Radiovågor stannar inte på avstånd, de blir bara svagare; du har läst det här korrekt. Anledningen till att kommunikationen slutar fungera på något avstånd är att signalerna är för svaga för att förstås.
Förutom avstånd (och absorberas eller reflekteras av föremål i vägen) orsakar signal för att vara svag i absolut mening (hur mycket kraft det finns), finns det också frågan om signal-brusförhållande . Det vill säga det finns andra radiovågor från andra sändare, naturliga källor och till och med oavsiktliga bruskällor inuti mottagaren, som alla "dränker" den önskade signalen precis som akustiskt brus kan göra det svårt att hålla en konversation. / p>
Ok, jag förstår detta men det som förvirrar mig är att satelliter sänder ut signaler från rymden som våra telefoner och GPS-moduler tar upp oavsett avstånd kontra; Walkie-talkies och WiFi-routrar som inte går nästan lika långt i förhållande till GPS och telefoner
Det finns flera faktorer här, inklusive:
- GPS-systemet är förutsägbart av mottagarna. Om du någonsin har använt en dedikerad GPS-mottagare kanske du märker att det tar längre tid att få en platsfix första gången den slås på eller om den har stängts av ett tag. Det beror på att den använder informationen om var den senast var och vilken tid det är och den senaste satellitbana-informationen som den kopierade från sändningarna för att gissa bra vad den förväntar sig att ta emot. Detta gör att GPS kan arbeta med ett mycket dåligt signal-brus-förhållande.
- (Nästan) ingen annan sänder på GPS-frekvenserna, för det är olagligt. De är reserverade för ändamålet. I WiFi finns det massor av enheter som alla använder samma få kanaler; om två sänder samtidigt på samma kanal (och avstånd / hinder gör inte en betydligt starkare) kommer ingen av dem att komma igenom för det enda paketet.
- GPS skickar mycket mindre information per sekund än WiFi. Shannon-Hartley-teoremet berättar att det finns en maximal informationsöverföringshastighet över vilken kanal som helst (här ett begränsat intervall av radiofrekvenser) beroende på signal-brusförhållandet. Så WiFi gör en svårare uppgift.
- Din telefon använder inte bara GPS för att få plats. det upptäcker också närliggande WiFi-enheter och mobiltorn och konstruerar en bästa gissning från alla dessa informationskällor.
Får alla radiovågor potentiellt samma avstånd?
Det finns ingen gräns för avståndet. I ett vakuum, med inget annat i närheten, förlorar en våg helt enkelt kraft med avstånd. På jorden, med atmosfär och träd och byggnader och så vidare, kommer olika våglängder / frekvenser att reflekteras och absorberas annorlunda. I allmänhet kan längre våglängder (lägre frekvenser) användas på större avstånd, eftersom absorptionen i allmänhet tenderar att öka med frekvensen.
Även i "HF" -regionerna i spektrumet, under 30 MHz, är signaler faktiskt bryts bort från jonosfären så att de kan sprida sig runt jordens kurva, medan högre frekvenser vanligtvis passerar genom jonosfären - vilket är bättre om du vill prata med satelliter!
Eller beror avståndet på signalens effekt?
Om du ökar effekten från sändaren får någon mottagare proportionellt mer effekt. Därför förbättras signal-brusförhållandet (såvida inte effekten är så hög att den orsakar överbelastning). Så mer effekt betyder ett större användbart intervall.
Vad avgör effekten för signal, våglängd eller frekvens?
Varken; de är helt oberoende. Om du har en sändare som kan producera en effekt på $ x $ watt med en frekvens på $ y $ MHz, då kan du alltid minska dess effekt till något mindre värde. Detta görs rutinmässigt för all kommunikation som inte sänds; minskad uteffekt sparar batteri och låter andra användare använda samma frekvens på avstånd utan att "överhöra" varandra lika mycket (precis samma om det här är "walkie-talkie" röstkommunikation eller flera WiFi-nätverk eller något annat).
Om du går in i grundläggande fysik kan du höra att energin i en foton är proportionell mot dess frekvens och att radiovågor är gjorda av fotoner. Allt detta är sant, men praktiskt taget användbara radiosändningar består av många fotoner. Så att byta sändareffekt ändrar antalet avgivna fotoner per sekund, men varje foton har fortfarande samma energi. ömsesidigt: du kan konvertera den ena till den andra med $ \ lambda = \ frac {c} {f} $ , där $ \ lambda $ är våglängden, $ f $ är frekvensen och $ c $ är ljusets konstanta hastighet.)