Sveriges Radiofrekvensallokering
Logga in
Varukorg Beställ plansch
Kunskapsbanken i bilder

Grunderna i radio i bilder

40 bilder och diagram ur områdets 10 artiklar, i läsordning. Under varje bild står vad den visar, och länken går till artikeln där den förklaras.

Välj en bild i listan nedan.

Bild 1 av 40

Läs mer i artikeln:

Piltangenterna vänster och höger bläddrar också.

Alla 40 bilder

  1. Vad är radio?

    1. 1Radio i vardagen längs frekvensaxelnRadio i vardagen, placerad efter frekvens. Skalan är logaritmisk: varje steg till höger är tio gånger högre frekvens. Färgerna följer kategorierna på SRFA-planschen.
    2. 2En enkel radioförbindelseEn enkel radioförbindelse. Sändaren gör om ljudet till en svängande ström som antennen strålar ut som radiovågor. Mottagaren fångar upp en liten del av vågorna och återskapar ljudet.
    3. 3Frekvensen som adressMottagaren väljer ut en station genom att bara släppa igenom ett smalt frekvensområde, ungefär som att välja en adress längs en gata. Övriga stationer filtreras bort.

  2. Elektromagnetiska vågor

    1. 4E- och H-fält i en elektromagnetisk vågEn elektromagnetisk våg i fjärrfältet. Det elektriska fältet (E, lodrätt) och det magnetiska fältet (H, vågrätt) svänger i takt, vinkelrätt mot varandra och mot utbredningsriktningen. Pilarna visar fältens riktning i några punkter.
    2. 5En antenn strålar ut vågfronterEn antenn strålar. Sändaren får elektronerna i antennen att svänga fram och tillbaka. Fältet som skapas lösgör sig och vandrar ut som vågfronter med ljusets hastighet. En våglängd är avståndet mellan två vågfronter där fältet pekar åt samma håll.
    3. 6Närfält och fjärrfältFältzonerna runt en liten antenn. Gränserna är riktvärden. För en antenn som är stor jämfört med våglängden börjar fjärrfältet först på avståndet 2D²/λ, där D är antennens största mått.

  3. Frekvens, våglängd och periodtid

    1. 7Samma våg i tid och rumSamma våg i tid och rum. Till vänster: fältet på en fast plats ändras med tiden, och avståndet mellan två toppar är periodtiden T. Till höger: en ögonblicksbild längs utbredningsriktningen, där avståndet mellan två toppar är våglängden λ.
    2. 8Frekvens och våglängd på logaritmisk skalaFrekvens och våglängd på logaritmisk skala. Varje lodrät linje är en tiofaldig ökning av frekvensen, och våglängden minskar lika mycket. Från vänster till höger går våglängden från kilometer till millimeter.
    3. 9Våglängd i luft och i kabelEn våg som går från luft in i en kabel med hastighetsfaktorn 0,66. Frekvensen är densamma, men eftersom farten är lägre packas svängningarna tätare och våglängden blir 66 procent av våglängden i luft.
    4. 10Fasskillnad mellan två signalerFasskillnad. Överst ligger den orange signalen 90° efter den blå. Nederst syns vad som händer när två lika starka signaler läggs ihop: i fas ger summan dubbel amplitud, i motfas blir den noll.

  4. Det elektromagnetiska spektrumet

    1. 11Hela det elektromagnetiska spektrumetHela spektrumet på logaritmisk skala. Radiovågorna upptar ungefär hälften av de tiopotenser som visas. Gränserna mellan områdena är konventioner.
    2. 12Fotonenergi i olika delar av spektrumetFotonenergi för några exempel. En enskild radiofoton har miljontals gånger för lite energi för att jonisera, och energin i ljus och mjuk UV räcker för att påverka kemiska bindningar. Först ovanför omkring 12 eV talar man om joniserande strålning.
    3. 13Radiospektrum i vardagenNågra användningsområden i radiospektrumet, ritade på logaritmisk skala. Färgerna är desamma som på SRFA-planschen. Banden är avrundade; de exakta gränserna finns i frekvensplanen.
    4. 14Spektrumkartan på SRFA-planschenSpektrumkartan på planschen, förenklad. Frekvensen står nederst och våglängden överst. Den färgade raden är radiobanden, och pilen visar vilka frekvenser planschens rader täcker.

  5. Frekvensband och bandbeteckningar

    1. 15ITU:s frekvensband 4–12 och några tjänsterITU:s band 4–12 och några kända tjänster. Alla band är en tiopotens och därmed lika breda på en logaritmisk axel. Färgerna följer SRFA-planschens kategorier. Frekvensgränserna för tjänsterna är avrundade och gäller som exempel.
    2. 16ITU-band och rundradioband I–VTvå olika bandsystem. Överst ITU:s bandnummer (VHF och UHF), i mitten rundradiobanden I–V i region 1, och nederst vad som används i Sverige. Sifferbanden I–V och ITU:s siffror 8 och 9 beskriver olika saker.
    3. 17Radarbokstäver (IEEE) och NATO-bandIEEE-radarbokstäver och NATO-band på samma frekvensaxel (0,25–110 GHz), med exempel nedanför. Vertikala linjer markerar IEEE-banden. Notera att bokstäverna i de två systemen inte motsvarar varandra.
    4. 18Samma bokstav, olika systemSamma bokstav, olika system. Bokstaven är inte en frekvensangivelse utan hänvisar till ett system, och det måste anges vilket (IEEE, NATO eller branschens egen användning).

  6. Spänning, ström, effekt och impedans

    1. 19Ohms lag och vattenanaloginOhms lag och vattenanalogin. Pumpen motsvarar batteriet (spänningen), vattenflödet strömmen och den trånga passagen motståndet. Med 12 V över 6 Ω går strömmen 2 A.
    2. 20Nätspänningen i SverigeNätspänningen i Sverige. Effektivvärdet är 230 V, vilket ger ett toppvärde på 325 V och ett topp-till-topp-värde på 650 V. Periodtiden är 20 ms (50 Hz).
    3. 21Reaktans mot frekvensReaktans som funktion av frekvens för en spole på 1 µH och en kondensator på 100 pF. Spolens reaktans ökar med frekvensen och kondensatorns minskar. De är lika stora vid 15,9 MHz, som är kretsens resonansfrekvens.
    4. 22EffektanpassningEffekt i belastningen som funktion av kvoten mellan belastningens och källans resistans. Effekten är störst när de är lika (kvot 1). Då hamnar hälften av den totala effekten i belastningen.

  7. Decibel och logaritmiska enheter

    1. 23Samma data i linjär skala och i dBmSamma data i två skalor. Mottagen effekt i fri rymd på 145 MHz, 5 W sändareffekt och isotrop antenn i båda ändar. Till vänster linjär skala: det mesta av kurvan trycks ihop mot noll. Till höger i dBm mot logaritmiskt avstånd: en rak linje, 20 dB lägre för varje tiodubbling av avståndet.
    2. 24Effektnivåer i dBm från sändare till brusEffektnivåer från sändare till brus. Notera att mottagna signaler ligger 100–200 dB under sändareffekterna. Alla nivåer är avrundade och är avsedda som riktmärken.
    3. 25Nivådiagram för en radiolänkNivådiagram för exemplet. Blå staplar är förstärkning och orange förlust, alla i dB. Den dominerande posten är fri rymd-dämpningen på 95,7 dB, medan kablar och antenner justerar slutresultatet med några dB.
    4. 26Omräkning mellan nivåenheterOmräkning mellan vanliga nivåenheter. Pilarna går mot större tal och anger vad som ska adderas. Konstanten 107 gäller vid 50 Ω, och 145,8 gäller i fri rymd.

  8. Polarisation

    1. 27PolarisationstyperPolarisationstyper, sett i färdriktningen (från sändaren). Linjär polarisation är en linje, cirkulär en cirkel och elliptisk en ellips. Pilen visar rotationsriktningen: medurs är högerhänt och moturs vänsterhänt enligt IEEE-konventionen.
    2. 28Polarisationsförlust och axialförhållandeVänster: polarisationsförlusten mellan två linjära antenner följer 20·log|cos ψ| och är 3 dB vid 45°. Streckad linje: cirkulär mot linjär ger alltid 3 dB. Höger: hur långt under huvudpolarisationen den oönskade cirkulära komponenten ligger beroende på antennens axialförhållande (kurvan begränsad till 50 dB).
    3. 29Reflektionskoefficient mot markenMarkreflektion vid 145 MHz för horisontell (H) och vertikal (V) polarisation över genomsnittlig mark och havsvatten. Horisontell polarisation reflekteras nästan fullständigt vid låga vinklar. Vertikal polarisation har ett minimum vid pseudo-Brewster-vinkeln (14,5° över mark), där nästan ingen reflektion sker.
    4. 30Faraday-rotation mot frekvensFaraday-rotationen i jonosfären som funktion av frekvensen för 20 och 50 TECU, med B∥ = 40 µT (komponent av jordmagnetfältet längs vägen). Den avtar med frekvensen i kvadrat och blir försumbar över några GHz. Vid 145 MHz är rotationen flera varv.

  9. Brus och signal-brusförhållande

    1. 31Termiskt brus mot bandbreddTermiskt brus vid 290 K som funktion av bandbredden: N = −174 dBm + 10·log(B). Linjen är rak i logaritmisk skala, med 10 dB högre brusgolv för varje tiodubbling av bandbredden.
    2. 32Sinussignal med brus vid olika signal-brusförhållandenEn sinussignal med lika mycket brus som påförs: SNR 20, 10, 0 och −10 dB. Den orangea kurvan är den rena signalen. Samma brusmönster används i alla fyra rutor, och bara brusets styrka ändras.
    3. 33Hur mottagarens känslighet byggs uppHur mottagarens känslighet byggs upp: termiskt brus i 1 Hz, bandbredd, brustal och krav på SNR. Orange staplar är de bidrag som höjer den signalnivå som krävs.
    4. 34Externt brus mot frekvens enligt ITU-R P.372Externt brus enligt ITU-R P.372. Där kurvorna ligger över mottagarens brustal (streckad linje, exempel 6 dB) dominerar det externa bruset och en bättre mottagare ger ingen vinst. På 20 m (14 MHz) är det externa bruset i bostadsområde ca 41 dB över kT₀B.

  10. Tidsdomän, frekvensdomän och Fourieranalys

    1. 35Fouriersyntes av en fyrkantvågFouriersyntes av en fyrkantvåg. Med bara grundtonen får man en sinusvåg. Varje ny överton gör kanterna brantare och taken planare. Översläng finns kvar vid kanterna oavsett hur många övertoner man tar med (Gibbs fenomen).
    2. 36Fyrkantvågens tidsform och spektrumSamma signal i tidsdomän och frekvensdomän. Spektrumet består av udda övertoner vars nivå avtar med 20 dB per tiodubbling av frekvensen. Siffrorna över strecken är nivån i dB relativt grundtonen.
    3. 37Pulslängd och bandbreddBandbredd kontra pulslängd. Spektrumet av en rektangulär puls är en sinc-kurva med första nollstället vid 1/τ. Halverad pulslängd ger dubbel bandbredd. Spektrumen är normerade så att toppen är 1.
    4. 38Fönsterfunktioner och deras frekvenssvarFönsterfunktioner och deras frekvenssvar. Rektangulärt fönster ger smal huvudlob och höga sidlober. Hann och Blackman ger lägre sidlober till priset av bredare huvudlob. Frekvensaxeln är graderad i frekvensfack, där 1 fack är fs/N.
    5. 39Spektralt läckage med och utan fönsterSpektralt läckage. Båda spektra kommer från samma 1 024 sampel. Med rektangulärt fönster döljer den starka tonens sidlober en ton som är 60 dB svagare. Med Hann-fönster syns den. Nivåerna är i dB relativt den starka tonen.
    6. 40Vattenfall över tid och frekvensEtt beräknat vattenfall. En stabil signal blir en lodrät linje (1), en signal som driver i frekvens blir en sned linje (2) och en kort bredbandig puls ett litet block som syns i bara ett par spektra (3). Varje spektrum är en FFT av 512 sampel med Hann-fönster.

Fler områden i bilder

Alla artiklar i Grunderna i radio