Hopp til innhald
Fagartikkel

Korleis radiosignal blir forstyrra

Radiosignal blir brukte til mange typar kommunikasjon, frå bankkort med RFID-brikker som har nokre centimeter rekkjevidd, til kommunikasjon med romsondar som er på veg ut av solsystemet. Det er mange kjelder til forstyrringar av radiosignal, som vi bør kjenne til.
Ei radiomast med fire antenner med reflektorar som peikar i ulike retningar. Foto.
Bilete: Taker Walker / CC BY-NC 4.0

Typiske forstyrringar av radiosignal

Radiosignal blir påverka av omgivnadene dei går gjennom. Dette er spesielt merkbart inne i bygningar, men sjølv i tilfelle med fri siktlinje utandørs kan radiosignal bli forstyrra.

I animasjonen under kan du sjå nokre døme på forstyrringar av radiosignal.

Materiale som absorberer radiosignal

Straumleiande metall som jern, aluminium og kopar kan i stor grad absorbere radiosignal. Vatn er òg effektivt. Det er derfor upraktisk å plassere radiosendarar/-mottakarar som aksesspunkt i nærleiken av akvarium eller store metallflater.

Radiobølgjer som blir absorberte, vil bli gjorde om til varme i materialet dei treffer. Du kan samanlikne dette med sollys som treffer ei mørk overflate.

Mange materiale (òg dei som ikkje er straumleiande) kan absorbere radiosignal. Tjukna på materialet og frekvensen på radiosignalet påverkar absorberingsgraden.

Materiale som reflekterer radiosignal

Signalet treffer ulike område på ei kurve, og avhengig av bøyingsgraden på kurva blir signalet reflektert inn mot eit sentralt fokuspunkt. Illustrasjon.
Reflektoren reflekterer signalet som kjem inn, mot eit fokuspunkt. Bilete: Setreset, AndrewBuck / CC BY-SA 4.0

Radiosignal som kjem inn med ein vinkel mot straumleiande metall, vil i stor grad bli reflekterte av metallet i ei ny retning. Dette skjer til dømes på ei parabolantenne, der signalet som kjem inn, blir reflektert av reflektoren. Reflektoren samlar signalet inn mot mottakaren (som er plassert ved fokuspunktet). Eit anna døme er radarsignal som treffer ein båt eller eit fly: Det er refleksjonen av signalet som kjem tilbake, som gjer det mogleg å måle avstanden og retninga til fartøyet.

Mange ulike materiale (òg ikkje-straumleiande) kan reflektere radiosignal.

Interferens

Til venstre står to identiske bølgjer der høgaste og lågaste punkt er synkroniserte. Dette skaper eit sterkare signal. Til høgre er det eine signalet på toppen av bølgja si når det andre er på botnen av si. Då vil signala utlikne kvarandre og forsvinne. Illustrasjon.
Signal med same frekvens som er i fase, vil ha ein konstruktiv interferens, der signalet blir sterkare. Er signala ute av fase, blir det ein destruktiv interferens, og signalet blir utlikna og blir vekke. Bilete: Haade, Wjh31, Quibik / CC BY-SA 4.0

Radiobølgjer på same frekvens vil påverke kvarandre. Om to signal er i fase (synkroniserte med same topp-punkt og botnpunkt i kurvene sine, som nede til venstre i dømebiletet), vil dei forsterke kvarandre. Dette heiter konstruktiv interferens og er ein av teknikkane som blir brukte ved nye antenner som bruker beamforming for å sende signalet med ekstra styrke i ei bestemd retning.

Dersom signala har motsett fase (der topp-punktet på den eine bølgja samsvarer med botnpunktet på den andre, som nede til høgre i dømet), vil dei utlikne kvarandre, og signalet går tapt.

Eit signal som er delvis ute av fase, kan bli forstyrra slik at informasjonen som blir overført, ikkje er mogleg å lese av.

Vi har ei avgrensa mengd frekvensar vi kan sende radiosignal på, og spesielt i dei opne områda for trådlause nettverk (Wi-Fi) bruker mange dei same frekvensane. For einingar som er i same nettverk, vil aksesspunktet styre kven som får sende signal når det er noko som hindrar at to sender signal samstundes. Ulike nettverk vil ikkje ha noka slik hindring. Dette gjer at vi lett kan få datapakketap på grunn av destruktiv interferens dersom ulike nettverk som er i nærleiken av kvarandre, bruker same frekvens.

Derfor er det viktig å prøve å bruke frekvensar som færrast mogleg andre i nærleiken bruker.

Modell med to bakketoppar med ei rett linje mellom og ei oval linje over og under den rette linja, som viser området der signalet kan reflektere, men framleis vil nå mottakaren. Illustrasjon.
Fresnelsona er eit område under og over direktelinja mellom ein sendar og ein mottakar (lys eller radiosignal) der delar av signalet naturleg vil reflektere, men framleis vil kunne nå mottakaren. Bilete: Jcmcclurg / CC BY-SA 4.0

Klar siktlinje mellom avsendar- og mottakarantenne er veldig fordelaktig når vi set opp radiolinkar. I tillegg til siktlinja er det lurt at eit område over og under siktlinja òg er fri for hindringar. Dette heiter fresnelsona og er eit område der radiosignala naturleg vil spreie seg ut og reflektere inn mot mottakaren igjen.

Om vi plasserer radiolinkantennene så høgt at det ikkje er hindringar i fresnelsona, vil meir av signalet kome fram. Dette vil gi ein meir stabil radiolink, som kan vere raskare eller bruke mindre sendestyrke.

Det finst eigne kalkulatorar vi kan bruke til å rekne ut kor mange meter under og over siktlinja som helst bør vere frie.