Rychlost, frekvence, vlnová délka
Tohle je jediný vzorec, který je potřeba umět zpaměti, a plyne z jedné věty: vlna letí rychlostí c a za sekundu jich vysílač odešle f. Když se f vln má vejít do c metrů, připadá na jednu vlnu c/f metru.
- c = 299 792 458 m/s
Vlna letí rychlostí světla. Za jednu sekundu urazí 299 792 458 metrů, ať má jakoukoli frekvenci.
- f vln za sekundu
Za tu sekundu vysílač odešle f celých vln. To je definice frekvence — nic víc v ní není.
- λ = c / f
f vln se musí vejít do c metrů. Na jednu vlnu tedy zbývá c/f metru — a to je vlnová délka.
- λ = c/f = 12,3 cm
A tohle je ten důvod, proč se o 2,4 GHz mluví jako o „dvanácti centimetrech“. Rádiové pásmo má fyzický rozměr, který jde změřit pravítkem.
Čísla, která se v téhle trati pořád opakují:
| pásmo | λ | půlvlnný dipól | k čemu se používá |
|---|---|---|---|
| 433 MHz | 69,2 cm | 32,8 cm | dálkové ovládání, telemetrie |
| 868 MHz | 34,5 cm | 16,4 cm | LoRa, Zigbee (EU) |
| 2,44 GHz | 12,3 cm | 5,8 cm | Wi-Fi, Bluetooth |
| 5,5 GHz | 5,5 cm | 2,6 cm | Wi-Fi 5 GHz |
| 24 GHz | 1,2 cm | 0,6 cm | radar blízkého dosahu |
Proč je vlnová délka to podstatné číslo, a ne frekvence
Frekvence je údaj o čase a člověk k ní nemá žádnou intuici. Vlnová délka je rozměr a dá se položit vedle robota:
- Anténa má velikost z λ. Rezonanční dipól je půl vlnové délky, prut nad zemní plochou čtvrtina. Na 868 MHz je to 16 cm prutu, který se na malý stroj nemá kam schovat.
- Překážka je „velká“ nebo „malá“ vzhledem k λ. Mříž s oky 3 cm je pro 2,4 GHz (12 cm) dokonalé zrcadlo a pro 24 GHz (1,2 cm) skoro průhledná.
- Únik se opakuje po půlvlně. Přesunout anténu o 6 cm na 2,4 GHz je rozdíl mezi maximem a minimem — o tom je celá desátá kapitola.
Past, do které se padá pořád: „vyšší frekvence dolétne dál, protože má víc energie“. Nedolétne. Energie fotonu s tím nemá nic společného; co se změní, je velikost přijímací antény — a ta se s frekvencí zmenšuje. Přesně o tom je kapitola 6.