Hopp til innhold

Fagartikkel

Hvordan radiosignal forstyrres

Radiosignaler brukes til mange typer kommunikasjon, fra bankkort med RFID-brikker som har noen centimeter rekkevidde, til kommunikasjon med romsonder som er på vei ut av solsystemet. Det er mange kilder til forstyrrelser av radiosignaler, som vi bør kjenne til.

LK20
En radiomast med fire antenner med reflektorer som peker i forskjellige retninger. Foto.

Typiske forstyrrelser av radiosignaler

Radiosignaler påvirkes av omgivelsene de går gjennom. Dette er spesielt merkbart inne i bygninger, men selv i tilfeller med fri siktlinje utendørs kan radiosignaler bli forstyrret.

I animasjonen under kan du se noen eksempler på forstyrrelser av radiosignaler.


Materialer som absorberer radiosignaler

Strømledende metaller som jern, aluminium og kobber kan i stor grad absorbere radiosignaler. Vann er også effektivt. Det er derfor upraktisk å plassere radiosendere/-mottakere som aksesspunkter i nærheten av akvarier eller store metallflater.

Radiobølger som blir absorbert, vil omdannes til varme i materialet de treffer. Du kan sammenligne dette med sollys som treffer en mørk overflate.

Mange materialer (også de som ikke er strømledende) kan absorbere radiosignaler. Tykkelsen på materialet og frekvensen på radiosignalet påvirker absorberingsgraden.

Materialer som reflekterer radiosignaler

Signalet treffer forskjellige områder på en kurve, og avhengig av bøyningsgraden på kurven reflekteres signalet inn mot et sentralt fokuspunkt. Illustrasjon.

Reflektoren reflekterer signalet som kommer inn, mot et fokuspunkt.

Radiosignaler som kommer inn med en vinkel mot strømledende metaller, vil i stor grad bli reflektert av metallet i en ny retning. Dette skjer for eksempel på en parabolantenne, hvor signalet som kommer inn, blir reflektert av reflektoren. Reflektoren samler signalet inn mot mottakeren (som er plassert ved fokuspunktet). Et annet eksempel er radarsignaler som treffer en båt eller et fly: Det er refleksjonen av signalet som kommer tilbake, som gjør det mulig å måle avstanden og retningen til fartøyet.

Mange forskjellige materialer (også ikke-strømledende) kan reflektere radiosignaler.

Interferens

Til venstre står to identiske bølger hvor høyeste og laveste punkt er synkronisert. Dette skaper et sterkere signal. Til høyre er det ene signalet på toppen av sin bølge når det andre er på bunnen av sin. Da vil signalene utligne hverandre og forsvinne. Illustrasjon.

Signaler med samme frekvens som er i fase, vil ha en konstruktiv interferens, hvor signalet blir sterkere. Er signalene ute av fase, blir det en destruktiv interferens, og signalet utlignes og blir borte.

Radiobølger på samme frekvens vil påvirke hverandre. Hvis to signaler er i fase (synkronisert med samme topp-punkt og bunnpunkt i kurvene sine, som nede til venstre i eksempelbildet), vil de forsterke hverandre. Dette kalles konstruktiv interferens og er en av teknikkene som brukes ved nye antenner som bruker beamforming for å sende signalet med ekstra styrke i en bestemt retning.

Hvis signalene har motsatt fase (hvor topp-punktet på den ene bølgen samsvarer med bunnpunktet på den andre, som nede til høyre i eksempelet), vil de utligne hverandre, og signalet går tapt.

Et signal som er delvis ute av fase, vil kunne bli forstyrret slik at informasjonen som overføres, ikke er mulig å avlese.

Vi har et begrenset antall frekvenser vi kan sende radiosignaler på, og spesielt i de åpne områdene for trådløse nettverk (Wi-Fi) bruker mange de samme frekvensene. For enheter som er i samme nettverk, vil aksesspunktet styre hvem som får sende signaler når det er noe som hindrer at to sender signaler samtidig. Forskjellige nettverk vil ikke ha noen slik hindring. Dette gjør at vi lett kan få datapakketap på grunn av destruktiv interferens hvis forskjellige nettverk som er i nærheten av hverandre, bruker samme frekvens.

Derfor er det viktig å forsøke å bruke frekvenser som færrest mulig andre i nærheten bruker.

Modell med to bakketopper med en rett linje mellom og en oval linje over og under den rette linjen, som indikerer området hvor signalet kan reflektere, men fremdeles vil nå mottakeren. Illustrasjon.

Fresnelsonen er et område under og over direktelinjen mellom en sender og en mottaker (lys eller radiosignal) hvor deler av signalet naturlig vil reflektere, men fremdeles vil kunne nå mottakeren.

Klar siktlinje mellom avsender- og mottakerantenne er veldig fordelaktig når vi setter opp radiolinker. I tillegg til siktlinjen er det lurt at et område over og under siktlinjen også er fri for hindringer. Dette kalles fresnelsonen og er et område hvor radiosignalene naturlig vil spre seg ut og reflektere inn mot mottakeren igjen.

Om vi plasserer radiolinkantennene så høyt at det ikke er hindringer i fresnelsonen, vil mer av signalet komme fram. Dette vil gi en mer stabil radiolink, som kan være raskere eller bruke mindre sendestyrke.

Det finnes egne kalkulatorer vi kan bruke til å regne ut hvor mange meter under og over siktlinjen som helst bør være fri.

Sist oppdatert 11.06.2020
Skrevet av Tron Bårdgård

Læringsressurser

Praktisk IT