TKK | Tietoverkkolaboratorio | Opetus

Sisällys Etusivu Teoriaa Uskomuksia ja faktoja Säteilyn vaikutukset Lähdeluettelo Linkit

Teoreettista ja teknistä tietoa aiheesta Sähkömagneettinen säteily Sähkömagneettisella säteilyllä tarkoitetaan aaltoliikettä, joka muodostuu toisiinsa vaikuttavista sähkö- ja magneettikentistä. Ajallisesti muuttuva sähkökenttä indusoi sitä vastaan kohtisuoran magneettikentän, mikä puolestaan synnyttää sähkökentän. Nämä etenevät sähkömagneettisena aaltoliikkeenä - säteilynä. Sähkömagneettinen säteily ei vaadi väliainetta, vaan etenee tyhjiössä valon nopeudella 299792458m/s. Sähkömagneettisella säteilyllä on paljon yhteistä monien muiden aaltomaisten ilmiöiden, esim. ääniaaltojen kanssa heijastumisessa, interferenssissä jne. Siten sähkömagneetisen säteilyn tärkein ominaisuus on sen taajuus (tai tämän käänteisluku, aallonpituus). Taajuus on erittäin merkittävä säteilyn ominaisuuksien kannalta. Sähkömagneettisella säteilyllä on sen selkeän aaltoluonteen lisäksi myös ominaisuuksia joita ei voida selittää aalloilla. Säteilyn energia on jakautunut pieniin kvantteihin joita kutsutaan fotoneiksi. Ne ovat alkeishiukkasia joiden energia voidaan laskea kaavasta E=hf, missä f on säteilyn taajuus ja h on Planckin vakio. Sähkömagneettinen säteily voidaan siis ymmärtää fotonien virtana. Olet ehkä kuullut että valo muodostuu fotoneista. Tämä on totta, sillä valo on määrätyntaajuista sähkömagneettista säteilyä. Oheisessa kuvassa on esitetty sähkömagneettinen spektri, eli eri säteilylajit ja niiden taajuudet/aallonpituudet. Eri taajuisella sähkömagneettisella säteilyllä on ratkaisevasti erilaiset ominaisuudet. Ne syntyvät eri tavoilla: matalataajuinen syntyy sähkövarausten kiihtyvästä liikkeestä (radioantennit) mutta korkeataajuisemmissa säteilyn muodoissa fotonit syntyvät molekyyli- ja atomitason kvantti-ilmiöissä. Myös niiden terveyshaitat ovat vahvasti sidoksissa taajuuteen (siis fotonin energiaan). Tämän perusteella sähkömagneettinen säteily jaetaan kahteen ryhmään: ionisoivaan ja ionisoimattomaan säteilyyn. Ionisoivan säteilyn (jota väärin kutsutaan "radioaktiiviseksi") fotonit ovat niin suurienergiaisia että ne pystyvät ionisoimaan ainetta irroittamalla elektroneja. ionisoiva säteily on vaarallista ja aiheuttaa monia sairauksia. Ei-ionisoivan säteilyn vaikutuksia pohditaan enemmän terveysvaikutus-sivulla. Radioaaltojen modulaatiosta Radioaalloilla viestittäessä tarvitaan usein eritaajuisten signaalien lähettämistä jollain muulla taajuuskaistalla toimivilla radioaalloilla. Modulaatiota on kaksi päätyyppiä: amplitudi- ja taajuusmodulaatio. Myös muita tapoja, esim. vaihemodulaatiota käytetään. Amplitudimodulatiossa radioaaltoa käytetään kantoaaltona, johon siirrettävä signaali moduloidaan siten, että kantoaallon amplitudia ohjataan signaalilla (ks. kuva). Tätä kaytetään mm. pitempiaaltoisessa radioliikenteessä. Modulaation tuloksena kantoaallon taajuuden molemmille puolille syntyy sivukaista. Taajuus pysyy kuitenkin kantoaallon suuruusluokassa. Taajuusmodulaatiossa signaali moduloidaan kantoaaltoon siten, että kantoaallon taajuutta muutetaan signaalin tahdissa (ks. kuva). Tätä käytetään esim. ULA-radiolähetyksissä ja television äänen koodaamisessa. Taajuusmodulaatiossa kantoaallon ympärille syntyy melko leveä taajuuskaista, mutta informaatiota saadaan vastaavasti lähetettyä paljon. Matkapuhelimista Matkapuhelimet käyttävät 900 megahertsin tai 1800MHz:n kantoaaltoa. Analogisissa systeemeissä (NMT) tähän moduloidaan puhesignaali sellaisenaan. Nykyaikaisissa digitaalisissa matkapuhelimissa (esim. Euroopassa GSM) informaatio kuitenkin koodataan digitaaliseen muotoon ja tämä digitaalinen signaali moduloidaan kantoaaltoon eri tavoin. Matkapuhelinten lähetysteho on luokkaa 2W. GSM-puhelimen terveyshaitoista puhuttaessa on kuitenkin huomattava, että digitaaliset GSM- ja DCS 1800-puhelimet lähettävät vain kahdeksasosan ajasta. Lähetys tapahtuu 0,577millisekunnin pulseissa jotka toistuvat 4,615ms:n välein. Näin tukiasema voi olla yhteydessä 8:n puhelimeen samala taajuudella. Siten pulssin aikainen lähetysteho on kahdeksankertainen tehollisarvoon nähden. Pulssien taajuudeksi saadaan n. 217Hz. Tekijät: Sanna Lähde Tuomas Susi Tommi Laukkanen

Tietoverkkolaboratorio on nyt osa Tietoliikenne- ja tietoverkkotekniikan laitosta. Tällä sivulla oleva tieto voi olla vanhentunutta.

Kurssien ajantasainen tieto on MyCourses-palvelussa.