موجات الراديو

موجات راديوية أو موجات الراديو (بالإنجليزية: Radio waves‏)، هي جزء من طيف الموجات الكهرومغناطيسية بطول موجي أعلى من تحت الحمراء. تنتج تلك الموجات بالطبيعة عن طريق البرق أو الأجسام الفلكية. أما استخدامه الصناعي فيكون في البث الإذاعي الثابت والمتحرك، مثل الراديو والتلفزة وإتصالات الخلوي والملاحة، ويتم بها أيضا الاتصال برواد الفضاء، وبواسطتها يجرى التحكم في صواريخ الفضاء، والتحكم في كل الأجهزة التي يرسلها الإنسان إلى الكواكب وعالم الفضاء، وأيضا شبكات الكمبيوتر وتطبيقات أخرى لا تعد ولا تحصى. ويبلغ الطول الموجي لموجات الراديو بين عدة سنتيمترات إلي مئات الأمتار، فإختلاف الترددات لتلك الموجات يعطي خصائص مختلفة للانتشار في الغلاف الجوي; فالموجات الطويلة تغطي جزء من الكوكب بشكل دائم، والموجات الأقصر فإنها تنعكس من طبقة الأيونوسفير مما يتيح لها السفر حول الكرة الأرضية. أما الموجات القصيرة فإنها تنحني أو تنعكس بشكل بسيط جدا ويكون مسارها هو خط الأفق وسرعتها هي نفس سرعة الضوء، أي 300000 (ثلاثمائة ألف) كيلومتر في الثانية
الاكتشاف والفوائد

خريطة تقريبية لغلاف الأرض يظهر فيها النفاذية أو التعتيم للطول الموجي للموجات الكهرومغناطيسية بما فيها موجات الراديو.كان جيمس ماكسويل أول من انتبه وتنبئ بموجات الراديو، وذلك عن طريق تجربة رياضية سنة 1865. فقد لاحظ بخصائص موجية تشابه الضوء وقريبة من الصفات الكهربائية والمغناطيسية. فاقترح معادلات وصف فيها موجات الضوء وموجات الراديو كموجات كهرومغناطيسية تسبح في الفضاء المحيط. وفي عام 1887 أظهر العالم الألماني هيرتز صحة موجات ماكسويل الكهرومغناطيسية بواسطة تجربة إنتاج موجات راديوية في المختبر. ثم أتتت بعدها العديد من الإختراعات تظهر مدى الجدوى العملية في استخدام موجات الراديو في نقل المعلومات عبر الفضاء.

يرجع الفضل إلى نيكولا تيسلا وغولييلمو ماركوني باكتشافهم أنظمة تسمح باستخدام موجات الراديو في الاتصالات[1][2].

[عدل] الراديو جزء من الطيف الكهرومغناطيسي
قسمت موجات الراديو إلى عدة أحزمة حسب الترددات (وطول الموجة) كما يرى في الجدول التالي للطيف الترددي الراديوي:-

اسم الحزمة اختصار حزمة ITU التردد
و
طول الموجة في الهواء أمثلة باستخدامه
subHertz subHz 0 < 3 Hz
> 100,000 كلم موجات كهرومغناطيسية طبيعية أو صنع بشري ميليهرتز, ميكروهرتز, نانوهرتز أرضي، الغلاف الجوي، شمس، الكواكب، الخ
Extremely low frequency ELF 1 3–30 هرتز
100,000 كم – 10,000 كم الاتصالات مع الغواصات
Super low frequency SLF 2 30–300 هرتز
10,000 كم – 1000 كم الاتصالات مع الغواصات
Ultra low frequency ULF 3 300–3000 هرتز
1000 كم – 100 كم الاتصالات داخل المناجم
Very low frequency VLF 4 3–30 كيلوهرتز
100 كم – 10 كم وسائل الاتصال في الغواصات, ارشاد الإنهيارات الجليدية, رصد معدل ضربات القلب اللاسلكي, علم فيزياء الأرض
Low frequency LF 5 30–300 كيلوهرتز
10 كم – 1 كم اتصالات الملاحة البحرية، إشارة الوقت، اذاعة البرامج AM لموجة طويلة، RFID
Medium frequency MF 6 300–3000 كيلوهرتز
1 كم – 100 متر البث الإذاعي باستخدام تضمين مطالي لموجة متوسطة،
High frequency HF 7 3–30 ميجاهرتز
100 م – 10 م البث بموجة قصيرة، هواية اللاسلكي والاتصالات الملاحية لما وراء الأفق.
تردد عال جدا VHF 8 30–300 ميجاهرتز
10 م – 1 م T إذاعة إف إم، الإرسال الإذاعي للهواة, البث التلفزيوني، اتصالات الملاحة الجوية. الاتصالات الأرضية والبحرية الثابتة والمتنقلة.
تردد فائق العلو UHF 9 300–3000 ميجاهرتز
1 م – 100 ملم البث التلفزيوني، فرن ميكروويف، هواتف محمولة، شبكات لاسلكية, بلوتوث, نظام تحديد المواقع العالمي والاتصالات ثنائية الإتجاه مثل المحمول الأرضي، وأنظمة راديو FRS و GMRS.
Super high frequency SHF 10 3–30 جيجاهرتزGHz
100 ملم – 10 ملم أجهزة الميكروويف، شبكات لاسلكية، معظم الرادارات الحديثة
Extremely high frequency EHF 11 30–300 جيجاهرتز
10 ملم – 1 ملم علم الفلك الكاشوفي, high-frequency microwave radio relay
أشعة تيراهيرتز THz 12 300–30,000 جيجاهرتز
1 ملم – 90 ميكرومتر Terahertz imaging - a potential replacement for x-rays in some medical applications, ultrafast molecular dynamics, Condensed-matter physics, Terahertz time-domain spectroscopy, terahertz computing/communications

[عدل] ملاحظات
نظريا، قد يستخدم أي جزء من الطيف الكهرومغناطيسي لحمل المعلومات، لذا فإنه لايوجد حد أعلى أو أدنى لترددات الإرسال الراديوي.
يزداد امتصاص الغلاف الجوي للأرض من الإشعاع الكهرومغناطيسي لما فوق 300 جيجاهرتز، لذا فهو يمنع وبشكل فعال الترددات العليا من الإشعاع الكهرومغناطيسي، ولكنه يصبح نافذا للموجات تحت الحمراء ونطاقات الترددات المرئية.
تتداخل الأحزمة التالية: ELF ،SLF ،ULF، و VLF مع طيف (التردد السمعي AF) والتي يكون نطاقها من 20–20,000 Hz. ولكن إرسال الصوت يكون بواسطة التمدد والإنضغاط الجوي وليس من خلال الطاقة الكهرومغناطيسية.
لا يعتد أحيانا بكل من الأحزمة: SHF و EHF بأن تكون جزءا من الحزمة الراديوية، حيث أنها تشكل طيف موجات صغرى خاص بها.
[عدل] تسمية نطاقات التردد
[عدل] العام
ترددات البث الإذاعي:

موجة راديو طويلة أم = 148.5 - 283.5 كيلوهرتز (LF)
موجة راديو متوسطة أم = 530 كيلوهرتز - 1710 كيلوهرتز (MF)
موجة راديو قصيرة أم = 3 ميجاهرتز - 30 ميجاهرتز (HF)
حزمة تلفزيونية I (القنوات 2 - 6) = 54 ميجاهرتز - 88 ميجاهرتز (VHF)
حزمة راديو أف أم II = 88 ميجاهرتز - 108 ميجاهرتز (VHF)
حزمة تلفزيونية III (القنوات 7 - 13) = 174 ميجاهرتز - 216 ميجاهرتز (VHF)
حزمة تلفزيونية IV و V (القنوات 14 - 69) = 470 ميجاهرتز - 806 ميجاهرتز (UHF)راجع[3][4]