موجات الراديو هي نوع من الإشعاع الكهرومغناطيسي. تشتهر باستخدامها في تقنيات الاتصال مثل التلفزيون والهواتف المحمولة وأجهزة الراديو. تستقبل هذه الأجهزة موجات الراديو وتحولها إلى اهتزازات ميكانيكية في السماعة لإنشاء موجات صوتية.
يعد طيف الترددات الراديوية جزءًا صغيرًا نسبيًا من الطيف الكهرومغناطيسي (EM). ينقسم الطيف الكهرومغناطيسي عادة إلى سبع مناطق بترتيب تناقص الطول الموجي وزيادة الطاقة والتردد.
شاهد المزيد
يمنع الموظف الأطفال من النوم عند وصولهم إلى الحضانة
8 علامات تدل على أن القلق كان موجودًا في...
التسميات الشائعة هي: موجات الراديو ، الموجات الدقيقة ، الأشعة تحت الحمراء (IR) ، الضوء المرئي ، الأشعة فوق البنفسجية (UV) ، الأشعة السينية ، وأشعة جاما.
تمتلك موجات الراديو الأطول الموجية في الطيف الكهرومغناطيسي ، وفقًا لوكالة ناسا. وهي تتراوح من حوالي 0.04 بوصة (1 مليمتر) إلى أكثر من 62 ميلاً (100 كيلومتر).
لديهم أيضًا أقل ترددات ، من حوالي 3000 دورة في الثانية ، أو 3 كيلوهرتز ، إلى حوالي 300 مليار هرتز ، أو 300 جيجاهيرتز.
يعتبر الطيف الراديوي موردًا محدودًا وغالبًا ما يُقارن بالأراضي الزراعية. مثلما يحتاج المزارعون إلى تنظيم أراضيهم للحصول على أفضل محصول من حيث من حيث الكمية والتنوع ، يجب تقسيم الطيف الراديوي بين المستخدمين في الغالب فعال.
في البرازيل ، تدير وزارة العلوم والتكنولوجيا والابتكارات والاتصالات تخصيصات التردد عبر الطيف الراديوي.
اكتشاف
طور الفيزيائي الاسكتلندي جيمس كلارك ماكسويل نظرية موحدة للكهرومغناطيسية في سبعينيات القرن التاسع عشر. تنبأ بوجود موجات الراديو.
في عام 1886 ، طبق عالم الفيزياء الألماني هاينريش هيرتز نظريات ماكسويل على إنتاج واستقبال موجات الراديو. استخدم Hertz أدوات منزلية بسيطة ، بما في ذلك ملف التعريفي وجرة Leyden (نوع من مكثف يتكون من جرة زجاجية مع طبقات من الأوراق من الداخل والخارج) لخلق موجات الكهرومغناطيسي.
أصبح هيرتز أول شخص يرسل ويستقبل موجات الراديو المتحكم فيها. وحدة تردد الموجة الكهرومغناطيسية - دورة واحدة في الثانية - تسمى هيرتز تكريمًا له.
نطاقات موجات الراديو
ينقسم الطيف الراديوي عمومًا إلى تسعة نطاقات:
| فرقة | نطاق الترددات | نطاق الطول الموجي |
| التردد المنخفض للغاية (ELF) | <3 كيلوهرتز | > 100 كم |
| تردد منخفض جدًا (VLF) | 3 إلى 30 كيلوهرتز | من 10 إلى 100 كم |
| التردد المنخفض (LF) | 30 إلى 300 كيلوهرتز | 1 م إلى 10 كم |
| متوسط التردد (MF) | 300 كيلو هرتز إلى 3 ميجا هرتز | 100 م إلى 1 كم |
| التردد العالي (HF) | 3 إلى 30 ميجا هرتز | من 10 إلى 100 متر |
| تردد عالي جدا (VHF) | 30 إلى 300 ميجاهرتز | من 1 إلى 10 م |
| التردد الفائق (UHF) | 300 ميجا هرتز إلى 3 جرام هرتز | 10 سم إلى 1 م |
| التردد الفائق (SHF) | 3 إلى 30 جيجاهرتز | من 1 إلى 1 سم |
| تردد عالي للغاية (EHF) | 30 إلى 300 جيجاهرتز | 1 مم إلى 1 سم |
الترددات المنخفضة إلى المتوسطة
موجات الراديو ELF هي الأدنى من جميع الترددات الراديوية. لديهم مدى طويل ومفيد للتواصل مع الغواصات وداخل المناجم والكهوف.
أقوى مصدر طبيعي لموجات ELF / VLF هو البرق ، وفقًا لمجموعة Stanford VLF Group. يمكن للموجات الناتجة عن البرق أن ترتد ذهابًا وإيابًا بين الأرض والغلاف الجوي المتأين.
يشمل نطاقي الراديو LF و MF الراديو البحري والجوي ، وكذلك الراديو التجاري AM (تعديل الاتساع). تتراوح نطاقات الراديو AM بين 535 كيلوهرتز و 1.7 ميغا هرتز.
يمتلك راديو AM مدى طويل ، خاصة في الليل عندما يكون الغلاف الأيوني أفضل في استعادة الموجات إلى الأرض. ومع ذلك ، فهو عرضة للتداخل الذي يؤثر على جودة الصوت.
عندما يتم حظر إشارة جزئيًا - على سبيل المثال ، من خلال مبنى به جدران معدنية ، مثل ناطحة سحاب - يتم تقليل مستوى الصوت.
ترددات أعلى
تشمل النطاقات HF و VHF و UHF راديو FM والبث التلفزيوني وراديو الخدمة العامة والهواتف المحمولة ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS). تستخدم هذه النطاقات عادةً "تعديل التردد" (FM) لتشفير أو طباعة إشارة صوتية أو بيانات على موجة الموجة الحاملة.
في تعديل التردد ، يظل اتساع الإشارة (النطاق الأقصى) ثابتًا أثناء التردد متنوع ، أكبر أو أقل ، بمعدل ومقدار يقابل الإشارة الصوتية أو بيانات.
ينتج FM جودة إشارة أفضل من AM لأن العوامل البيئية لا تؤثر على التردد بالطريقة التي تعمل بها. فهي تؤثر على السعة ، ويتجاهل المستقبل التغيرات في السعة طالما بقيت الإشارة فوق العتبة الحد الأدنى. تتراوح ترددات راديو FM بين 88 ميغا هرتز و 108 ميغا هرتز.
راديو الموجة القصيرة
يستخدم راديو الموجة القصيرة ترددات في نطاق HF ، من حوالي 1.7 ميغا هرتز إلى 30 ميغا هرتز ، وفقًا للرابطة الوطنية لمذيعي الموجات القصيرة (NASB). ضمن هذا النطاق ، ينقسم طيف الموجات القصيرة إلى عدة أجزاء.
وفقًا لـ NASB ، هناك المئات من محطات الموجات القصيرة حول العالم. يمكن سماع محطات الموجات القصيرة لآلاف الكيلومترات لأن الإشارات ترتد من طبقة الأيونوسفير وترتد إلى الوراء مئات أو آلاف الكيلومترات من نقطة نشأتها.
ترددات أعلى
تمثل SHF و EHF أعلى ترددات في النطاق الراديوي. تعتبر أحيانًا جزءًا من نطاق الموجات الدقيقة. تميل الجزيئات الموجودة في الهواء إلى امتصاص هذه الترددات ، مما يحد من نطاقها وتطبيقاتها.
ومع ذلك ، فإن أطوالها الموجية القصيرة تسمح بتوجيه الإشارات إلى أشعة ضيقة بواسطة أطباق الأقمار الصناعية. يسمح ذلك بإجراء اتصالات قصيرة المدى وعالية النطاق بين المواقع الثابتة.
يتم استخدام SHF ، وهو أقل تأثرًا بالهواء من EHF ، للتطبيقات قصيرة المدى مثل Wi-Fi و Bluetooth و USB اللاسلكي (ناقل تسلسلي عالمي).
يمكن أن تعمل فقط على مسارات خط البصر ، حيث تميل الأمواج إلى الارتداد عن أشياء مثل السيارات والقوارب والطائرات. نظرًا لأن الموجات ترتد عن الأجسام ، يمكن أيضًا استخدام SHF للرادار.
مصادر فلكية
يعج الفضاء بمصادر موجات الراديو: الكواكب والنجوم وسحب الغاز والغبار والمجرات والنجوم النابضة وحتى الثقوب السوداء. من خلال دراستها ، يمكن لعلماء الفلك التعرف على الحركة والتركيب الكيميائي لهذه المصادر الكونية ، بالإضافة إلى العمليات التي تسبب هذه الانبعاثات.
التلسكوب الراديوي "يرى" السماء بشكل مختلف تمامًا عما يظهر في الضوء المرئي. بدلاً من رؤية النجوم المدببة ، يلتقط التلسكوب الراديوي النجوم النابضة البعيدة ومناطق تشكل النجوم وبقايا المستعرات الأعظمية.
يمكن للتلسكوبات الراديوية أيضًا اكتشاف الكوازارات ، وهي اختصار لمصادر الراديو شبه النجمية. الكوازار هو نواة مجرية ساطعة بشكل لا يصدق مدعومة بثقب أسود فائق الكتلة.
تشع الكوازارات طاقة عبر الطيف الكهرومغناطيسي ، لكن الاسم يأتي من حقيقة أن الكوازارات الأولى التي تم التعرف عليها تصدر في الغالب طاقة راديوية. النجوم الزائفة نشطة للغاية. بعضها يصدر طاقة أكثر 1000 مرة من مجرة درب التبانة بأكملها.
غالبًا ما يجمع علماء الفلك الراديوي عدة تلسكوبات أصغر في مصفوفة لتكوين صورة راديوية أكثر وضوحًا أو دقة أعلى.
على سبيل المثال ، التلسكوب الراديوي ذو المصفوفة الكبيرة جدًا (VLA) في نيو مكسيكو يتكون من 27 هوائيًا مرتبة في نمط "Y" ضخم ، بقطر 36 كيلومترًا.
