Современный мир сложно представить без мобильной связи. Уже в 2014 году число абонентов по всему миру приблизилось к 7 миллиардам, что сделало сотовый телефон универсальным и незаменимым инструментом в повседневной жизни. С его помощью можно связаться практически с любой точкой планеты. Но как же устроена эта технология, позволяющая нам общаться на расстоянии?
По своей сути, мобильный телефон — это усовершенствованная двусторонняя радиосвязь, объединяющая в одном устройстве радиопередатчик и радиоприемник. Когда вы звоните, микрофон вашего телефона преобразует звуковые колебания вашего голоса в электрический сигнал. Этот сигнал с помощью радиоволн передается на ближайшую базовую станцию (вышку сотовой связи). Далее сеть вышек направляет сигнал к телефону вашего собеседника, где происходит обратное преобразование: из радиоволн в электрический сигнал, а затем снова в звук через динамик. Таким образом, в основе технологии лежит принцип, схожий с работой обычной рации.
Сегодня функционал телефонов далеко ушел за пределы голосовой связи. Большинство современных устройств — это многофункциональные гаджеты, позволяющие выходить в интернет, делать фотографии, играть в игры, обмениваться сообщениями и слушать музыку. Смартфоны же по своим возможностям практически сравнялись с портативными компьютерами, объединяя в себе множество цифровых сервисов.
Как передаются сигналы: роль радиоволн
Сотовые телефоны излучают радиоволны во всех направлениях.
Обратите внимание: Время коротких звонков или почему старые телефоны были лучше современных..
Однако на пути к базовой станции эти волны могут поглощаться или отражаться различными объектами — зданиями, деревьями и даже телом человека. Например, когда вы держите телефон у уха во время разговора, значительная часть излучаемой энергии (иногда более половины) поглощается вашей головой. Это означает, что часть мощности сигнала расходуется неэффективно и не доходит до вышки, что может влиять на качество связи и требует от устройства большей мощности передачи.Сердце связи: антенны в современных устройствах
Антенна — это ключевой элемент, отвечающий за передачу и прием радиосигналов. Обычно она изготавливается из металла (например, меди) и имеет строго рассчитанные размеры и форму для работы на определенных частотах. Если в старых моделях телефонов антенны были внешними и заметными, то современные устройства благодаря миниатюризации и новым технологиям скрывают компактные антенны внутри корпуса. Важно отметить, что другие металлические компоненты внутри телефона (такие как материнская плата или металлический корпус) могут взаимодействовать с антенной, влияя на характеристики излучаемого сигнала.
Современный смартфон — это целый комплекс антенн. Помимо основной антенны для сотовой связи, в нем, как правило, устанавливаются отдельные антенны для работы с Wi-Fi, Bluetooth и GPS-навигацией, что позволяет устройству одновременно поддерживать несколько типов беспроводного соединения.
Эффективность связи и энергопотребление
Для экономии заряда аккумулятора смартфон постоянно регулирует мощность своего передатчика, используя ровно столько энергии, сколько необходимо для устойчивой связи с ближайшей вышкой. Если сигнал слабый (например, в подвале или за городом), телефон автоматически увеличивает мощность передачи, чтобы «достучаться» до базовой станции. Это одна из причин, по которой в зонах плохого приема батарея садится значительно быстрее. Таким образом, хороший уровень сигнала — это не только гарантия качественного разговора, но и способ продлить время автономной работы устройства.
Больше интересных статей здесь: Гаджеты.
Источник статьи: Как работают мобильные телефоны?.