„Ако искате да откриете тайните на Вселената, мислете в термини, като енергия, честота и вибрации.“

–  Никола Тесла –

Тук често говорим за нейонизиращата електромагнитна радиация и ефекта ѝ върху човешкото здраве. Във времето сме обсъждали най – различни начини, по които нискочестотните електромагнитни вълни се използват и сме ви давали идеи затова как да ограничите въздействието им върху организма си. Днес решихме да синтезираме тази информация и да погледнем по – мащабно на разпространението и употребата на радиочестотното лъчение. В следващите редове ще направим обзор на радиочестотния спектър и ще разберем до каква степен той е свързан с начина, по който се осъществява комуникацията на Земята.

Малко предистория

Може да ви е интересно да разберете, че магнетизмът се споменава за първи път през 600 г. пр.Хр. Истинското опознаване на електромагнитния спектър, обаче, започва едва през 19-и век. В края на 80-те години на 19-и век немският физик Хайнрих Рудолф Херц доказва с експеримент наличието на електромагнитни вълни, което е първото практическо потвърждение за теорията на Максуел. По – точно, ученият открива радиовълните. Това отключва нова ера в развитието на физиката, а в последствие и на комуникационните технологии. Днес, познанията ни в тази сфера са далеч по – комплексни и предопределят начина, по който общуваме.

За електромагнитния спектър

Електромагнитният спектър е съвкупност от всички видове електромагнитни вълни, познати на хората. С други думи, електромагнитният спектър обхваща целия диапазон от светлина, която съществува. В този смисъл видимата светлина е само една част от спектъра, освен нея има още няколко вида вълни, които науката познава. Започвайки от вълните с най – голяма дължина и най – ниска честота, те са:

  • Радиовълни: честота на вълните 3 Hz – 300 GHz; дължина на вълните 1 mm – 100 km
  • Микровълни: 300 МHz – 300 GHz ; дължина на вълните 1 mm – 1 m
  • Инфрачервено лъчение: честота на вълните 300 GHz – 400 THz; дължина на вълните 1 mm – 750 nm
  • Видима светлина: честота на вълните 400 THz – 790 THz; дължина на вълните 625 nm – 450 nm
  • Ултравиолетова светлина: честота на вълните 750 THz – 30 PHz;дължина на вълните 400 nm – 10 nm
  • Рентгенови лъчи: честота на вълните 30 PHz – 30 EHz; дължина на вълните 10 nm – 10 pm
  • Гама лъчи: честота на вълните над 30 EHz; дължина на вълните под 100 pm

Различните електромагнитните (ЕМ) вълни намират различни приложения в живота на хората. Те обуславят начина по който общуваме, готвим, създаваме светлина. Дават възможност за диагностика, лечение и козметични интервенции. Най – голямо отражение върху ежедневието имат радиовълните.

За радиовълните

През 1895 г. италианският изобретател Маркони разработва първите радио предаватели и приемници за практическа употреба. През 1908 г. той установява първата презокеанска безжична връзка, а на следващата година получава Нобелова награда за приноса си към физиката. През следващите десетилетия употребата на радиовълните стремглаво се развива и неусетно те стават неизменна част от живота на хората.

Стремглавото развитие на комуникациите и нарастващия интерес към радиовълните налага създаването на унифицирани правила за употреба на радиоспектъра. Задачата по контрола на радиовълните се възлага на Международния съюз по далекосъобщения (ITU). Той е създаден на 17 май 1865 г. и е най – старата интернационална организация в света. ITU координира глобалното използване на радиочестотния спектър, помага за подобряване на телекомуникационната инфраструктура и участва в развитието и мониторинга на световни технически стандарти.

Употреба на радиоспектъра

Всички предавателни системи в света функционират в обхвата на радиоспектъра. С цел да се оптимизира комуникацията и да се предотвратят смущенията между различните потребители са създадени национални закони за генерирането и предаването на радиочестотни ленти. Координацията на тези закони се осъществява от ITU. Международният съюз разпределя радиоспектъра на ленти, всяка от RF лентите има различно приложение и се използва от различни технологии за радиопредване.

Всяка радиочестотна лента заема точно определен честотен диапазон от радиоспектъра. В рамките на този диапазон се използват различни комуникационни канали. ITU следва строго определен план на обхват за всяка лента. В него се определя начина за използване и споделяне на каналите. По този начин се избягват смущения и се следват конкретни протоколи за съвместимост на предаватели и приемници. Това прави международните комуникации възможни.

Изключителни ниски честоти (ELF)

Обхващат диапазона от 3 Hz до 3 KHz. Тези вълни лесно се смущават и изкривяват от атмосферните промени. Голямата дължина на вълната затруднява разработването на системи за употреба на тази част от спектъра. Тази честотна лента намира приложение в сеизмичните изследвания. Използва се за кодирани сигнали, някои навигационни радио услуги, за защитени военни комуникации.

Много ниски честоти (VLF)

Обхващат диапазона от 3 KHz до 30 KHz и са с дължина от 10 до 100 км. Дължината на вълната затруднява внедряването на антенна система за използване на лентата. Тази част от спектъра се използва за комуникация с подводници, АМ излъчване, презокеански контрол на въздушното движение, аматьорско радио.

Ниски честоти (LF)

Обхващат диапазона от 30 KHz до 300 KHz и са с дължина от 1 до 10 км. Тази честотна лента е много подходяща за комуникация на дълги разстояния. Ниските честоти са изключително важни за пренос на информация в случай на прекъсване на всички останали видове комуникация (например в следствие на природно бедствие). Използват се от радиолюбители. Намират приложение във военните комуникации с подводници и кораби, АМ радиопредаване, радио навигация.

Средни честоти (MF)

Обхващат диапазона от 300 KHz до 3000 KHz и са с дължина от 100 до 1000 м. Тази честотна лента се използва за безжично радиопредаване в началото на 20-и век. Предавателите и приемниците са с по – прост дизайн в сравнение с по – високочестотните ленти. Средните честоти намират широко приложение за АМ радиопредаване, корабни и самолетни навигационни системи, предаване на аварийни сигнали в случай на бедствие, аматьорско радио.

Високи честоти (HF)

Обхващат диапазона от 3 MHz до 30 MHz и са с дължина от 10 до 100 м. Тази честотна лента също се използва за комуникация на дълги разстояния. Сигналът обикновено е стабилен. Намира приложение в авиацията (връзка въздух – земя), споделянето на информация в близко поле (NFC), за аматьорско радио, за излъчване на автоматизирани спешни съобщения към кораби, в станции за излъчване на времето.

Много високи честоти (VHF)

Обхващат диапазона от 30 MHz до 300 MHz и са с дължина от 1 до 10 м. Много високите честоти са подходящи за комуникация на по – къси разстояния. Тази честотна лента се използва в аналоговото телевизионно излъчване, FM радио предаването, за контрол на въздушния трафик, за комуникация по море, за аматьорско радио. Други приложения включват частни радиостанции, военна употреба, магнитен резонанс.

Ултрависоки честоти (UHF)

Обхващат диапазона от 300 MHz до 3 GHz и са с дължина от 1 до 100  см. Ултрависоките честоти са най – важни за съвременната безжична комуникация. Тази лента се дели на много честотни канали, които имат специфични предназначения и употребата им е ограничена. Тук попадат:

  • системите за GPS навигация
  • сателитната комуникация
  • Wi – Fi
  • Bluetooth
  • изпращането на съобщения по пейджъри
  • телевизионно излъчване
  • GSM, CDMA, LTE предаване на мобилни данни
  • безжични телефони
  • уоки – токи

Свръхвисоки честоти (SHF)

Обхващат диапазона от 3 GHz до 30 GHz и са с дължина от 1 до 10  см. Свръхвисоките честоти се използват за точкова комуникация, сателитни системи, цифрова телевизия, 5 GHz Wi – Fi канали, микровълнови печки, 5G, мобилни мрежи. Сигналът лесно се нарушава при наличие на препятствия между предавателя и приемника. Свръхвисоките честоти могат да пренасят огромно количество данни.

Крайно високи честоти (EHF)

Обхващат диапазона от 30 GHz до 300 GHz и са с дължина от 1 до 10  мм. Крайно високите честоти изискват изключително сложни системи и наличието на линия на видимост. Използват се в радиоастрономията и дистанционното наблюдение. Тази честотна лента се препоръчва за високоскоростни интернет технологии, в т.ч. 5G.

Хипервисоки честоти (HHF)

Обхващат диапазона от 300 GHz до 30 THz и са с дължина от 1 до 0,1 мм. Долната граница на този обхват може да се класифицира и като субмилиметрови вълни. Лъчението типично се поглъща от така наречените ротационни преходи на молекулите в газова фаза, от молекулярните движения в течности и от фотони в твърдите тела. Водата в земната атмосфера поглъща (абсорбира) толкова силно в този обхват, че я прави непрозрачна за тези вълни.

 

Употреба на радиоспектъра в България

На територията на България употребата на радиочестотния спектър се контролира от Комисията за регулиране на съобщенията. Тя изготвя и прилага национален план за разпределение на радиоспектъра, който се съгласува с регламентите на ЕС и IUC. Тъй като някои от честотните ленти са изключително натоварени, разрешенията за ползването им се обявяват на търг. Пример за разпродаването на честотите за мобилни комуникации между мобилните оператори.

В заключение

Както вече навярно сте разбрали, радиочестотното облъчване засяга абсолютно всеки комуникационен аспект и обхватът му е изключително голям. С други думи всяка сфера на съвременния живот е зависима от радиовълните и практически няма как да ги избегнем. Имайки предвид множеството потенциални вреди, които този вид нейонизиращо лъчение може да нанесе върху здравето, осигуряването на защитена жилищна среда е особено важно. Тук можете да откриете подробна информация относно начините за предпазване от електромагнитната радиация и да получите експертен съвет. Повече за въздействието на електромагнитните полета върху тялото ще намерите в нашия блог!

Източници

Crc.bg. 2022. Радиочестотен спектър. [online] Available at: <https://crc.bg/bg/rubriki/192/radiochestoten-spektyr>

ITU. 2022. ITU Radiocommunication Sector. [online] Available at: <https://www.itu.int/en/ITU-R/Pages/default.aspx>

livescience.com. 2022. What Are Radio Waves?. [online] Available at: <https://www.livescience.com/50399-radio-waves.html>