آشنایی با امواج رادیویی

در این مقاله درباره ی آشنایی با امواج رادیویی و انواع و تاریخچه ی آن صحبت میکنیم.

امواج رادیویی

موج های رادیویی نوعی تابش الکترومغناطیسی با طول موج طولانی تر از نور مادون قرمز است. امواج رادیویی دارای فرکانس های ۳۰۰ گیگاهرتز تا ۳۰ هرتز است. در ۳۰۰ گیگاهرتز، طول موج مربوطه ۱ میلیمتر است و در ۳۰ هرتز ۱۰ هزار کیلومتر است. مانند تمام امواج الکترومغناطیسی دیگر، امواج رادیویی با سرعت نور حرکت می کنند.

موج های رادیویی مصنوعی برای ارتباطات رادیویی ثابت،تلوزیون،تلفن همراه،رادیو و رادار و دیگر سیستم های ناوبری، ماهواره های ارتباطی یا شبکه های کامپیوتری و بسیاری از برنامه های کاربردی دیگر استفاده می شود.

در عصر پیشرفت تكنولوژی، كاربرد و استفاده از طیف‌های فركانسی و امواج رادیویی در حال گسترش است. از مزیت های مهم این فناوری كاهش حجم اتصالات و وسایل رابط مثل سیم‌ها و كابل‌ها هستند كه  موجب كاهش چشم‌گیر هزینه‌ها می‌شوند. به طوری كه روابط بدون سیم جایگزینی مطمئن برای آنها می‌شوند.

ارتباطات به وسیله امواج رادیویی، برپایه قوانین فیزیك و انرژی امواج الكترومغناطیسی استوار است. بدین منظور برخی مفاهیم اولیه مربوط به این موضوع را به طور کلی مورد بررسی قرار میدهیم.

همه ما تاكنون عباراتی نظیر UHF, VHF, AM, FM و … را شنیده‌ایم. فضای اطراف ما  از امواج رادیویی است كه در تمام جهات در حال انتشار و عبور و مرور می‌باشند. اصولا  موج رادیویی یك موج الكترومغناطیسی می‌باشد كه معمولا توسط آنتن منتشر می‌گردد. همینطور امواج رادیویی دارای فركانس‌های مختلفی هستند، كه برحسب كاربری مطابق با استانداردهای مشخصی تقسیم‌بندی شده‌اند. در آمریكا FCC كمیته ملی ارتباطات مسئولیت مدیریت و تصمیم‌گیری در مورد تخصیص طیف‌های فركانسی و صدور مجوز و یا تعیین استانداردها را به عهده دارد.

امواج رادیویی در هوا با سرعتی نزدیك به سرعت نور انتقال می‌یابند. این امر یكی از مهم‌ترین مزایای این فناوری می‌باشد كه نقش بسزایی در تسریع ارتباط به عهده دارد.

واحد اندازه ‌گیری فركانس رادیویی hertz “هرتز” یا “سیكل بر ثانیه” است و برای فركانس‌های بزرگ‌تر، جهت خواندن و نوشتن از عباراتی مانند KHz “كیلوهرتز”، MHz “مگا هرتز” و … استفاده می‌شود.

امواج رادیویی دارای فركانس‌ها و باندهای مختلفی هستنتد، با استفاده از یك گیرنده مخصوص رادیویی شما می‌توانید، امواج مربوط به همان گیرنده را دریافت کنید. برای مثال زمانی كه شما مشغول گوش دادن به یك ایستگاه رادیویی هستید، گوینده فركانس 91.5 MHz و باند FM را اعلام می‌كند. رادیوی FM شما تنها می‌تواند گستره فركانسی مخصوص و مربوط به خود را دریافت نماید.

Wavelength یا طول موج یك سیگنال الكترومغناطیسی با فركانس یا بسامد آن رابطه معكوس دارد، بدین معنی كه بالاترین فركانس كوتاه ‌ترین طول موج را دارا می‌باشد . در كل سیگنال‌های با طول موج‌های بلند تر مسافت بیشتری را پیموده و از قابلیت نفوذ بهتری در میان اجسام در برابر سیگنال‌های دارای طول موج كوتاه برخوردارند.

اگر میخواهید درباره ی تاثیرات امواج رادیویی بر سلامت انسان ها بدانید پینهاد میکنیم اینجا کلیک کنید.

انواع باند های فرکانسی

باند فركانسی عبارت است از یك محدوده مشخص از فركانس‌ها که جدول زیر مطابق استاندارد اتحادیه ی بین المللی  ITU انواع آن را به شما معرفی میکند.

کشف امواج رادیویی

امواج رادیویی برای اولین بار بر اساس محاسبات ریاضی فیزیکدان مشهور، جیمز کلارک ماکسول (James Clerk Maxwell) پیش‌بینی شدند.

جیمز ماکسول (۱۸۷۹-۱۸۳۱)

امروزه کمتر کسی پیدا می‌شود که نام معادلات ماکسول که توصیف کننده تمامی پدیده‌های الکترومغناطیسی است را نشنیده باشد. این ۴ معادله به شکل زیر بوده که در آن جا‌به‌جایی الکتریکی، چگالی بار، چگالی شار مغناطیسی، شدت میدان مغناطیسی، شدت میدان الکتریکی و چگالی جریان الکتریکی است.

در سال ۱۸۸۷ میلادی، هاینریش هرتز (Heinrich Rudolf Hertz) در آزمایشگاه خود برای اولین بار موقق به تولید امواج رادیویی شد و در نتیجه درستی معادلات ماکسول تایید شد.

نمایی از آنتن لوپ استفاده شده توسط هرتز

هرتز نشان داد که امواج رادیویی همانند نور رفتار کرده و ویژگی‌هایی نظیر قطبش، شکست، پراش و … را از خود نشان می‌دهند. امواج تولید شده توسط هرتز در آن زمان امواج هرتزی (Hertzian waves) نام داشتند.

هرتز (۱۸۹۴-۱۸۵۷)

در اواسط دهه ۱۸۹۰ میلادی، برای اولین بار این امواج به صورت عملی جهت برقراری ارتباط توسط مارکونی (Guglielmo Giovanni Maria Marconi) که اولین فرستنده و گیرنده‌های رادیویی عملی را ساخت، استفاده شد.

مارکونی (۱۹۳۷-۱۸۷۴)

در سال ۱۹۱۲ میلادی عبارت مدرن‌تر امواج رادیویی جایگزین امواج هرتزی شد. شکل زیر نمایی از اولین لینک ارتباطی ساخته شده توسط مارکونی با استفاده از آنتن ساده Monopole را نشان می‌دهد.

نمایی از اولین لینک مخابراتی جهان

خیلی ممنونیم که تا آخر این مطلب همراه ما بودید.