الموجة الحاملة

في مجال الاتصالات ، تُعرف الموجة الحاملة ، أو إشارة الموجة الحاملة ، أو ببساطة الموجة الحاملة ، بأنها شكل موجي دوري (عادةً ما يكون جيبيًا ) ينقل المعلومات من خلال عملية تُسمى التضمين . يتم تعديل خاصية أو أكثر من خصائص الموجة، مثل السعة أو التردد ، بواسطة إشارة تحمل المعلومات، تُسمى إشارة الرسالة أو إشارة التضمين . عادةً ما يكون تردد الموجة الحاملة أعلى بكثير من تردد إشارة الرسالة، لأنه من غير العملي عادةً إرسال إشارات بترددات منخفضة نظرًا لأن طول الموجة أكبر من حجم الهوائي.

عادة ما يكون الغرض من الناقل إما نقل المعلومات عبر الفضاء كموجة كهرومغناطيسية (كما هو الحال في الاتصالات اللاسلكية )، أو السماح لعدة ناقلات بترددات مختلفة بمشاركة وسيط نقل مادي مشترك عن طريق تعدد الإرسال بتقسيم التردد (كما هو الحال في نظام تلفزيون الكابل ).

نشأ هذا المصطلح في مجال الاتصالات اللاسلكية، حيث تُنشئ الموجة الحاملة الموجات التي تحمل المعلومات (التضمين) عبر الهواء من جهاز الإرسال إلى جهاز الاستقبال. ويُستخدم المصطلح أيضًا لوصف الإرسال غير المضمّن في غياب أي إشارة تضمين. ^{[ 1 ]}

في مجال إنتاج الموسيقى ، يمكن التحكم في إشارات الموجة الحاملة بواسطة إشارة تعديل لتغيير خصائص الصوت في التسجيل الصوتي وإضافة إحساس بالعمق والحركة. ^{[ 2 ]}

مصطلح "الموجة الحاملة" نشأ مع الراديو. في أنظمة الاتصالات اللاسلكية ، كالبث الإذاعي والتلفزيوني، تُنقل المعلومات عبر الفضاء بواسطة موجات الراديو . عند جهاز الإرسال، تُطبَّق المعلومات، على شكل إشارة تعديل، على جهاز إلكتروني يُسمى جهاز الإرسال . في جهاز الإرسال، يُولِّد مُذبذب إلكتروني تيارًا متناوبًا جيبيًا بتردد راديوي ؛ وهذه هي الموجة الحاملة. تُستخدم إشارة المعلومات لتعديل الموجة الحاملة، بتغيير بعض خصائصها، لدمج المعلومات فيها. يُضخَّم التيار المتناوب ويُطبَّق على هوائي جهاز الإرسال، مُشعًّا موجات راديو تحمل المعلومات إلى جهاز الاستقبال . عند جهاز الاستقبال، تصطدم موجات الراديو بهوائيه، مُحدثةً تيارًا متذبذبًا صغيرًا فيه، يُطبَّق بدوره على جهاز الاستقبال. في جهاز الاستقبال، تُستخرج إشارة التعديل من الموجة الحاملة المُعدَّلة، وهي عملية تُسمى فك التعديل .

استخدمت معظم أنظمة الراديو في القرن العشرين تقنية تعديل التردد (FM) أو تعديل السعة (AM) لإضافة معلومات إلى الموجة الحاملة. يظهر أعلاه طيف التردد لإشارة AM أو FM معدلة من جهاز إرسال لاسلكي. ويتكون من مكون قوي (C) عند تردد الموجة الحاملة.${\displaystyle f_{C}}$مع تضمين الإشارة في نطاقات جانبية ضيقة (SB) أعلى وأسفل تردد الموجة الحاملة. يُعتبر تردد محطة الراديو أو التلفزيون هو تردد الموجة الحاملة. ومع ذلك، فإن الموجة الحاملة نفسها غير مفيدة في نقل المعلومات، لذا فإن الطاقة الموجودة في مكون الموجة الحاملة تُعدّ هدرًا لطاقة جهاز الإرسال. لذلك، في العديد من طرق التضمين الحديثة، لا يتم إرسال الموجة الحاملة. على سبيل المثال، في التضمين أحادي النطاق الجانبي (SSB)، يتم كبح الموجة الحاملة (وفي بعض أنواع SSB، يتم حذفها). يجب إعادة إدخال الموجة الحاملة في جهاز الاستقبال بواسطة مذبذب تردد الخفقان (BFO).

تُستخدم الموجات الحاملة على نطاق واسع لنقل قنوات معلومات متعددة عبر كابل واحد أو وسيط اتصال آخر باستخدام تقنية تعدد الإرسال بتقسيم التردد (FDM). وقد زادت أنظمة الهاتف المبكرة من سعتها من خلال الاتصال عبر موجات حاملة متعددة. على سبيل المثال، في نظام تلفزيون الكابل ، تُوزَّع مئات القنوات التلفزيونية على المستهلكين عبر كابل محوري واحد ، وذلك بتعديل كل قناة تلفزيونية على موجة حاملة بتردد مختلف، ثم إرسال جميع الموجات الحاملة عبر الكابل. عند جهاز الاستقبال، يمكن فصل القنوات الفردية باستخدام مرشحات تمرير النطاق ودوائر رنانة لعرض القناة التلفزيونية المطلوبة. وتُستخدم تقنية مماثلة تُسمى تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي لنقل قنوات بيانات متعددة عبر الألياف الضوئية عن طريق تعديلها على موجات حاملة ضوئية منفصلة؛ أي حزم ضوئية بأطوال موجية مختلفة.

تحتوي الإشارة الراديوية المعدلة على المعلومات الموجودة في النطاقات الجانبية، بينما لا تنقل الطاقة الموجودة في مكون تردد الموجة الحاملة المعلومات نفسها، لذلك فإن الأشكال الأحدث من الاتصالات الراديوية (مثل الطيف المنتشر والنطاق العريض للغاية )، و OFDM المستخدم على نطاق واسع في شبكات Wi-Fi والتلفزيون الرقمي والبث الصوتي الرقمي (DAB) لا تستخدم موجة حاملة جيبية تقليدية.

يُعدّ تسرب الموجة الحاملة تداخلاً ناتجاً عن التشويش المتبادل أو انحراف التيار المستمر. ويظهر على شكل موجة جيبية غير مُعدّلة ضمن نطاق تردد الإشارة، ويكون سعتها مستقلة عن سعة الإشارة. انظر: خلاطات التردد .

• نسبة الإشارة إلى الضوضاء
• استعادة الناقل
• نظام النقل
• نغمة حاملة
• تعدد الإرسال بتقسيم التردد
• الشريط الجانبي

تعريف كلمة " الموجة الحاملة" في قاموس ويكشنري