkiej jest znacznie większa niż wody morskiej. Mimo to okręty podwodne rzadko podróżują w wodzie słodkiej.
Przewodność elektryczna wody morskiej mieści się zazwyczaj w zakresie 3 S/m...6 S/m (Siemens/m), w porównaniu do przewodności miedzi na poziomie 5,8×107 S/m i aluminium na poziomie 3,8×107 S/m. Metale te są więc około 10 milionów razy bardziej przewodzące niż woda morska.
Niemniej jednak przewodnictwo elektryczne wody morskiej nadal stanowi problem dla komunikacji radiowej. Z drugiej strony, w przypadku komunikacji naziemnej może to być korzystne. Możliwe jest wykorzystanie wody morskiej jako płaszczyzny uziemienia lub przeciwwagi anteny.
Niektóre skały mają wysoką zawartość metalu, co sprawia, że w pewnym stopniu przewodzą prąd. Jest to ważny czynnik przy wyborze lokalizacji anteny.
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
