الكترونيك . امواج راديويي

امواج راديويي

موج هاي راديويي يک فرمي از اشعه الکترومغناطيس هستند، و به وجود مي آيند وقتي يک شارژ الکتريکي موضوع شتاب با يک فرکانس که در فرکانس راديو قرار دارد و قسمتي از طيف الکترومغناطيسي است. اين يک تيررس از مقداري هرتز دربرابر مقداري گيگا هرتز. اشعه الکترومغناطيس (تکثير) حرکت مي کنند توسط نوسان الکتريکي و زمينه هاي مغناطيسي که از هوا و خلاء فضا به خوبي عبور مي کند و نياز به وسيله براي حرکت و جابجايي ندارد.


توسط تفاضل، ديگر اشعه هاي الکترومغناطيسي با فرکانس هاي بيشتر ازRF اشعه گاما، اشعه ايکس و مادون قرمز، ماوراي بنفش و روشنايي قابل ديدن هستند.

وقتي موجهاي راديو از يک سيم عبور مي کنند، نوسان الکتريکي آنها يا زمينه ي مغناطيسي (بستگي به جنس سيم دارد) که ولتاژ را زياد مي کند. که اين مي تواند به صدا يا علامت هاي ديگر که حاوي اطلاعات هستند تغيير فرم دهد.

با وجود اينکه کلمه ‘‘راديو’‘ براي توضيح اين پديده به کار مي رود، وسايل ارتباطي که ما مي شناسيم تلويزيون، راديو، رادار و موبايل، همه در زير مجموعه ي فرکانس هاي راديو قرار دارند.


کشف

پايه تئوريک تکثير موجهاي الکترومغناطيس ابتدا در سال 1873م توسط جيمز کلرک مکس ول شرح داده شد در مقاله اش به جامعه اشرافي ‘‘تئوري حرکتي زمينه ي الکترومغناطيس’‘ که موضوع کار او در بين سالهاي 1861م و 1865م بود.

هيزيچ رادولف هرتز بين سالهاي 1886م و 1888م بود که تئوري مکس ول را نقض کرد و نشان داد که اشعه ي راديو تمام جزئيات موجها را دارا مي باشد (امروزه هرتزين ناميده مي شود)، و کشف کرد که معادله ي الکترومغناطيس مي تواند با معادله متفاوتي دوباره فرمول نويسي شود فرمول موج


تاريخ و اختراع

هويت مخترع راديو، در آن زمان به نام تلگراف بي سيم شناخته شده بود، ادامه دارد. ادعاها مي شد که ناتان استابل فيلد راديو اختراع کرد قبل از تسلا يا مارکوني. اما به نظر مي رسيد که وسايل توسط القاء کار مي کند.



استفاده هايي از راديو

استفاده هاي اوليه آن بيشتر در نيروي دريايي بود، براي فرستادن پيام هاي که مورس بين کشتي و خشکي به کار مي رفت. امروزه، راديو شکل هاي متعددي دارد، شامل سيستم بي سيم، ارتباط همراه در انواع گوناگون، به خوبي راديوصدا. بيشتر در موردتاريخ راديو مطالعه کنيد.


قبل از اختراع تلويزيون، راديو فقط شامل اخبار و موسيقي نبود، بلکه قصه ها، طنزها، شوهاي مختلف، و فرم بسياري از نمايش را دارا بود. راديو در بين نمايش هاي دراماتيک بي نظير بود زيرا فقط از صدا استفاده مي شد. براي اطلاعات بيشتر، برنامه راديو را مطالعه کنيد.

استفاده هاي متعددي از راديو وجود دارد:

*صوتي

موج راديو که صحبت ها و موزيک را در يک فرکانس متوسط مي فرستد( ). راديوي از دامنه متغير استفاده مي کند. در حالي صداهاي بلند در ميکروفن سبب نوسان بيشتري در قدرت نمايش مي شود در حالي که فرکانس نمايش بدون تغيير باقي مي ماند. نمايش ها توسط آمار مورد تأثير قرار مي گيرند زيرا روشنايي و منابع ديگر راديو موجهاي راديويي خود را به يکي از نمايش دهنده ها اضافه مي کند.

موج راديو که صحبت و موزيک مي فرستد، با توانايي بيشتر نسبت به در تغيير فرکانس، صداهاي بلند در ميکروفن باعث مي شود تا فرکانس نمايشگر نوسان بيشتري داشته باشد، و قدرت نمايشگر بي تغيير باقي مي ماند. نمايش داده مي شود در فرکانس بسيار بالا( ). به فضاي فرکانس راديويي بيشتري نسبت به نياز دارد و در فرکانس بالا فرکانسهاي بيشتري قابل دسترس مي باشند، بنابراين جايگاه هاي زيادي وجود دارد که هر کدام حاوي اطلاعاتي مي باشند. موضوع ديگر اين است که موجهاي کوتاه راديو خيلي بهتر عمل مي کنند، که در يک خط مستقيم سير مي کنند که بازتابي نسبت به زمين ندارند توسط (يونسيفر) که در يک تيررس دريافت کوتاهتري نتيجه مي شود. دريافت کننده هاي به صورت افکت متمرکز قرار مي گيرند، که سبب مي شوند که راديو فقط سيگنالهاي قوي را وقتي سيگنالهاي زيادي روي يک فرکانس قرار مي گيرد، دريافت کنند.

سرويسهاي سيگنالهاي دوگانه هستند که «روي شانه» را نشان مي دادند که در مدت طولاني با يک برنامه مهم طول کشيد. سرويس دهنده هاي مخصوص نياز به بکارگيري و بهره برداري از اين سرويسها دارند. کانال هاي مشابه ممکن است به صورت برنامه هاي متصل باقي بمانند، مثل خواندن سرويسها براي نابينايان، موزيک پشت صحنه يا سيگنالهاي صداي استديو. در بعضي مناطق شهري بسيار شلوغ، برنامه هاي اين کانال ممکن است به صورت برنامه راديويي زبان خارجي متناوب باشد براي گروه ها و اغشار مختلف.

راديوي صداي هوانوردي از راديو استفاده مي کند. از استفاده مي کنند بنابراين ايستگاه هاي مختلف روي يک کانال را مي توان دريافت کرد. (استفاده از باعث مي شود تا ايستگاه هاي قويتر مانع از دريافت ايستگاه هاي ضعيفتر شوند با توجه به افکت متمرکز. بشقاب پرنده اغلب بسيار بالا است که راديوي آن مي تواند صدها مايل را به خوبي ببيند، با اينکه آنها از استفاده مي کنند.


راديوي نيروي دريايي يا دريانوردها مي توانند از موج کوتاه و فرکانس بالا استفاده کنند( ) اسپکتروم راديو براي هر تيررس راديو ياراديو براي تيررس هاي خيلي کمتر استفاده مي شود.

دولتمردان، پليس، سرويسهاي صداي آتش يا تجاري از نوار در يک فرکانس مخصوص استفاده مي کنند. کيفيت عالي براي استفاده از تيررس کمتر از فرکانس هاي راديو قرباني شده است، معمولاً پنج کيلوهرتز(پنج هزار دور در هر ثانيه) براي فشار بالا، بيشتر از75 که توسط موج تا25 که تلويزيون از آن استفاده مي کند. نظامي و غير نظامي(فرکانس بالا) براي سرويس صدا از موج کوتاه راديو براي ارتباط کشتي ها استفاده مي کنند. بيشترين از کانال تنها صداي( ) استفاده مي کنند. صداهاي مثل اردک ها در راديو صدا مي آورد. سيگنال نشان مي دهد قدرت را هر جايي را که فرکانس هاي صدا به فرکانس اصلي راديو اضافه مي شود. اين نمايشگر را سه برابر قويتر مي سازد زيرا اين نيازي به نمايش کانال بي استفاده ندارد.


راديوي بين شهري خشکي يک سيستم تلفن همراه ديجيتالي براي نظام مي باشد، پليس و آمبولانس ها. سرويس هاي تجاري مثل و راديو ماهواره سيريوس راديو ماهواره ديجيتالي را ساماندهي مي دهد.

*تلفني

تلفن همراه به راديوي همراه محلي نمايش مي دهد، که به برنامه تلفني سرويس عمومي متصل مي شود. وقتي تلفن منطقه راديوي همراه را ترک مي کند، کامپيوتر مرکزي تلفن را به حالت جديدي درآورد. تلفن هاي همراه عموماً از استفاده مي کنند، ولي امروزه اکثراً از کدهاي ديجيتال مختلف استفاده مي کنند.

تلفن هاي ماهواره اي به دو دسته تقسيم مي شوند: اينمار تست و ايريديوم تست. هر دو نوع کل جهان را پوشش مي دهند. اينمارتست از ماهواره هاي هماهنگ زميني استفاده مي کند، با هدف آنتن هايي يا قدرت دريافت بالا در وسايل نقليه. ايريديوم تلفن هاي همراه را فراهم مي کند، غير از ماهواره هايي که روي مدار قرار دارند.

*ويدئو

تلويزيون مثل تصويرمي فرستد و مثل صدا مي فرستد، بر روي يک سيگنال راديويي.

تلويزيون ديجيتال سر بيت را کدگذاري مي کند که برابر هشت قدرت سيگنال مي باشد. بيت ها پيغام ها و دستورات را مي فرستند براي کمتر کردن صداهاي ناهنجار راديويي. يکتصحيح کننده اشتباه ريد-سولومون مي گذارد تا دريافت کننده اشتباهات را در اطلاعات پيدا و رفع کند. با وجود اينکه بيشتر اطلاعات بايد فرستاده شوند ولي استانداردش استفاده از براي ويدئو مي باشد، و پنج کيفيت سي دي( 6601) کانال هاي ديجيتالي(مرکز، چپ، راست، چپ عقب، راست عقب) مي باشد.


هدايت کشتي

تمام ماهواره هاي هدايت کشتي با اين سيستم از ماهواره با زمان دقيق استفاده مي کنند. ماهواره موقعيت خود را نشان مي دهد، و حتي زمان و ساعت نمايش را اعلام مي کند. دريافت کننده به چهار ماهواره گوش مي دهد و مي تواند موقعيت هاي آنان را اعلام کند که بر روي يک خط که مماس بايد صدف کروي شکل که دور هر ماهواره است باشد، و بايد از ساعت پرواز سيگنالهاي راديو از ماهواره مطمئن باشد. يک کامپيوتر در دريافت کننده رياضيات انجام مي دهد.

لوران سيستم ساعت پرواز سيگنالهاي راديو را اعلام مي کند، ولي از ايستگاه راديوي روي زمين.

سيستم (براي سفينه به کار مي رود)، دو نمايشگر دارد. نمايشگر مستقيم جستجو مي کند يا سيگنالهاي اين را مي چرخاند مثل يک خانه روشن بر روي يک اندازه ثابت. وقتي که نمايشگر مستقيم رو به شمال باشد، نمايشگر چند وجهي پالس مي کند سفينه مي تواند از اين دو بخواند و موقعيتش را بگويد و بر روي بخشي از اين دو پرتو معلوم کند.

پيدايشگر مستقيم راديو قديمي ترين فرم راديوي هدايت کشتي مي باشد. قبل از سال1960 هدايت کننده ها از دورهاي آنتن متحرک براي معلوم کردن محل نزديک شهر استفاده مي کردند. در بعضي موارد آنها از هدايتگرهاي دريايي استفاده مي کردند، که يک اندازه از فرکانس هاي فقط بالاي راديوي با کارفرماهاي آماتور راديو نشان مي داد.

رادار

رادار چيزها را در فاصله هاي دور و معلوم کردن موقعيت تمواج راديويي آنها پيدا مي کند. تأخير باعث مي شود که اکو فاصله را اندازه يري کند. هدايت پرتو هدايت بازتاب را قطعي مي کند. قطبي شدن و فرکانس برگشت مي تواند انواع سطح را معلوم کند.

رادارهاي هدايت يک منطقه وسيع را دو يا چهار بار در دقيقه جستجو مي کند. آنها از امواج کوتاهي که از زمين و سنگ بازتاب مي کند استفاده مي کنند و اين هدايتگرها در کشتي هاي تجاري يا خصوصي و سفينه هاي خصوصي با فاصله زياد معمول مي باشد.

هدف اصلي و عمومي اين است که رادارها عموماً از فرکانس هاي رادار هدايت گر استفاده مي کنند، ولي پالس را تنظيم و قطبي مي کنند بنابراين دريافت کننده از نوع سطح بازتاب کننده مطلع مي شود. بهترين مورد استفاده که رادارها باران طوفانهاي سنگين را تشخيص مي دهد، به خوبي زمين و وسايل نقليه، بعضي ها مي توانند اطلاعات صوتي را روي هم بياندازند و اطلاعات را از موقعيت بدهند.

رادارهاي ردياب يک منطقه وسيع را با موجهاي راديويي کوتاه جستجو مي کند. آنها معمولاً 2 يا4 بار در دقيقه اين جستجو را ادامه مي دهند. بعضي اوقات رادارهاي جستجوگر ازافکت دوپلر براي جداکردن وسايل نقليه از شلوغي و سروصدا استفاده مي کنند.

رادارهاي هدفدار از يک مديريت استفاده مي کنند به عنوان جستجوي رادار ولي مناطق بسيار کوچکتر را جستجو مي کنند، معمولاً چندين بار در ثانيه يا بيشتر اين کار را انجام مي دهند.

رادارهاي هواشناسي همانند رادارهاي جستجوگر کار مي کنند، ولي از امواج راديو با قطبيت کروي و يک موج دراز براي بازتاب از آب استفاده مي کنند. بعضي رادارهاي هواشناسي ازافکت دوپلر براي اندازه گيري سرعت باد استفاده مي کنند.

سرويسهاي ضروري

آژير نجات دهنده نمايشگر موقعيت ضروري ، نمايشگر محل ضرورت ياآژير محل شخصي يک نمايشگر راديوي کوچک هستند که ماهواره ها مي توانند استفاده کنند تا محل شخصي يا ماشيني که به کمک احتياج دارد را تعيين کنند. هدف آنها کمک کردن به مردم در روز اول مي باشد، وقتي که جستجو خيلي طول بکشد. انواع مختلفي وجود دارد، با نمايشگر و نمايش زياد و مختلف-

اطلاعات راديوي ديجيتال

قديمي ترين فرم راديوي ديجيتال مدل تلگرافي بود، که توسط پيشينيان مثل مارکوني استفاده مي شود. با فشار يک دگمه، اپراتور مي توانست پيغام را بفرستد کد مورس. مبدل چرخشي يک صدايي را دريافت کننده توليد مي کرد، جايي که سوراخ سوزني يک صداي هيس را به وجود مي آورد، فرم قابل مقايسه. سوراخ سوزني نمايشگر امروزه غير قانوني به شمار مي رود، زيرا نمايشگر آنها چند صد مگا هرتز مصرف دارند. اين بسيار اصراف هم در فرکانس راديو و هم در قدرت و نيروي راديو به شمار مي رود.

پيشرفت بعدي يا گام بعدي امواج متداول تلگرافي بودند، وقتي که فرکانس راديو، توسط تيوب خلاء نوسانگر الکترونيکي روشن و خاموش مي شد با يک کلمه. يک دريافت کننده با يک نوسانگر محلي بايد با فرکانس راديو هيتروداين مي شدند. کمتر از 100 مصرف داشت. هنوز استفاده مي شد، امروزه مقدماً با کارفرماهاي راديويي آماتور استفاده مي شود.

تلتايپ راديو معمولاً روي موج کوتاه عمل مي کند( ) و نظاميان به آن علاقه زيادي دارند زيرا آنها اطلاعات نوشته شده را بدون يک اپراتور استاد انجام مي دهند. آنها يک بيت را در يک يا دو صدا مي فرستند. گروه هاي پنج يا هفت بيتي شخصيتي مي شوند که توسط تلتايپ چاپ مي شوند. از سال هاي1975 تا1925، از تلتايپ براي فرستادن پيغام هاي خصوصي يا تجاري به کشورهاي توسعه نيافته استفاده مي شد. که اينها همچنان توسط نظام يا گروه هواشناسي استفاده مي شد.

سفينه هوايي از1200 باود سرويس بر براي فرستادن 1هايشان استفاده مي کنند، جايگاه و موقعيت و اطلاعاتي را توسط ارتباط در هوا دريافت مي کنند.

بشقاب هاي مايکرو ويو در ماهواره ها، مبادله هاي تلفن و ايستگاه هاي تلويزيون از تنظيم دامنه دو وجهي ( ) استفاده مي کنند. اطلاعاتي را توسط تعويض مرحله و دامنه سيگنال هاي راديو مي فرستد.

مهندسان مثل هستند زيرا بيت هاي زيادي را در سيگنال راديو قرار مي دهند. معمولاً بيت ها به صورت «ساختمان(منظم) » فرستاده مي شوند که تکرار شوند. يک بيت مخصوص براي تعيين محل شروع يک ساختمان به کار مي رود.


802/11 ، برنامه استاندارد راديو، که توسط تونر ديجيتال جايگاه شده اند. آن شروع به ارتباط کردند. گره ها از ميان فرکانس ها مي گذشتند، آنها از يک ترتيب ساختگي ژنراتور براي انتخاب فرکانس بعدي استفاده کردند.




دندان آبي

گرمايش

اجاق مايکرو ويو امواج راديو را بيشتر مي کند تا غذا را گرم کند. (يادداشت: درک نکردن آن متداول است که امواج راديو فرکانس مولکولهاي آب را تشديد مي کنند. فرکانس مايکرو ويو در حدود10 برابر پايين تر از فرکانس شديد مي باشد.

نيروي مکانيکي

پرتوهاي تراکتور: امواج راديو نيروي مغناطيسي و الکتروستاتيک هاي کوچک را شدت مي بخشند. اينها براي نشان دادن نگهداري ايستگاه در مرکز ثقل محيط کافي است.

نيروي رانش سفينه فضايي: فشار متعدد از تشديد امواج راديو به عنوان روش نيروي رانش توصيه شده است که براي کاوشگر ميان ستاره اي کهدسته ستاره ناميده مي شود، به کار رود. از وقتي که امواج طولاني شدند، کاوشگر مي تواند خيلي سبک باشد، و بنابراين شتاب بيشتري را کسب مي کند اگر به عنوان فضاپيما بود.

ديگر

راديوي آماتور يک سرويس راديوي عمومي و ضروري مي باشد که توسط کسي که نيازمنديهايش را خودش ساخت و خريداري کرد. اين در مقدار زياد عمل مي کند. راديوهاي آماتور از تمام فرم هاي که دهنده استفاده مي کند، که شامل فرم آزمايشي و جدا مي باشد. فرم هاي زياد راديو توسط آماتورهاي راديو پيش قدم شدند و بعداً هم از نظر تجاري بسيار مهم تلقي شدند، که شامل ، باند جداي ، راديويي جيبي ديجيتال و تکرارکننده ماهواره بود.

نمايش پرتوان: تعداد زيادي از برنامه ها ونقشه ها توصيه کردند که نمايش پرتوان از مايکرو ويو استفاده مي کند، که تکنيک آن نشان داده شد. اين برنامه ها شامل، براي مثال، قدرت خورشيدي.

کنترل از راه دور براي راديو: استفاده از امواج راديو براي نمايش اطلاعات کنترل در يک شي ء دور که در فرم هاي اوليهپرانه هدايت شده بود، کنترل هاي اوليه تلويزيون و مدلهاي آن، ماشين کنترل کننده راديو و هواپيماها بود.

انتشار امواج راديويي :

امواج راديويي از مسيرهاي متفاوتي فاصله بين فرستنده و گيرنده را طي مي کنند که مهمترين آنها عبارتتند از: امواج زميني ، امواج آسماني و امواج فضايي



امواج زميني : امواج زميني امواجي هستند که در سطح زمين حرکتت مي کنند و انحناي زمين را طي مي کنند و به امواج سطحي معروفند . امواج زميني موقعي وجود دارند که آنتن هاي گيرنده و فرستنده که در نزديک سطح زمين باشند ، چون فرکانس اين امواج کم مي باشد لذا مسافت کمي را طي مي کند .



امواج آسماني : امواج آسماني به امواجي گفته مي شود که توسط طبقات بالاي آتمسفر به آنتن گيرنده مي رسند . يکي از طبقات بالاي آتمسفر طبقه يونسفر است که از 80 کيلومتري سطح زمين شروع و تا ارتفاع 400 کيلو متري ادامه دارد . ارتفاع طبقه يونسفر در ساعات روز و شب متفاوت است . امواج آسماني در طبقه يونسفر منعکس مي شود .



امواج فضايي : امواج فضايي امواجي هستند که فاصله بين فرستنده و گيرنده را در ناحيه تروپسفر زمين طي مي کنند . تروپسفر به ناحيه آتمسفر گفته مي شوند که از سطح زمين تا ارتفاي 16 کيلومتري آن قرار دارد .



محدوده فرکانسي امواج راديويي و نوع انتشار آنها :

امواجي که فرکانس آنها بين 30 کيلو هرتز تا 300 کيلو هرتز قرار دارد به امواج زميني معروف اند و در راديو هاي با موج بلند استفاده مي شوند .



امواجي که فرکانس آنها بين 300 کيلو هرتز تا 3 مگا هرتز قرار دارداراي مؤلفه زميني قوي و مؤلفه آسماني ضعيف هستند . امواجي که فرکانس آنها بين 3 مگا هرتز تا 30 مگا هرتز داراي مؤلفه زمين ضعيف هستند و مؤلفه آسماني قوي هستند . از اين امواج در راديوهاي با موج کوتاه استفاده مي شود .

امواجي که فرکانس آنها بين 30 مگا هرتز تا 3000 مگا هرتز قرار دارد داراي مؤلفه هاي فضايي قوي هستند و به امواج فضايي معروف اند . انتشار امواج فضايي به انتشار در امتداد ديد نيز معروف است ، چرا که فرستنده و گيرنده بايد در ديد مستقيم يکديگر قرار گيرند تا بتوانند ارتباط برقرار کنند . امواج فضايي در تلويزيون استفاده مي شود .