Technika radiowa

Prowadzący: Konrad Szymański

Zadania kwalifikacyjne
Kategorie: fizyka inne

OpisTeleskop ARECIBO

Na technice radiowej opiera się duża część współczesnego świata, a potencjalnych zastosowań ciągle przybywa (patrz sekcja Ciekawe rzeczy). Wiedza, jak wszystkie urządzenia ją wykorzystujące działają, może być całkiem ciekawa.

Na warsztatach poznamy podstawy działania radia: jak fale elektromagnetyczne są emitowane, co dzieje się w czasie ich propagacji oraz jak je wykryć.

Pierwszego dnia powiem trochę o antenach: po co są poszczególne ich elementy, policzymy też jak energia jest wypromieniowywana z kilku prostych anten.

Drugiego dnia policzymy propagację fal elektromagnetycznych. Nie tylko w próżni — na rozchodzenie się fal wpływają takie czynniki jak zmiany temperatury powietrza czy jonizacja atmosfery promieniowaniem UV ze Słońca. To, jak te zjawiska wpływają na rozchodzenie się fal, zależy mocno od częstotliwości, więc policzymy i tą zależność.

Trzeciego dnia policzymy parametry potrzebne do różnych transmisji (okazuje się, że do komunikacji z drugą stroną świata nie potrzeba wcale wielkich mocy). Powiem także o sposobach modulacji fal radiowych — od najprostszych do na tyle wysublimowanych, że odbierana moc może być mniejsza od szumu o rzędy wielkości, a komunikacja nadal jest możliwa.

Wymagania

Przyda się znajomość podstawowego rachunku różniczkowego i całkowego oraz umiejętność korzystania z liczb zespolonych.

Wymagane cechy i umiejętności:

  1. Umiejętność policzenia pochodnej nieskomplikowanej funkcji,
  2. całkowanie prostych funkcji,
  3. znajomość praw Maxwella (w tej prostszej, całkowej postaci — jak przejść do wygodniejszej różniczkowej pokażę).

W zadaniach kwalifikacyjnych poproszę o rozwiązanie (bardzo) prostych równań różniczkowych (pokażę przykłady, jak to robić) oraz rozwiązanie prostych fizycznych problemów korzystając z praw Maxwella i całkowania.

Wszystko co będzie konieczne wyjaśnię w zadaniach. Jeżeli będzie niejasno, nie wstydzcie się i napiszcie pytanie na maila.

Zadania kwalifikacyjne

Nie martw się, jeżeli nie umiesz rozwiązać zadań — wyślij tyle, ile możesz, resztę wytłumaczę. Zależy mi tylko na równym poziomie wiedzy przed rozpoczęciem warsztatów.

Ciekawe rzeczy

Poniższe projekty korzystają z niedrogich (parę dolarów u chińczyków, dostawa darmowa) odbiorników software defined radio. Software defined, bo można zaprogramować je do odbiorów bardzo różnych sygnałów, jak GPS, zwykła stacja radiowa FM czy GSM.