######################
الطيف الكهرومغناطيسي:
Electromagnetic Spectrum:
######################
يتكون الطيف الكهرومغناطيسي من ثلاثة أجزاء رئيسية وهي الطيف الراديوي radio spectrum الذي يمتد من الصفر حتى 300 جيغاهيرتز والمستغل بأكمله في أنظمة الاتصالات الراديوية وطيف الأشعة المرئية.
وما تحت الحمراء والذي يمتد من 300 جيغاهيرتز إلى ثلاثة ملايين غيغاهيرتز والمستغل جزئيا في أنظمة الاتصالات الضوئية وأجهزة الرؤيا الليلية.
وطيف الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية والكونية والتي يتعذر استخدامها لصعوبة توليدها ولخطورتها على الكائنات الحية إلا في بعض التطبيقات الطبية والصناعية كاستخدام الأشعة السينية في تصوير الأجسام الحية واختبار المواد.
ونظرا للتباين الكبير في خصائص الموجات الكهرومغناطيسية الراديوية من حيث طرق توليدها وانتشارها وأنواع الهوائيات المستخدمة فيها فقد تم تقسيمها إلى عدة مناطق وهي:
1- الترددات مفرطة الانخفاض.
Extremely low frequency (ELF).
(3 إلى 30 هيرتز).
100,000 كم – 10,000 كم
الاتصالات مع الغواصات
2- الترددات فائقة الانخفاض.
Super low frequency (SLF).
(30 إلى 300 هيرتز).
10,000 كم – 1000 كم
الاتصالات مع الغواصات
3- الترددات بالغة الانخفاض.
Ultra low frequency (ULF).
(300 إلى 3000 هيرتز).
1000 كم – 100 كم
الاتصالات داخل المناجم
4- الترددات المنخفضة جدا.
Very low frequency (VLF).
(3 إلى 30 كيلوهيرتز).
100 كم – 10 كم
وسائل الاتصال في الغواصات، إرشاد الانهيارات الثلجية، علم فيزياء الأرض، رصد معدل ضربات القلب اللاسلكي.
5- الترددات المنخفضة.
Low frequency (LF).
(30 إلى 300 كيلوهيرتز).
10 كم – 1 كم
اتصالات الملاحة البحرية، إشارة الوقت، اذاعة البرامج AM لموجة طويلة، RFID.
6- الترددات المتوسطة.
Medium frequency (MF).
(300 إلى 3000 كيلوهيرتز).
1 كم – 100 متر
البث الإذاعي باستخدام تضمين مطالي لموجة متوسطة.
7- الترددات العالية.
High frequency (HF).
(3 إلى 30 ميغاهيرتز).
100 م – 10 م
البث بموجة قصيرة، هواية اللاسلكي والاتصالات الملاحية لما وراء الأفق.
8- الترددات العالية جدا.
Very high frequency (VHF).
(30 إلى 300 ميغاهيرتز).
10 م – 1 م
إذاعة إف إم، الإرسال الإذاعي للهواة، البث التلفزيوني، اتصالات الملاحة الجوية، الاتصالات الأرضية والبحرية الثابتة والمتنقلة.
9- الترددات بالغة العلو.
Ultra high frequency (UHF).
(300 إلى 3000 ميغاهيرتز).
1 م – 100 ملم
البث التلفزيوني، فرن ميكروويف، هواتف محمولة، شبكات لاسلكية، بلوتوث، نظام تحديد المواقع العالمي والاتصالات ثنائية الإتجاه مثل المحمول الأرضي، أنظمة راديو FRS و GMRS.
10- الترددات فائقة العلو.
Super high frequency (SHF).
(3 إلى 30 جيغاهيرتز).
100 ملم – 10 ملم
أجهزة الميكروويف، شبكات لاسلكية، معظم الرادارات الحديثة.
11- الترددات مفرطة العلو.
Extremely high frequency (EHF).
(30 إلى 300 جيغاهيرتز).
10 ملم – 1 ملم
علم الفلك الراديوي, high-frequency microwave radio relay.
12- أشعة تيراهيرتز THz.
(300–30,000 جيجاهرتز).
1 ملم – 90 ميكرومتر
تصوير بالأشعة، إمكانية الاستغناء عن أشعة إكس في التشخيص الطبي، فيزياء الجوامد، دراسة تذبذب الجزيئات، مطيافية التيراهرتز، حاسوب بسرعة تيراهرتز - الاتصالات.
لقد أحدث اختراع العنصر الإلكتروني المسمى بالصمام الثلاثي triode valve على يد المهندس الكهربائي الأمريكي لي ديفورست Lee Deforest في عام 1906م ثورة في أنظمة الاتصالات الكهربائية.
فإلى جانب استخدام هذا العنصر في المضخمات الإلكترونية electronic amplifiers فقد تم استخدامه في المذبذبات الإلكترونية electronic oscillators التي تقوم بتوليد الترددات اللازمة لحمل إشارات المعلومات.
لقد تم استخدام هذه المذبذبات في العشرينيات من القرن العشرين لتوليد الترددات المنخفضة والمتوسطة ثم العالية في الثلاثينيات ثم العالية جدا وبالغة العلو في الأربعينات.
وتستخدم اليوم الترانزستورات كبديل عن هذه الصمامات لتوليد الترددات في جميع أجزاء الطيف الراديوي إلا أن الصمامات لا زالت مستخدمة لتوليد الترددات في الأنظمة ذات القدرات العالية كما في محطات البث الإذاعي والتلفزيوني وفي أنظمة الرادار.
ويواجه مصممي أنظمة الاتصالات الراديوية أو اللاسلكية مشكلة توفير الترددات اللازمة لأعداد كبيرة ومتزايدة من أنظمة الاتصالات المختلفة كأنظمة البث الإذاعي والتلفزيوني والهواتف اللاسلكية والخلوية وأنظمة الأقمار الصناعية وأنظمة الرادار وأنظمة الاتصالات العسكرية والمدنية وأنظمة الملاحة الجوية والبحرية والبرية. ويعود السبب في هذه المشكلة للعدد المحدود من الترددات المتاحة في الطيف الكهرومغناطيسي ولكون جو الأرض وسطا مشتركا تنتشر فيه جميع الترددات التي تبثها الأنظمة اللاسلكية مما يمنع إعادة استخدام نفس التردد في نفس المنطقة تجنبا لتداخل إشارات الأنظمة المختلفة.
وقد استخدمت أنظمة الاتصالات معظم مناطق الطيف الراديوي باستثناء الترددات بالغة العلو التي حال دون استخدامها تأثرها الكبير بالأحوال الجوية بسبب قصر طول موجتها ولكن مع تزايد الطلب على استخدام الأقمار الصناعية وشح الترددات المتاحة فقد بدأ باستخدام هذه الترددات في بعض التطبيقات.
يتم تخصيص الترددات للمستخدمين من قبل هيئات تنظيم قطاع الاتصالات الوطنية بالتعاون مع الاتحاد الدولي للاتصالات..
International Telecommunication Union (ITU).
الذي يحدد الترددات المتاحة لأنظمة الاتصالات المختلفة والذي عادة ما يسمح بإعادة استخدام نفس التردد شريطة عدم وجود تداخل بين الأنظمة المختلفة وذلك بالاستفادة من التباعد الجغرافي وقدرة البث المحدودة واستخدام طرق تعديل وتشفير واستقطاب مختلفة.
ولقد تم تخصيص أجزاء من الطيف الراديوي لبعض التطبيقات المهمة بشكل دائم كتخصيص جزء من الترددات المتوسطة :
(540 إلى 1700 كيلوهيرتز) للبث الإذاعي متوسط الموجة بواقع تسعة كيلوهيرتز لكل محطة وجزء من الترددات العالية للبث الإذاعي قصير الموجة وجزء من الترددات العالية جدا.
(من 88 إلى 108 ميجاهيرتز) للبث الإذاعي بتعديل التردد بواقع مائتي كيلوهيرتز لكل محطة وأجزاء من الترددات العالية جدا.
(من 54 إلى 88 ومن 174 إلى 216 ميجاهيرتز) وجزء كبير من الترددات فوق العالية (470 إلى 824 ميجاهيرتز) للبث التلفزيوني بواقع ستة ميغاهيرتز لكل محطة.
أما أنظمة اتصالات الأقمار الصناعية والأمواج الدقيقة والرادارات فتستخدم الترددات التي تمتد من واحد إلى مائة جيجاهيرتز.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق