Apa Itu Gelombang Radio?

Gelombang radio adalah jenis radiasi elektromagnetik yang terkenal karena penggunaannya dalam teknologi komunikasi, seperti televisi, ponsel, dan radio. Perangkat ini menerima gelombang radio dan mengubahnya menjadi getaran mekanis di speaker untuk membuat gelombang suara.

Spektrum frekuensi radio adalah bagian yang relatif kecil dari spektrum elektromagnetik (EM). Spektrum EM umumnya dibagi menjadi tujuh wilayah dalam rangka penurunan panjang gelombang dan peningkatan energi dan frekuensi, menurut University of Rochester. Sebutan umum adalah gelombang radio, gelombang mikro, inframerah (IR), cahaya tampak, ultraviolet (UV), sinar-X dan sinar gamma.

Gelombang radio memiliki panjang gelombang terpanjang dalam spektrum EM, menurut NASA, mulai dari sekitar 0,04 inci (1 milimeter) hingga lebih dari 62 mil (100 kilometer). Mereka juga memiliki frekuensi terendah, dari sekitar 3.000 siklus per detik, atau 3 kilohertz, hingga sekitar 300 miliar hertz, atau 300 gigahertz.

Spektrum radio adalah sumber daya yang terbatas dan sering dibandingkan dengan lahan pertanian. Seperti halnya petani harus mengatur lahan mereka untuk mencapai panen terbaik terkait jumlah dan varietas, spektrum radio harus dibagi di antara pengguna dengan cara yang paling efisien, menurut British Broadcasting Corp (BBC). Di A.S., Administrasi Telekomunikasi dan Informasi Nasional di dalam Departemen Perdagangan Amerika Serikat mengelola alokasi frekuensi di sepanjang spektrum radio.

Penemuan

Fisikawan Skotlandia James Clerk Maxwell, yang mengembangkan teori elektromagnetisme terpadu pada tahun 1870-an, meramalkan keberadaan gelombang radio, menurut Perpustakaan Nasional Skotlandia. Pada tahun 1886, Heinrich Hertz, seorang ahli fisika Jerman, menerapkan teori Maxwell dalam produksi dan penerimaan gelombang radio. Hertz menggunakan alat buatan rumah sederhana, termasuk kumparan induksi dan tabung Leyden (jenis kapasitor awal yang terdiri dari tabung kaca dengan lapisan foil di dalam dan luar) untuk membuat gelombang elektromagnetik. Hertz menjadi orang pertama yang mengirim dan menerima gelombang radio yang dikendalikan. Unit frekuensi gelombang EM - satu siklus per detik - disebut hertz, untuk menghormatinya, menurut Asosiasi Amerika untuk Kemajuan Ilmu Pengetahuan.

Pita gelombang radio

Administrasi Telekomunikasi dan Informasi Nasional umumnya membagi spektrum radio menjadi sembilan pita:

.tg {border-collapse: collapse; batas-jarak: 0; warna perbatasan: #ccc;} .tg td {font-family: Arial, sans-serif; ukuran font: 14px; bantalan: 10px 5px; perbatasan- style: solid; lebar-perbatasan: 0px; overflow: tersembunyi; word-break: normal; border-color: #ccc; warna: # 333; warna latar: #fff;} .tg th {font-family: Arial, sans-serif; font-size: 14px; font-weight: normal; padding: 10px 5px; border-style: solid; lebar-border: 0px; overflow: tersembunyi; word-break: normal; border-color: #ccc; warna: # 333; background-color: # f0f0f0;} .tg .tg-mcqj {font-weight: bold; border-color: # 000000; perataan teks: kiri; perataan vertikal: atas} .tg .tg- 73oq {border-color: # 000000; perataan teks: kiri; perataan vertikal: atas}

Frekuensi rendah hingga sedang

Gelombang radio ELF, yang terendah dari semua frekuensi radio, memiliki jangkauan panjang dan berguna untuk menembus air dan batu untuk komunikasi dengan kapal selam dan tambang di dalam dan gua. Sumber alami gelombang ELF / VLF yang paling kuat adalah kilat, menurut Stanford VLF Group. Gelombang yang dihasilkan oleh sambaran petir dapat bolak-balik antara Bumi dan ionosfer (lapisan atmosfer dengan konsentrasi tinggi ion dan elektron bebas), menurut Phys.org. Gangguan petir ini dapat mendistorsi sinyal radio penting yang bepergian ke satelit.

Pita radio LF dan MF termasuk radio kelautan dan penerbangan, serta radio AM (modulasi amplitudo) komersial, menurut RF Page. Pita frekuensi radio AM jatuh antara 535 kilohertz hingga 1,7 megahertz, menurut How Stuff Works. Radio AM memiliki jangkauan yang panjang, terutama pada malam hari ketika ionosfer lebih baik dalam membiaskan kembali gelombang ke bumi, tetapi itu dapat terganggu yang mempengaruhi kualitas suara. Ketika sinyal diblokir sebagian - misalnya, oleh bangunan berdinding logam seperti gedung pencakar langit - volume suara berkurang sesuai.

Frekuensi lebih tinggi

Pita HF, VHF, dan UHF termasuk radio FM, suara siaran televisi, radio layanan publik, ponsel, dan GPS (sistem penentuan posisi global). Pita-pita ini biasanya menggunakan "modulasi frekuensi" (FM) untuk menyandikan, atau mengesankan, sinyal audio atau data ke gelombang pembawa. Dalam modulasi frekuensi, amplitudo (batas maksimum) dari sinyal tetap konstan sementara frekuensinya bervariasi lebih tinggi atau lebih rendah pada laju dan besarnya yang sesuai dengan sinyal audio atau data.

FM menghasilkan kualitas sinyal yang lebih baik daripada AM karena faktor lingkungan tidak mempengaruhi frekuensi seperti mereka mempengaruhi amplitudo, dan penerima mengabaikan variasi amplitudo selama sinyal tetap di atas ambang minimum. Frekuensi radio FM jatuh antara 88 megahertz dan 108 megahertz, menurut How Stuff Works.

Radio gelombang pendek

Radio gelombang pendek menggunakan frekuensi dalam pita HF, dari sekitar 1,7 megahertz hingga 30 megahertz, menurut National Association of Shortwave Broadcasters (NASB). Dalam rentang itu, spektrum gelombang pendek dibagi menjadi beberapa segmen, beberapa di antaranya didedikasikan untuk stasiun penyiaran biasa, seperti Voice of America, British Broadcasting Corp dan Voice of Russia. Di seluruh dunia, ada ratusan stasiun gelombang pendek, menurut NASB. Stasiun gelombang pendek dapat didengar selama ribuan mil karena sinyal memantul dari ionosfer, dan bangkit kembali ratusan atau ribuan mil dari titik asalnya.

Frekuensi tertinggi

SHF dan EHF mewakili frekuensi tertinggi di pita radio dan kadang-kadang dianggap sebagai bagian dari gelombang microwave. Molekul di udara cenderung menyerap frekuensi ini, yang membatasi jangkauan dan aplikasi mereka. Namun, panjang gelombang pendeknya memungkinkan sinyal diarahkan pada balok sempit oleh antena parabola (antena parabola). Ini memungkinkan komunikasi bandwidth tinggi jarak pendek terjadi di antara lokasi-lokasi tetap.

SHF, yang lebih sedikit terpengaruh oleh udara daripada EHF, digunakan untuk aplikasi jarak pendek seperti Wi-Fi, Bluetooth, dan USB nirkabel (universal serial bus). SHF hanya dapat bekerja di jalur pandang karena ombak cenderung memantul dari benda-benda seperti mobil, kapal dan pesawat terbang, menurut RF Page. Dan karena gelombang memantul dari benda, SHF juga dapat digunakan untuk radar.

Sumber astronomi

Luar angkasa penuh dengan sumber gelombang radio: planet, bintang, awan gas dan debu, galaksi, pulsar, dan bahkan lubang hitam. Dengan mempelajari ini, para astronom dapat belajar tentang gerakan dan komposisi kimia dari sumber-sumber kosmik ini serta proses yang menyebabkan emisi ini.

Sebuah teleskop radio "melihat" langit dengan sangat berbeda dari yang terlihat dalam cahaya tampak. Alih-alih melihat bintang seperti titik, teleskop radio mengambil pulsar yang jauh, daerah pembentuk bintang dan sisa-sisa supernova. Teleskop radio juga dapat mendeteksi quasar, yang merupakan kependekan dari sumber radio quasi-stellar. Quasar adalah inti galaksi yang sangat terang ditenagai oleh lubang hitam supermasif. Quasar memancarkan energi secara luas di seluruh spektrum EM, tetapi namanya berasal dari fakta bahwa quasar pertama yang diidentifikasi memancarkan sebagian besar energi radio. Quasar sangat energik; beberapa memancarkan energi 1.000 kali lebih banyak dari seluruh Bima Sakti.

Astronom radio sering menggabungkan beberapa teleskop yang lebih kecil, atau menerima piring, ke dalam array untuk membuat gambar radio yang lebih jelas, atau beresolusi lebih tinggi, menurut University of Vienna. Misalnya, teleskop radio Very Large Array (VLA) di New Mexico terdiri dari 27 antena yang diatur dalam pola "Y" besar yang berjarak 22 mil (36 kilometer).

Artikel ini diperbarui pada 27 Februari 2019 oleh kontributor Live Science, Traci Pedersen.