تحتوي كتب الفيزياء المدرسية على صيغ ذكيةحول موضوع نطاق موجات الراديو ، والتي لا يتم فهمها في بعض الأحيان بشكل كامل حتى من قبل الأشخاص ذوي التعليم الخاص والخبرة العملية. سنحاول في المقالة معرفة الجوهر دون اللجوء إلى الصعوبات. كان نيكولا تيسلا أول من اكتشف موجات الراديو. في وقته ، حيث لم تكن هناك معدات عالية التقنية ، لم يفهم تسلا تمامًا ماهية هذه الظاهرة ، والتي أطلق عليها فيما بعد الأثير. موصل التيار المتردد هو أصل الموجة الراديوية.
تشمل المصادر الطبيعية لموجات الراديوالأجسام الفلكية والبرق. المبرد الاصطناعي لموجات الراديو هو موصل كهربائي بتيار كهربائي متناوب يتحرك في الداخل. يتم توزيع الطاقة الاهتزازية للمولد عالي التردد في الفضاء المحيط من خلال هوائي راديو. كان أول مصدر عمل لموجات الراديو هو جهاز استقبال الراديو-الإرسال اللاسلكي لبوبوف. في هذا الجهاز ، تم تنفيذ وظيفة المولد عالي التردد عن طريق تخزين عالي الجهد متصل بهوائي - هزاز هيرتز. تُستخدم موجات الراديو التي تم إنشاؤها بشكل مصطنع للرادار الثابت والمتحرك والبث الإذاعي والاتصالات الراديوية وأقمار الاتصالات وأنظمة الملاحة وأنظمة الكمبيوتر.
الموجات المستخدمة في الاتصالات اللاسلكية هي في نطاق التردد 30 كيلو هرتز - 3000 جيجا هرتز. بناءً على الطول الموجي وتردد الموجة وخصائص الانتشار ، ينقسم نطاق الموجة الراديوية إلى 10 نطاقات فرعية:
ينقسم طيف الموجات الراديوية تقليديًا إلى أقسام.اعتمادًا على التردد والطول ، تنقسم موجات الراديو إلى 12 نطاقًا فرعيًا. يرتبط نطاق تردد موجات الراديو بتردد إشارة التيار المتردد. يتم تمثيل نطاقات تردد موجات الراديو في لوائح الراديو الدولية بـ 12 اسمًا:
مع زيادة تردد الموجة الراديوية ، ينخفض طولها ، مع انخفاض تردد الموجة الراديوية ، يزداد. يعد الانتشار حسب طوله أهم خاصية للموجة الراديوية.
الانتشار الراديوي 300 ميجا هرتز - 300 جيجا هرتزتسمى ترددات الميكروويف فائقة الارتفاع بسبب ترددها العالي نسبيًا. حتى النطاقات الفرعية واسعة جدًا ، لذا فهي بدورها مقسمة إلى فجوات ، والتي تشمل بعض نطاقات البث التلفزيوني والإذاعي ، والاتصالات البحرية والفضائية ، والأرض والطيران ، والملاحة بالرادار والراديو ، ونقل البيانات الطبية ، وما إلى ذلك. على الرغم من حقيقة أن النطاق الكامل لموجات الراديو مقسم إلى مناطق ، فإن الحدود المشار إليها بينهما مشروطة. تتبع المؤامرات بعضها البعض بشكل مستمر ، وتمرير بعضها إلى بعض ، وفي بعض الأحيان تتداخل.
الانتشار الراديوي هو نقل الطاقةمجال كهرومغناطيسي متناوب من مساحة إلى أخرى. في الفراغ ، تنتقل موجات الراديو بسرعة الضوء. عند التعرض للبيئة ، قد يكون من الصعب انتشار موجات الراديو. يتجلى هذا في تشويه الإشارة ، وتغيير اتجاه الانتشار ، وإبطاء سرعات المرحلة والمجموعة.
يتم تطبيق كل نوع من أنواع الموجاتبشكل مختلف. الأطول قدرة أفضل على تجاوز العقبات. هذا يعني أن نطاق موجات الراديو يمكن أن ينتشر على طول مستوى الأرض والماء. ينتشر استخدام الأمواج الطويلة في الغواصات والسفن البحرية ، مما يتيح لك التواصل في أي مكان في البحر. يتم ضبط أجهزة استقبال جميع المنارات ومحطات الإنقاذ على طول موجة يبلغ ستمائة متر بتردد خمسمائة كيلوهرتز.
انتشار الموجات الراديوية في نطاقات مختلفةيعتمد على تواترها. كلما كان الطول أقصر وكلما زاد التردد ، كان مسار الموجة أكثر استقامة. وفقًا لذلك ، كلما انخفض تردده وطول طوله ، زادت قدرته على الانحناء حول العوائق. كل نطاق من أطوال الموجات الراديوية له خصائصه الخاصة للانتشار ، ومع ذلك ، عند حدود النطاقات المجاورة ، لا يتم ملاحظة تغيير حاد في السمات المميزة.
موجات طويلة جدًا وطويلة تدور حول سطح الكوكب ، وتنشر الأشعة السطحية لآلاف الكيلومترات.
الموجات المتوسطة تخضع لأقوىالامتصاص ، وبالتالي ، فهي قادرة على قطع مسافة 500-1500 كيلومتر فقط. عندما يتم تكثيف طبقة الأيونوسفير في هذا النطاق ، من الممكن إرسال إشارة بواسطة حزمة مكانية ، والتي توفر الاتصال عبر عدة آلاف من الكيلومترات.
تنتشر الموجات القصيرة فقط لإغلاق الموجاتالمسافات بسبب امتصاص سطح الكوكب لطاقتها. المكانيون قادرون على الانعكاس مرارًا وتكرارًا من سطح الأرض والأيونوسفير ، للتغلب على المسافات الطويلة ، وتنفيذ نقل المعلومات.
فائقة القصر قادرة على نقل حجم كبيرمعلومات. تخترق موجات الراديو من هذا النطاق طبقة الأيونوسفير إلى الفضاء ، وبالتالي فهي غير مناسبة عمليًا للاتصالات الأرضية. تنبعث الموجات السطحية من هذه النطاقات في خط مستقيم ، دون الانحناء حول سطح الكوكب.
الإرسال ممكن في نطاقات بصريةكميات هائلة من المعلومات. في أغلب الأحيان ، يتم استخدام النطاق الموجي البصري الثالث للاتصال. في الغلاف الجوي للأرض ، هم عرضة للتوهين ، لذلك في الواقع يرسلون إشارة على مسافة 5 كم. لكن استخدام أنظمة الاتصالات هذه يلغي الحاجة إلى الحصول على تصاريح من عمليات التفتيش على الاتصالات.
من أجل نقل المعلومات ، موجة راديويةيحتاج إلى تعديل بإشارة. يرسل جهاز الإرسال موجات راديو معدلة ، أي معدلة. يتم تعديل اتساع الموجات القصيرة والمتوسطة والطويلة ، لذلك يشار إليها باسم AM. قبل التشكيل ، تنتقل الموجة الحاملة بسعة ثابتة. يعمل تعديل السعة للإرسال على تغييره في السعة ، بما يتوافق مع جهد الإشارة. يتغير اتساع الموجة الراديوية بالتناسب المباشر مع جهد الإشارة. الموجات فائقة القصر هي موجات معدلة التردد ، وهذا هو السبب في أنها يشار إليها باسم FM. يفرض تعديل التردد ترددًا إضافيًا يحمل المعلومات. لإرسال إشارة عبر مسافة ، يجب تشكيلها بإشارة تردد أعلى. لتلقي إشارة ، تحتاج إلى فصلها عن موجة الموجة الحاملة الفرعية. مع تعديل التردد ، يتم إنشاء تداخل أقل ، ولكن يتم إجبار محطة الراديو على البث على VHF.
حول جودة وكفاءة استقبال الموجات الراديويةطريقة تأثير الإشعاع الاتجاهي. مثال على ذلك طبق القمر الصناعي الذي يوجه الإشعاع إلى موقع جهاز استشعار الاستقبال المثبت. سمحت هذه الطريقة بإحراز تقدم كبير في مجال علم الفلك الراديوي وحققت العديد من الاكتشافات العلمية. اكتشف إمكانيات إنشاء البث عبر الأقمار الصناعية ونقل البيانات لاسلكيًا وغير ذلك الكثير. اتضح أن موجات الراديو قادرة على الانبعاث من الشمس ، والعديد من الكواكب خارج نظامنا الشمسي ، وكذلك السدم الكونية وبعض النجوم. من المفترض أن هناك أجسامًا خارج مجرتنا لها انبعاثات راديوية قوية.
لمسافة الموجة الراديوية ، الانتشارتتأثر الموجات الراديوية ليس فقط بالإشعاع الشمسي ، ولكن أيضًا بظروف الأرصاد الجوية. لذا ، فإن الأمواج المترية ، في الواقع ، لا تعتمد على ظروف الأرصاد الجوية. ومدى انتشار السنتيمتر يعتمد بشدة على ظروف الأرصاد الجوية. يحدث ذلك بسبب حقيقة أنه في البيئة المائية أثناء المطر أو مع وجود مستوى عالٍ من الرطوبة في الهواء ، تنتشر أو تمتص الموجات القصيرة.
كما تؤثر العقبات على جودتها ،يعيق الطريق. في مثل هذه اللحظات ، يحدث تلاشي الإشارة ، بينما يتم إعاقة السمع بشكل كبير أو تختفي تمامًا لبضع لحظات أو أكثر. مثال على ذلك هو رد فعل جهاز تلفزيون على طائرة تحلق فوقها عندما تومض الصورة وتظهر خطوط بيضاء. هذا يرجع إلى حقيقة أن الموجة تنعكس من الطائرة وتمر عبر هوائي التلفزيون. تحدث مثل هذه الظواهر مع أجهزة التلفزيون وأجهزة الإرسال الراديوية في كثير من الأحيان في المدن ، حيث ينعكس نطاق موجات الراديو على المباني والأبراج الشاهقة ، مما يزيد من مسار الموجة.
