اقرأ في هذا المقال
في طيف الترددات الراديوية، تمتلك نطاقات التردد المختلفة خصائص انتشار متنوعة، وبالتالي يتم استخدام كل جزء من الطيف لأنواع محددة من التطبيقات، كما تظهر خصائص انتشار الموجات الراديوية اعتماداً كبيراً على التردد، كما أنّ جزءاً من الطيف الكهرومغناطيسي ذي النطاق الترددي الأدنى يحتوي على موجات الراديو، كما تُعرف الموجات التي تحصل على أقل جزء تردد في الطيف الكهرومغناطيسي باسم موجات الراديو.
كيفية تقسيم نطاق الترددات الراديوية وخدماتها الراديوية النموذجية:
- التردد المنخفض جداً “VLF”، حيث يكون مداها بين “3 كيلو هرتز” إلى “30 كيلو هرتز”،كما يتم استخدامه في التلغراف في جميع أنحاء العالم.
- التردد المنخفض “LF”، حيث يقع التردد في حدود “30 كيلو هرتز” إلى “300 كيلو هرتز”، كما تستخدم وسائل المساعدة الملاحية ومن نقطة إلى نقطة في اتصالات المسافات الطويلة لهذا النطاق الترددي.
- التردد المتوسط “MF”، كما يتراوح بين “300 كيلو هرتز” إلى “3000 كيلو هرتز”، ويستخدم لغرض الملاحة.
- التردد العالي “HF“، حيث يتراوح مداها بين “3 ميجاهرتز ” إلى “30 ميجاهرتز”، وتجد تطبيقات في الاتصال العام بين نقطتين مفصولتين على مسافة متوسطة والبث قصير الموجة إلى أماكن بعيدة.
- تردد عالي جداً “VHF“، حيث يحمل تردداً بين “30 ميجاهرتز “إلى “3000 ميجاهرتز”، ومناسب للاتصالات قصيرة المدى في حالة الرادار والاتصالات المتنقلةوتعديل التردد.
- التردد الفائق “UHF”، حيث يتراوح بين “300 ميجاهرتز” إلى “3000 ميجاهرتز”، ويستخدم في التلفاز وأنظمة ترحيل الرادار للاتصالات قصيرة المدى.
- التردد العالي الفائق “SHF”، حيث يتراوح التردد بين “3000 ميجاهرتز” إلى “30.000 ميجاهرتز” كما يُستخدم في الاتصالات الساتلية وكذلك الرادار ووصلات التلفاز الإذاعي.
- تردد عالي للغاية “EHF”، حيث يتراوح مداها بين “30.000 ميجاهرتز” إلى “300000 ميجاهرتز” وتستخدم في مجالات التجارب والهواة.
يوجد أيضاً نطاق تردد آخر يُعرف باسم نطاق التردد المنخفض للغاية والمختصر باسم “ELF” الذي له نطاق تردد بين “30 هرتز “إلى “300 هرتز”، ويتراوح الطول الموجي بين “10 كم” إلى “100 كم”، كما يتم استخدام نطاق التردد هذا في جميع هذه التطبيقات، حيث يلزم اختراق الأمواج على أعماق كبيرة في الأرض والمحيطات، وبالتالي يظهر مدى ملاءمتها في الاتصال بالغواصات.
ملاحظة:“VHF” هي اختصار لـ “Very High Frequency” و”UHF” هي اختصار لـ “Ultra High Frequency”.
ملاحظة:“SHF” هي اختصار لـ “Super High Frequency” و”EHF” هي اختصار لـ “Extreme High Frequency”.
ملاحظة:“ELF” هي اختصار لـ “Extremely Low Frequency”.
ما هي خصائص انتشار موجات الراديو؟
أولاً: خصائص موجات “VLF” التي تتراوح ما بين “3 كيلو هرتز” إلى “30 كيلو هرتز”:
- يتم استخدامه بشكل أساسي في انتشار الموجة الأرضية.
- نظراً لأنّ هذه الموجات منخفضة التردد جداً، فإنّ لها أطوال موجية طويلة وبالتالي فهي تمتلك القدرة على التنقل إلى آلاف الكيلومترات على طول سطح الأرض.
- لا يتم استخدام هذه بشكل عام لغرض الاتصالات التقليدية، حيث أن عرض النطاق الترددي الخاص بها مقيد بتردد الموجة الحاملة الأقل.
- تنتشر الموجات في هذا النطاق الترددي وتنعكس تماماً من خلال الجزء السفلي من طبقة الأيونوسفير والأرض، وهذا يعني أنّ الموجة يتم توجيهها داخل الدليل الموجي وبطريقة مماثلة يتم توجيه موجات التردد هذه داخل منطقة الأيونوسفير والأرض.
- يتراوح الارتفاع التقريبي الذي تمتلكه هذه الموجات بين “70 كم” إلى “80 كم”.
- توفر هذه الموجات توهيناً منخفضاً عند ترددات حوالي “20 كيلو هرتز”، وتنتشر لمسافات طويلة ولكنّها تحتاج إلى هوائيات ذات أحجام مادية ضخمة.
- يكون التوهين المقدم في انتشار “VLF” هو “30dB / 1000km”.
- طريقة الإرسال المتضمنة في انتشار الموجات المترية “VLF” غير فعالة تماماً، ولكنّها مفيدة في بعض الأحيان؛ لأنّها تلغي تغيرات إرسال الموجات السطحية.
ملاحظة:“VLF” هي اختصار لـ “Very Low Frequency”.
ثانياً: خصائص موجات الراديو التي هي مزيج من “VLF” و”LF” والمدى من “20 كيلو هرتز” إلى “100 كيلو هرتز”:
- يستخدم هذا النطاق الترددي الموجة الأرضية وكذلك انتشار الموجات الأيونوسفيرية، ولمسافة تصل إلى “1000 كم” من انتشار موجة الأرض، حيث يستخدم لأكثر من “1000 كم” من انتشار موجة السماء.
- يوفر انتشار الموجة الأرضية توهيناً منخفضاً نسبياً، ومع ذلك فإنّ الإشارات المستلمة في بعض الأحيان تعاني من بعض التغييرات الموسمية أو السنوية.
- عادة لا تخضع الإشارات المنتشرة في هذا النطاق للخبو.
- الإشارات المرسلة في ساعات الليل أقوى منها خلال النهار.
ملاحظة:“LF” هي اختصار لـ “Low Frequency”.
ثالثاً: خصائص الموجات الراديوية التي هي مزيج من الموجات “LF” و”MF”، ويكون المدى من “100 كيلو هرتز” إلى “535 كيلو هرتز”:
- يختار مدى التردد بشكل رئيسي انتشار الموجة الأيونوسفيرية عندما تكون المسافة معتدلة وكما هو الحال مع زيادة التردد يزداد التوهين في حالة الموجات الأرضية.
- خلال ساعات النهار يوجد امتصاص عالي في انتشار الموجات الأيونوسفيرية عند مثل هذه الترددات العالية، وبالتالي فهي غير مناسبة للاتصال لمسافات طويلة، ومع ذلك يظهر موثوقية في الاتصال خلال ساعات الليل.
- مع زيادة التردد، ينخفض مدى انتشار الموجة الأرضية.
ملاحظة:“MF” هي اختصار لـ “Medium frequency”.
رابعاً: خصائص موجات الراديو وهي بعض أجزاء “MF”، وبكون المدى من “535 كيلو هرتز” إلى “1600 كيلو هرتز”:
- التطبيق الرئيسي لموجات الراديو هذه هو البث الإذاعي.
- نظراً لأنّ انتشار الموجة الأيونوسفيرية في النهار يؤدي إلى امتصاص كامل للإشارة، فإنّ انتشار الموجة الأرضية يسهل البث خلال ساعات النهار، ومع ذلك في انتشار الموجة الأرضية وأثناء النهار تظهر قوة الإشارة انخفاضاً سريعاً في هذه الترددات.
خامساً: خصائص موجات الراديو التي هي مزيج من “MF” و”HF” الكامل، والمدى من “1600 كيلو هرتز” إلى “30 ميجاهرتز”:
- عندما يتجاوز مدى التردد “1600 كيلو هرتز”، لا يستخدم انتشار الموجة الأرضية إلّا في حالة المسافات القصيرة، وهذا لأنّه في هذا النطاق الترددي لوحظ توهين كبير للموجة الأرضية، لذلك فيما يتعلق بالاتصالات بعيدة المدى، يتم استخدام انتشار الموجة الأيونوسفيرية.
- يُظهر الحد الأقصى للتردد القابل للاستخدام، أي الحد الأعلى للاتصال والاعتماد على المسافة والارتفاع إلى جانب كثافة الإلكترون عند نقاط الانعكاس في منطقة الغلاف الأيوني.
- يعتمد الحد الأدنى للتردد على مستوى الضوضاء وامتصاص المسار.
- يوجد مستوى تردد أمثل يعتبر عند حوالي “15%” أقل من الحد الأعلى، حيث تكون التقلبات قصيرة المدى كبيرة عند هذا التردد.
- للاتصالات التي تتجاوز “1000 كم”، يتم تحديد التردد الأمثل بواسطة الطبقة “F 2″، بينما تتراوح المسافة بين “200 كم” إلى “1000 كم”، ويتم تحديد الحد الأقصى للتردد القابل للاستخدام بواسطة الطبقة “E”.
ملاحظة:“HF” هي اختصار لـ “High Frequency”.
سادساً: خصائص الموجات “HF”، والتي تتراوح بين “3 ميجاهرتز” إلى “30 ميجاهرتز:
- يتم تسهيل الاتصال لمسافات طويلة مع هذا التردد العالي من خلال انتشار الموجة الأيونوسفيرية.
- عند هذه الترددات، تكون امتصاصات الغلاف الأيوني منخفضة جداً، وبالتالي يمكن تحقيق أميال من مسافة الانتشار.
- عندما يكون الاتصال قصير المدى مطلوباً، يلزم استخدام ترددات منخفضة، بينما في الترددات المنخفضة تقدم الطبقة “D” توهيناً ملحوظاً.
سابعاً: خصائص الموجات التي يزيد ترددها عن “30 ميجاهرتز”:
- بشكل عام فوق “30 ميجاهرتز”، يتم استخدام انتشار الموجات الفضائية عملياً، وفي حالات نادرة جداً فقط تخضع الترددات فوق “30 ميجاهرتز” لانعكاسات بواسطة الأيونوسفير نحو الأرض.
- نطاق الإرسال المعروض عادة ما يكون أقل من 100 ميل.
- السبب الرئيسي للتداخل غير المرغوب فيه هو الانعكاسات الناتجة عن المباني أو الهياكل الأخرى.
- في هذا التردد، تتضمن التطبيقات الرئيسية بث إشارات تلفزيونية وفي الرادار وفي الطائرة وفي أنظمة الترحيل الراديوي، وبالنسبة للاتصالات الراديوية قصيرة المسافة تشمل هذه الاتصالات من نقطة إلى نقطة وجهاز اتصال لاسلكي متنقل.
