בייַשפּיל פֿראַגעס וועגן דיסקוסיע פֿון ראַדיאָ כוואַליעס
ראַדיאָ כוואַליעס זענען אַ פאָרעם פון עלעקטראָמאַגנעטישע שטראַלונג וואָס פונקציאָנירט אין דראָטלאָזע קאָמוניקאַציע. מיט פרעקווענצן פון אַ פּאָר קילאָהערץ (kHz) ביז עטלעכע גיגאַהערץ (GHz), ווערן ראַדיאָ כוואַליעס גענוצט אין אַ ברייט פאַרשיידנקייט פון אַפּליקאַציעס - פון ראַדיאָ בראָדקאַסץ און טעלעוויזיע ביז סעליאַלער קאָמוניקאַציע סיסטעמען. אין דעם אַרטיקל וועלן מיר דיסקוטירן ביישפילן פון ראַדיאָ כוואַליעס און זייערע דערקלערונגען צו העלפֿן אונדז פֿאַרשטיין די פּרינציפּן און אַפּליקאַציעס פון די כוואַליעס אין וואָכעדיק לעבן.
בייַשפּיל קשיא 1: אָפטקייט און כוואַליע לענג
פראגע:
א ראַדיאָ סטאַנציע טראַנסמיטירט ראַדיאָ כוואַליעס מיט אַ פרעקווענץ פון 100 מעגאַהערץ. רעכנט אויס די כוואַליע לענג. (די גיכקייט פון ליכט איז 3 x 10^8 מעטער/סעקונדע.)
פֿאַרעפֿנטלעכט:
די פרעקווענץ (f) און כוואַליע-לענג (λ) פון עלעקטראָמאַגנעטישע כוואַליעס זענען פֿאַרבונדן מיט דער גיכקייט פֿון ליכט (c) דורך דער גלייכונג:
\[ c = f \מאל \לאַמבדאַ \]
דימאַנאַ:
– \(c \) = ליכט-געשווינדיקייט (3 x 10^8 מעטער/סעק.)
– \(f \) = פרעקווענץ (100 MHz אדער 100 x 10^6 Hz)
– \( \lambda \) = כוואַליע-לענג (צו געפֿינען)
פֿון דער אויבנדערמאָנטער גלייכונג קען מען אויסרעכענען די כוואַליע־לענג דורך:
\[ \לאַמבדאַ = \frac{c}{f} \]
אַזוי:
\[ \lambda = \frac{3 \times 10^8}{100 \times 10^6} = 3 \ \text{מעטער} \]
אַזוי, די כוואַליע לענג פון אַ פרעקווענץ פון 100 מעגאַהערץ איז 3 מעטער.
בייַשפּיל קשיא 2: טראַנסמיסיע מאַכט און אינטענסיטעט
פראגע:
א 50-וואט ראַדיאָ טראַנסמיטער שיקט ראַדיאָ כוואַליעס איזאָטראָפּיש (איינהייטלעך אין אַלע ריכטונגען). רעכנט אויס די אינטענסיטעט פון די ראַדיאָ כוואַליעס אין אַ דיסטאַנץ פון 10 מעטער פון דעם טראַנסמיטער.
פֿאַרעפֿנטלעכט:
די אינטענסיטעט (I) פון אן איזאָטראָפּיש אויסגעלאָזטער כוואַליע קען אויסגערעכנט ווערן דורך:
\[ איך = \frac{P}{A} \]
דימאַנאַ:
– \(P \) = טראַנסמיטער מאַכט (50 וואטס)
– \(A \) = ייבערפלאַך שטח פון דער קויל (4πr^2)
ביי א דיסטאַנץ (r) = 10 מעטער, איז די ייבערפלאַך פון דעם באַל:
\[ א = 4\פּי (10)^2 = 400\פּי \]
אַזוי:
[I = \frac{50}{400\pi} = \frac{1}{8\pi} \ \text{וואט/מ² \]
אַלזאָ, די אינטענסיטעט פֿון ראַדיאָ כוואַליעס אין אַ דיסטאַנץ פֿון 10 מעטער פֿונעם טראַנסמיטער איז \( \frac{1}{8\pi} \) וואַט/מ².
בייַשפּיל קשיא 3: באַנדברייט און קאַנאַל קאַפּאַציטעט
פראגע:
א קאָמוניקאַציע קאַנאַל האט אַ באַנדברייט פון 20 מעגהערץ. אויב מען ניצט QPSK (קוואַדראַטור פאַזע שיפט קיינג) מאָדולאַציע, וואָס איז די מאַקסימום קאַפּאַציטעט פון דעם קאַנאַל?
פֿאַרעפֿנטלעכט:
QPSK מאָדולאַציע האט 4 פֿאַרשידענע פֿאַזעס, אַזוי עס קען טראַנסמיטירן 2 ביטן פּער סימבאָל בעת איין פּעריאָד.
די צאָל סימבאָלן פּער סעקונדע וואָס אַ 20 MHz באַנדברייט קען שעפּן איז:
\[ \text{סימבאָל} = 20 \times 10^6 \ \text{סימבאָל/סעקונדע} \]
זינט QPSK שיקט 2 ביטן פּער סימבאָל, איז די קאַפּאַציטעט אָדער נומער פון ביטן פּער סעקונדע (ביטרייט):
\[ \text{ביטרייט} = 20 \times 10^6 \times 2 = 40 \ \text{Mbps} \]
אזוי, די מאַקסימום קאַפּאַציטעט פון דעם קאַנאַל איז 40 Mbps.
בייַשפּיל קשיא 4: שטערונג און שטערונג
פראגע:
א ראַדיאָ טראַנסמיטער מיט אַ פרעקווענץ פון 101.1 מעגהערץ דערפאַרט שטערונגען פון אַן אַנדער טראַנסמיטער מיט אַ פרעקווענץ פון 101.3 מעגהערץ. רעכנט אויס די רעזולטאַטן ביט פרעקווענץ.
פֿאַרעפֿנטלעכט:
די קלאַפּ-פרעקווענץ \( f_{beat} \) פּאַסירט צוליב דעם חילוק צווישן צוויי נאָענטע פרעקווענצן און קען אויסגערעכנט ווערן דורך:
\[ f_{ביט} = |f_1 – f_2| \]
דימאַנאַ:
– \(f_1 \) = 101.1 מעגהערץ
– \(f_2 \) = 101.3 מעגהערץ
אַזוי:
\[ f_{beat} = |101.1 – 101.3| = | -0.2 | = 0.2 \ \text{MHz} \]
אַזוי, די רעזולטאַט ביט פרעקווענץ איז 0.2 MHz.
בייַשפּיל קשיא 5: דאָפּלער ווירקונג אין ראַדיאָ כוואַליעס
פראגע:
א ראַדיאָ סטאַנציע טראַנסמיטירט מיט אַ פרעקווענץ פון 95 מעגאַהערץ. אַן עראָפּלאַן קומט צו דער ראַדיאָ סטאַנציע מיט אַ גיכקייט פון 340 מעטער/סעקונדע. רעכנט אויס די פרעקווענץ וואָס דער עראָפּלאַן באַקומט אויב די גיכקייט פון ראַדיאָ כוואַליעס איז גלייך צו דער גיכקייט פון ליכט (3 x 10^8 מעטער/סעקונדע).
פֿאַרעפֿנטלעכט:
דער דאָפּלער עפֿעקט פֿאַר ראַדיאָ כוואַליעס קען אויסגעדריקט ווערן ווי:
\[ f_{אקצעפטירן} = f_{0} \left(\frac{c + v}{c}\right) \]
דימאַנאַ:
– \(f_0 \) = אָריגינעלע אָפטקייט (95 MHz)
– \(v \) = פליגער גיכקייט (340 מעטער/סעקונדע)
– \(c \) = כוואַליע גיכקייט (3 x 10^8 מעטער/סעק.)
אַזוי:
\[ f_{אקצעפטירן} = 95 × 10^6 \left(\frac{3 × 10^8 + 340}{3 × 10^8}\right) \]
\[ f_{אקצעפטירן} = 95 × 10^6 \left(\frac{3 × 10^8 + 3.4 × 10^2}{3 × 10^8}\right) \]
\[ f_{אקצעפטירן} \approx 95 \times 10^6 \left(1 + \frac{3.4 \times 10^2}{3 \times 10^8}\right) \]
\[ f_{אקצעפטירן} \approx 95 \times 10^6 \left(1 + 1.1333 \times 10^{-6}\right) \]
\[ f_{אקצעפטירן} \אומגעפער 95 \מאל 10^6 \מאל 1.0000011333 \]
\[ f_{אקצעפטירן} \אומגעפער 95.000107 \ \text{MHz} \]
אַלזאָ, די אָפטקייט וואָס ווערט באַקומען דורך דעם אָנקומענדיקן עראָפּלאַן איז אַרום 95.000107 מעגערץ.
קלאָוזינג
פֿאַרשטיין די גרונט־פּרינציפּן און קאָמפּיוטיישאַנאַלע מוסטערן פֿון ראַדיאָ־כוואַליעס איז וויכטיק אין פֿאַרשידענע אינזשעניריע און וויסנשאַפֿטלעכע פֿעלדער. די אויבן דערמאָנטע פּראָבלעמען געבן עטלעכע ביישפּילן פֿון ווי ראַדיאָ־כוואַליע־פֿיזיק קען ווערן אָנגעווענדט אין פֿאַרשידענע פּראַקטישע קאָנטעקסטן. דער וועג צו אַ טיפֿערן פֿאַרשטאַנד איז דורך קאָנסיסטענטער פּראַקטיק און אויספֿאָרשונג פֿון רעאַלע אַפּליקאַציעס פֿון ראַדיאָ־כוואַליעס אין דער קאָמוניקאַציע־טעכנאָלאָגיע וואָס מיר נוצן יעדן טאָג.
