ما هو نطاق تردد الراديو في الاتصالات

النطاق الطيفي المعتمد لكاميرات التصوير الفرعية التي ننتجها تيراهيرتز (50 جيجاهرتز) – (0.7 تيراهيرتز) يحد مع أجزاء أخرى من الطيف الكهرومغناطيسي، وبالتالي فمن المنطقي تحديد الامتدادات المجاورة وخصائصها.

ما هو نطاق تردد الراديو

نطاق تردد الراديو: هو أدنى جزء في الطيف الكهرومغناطيسي المألوف كوسيط لنظام الاتصال اللاسلكي الرقمي والتماثلي الحديث، وينتشر في النطاق بين (3 كيلو هرتز) و(300 جيجا هرتز) وتعمل جميع أنظمة الإرسال المعروفة في نطاق طيف الترددات الراديوية، بما في ذلك الراديو التماثلي والملاحة الجوية والراديو البحري وراديو الهواة والبث التلفزيوني والشبكات المتنقلة وأنظمة الأقمار الصناعية.

يعتبر الطيف الراديوي المعروف أيضاً باسم التردد اللاسلكي (RF) أحد أجزاء الطيف الكهرومغناطيسي الذي يتداخل مع النطاق الفرعي (THz) في نهايته السفلية، وفقاً لذلك تسمى الموجات الكهرومغناطيسية في هذا النطاق الترددي نطاقات تردد الراديو أو ببساطة “موجات الراديو“.

وتنتشر نطاقات التردد اللاسلكي في النطاق بين (30 كيلوهرتز) و(300 جيجاهر)، كما يتم تشغيل جميع أنظمة الإرسال المعروفة في نطاق طيف الترددات الراديوية، بما في ذلك الراديو التماثلي والملاحة الجوية والراديو البحري وراديو الهواة والبث التلفزيوني والشبكات المتنقلة وأنظمة الأقمار الصناعية.

• “RF” هي اختصار لـ “Radio-frequency”.

أساسيات نطاقات الترددات الراديوية

لمنع التداخل بين مختلف المستعملين يتم ترتيب توليد ونقل نطاقات التردد اللاسلكي بشكل قاسي بموجب القوانين الوطنية وبتنسيق من هيئة دولية والاتحاد الدولي للاتصالات (ITU)، ويحدد الاتحاد الدولي للاتصالات أجزاء متنوعة من الطيف الراديوي أي نطاقات التردد الراديوي لتقنيات وتطبيقات الإرسال الراديوي العديدة، ويتم تعريف حوالي (40 خدمة) اتصالات لاسلكية في لوائح الراديو (RR) الخاصة بالاتحاد الدولي للاتصالات.

نطاق الترددات الراديوية عبارة عن قسم صغير مجاور من ترددات الطيف الراديوي، حيث تُستعمل القنوات عادةً أو توضع جانباً للاستخدام، وعلى سبيل المثال سيتم توزيع البث أو الراديو المحمول أو أجهزة الملاحة (Navigation) في نطاقات ترددات غير متداخلة، ولكل من هذه النطاقات ولدى الاتحاد الدولي للاتصالات خطة نطاق تحدد كيفية استخدامه ومشاركته؛ لتجنب التداخل ووضع بروتوكول لتوافق أجهزة الإرسال والاستقبال.

وفقًا للاتفاقية يجزئ الاتحاد (ITU) الطيف الراديوي إلى (12 نطاقاً)، وكل منها تكون بدايته بطول موجة يكون مقدارها (10ˆn) أمتار مع التردد المقابل، ويغطي كل عقد من التردد أو الطول الموجي وكل من هذه النطاقات لها اسم تقليدي.

• “ITU” هي اختصار لـ “International-Telecommunication-Union”.

• “RR” هي اختصار لـ “Radio-Regulations”.

أشكال نطاقات الترددات الراديوية

1- التردد المنخفض للغاية ELF

 التردد المنخفض للغاية (ELF): هو التردد الذي يبدأ من (3 هرتز) إلى (3 كيلو هرتز) في الطيف الكهرومغناطيسي، وهذا النطاق معرض بشكل كبير للاضطرابات ويتشوه بسهولة بسبب التغيرات الجوية من الصعب تصميم نظام في هذا الغضب بسبب الأطوال الموجية الأكبر، والتي تتطلب هوائيات طويلة والتي يستحيل تحقيقها عملياً، كما يستخدم العلماء هذا النطاق الترددي في الدراسات الزلزالية لفهم الأنشطة الطبيعية في الغلاف الجوي للأرض.

• “ELF” هي اختصار لـ “Extremely-low-frequency”.

2- تردد منخفض جدا VLF

التردد المنخفض جداً: هو نطاق بدء التردد اللاسلكي ونظام الإرسال اللاسلكي العملي الذي يمتد من (3 كيلوهرتز) إلى (30 كيلوهرتز)، ومع ذلك فإنّ تصميم وتنفيذ نظام الهوائي معقد للغاية بسبب طول الموجة، ولقد تم استخدامه في الغواصات ولا يزال يستخدم في محطة راديو الوقت التي تزامن إشارات الساعة بين موقعين بعيدين.

• “VLF” هي اختصار لـ “Very-low-frequency”.

3- التردد المنخفض LF

التردد المنخفض: هو تردد في حدود (30 كيلو هرتز) إلى (300 كيلو هرتز)، وتتمثل إحدى الخصائص المهمة لإشارات (LF) في أنها ستنعكس عن طريق الغلاف الجوي المتأين للأرض، وبالتالي فهي مناسبة للاتصالات بعيدة المدى، ونظرًا لطولها الموجي وقلة توهينها من التضاريس الكبيرة مثل الجبال فإنّها تسمى عمومًا بالموجات الأرضية.

يستخدم مشغلو الراديو الهواة إشارات التردد المنخفض وإنّه أحد أهم مصادر إرسال المعلومات عندما يفشل نوع آخر من مصادر الاتصال أثناء بعض المواقف مثل الكوارث الطبيعية، والتطبيقات الأخرى هي العمليات العسكرية مثل الغواصات (the submarine) وعلامات (RFID) في الاتصالات الميدانية القريبة وبعض البث الإذاعي منخفض التردد.

• “RFID” هي اختصار لـ “Radio-frequency-identification”.

• “LF” هي اختصار لـ “Low-frequency”.

4- تردد متوسط ​​MF

التردد المتوسط: هو ​​أحد أكثر نطاقات التردد شيوعاً منذ بداية الإرسال اللاسلكي اللاسلكي في أوائل القرن التاسع عشر، بحيث يعمل (MF) في نطاق (300 كيلو هرتز) إلى (3 ميجاهرتز) وتصميم المرسلات والمستقبلات والهوائي أقل تعقيدًا نسبيًا من نطاقات الإرسال عالية التردد الأخرى، ويستخدم (MF) على نطاق واسع في الإرسال اللاسلكي (AM) وأنظمة الملاحة للسفن والطائرات وإشارات الاستغاثة في حالات الطوارئ وحراس التكلفة والتطبيقات التجريبية الأخرى.

• “AM” هي اختصار لـ “amplitude-modulation”.

• “MF” هي اختصار لـ “Medium-frequency”.

5- التردد العالي HF

تتراوح الإشارات عالية التردد بين (3 ميجاهرتز) و(30 ميجاهرتز)، ويُعرف نطاق التردد هذا أيضًا باسم الموجة القصيرة، كما أنّه ينعكس في طبقة الأيونوسفير للأرض وهو أحد النطاق المناسب للاتصال لمسافات طويلة، ويتم اعتماد النطاق عالي التردد في الغالب من قبل صناعة الطيران والاتصالات الميدانية القريبة (NFC) ومفعلي الراديو الهواة ومحطات بث الطقس (weather broadcasting stations).

• “NFC” هي اختصار لـ “Near-field-communication”.

• “HF” هي اختصار لـ “High-Frequency”.

6- تردد عالي جدا VHF

التردد العالي جداً: هو أحد النطاقات الأكثر استخداماً والتي لها نطاق تشغيل من (30 ميجاهرتز) إلى (300 ميجاهرتز)، ويستخدم تردد (VHF) على نطاق واسع في البث التلفزيوني التناظري منذ أن بدأ قبل بضعة عقود، ويعمل البث الإذاعي (FM) من (88 ميجاهرتز) إلى (108 ميجاهرتز) في نطاق تردد (VHF).

يعتمد مراقبو الحركة الجوية وطياري الخطوط الجوية (Airlines pilots) التردد بين (118 ميجاهرتز) إلى (137 ميجاهرتز) للتراسل، بحيث تشمل الاستخدامات الأخرى محطة الراديو الخاصة والتجارية والمعدات الطبية كالتصوير بالرنين المغناطيسي وراديو الهواة والتطبيقات العسكرية، وعادة ما تتأثر بالتضاريس الكبيرة ولكنها مناسبة للاتصال قصير المدى.

• “VHF” هي اختصار لـ “Very-High-Frequency”.

• “FM” هي اختصار لـ “Frequency-modulation”.

7- التردد الفائق UHF

التردد الفائق: هو أهم نطاقات التردد لأنظمة الاتصالات اللاسلكية الحديثة، ويبدأ من (300 ميجاهرتز) إلى (3 جيجاهرتز) وهو معقد للغاية لتصميم وتنفيذ النظام، ويحتوي على العديد من نطاقات التردد الفرعية وبعضها مقيد ومخصص فقط لتطبيقات معينة، ويتم استخدامه في أنظمة الملاحة (GPS) والأقمار الصناعية وأجهزة الاستدعاء و(Wi-Fi) و(Bluetooth) والبث التلفزيوني.

• “GPS” هي اختصار لـ “Global-Positioning-System”.

• “UHF” هي اختصار لـ “Ultra-High-Frequency”.

8- تردد العالي فائق SHF

التردد العالي الفائق: هو تردد في حدود (3 جيجاهرتز) إلى (30 جيجاهرتز)، ويمكن أن يعمل فقط في مسار خط البصر لأنّ أي عائق بين جهاز الإرسال ومحطة الاستقبال سيؤدي إلى قطع الاتصال، ويتم استخدامه بشكل شائع في الاتصالات من نقطة إلى نقطة وأنظمة الأقمار الصناعية والبث التلفزيوني الرقمي في نطاق (Ku) كخدمة (DTH) مباشرة إلى المنزل و(Wi-Fi) كقناة (5 جيجاهرتز) وأفران الميكروويف وشبكات المحمول.

• “DTH” هي اختصار لـ “direct-to-home”.

• “SHF” هي اختصار لـ “Super-high-frequency”.

9- تردد عالي للغاية EHF

نطاق التردد العالي للغاية: هو الأعلى في طيف التردد اللاسلكي الذي يتراوح بين (30 جيجاهرتز) و(300 جيجاهرتز)، ويتم استخدام الترددات العالية جدًا (EHF) فقط في أنظمة الاتصالات المتقدمة نظرًا لطبيعتها المعقدة ومتطلبات خط الرؤية، ويستخدم الترددات فوق الصوتية في علم الفلك الراديوي والاستشعار عن بعد كتحليل الطقس، ويُقترح استخدامها لأنظمة الإنترنت عالية السرعة مثل تقنية (5G) لشبكات النقل المستقبلية نظرًا لتوفر النطاق الترددي الكبير.

• “EHF” هي اختصار لـ “Extremely-high-frequency”.