Tar radiosignalerna slut om flera lyssnar?
Här är en fråga som jag brukar förbrylla mina tekniskt intresserade vänner med. Hittills har ingen kunnat ge mig ett tillfredsställande svar. Säg att vi har en radiosändare med en faktisk uteffekt av 1 W. Sedan ställer vi upp en mottagare som lyssnar på sändaren. Den kommer då att absorbera en del av den strålning som vår sändare sänder ut. Därefter räknar vi ut hur många mottagare som skulle behövas för att de tillsammans skulle absorbera 1 W och ställer dem runt vår sändare. Slutligen skaffar vi ytterligare en mottagare. Kommer vi då att kunna höra sändaren i denna ”extra” mottagare, eller är det helt tyst på frekvensen, eftersom alla de andra mottagarna redan har absorberat all tillgänglig radiostrålningseffekt?
/Bo Sörensson
Frågeställarens slutsats är helt korrekt. I praktiken är det dock knepigt att åstadkomma det fenomen som beskrivs, eftersom antalet mottagare som krävs skulle vara astronomiskt stort. Det hela blir uppenbart om man förstår hur antenner och mottagare fungerar. Låt oss använda oss av synligt ljus för att göra det hela begripligt (ljus är i likhet med radiovågor elektromagnetisk strålning, men med mycket kortare våglängd). Mitt inne i ett stort rum hänger en naken glödlampa som strålar ut 1W likformigt i alla riktningar. Hur mycket effekt kommer då en mottagare som befinner sig 10 meter från lampan att ta emot? På 10 meters avstånd från lampan har dess effekt spridits ut likformigt över en klotformig yta. Från gymnasiematematiken vet vi att denna yta är 4×pi×radien2 = 4×pi×10×10, det vill säga cirka 1 300 m2. Om vi nu placerar en ideal mottagarantenn med 1 m2 antennyta på detta avstånd så kommer antennen att ta emot 1/1 300 av den utstrålade ljuseffekten, det vill säga 1/1 300 W. Om vi skulle placera ut 1 300 likadana mottagare på 10 meters avstånd, kant i kant, vad skulle hända då? Jo, vi skulle täcka hela klotytan med antenner och det skulle bli mörkt utanför, eftersom hela den utstrålade effekten från lampan skulle ha absorberats. Placerar man nu ytterligare en ”antenn” längre bort än 10 meter så kommer den att ligga i mörker. Om man i stället stoppar in den i klotet kommer den att belysas. Men då kommer den att skugga någon av de andra. Det fungerar precis likadant för radiofrekvenser, även om det inte är lika lätt att med blotta ögat se hur stor effektiv antennyta till exempel ett antennspröt har. Likväl har även dessa antenner en förmåga att kasta en skugga bakom sig – en radioskugga – och de stjäl därför effekt från varandra om de placeras ut för tätt.
/Jens Zander, professor i radiosystemteknik, KTH
