چکیده

امروزه و در عصر پیشرفت تکنولوژی، کاربرد و استفاده از طیف‌های فرکانسی و امواج رادیویی در حال گسترش روزافزون است. مهم‌ترین مزیت این فناوری کاهش حجم اتصالات و وسایل رابط همچون سیم‌ها و کابل‌ها هستند که در نتیجه موجب کاهش چشم‌گیر هزینه‌ها می‌گردند. به طوری که روابط بدون سیم جایگزین مطمئن آنها می‌شوند.

ارتباطات به وسیله امواج رادیویی، برپایه قوانین فیزیک و انرژی امواج الکترومغناطیسی استوار است. بدین منظور برخی مفاهیم اولیه مربوط به این موضوع را به اجمال از نظر می‌گذرانیم.

همه ما تاکنون عباراتی نظیر UHF, VHF, AM, FM و… را شنیده‌ایم. فضای اطراف ما آکنده از امواج رادیویی است که در تمام جهات در حال انتشار و عبور و مرور می‌باشند. اصولا یک موج رادیویی یک موج الکترومغناطیسی می‌باشد که معمولا توسط آنتن منتشر می‌گردد. امواج رادیویی دارای فرکانس‌های مختلفی هستند، که برحسب کاربری مطابق با استانداردهایی تقسیم‌بندی شده‌اند. در آمریکا FCC کمیته ملی ارتباطات مسئولیت مدیریت و تصمیم‌گیری در مورد تخصیص طیف‌های فرکانسی و صدور مجوز و یا تعیین استانداردها را برعهده دارد.

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

واحد اندازه ‌گیری فرکانس رادیویی hertz “هرتز” یا “سیکل بر ثانیه” است و برای فرکانس‌های بزرگ‌تر، جهت خواندن و نوشتن از عباراتی مانند KHz “کیلوهرتز”، MHz “مگا هرتز” و… استفاده می‌شود. در جدول تقسیم بندی فرکانس‌ها برحسب واحد آمده است.

کلمات کلیدی: امواج، امواج رادیویی، رادیو، ارتباطات رادیویی، فرکانس، طول موج

1- مقدمه

امواج رادیویی، بخشی از طیف گسترده امواج الکترومغناطیسی را تشکیل می‌دهند. به دلیل ماهیت حامل بودن اکثر این امواج، در ادبیات علمی بیشتر با عنوان «موج حامل» از آنها یاد می‌شود

موج حامل در اصطلاح، به موجی الکترومغناطیسی با فرکانس،‌ فاز و دامنه مشخص اطلاق می‌شود که توسط یک دستگاه فرستنده برای حمل یک سیگنال مشخص الکتریکی تولید می‌شود. روش‌های مختلفی برای سوار کردن سیگنال بر روی موج حامل وجود دارند.

فرکانس یا بسامد عبارت است از تعداد ارتعاشات یک موج الکترومغناطیسی (یا حامل) در واحد ثانیه. این کمیت فیزیکی با واحد هرتز اندازه‌گیری می‌شود. کیلو، مگا و گیگا هرتز همگی ضرایبی برای بیان این واحد هستند. فرکانس‌های ارتباطات فضایی عمدتاً در باندهای مگا و گیگاهرتز هستند. مقدار این کمیت از حاصل‌ضرب طول موج (طول یک دوره تناوب موج، به واحد متر) در سرعت نور (به واحد متر بر ثانیه) به دست می‌آید. در واقع می‌توان گفت طول موج و فرکانس دو بیان از یک کمیت هستند

در ادبیات فناوری فضایی، در موارد مربوط به ارتباطات مخابراتی بیشتر از فرکانس و در امور مربوط به سنجش از دور یا انواع محموله‌های غیرمخابراتی ماهواره‌ها، از طول موج استفاده می‌شود.

در اصطلاحات و محاورات مربوط به مخابرات، واژه فرکانس کاربرد بسیار فراوانی دارد. اگر بخواهیم در مثالی خارج از تعاریف دقیق و علمی فیزیک، یک بیان عامیانه برای درک مفهوم آن در مخابرات ارائه دهیم، می‌توان گفت که فرکانس، مشخصه‌ای از یک موج رادیویی است که آن را با سایر امواج رادیویی متمایز می‌سازد. امواج تلفن همراه، رادیو، بی‌سیم، تلویزیون و…، همگی امواج مخابراتی هستند، اما فرکانس موج حامل آنها با هم تفاوت زیادی دارد. بنابراین، هر کدام گیرنده خاص خود را دارند که فقط فرکانس‌های محدوده خود را دریافت کرده و فراتر از محدوده تعریف شده را فیلتر می‌کنند.

هرقدر فرکانس یک موج بیشتر باشد، تولید و دریافت آن نیز به لحاظ فناوری پیچیده‌تر و حساس‌تر خواهد ‌بود.

2- تعریف

امواج رادیویی امواجی نوری هستند که چشم انسان قادر به دیدن آنها نیست. سرعت انتشار آنها همچون امواج نوری دیدنی سیصدهزار کیلومتر در ثانیه است.

امواج رادیو نوعی از تشعشعات الکترومغناطیسی هستند و هنگامی بوجود می آیند که یک شی باردار شده با فرکانسی که در بخش فرکانس رادیویی (RF) طیف الکترومغناطیسی قرار دارد شتاب بگیرد. این محدوده فرکانس از ده ها هرتز تا چند گیگا هرتز تغییر میکند. تشعشعات الکترومغناطیسی توسط نوسانات میدانهای الکتریکی و مغناطیسی انتشار مییابند و از طریق هوا و نیز خلا به همان خوبی عبور میکنند و نیازی به واسطه انتقال ندارند.

در مقابل، دیگر انواع تشعشعات الکترومغناطیسی با فرکانس هایی بالای محدوده RF به این شرح اند: اشعه گاما، اشعه X و مادون قرمز، ماورا بنفش و نور مرئی.

وقتی که امواج رادیویی از یک سیم عبور می کنند، میدان الکتریکی و مغناطیسی متغیر آنها (بر حسب شکل سیم) جریان و ولتاژی متناوب در سیم القا میکنند. این جریان و ولتاژ را میتوان به سیگنال های صوتی و دیگر انواع سیگنال تبدیل کرد که اطلاعات را انتقال دهند.

با وجودی که واژه رادیو برای توصیف این پدیده به کار میرود، ارسال داده هایی که ما به عنوان تلویزیون، رادیو، رادار و تلفن می شناسیم، همگی در کلاس انتشار فرکانس رادیویی هستند.