Довідник, розділ 4. Хвиля: частота, довжина, швидкість
Уся книжка тримається на одному рівнянні, і воно шкільне: λ = c / f. Довжина хвилі дорівнює швидкості світла, поділеній на частоту.
Запам'ятовувати його окремо не треба — достатньо запам'ятати, що з нього випливає. А випливає з нього розмір антени, назви діапазонів і половина відповідей на питання «чому воно не працює».
Порахуйте самі
Посуньте повзунок. Угорі — одна довжина хвилі, і вона завжди одна незалежно від частоти: міняється тільки те, скільки в ній метрів. Унизу — та сама довжина, поділена на чотири, поруч із людиною заввишки 1,75 м.
На 433 МГц чверть хвилі — сімнадцять сантиметрів, антена завдовжки з долоню. На 1,9 МГц — майже сорок метрів, і людина на кресленні перетворюється на риску. Це не перебільшення масштабу, це і є відповідь на питання, чому антена на 160 метрів не вміщається на балконі, а на 70 сантиметрів кріпиться до рації гвинтиком.
Швидкість світла тут не метафора
Радіохвиля — це те саме електромагнітне поле, що й видиме світло, тільки значно довше. У порожнечі вона йде рівно 299 792 458 метрів за секунду, і саме цю сталу підставляють у формулу.
Для розрахунків зручніше пам'ятати її як 300 у мегагерцах: довжина хвилі в метрах — це приблизно 300, поділені на частоту в мегагерцах. Похибка такого спрощення — сім сотих відсотка, і вона менша за точність, з якою ви ріжете дріт.
λ [м] = 300 / f [МГц]
На 7,1 МГц це 42 метри, на 14,2 — 21 метр, на 145 — два метри й один сантиметр. Останнє й дало діапазону його ім'я.
Діапазони називають довжиною, а не частотою
«Двійка», «сорокметровка», «вісімдесятка» — це не жаргон і не скорочення. Це прямі імена: у радіо діапазон називають довжиною хвилі, бо саме вона визначає, що з ним можна зробити руками.
Почувши «працюю на сімдесяти сантиметрах», ви одразу знаєте і частоту, і те, що антена вміститься в рюкзаку. Почувши «на вісімдесятці» — знаєте, що в людини є подвір'я або принаймні дві опори за сорок метрів одна від одної.
| Назва | Частота | λ | Чверть хвилі |
|---|---|---|---|
| 160 м | 1,8–2,0 МГц | ≈160 м | ≈40 м |
| 80 м | 3,5–3,8 МГц | ≈80 м | ≈20 м |
| 40 м | 7,0–7,2 МГц | ≈42 м | ≈10 м |
| 20 м | 14,0–14,35 МГц | ≈21 м | ≈5 м |
| 2 м | 144–146 МГц | ≈2 м | ≈50 см |
| 70 см | 430–440 МГц | ≈70 см | ≈17 см |
Одне уточнення, яке ще знадобиться
У кабелі хвиля йде повільніше, ніж у порожнечі — приблизно на третину, залежно від ізоляції. Частота при цьому не змінюється, тож коротшає саме довжина хвилі.
Через це відрізок кабелю «в чверть хвилі» завжди коротший за чверть хвилі в повітрі, і через це ж перша саморобна антена завжди виходить довшою, ніж треба. Величина, яка це описує, називається коефіцієнтом укорочення, і про неї — у розділі про фідер.
Калькулятор довжини хвилі рахує λ, половину й чверть для будь-якої частоти, з урахуванням коефіцієнта укорочення.
Далі — розділ 5, діапазони: чому вдень чути сусіда, а вночі пів Європи.