راديو

📅 آخر تحديث: ٢٢ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٢ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 5 صور
الموسوعة الحرة
مزرعة هوائيات تضم هوائيات راديو متنوعة على قمة سانديا بالقرب من مدينة ألبوكيرك، نيو مكسيكو ، الولايات المتحدة الأمريكية

الراديو هو تقنية الاتصال باستخدام الموجات الراديوية . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] الموجات الراديوية هي موجات كهرومغناطيسية بتردد يتراوح بين 3 هرتز (Hz) و300 جيجاهرتز (GHz). يتم توليدها بواسطة جهاز إلكتروني يُسمى جهاز الإرسال، وهو متصل بهوائي يبث هذه الموجات. ويمكن استقبالها بواسطة هوائيات أخرى متصلة بجهاز استقبال راديوي ؛ وهذا هو المبدأ الأساسي للاتصالات الراديوية. بالإضافة إلى الاتصالات، يُستخدم الراديو في الرادار ، والملاحة الراديوية ، والتحكم عن بُعد ، والاستشعار عن بُعد ، وغيرها من التطبيقات.  

في الاتصالات اللاسلكية ، المستخدمة في البث الإذاعي والتلفزيوني ، والهواتف المحمولة، وأجهزة الاتصال اللاسلكي ثنائية الاتجاه ، والشبكات اللاسلكية ، والاتصالات عبر الأقمار الصناعية، وغيرها الكثير، تُستخدم الموجات الراديوية لنقل المعلومات عبر الفضاء من جهاز إرسال إلى جهاز استقبال، وذلك عن طريق تعديل الإشارة الراديوية (أي إضافة إشارة معلوماتية إلى الموجة الراديوية بتغيير أحد خصائصها) في جهاز الإرسال. وفي الرادار، المستخدم لتحديد مواقع وتتبع الأجسام مثل الطائرات والسفن والمركبات الفضائية والصواريخ، ينعكس شعاع من الموجات الراديوية المنبعثة من جهاز إرسال الرادار عن الجسم المستهدف، وتكشف الموجات المنعكسة موقع الجسم لجهاز استقبال يكون عادةً موجودًا في نفس موقع جهاز الإرسال. وفي أنظمة الملاحة الراديوية مثل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ونظام تحديد الاتجاهات الراديوية (VOR) ، يستقبل جهاز الملاحة المحمول إشارات راديوية من عدة منارات راديوية ملاحية معروفة الموقع، ومن خلال قياس وقت وصول الموجات الراديوية بدقة، يستطيع جهاز الاستقبال حساب موقعه على الأرض. وفي أجهزة التحكم عن بُعد اللاسلكية مثل الطائرات بدون طيار ، وأجهزة فتح أبواب المرآب ، وأنظمة الدخول بدون مفتاح ، تتحكم الإشارات الراديوية المرسلة من جهاز التحكم في وظائف الجهاز البعيد.

أثبت الفيزيائي الألماني هاينريش هيرتز وجود الموجات الراديوية لأول مرة في 11 نوفمبر 1886. [ 4 ] وفي منتصف تسعينيات القرن التاسع عشر، وبالاستناد إلى التقنيات التي كان الفيزيائيون يستخدمونها لدراسة الموجات الكهرومغناطيسية، طور الفيزيائي الإيطالي غولييلمو ماركوني أول جهاز للاتصالات اللاسلكية بعيدة المدى، [ 5 ] وأرسل رسالة لاسلكية بلغة مورس إلى متلقٍ يبعد عنه أكثر من كيلومتر واحد في عام 1895، [ 6 ] وأول إشارة عبر المحيط الأطلسي في 12 ديسمبر 1901. [ 7 ] أُذيع أول بث إذاعي تجاري في 2 نوفمبر 1920، عندما بثت شركة وستنجهاوس إلكتريك آند مانوفاكتشرينغ في بيتسبرغ النتائج المباشرة للانتخابات الرئاسية الأمريكية لعام 1920 ، تحت رمز النداء KDKA . [ 8 ]

يتم تنظيم انبعاث الموجات الراديوية بموجب القانون، ويتم تنسيق ذلك من قبل الاتحاد الدولي للاتصالات (ITU)، الذي يخصص نطاقات التردد في الطيف الراديوي لاستخدامات مختلفة.

أصل الكلمة

كلمة " راديو" مشتقة من الكلمة اللاتينية " radius " التي تعني "شعاع عجلة، أو شعاع ضوء". وقد استُخدمت لأول مرة في مجال الاتصالات عام 1881، عندما اعتمد ألكسندر غراهام بيل ، بناءً على اقتراح العالم الفرنسي إرنست ميركادييه ، مصطلح " الراديوفون " (بمعنى "الصوت المُشع") كاسم بديل لنظام الإرسال الضوئي "الفوتوفون" الخاص به. [ 9 ] [ 10 ]

بعد اكتشاف هيرتز للموجات الراديوية عام 1886، استُخدم مصطلح " الموجات الهيرتزية" في البداية لوصف هذا الإشعاع. [ 11 ] وقد نقلت أولى أنظمة الاتصالات اللاسلكية العملية، التي طورها ماركوني في الفترة 1894-1895، إشارات التلغراف عبر الموجات الراديوية، [ 4 ] ولذلك سُميت الاتصالات اللاسلكية في البداية "التلغراف اللاسلكي" . وحتى عام 1910 تقريبًا، شمل مصطلح "التلغراف اللاسلكي" أيضًا مجموعة متنوعة من الأنظمة التجريبية الأخرى لنقل إشارات التلغراف لاسلكيًا، بما في ذلك الحث الكهروستاتيكي ، والحث الكهرومغناطيسي ، والتوصيل المائي والأرضي ، مما استدعى الحاجة إلى مصطلح أكثر دقة يشير حصريًا إلى الإشعاع الكهرومغناطيسي. [ 12 ] [ 13 ]

أطلق الفيزيائي الفرنسي إدوارد برانلي ، الذي طوّر جهاز الكشف عن الموجات الراديوية (coherer) عام 1890 ، عليه اسم "موصل راديوي" (radio-conducteur) بالفرنسية . [ 14 ] [ 15 ] استُخدمت البادئة "radio-" لاحقًا لتكوين كلمات وصفية مركبة وكلمات مفصولة بشرطة، خاصة في أوروبا. على سبيل المثال، في أوائل عام 1898، تضمنت المجلة البريطانية " المهندس العملي" (The Practical Engineer) إشارة إلى "التلغراف الراديوي" (radiotelegraph) و "التلغراف الراديوي" (radiotelegraphy) . [ 14 ] [ 16 ]

يعود استخدام كلمة "راديو" ككلمة مستقلة إلى 30 ديسمبر 1904 على الأقل، عندما نصت التعليمات الصادرة عن مكتب البريد البريطاني بشأن إرسال البرقيات على أن "كلمة 'راديو'... تُرسل في تعليمات الخدمة". [ 14 ] [ 17 ] وقد اعتُمدت هذه الممارسة عالميًا، وأُدخلت كلمة "راديو" دوليًا، بموجب اتفاقية برلين للتلغراف اللاسلكي لعام 1906، والتي تضمنت لائحة خدمة تنص على أن "البرقيات اللاسلكية يجب أن تُظهر في مقدمتها أن الخدمة هي 'راديو ' " . [ 14 ]

كان التحول إلى الراديو بدلاً من اللاسلكي بطيئًا وغير منتظم في العالم الناطق بالإنجليزية. ساهم لي دي فورست في نشر المصطلح الجديد في الولايات المتحدة؛ ففي أوائل عام 1907، أسس شركة دي فورست للاتصالات اللاسلكية، وحذر في رسالته المنشورة في مجلة " العالم الكهربائي" بتاريخ 22 يونيو 1907، من أن "الفوضى اللاسلكية ستكون حتمًا النتيجة ما لم يتم تطبيق مثل هذه اللوائح الصارمة". [ 18 ] ولعبت البحرية الأمريكية دورًا أيضًا في هذا التحول. فعلى الرغم من أن ترجمتها لاتفاقية برلين لعام 1906 استخدمت مصطلحي " التلغراف اللاسلكي" و "البرقية اللاسلكية" ، إلا أنها بدأت بحلول عام 1912 في الترويج لاستخدام مصطلح "الراديو" بدلاً منهما. وبدأ هذا المصطلح يكتسب شعبية واسعة بين عامة الناس في عشرينيات القرن العشرين مع ظهور البث الإذاعي والتلفزيوني.

تاريخ

تنبأ جيمس كلارك ماكسويل بالموجات الكهرومغناطيسية في نظريته الكهرومغناطيسية عام 1873 ، والتي تُعرف الآن بمعادلات ماكسويل ، حيث افترض أن مجالًا كهربائيًا ومجالًا مغناطيسيًا متذبذبين يمكنهما الانتقال عبر الفضاء كموجة، وأن الضوء يتكون من موجات كهرومغناطيسية قصيرة الطول الموجي . في 11 نوفمبر 1886، وفي محاولة لتأكيد نظرية ماكسويل، رصد الفيزيائي الألماني هاينريش هيرتز لأول مرة موجات راديوية ولّدها باستخدام جهاز إرسال بدائي يعمل بتقنية فجوة الشرارة . [ 4 ] أظهرت تجارب هيرتز والفيزيائيين جاغاديش تشاندرا بوس ، وأوليفر لودج ، واللورد رايلي ، وأوغوستو ريغي ، وغيرهم، أن موجات الراديو، مثل الضوء، تُظهر انعكاسًا وانكسارًا وحيودًا واستقطابًا وموجات مستقرة ، وتنتقل بنفس سرعة الضوء، مما يؤكد أن كلاً من الضوء وموجات الراديو موجات كهرومغناطيسية، لا يختلفان إلا في التردد . [ 19 ] في عام 1895، طوّر غولييلمو ماركوني أول نظام اتصالات لاسلكية، مستخدمًا جهاز إرسال شرارة لإرسال شفرة مورس عبر مسافات طويلة. وبحلول ديسمبر 1901، كان قد أرسل إشارة عبر المحيط الأطلسي. [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] تقاسم ماركوني وكارل فرديناند براون جائزة نوبل في الفيزياء عام 1909 "لمساهماتهما في تطوير التلغراف اللاسلكي". [ 20 ]

خلال العقدين الأولين من عمر الراديو، واللذين يُعرفان بعصر التلغراف اللاسلكي ، كانت أجهزة الإرسال اللاسلكية البدائية قادرة فقط على بث نبضات من الموجات الراديوية، وليس الموجات المستمرة اللازمة لتعديل الصوت ، لذا استُخدم الراديو في الرسائل النصية التجارية والدبلوماسية والعسكرية بين الأفراد. وابتداءً من عام 1908 تقريبًا، أنشأت الدول الصناعية شبكات عالمية من أجهزة إرسال قوية عابرة للمحيطات لتبادل الرسائل البرقية بين القارات والتواصل مع مستعمراتها وأساطيلها البحرية. وخلال الحرب العالمية الأولى، مكّن تطوير أجهزة إرسال الموجات المستمرة ، وأجهزة استقبال الراديو الكهروكيميائية المقوّمة ، وأجهزة استقبال الراديو البلورية ، من تحقيق تقنية تعديل السعة (AM) في الاتصالات اللاسلكية على يد ريجينالد فيسيندين وآخرين، مما سمح بنقل الصوت . وفي 2 نوفمبر 1920، بُثّ أول بث إذاعي تجاري من قِبل شركة وستنجهاوس إلكتريك آند مانوفاكتشرينج في بيتسبرغ، تحت رمز النداء KDKA . وتضمن البث تغطية مباشرة للانتخابات الرئاسية الأمريكية لعام 1920. [ 8 ]

مبادئ

تُشعّ موجات الراديو بواسطة شحنات كهربائية تخضع لتسارع . [ 21 ] [ 22 ] ويتم توليدها اصطناعياً بواسطة تيارات كهربائية متغيرة مع الزمن ، تتكون من إلكترونات تتدفق ذهاباً وإياباً في موصل معدني يُسمى الهوائي . [ 23 ] [ 24 ]

مع ابتعاد الموجات الراديوية عن هوائي الإرسال، تتشتت، مما يؤدي إلى انخفاض قوة إشارتها ( شدتها بالواط لكل متر مربع) (انظر قانون التربيع العكسي ). لذا، لا يمكن استقبال الإشارات الراديوية إلا ضمن نطاق محدود من جهاز الإرسال، وتعتمد هذه المسافة على قدرة جهاز الإرسال، ونمط إشعاع الهوائي ، وحساسية جهاز الاستقبال، ومستوى الضوضاء المحيطة ، ووجود عوائق بين جهاز الإرسال وجهاز الاستقبال . يُرسل الهوائي متعدد الاتجاهات أو يستقبل الموجات الراديوية في جميع الاتجاهات، بينما يُرسل الهوائي الاتجاهي الموجات الراديوية في حزمة باتجاه محدد، أو يستقبلها من اتجاه واحد فقط. [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]

تنتقل الموجات الراديوية بسرعة الضوء في الفراغ [ 29 ] وبسرعة أقل قليلاً في الهواء. [ 30 ]

إلى جانب موجات الراديو، يمكن لأنواع الموجات الكهرومغناطيسية الأخرى ، كالأشعة تحت الحمراء والضوء المرئي والأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية وأشعة غاما ، أن تحمل المعلومات وتُستخدم في الاتصالات. ويعود الاستخدام الواسع لموجات الراديو في الاتصالات السلكية واللاسلكية بشكل رئيسي إلى خصائص انتشارها المميزة الناتجة عن طول موجاتها. [ 24 ] تتميز موجات الراديو بقدرتها على اختراق الغلاف الجوي في جميع الأحوال الجوية، والنباتات، كما أنها قادرة، بأطوال موجاتها الطويلة، على اختراق معظم مواد البناء. وبفضل الانعراج ، تنحني الموجات ذات الأطوال الموجية الطويلة حول العوائق، وعلى عكس الموجات الكهرومغناطيسية الأخرى، فإنها تميل إلى التشتت بدلاً من الامتصاص بواسطة الأجسام الأكبر من طول موجاتها.

أنظمة الاتصالات

الاتصالات اللاسلكية. تُحوّل المعلومات، كالصوت مثلاً، بواسطة محوّل طاقة، كالميكروفون ، إلى إشارة كهربائية، تُعدّل بدورها موجة راديوية صادرة عن جهاز الإرسال . يستقبل جهاز الاستقبال الموجة الراديوية ويستخلص إشارة التعديل الحاملة للمعلومات، والتي تُحوّل بدورها إلى شكل قابل للاستخدام البشري بواسطة محوّل طاقة آخر، كمكبر الصوت .
مقارنة بين الموجات الراديوية المعدلة بتقنية AM و FM

في أنظمة الاتصالات اللاسلكية، تُنقل المعلومات عبر الفضاء باستخدام الموجات الراديوية. عند جهاز الإرسال، تُحوّل المعلومات المراد إرسالها بواسطة نوع من المحولات إلى إشارة كهربائية متغيرة مع الزمن تُسمى إشارة التضمين. [ 24 ] [ 31 ] قد تكون إشارة التضمين إشارة صوتية تمثل صوتًا من ميكروفون ، أو إشارة فيديو تمثل صورًا متحركة من كاميرا فيديو ، أو إشارة رقمية تتكون من سلسلة من البتات تمثل بيانات ثنائية من جهاز كمبيوتر. تُطبّق إشارة التضمين على جهاز إرسال لاسلكي . في جهاز الإرسال، يُولّد مذبذب إلكتروني تيارًا متناوبًا يتذبذب بتردد راديوي ، يُسمى الموجة الحاملة لأنه يُستخدم لتوليد الموجات الراديوية التي تحمل المعلومات عبر الهواء. تُستخدم إشارة التضمين لتضمين الموجة الحاملة، بتغيير أحد جوانبها، ولصق المعلومات الموجودة في إشارة التضمين عليها. تستخدم أنظمة الراديو المختلفة طرق تضمين مختلفة: [ 32 ]

تُستخدم أنواع أخرى كثيرة من التضمين أيضاً. في بعض الأنواع، يتم كبح الموجة الحاملة، ويتم إرسال نطاق جانبي واحد أو كلا النطاقين الجانبيين للتضمين فقط. [ 34 ]

يتم تضخيم الموجة الحاملة المُعدَّلة في جهاز الإرسال، ثم تُطبَّق على هوائي الإرسال الذي يشع الطاقة على شكل موجات راديوية. تحمل هذه الموجات الراديوية المعلومات إلى موقع جهاز الاستقبال. [ 35 ] عند جهاز الاستقبال، تُحدث الموجة الراديوية جهدًا متذبذبًا ضئيلاً في هوائي الاستقبال - وهو نسخة أضعف من التيار في هوائي الإرسال. [ 24 ] [ 31 ] يُطبَّق هذا الجهد على جهاز استقبال الراديو ، الذي يُضخِّم الإشارة الراديوية الضعيفة لتصبح أقوى، ثم يُزيل تعديلها ، مُستخلصًا إشارة التعديل الأصلية من الموجة الحاملة المُعدَّلة. تُحوَّل إشارة التعديل بواسطة مُحوِّل طاقة إلى شكل قابل للاستخدام البشري: تُحوَّل الإشارة الصوتية إلى موجات صوتية بواسطة مكبر صوت أو سماعات أذن، وتُحوَّل إشارة الفيديو إلى صور بواسطة شاشة عرض ، بينما تُطبَّق الإشارة الرقمية على جهاز كمبيوتر أو معالج دقيق، والذي يتفاعل مع المستخدمين. [ 32 ] 

تمر الموجات الراديوية الصادرة من العديد من أجهزة الإرسال عبر الهواء في آنٍ واحد دون تداخل، لأن كل جهاز إرسال يتذبذب بتردد مختلف، يُقاس بالهرتز (Hz) أو الكيلوهرتز (kHz) أو الميغاهرتز (MHz) أو الغيغاهرتز (GHz). يلتقط هوائي الاستقبال عادةً الإشارات الراديوية من العديد من أجهزة الإرسال. يستخدم جهاز الاستقبال دوائر رنانة لاختيار الإشارة الراديوية المطلوبة من بين جميع الإشارات التي يلتقطها الهوائي، ورفض الإشارات الأخرى. تعمل الدائرة الرنانة كمرنان ، على غرار الشوكة الرنانة . [ 31 ] ولها تردد رنين طبيعي تتذبذب عنده. يقوم المستخدم بضبط تردد الرنين للدائرة الرنانة في جهاز الاستقبال على تردد المحطة الراديوية المطلوبة؛ وتُسمى هذه العملية بالضبط . تتسبب الإشارة الراديوية المتذبذبة من المحطة المطلوبة في تذبذب الدائرة الرنانة بشكل متزامن، فتمرر الإشارة إلى باقي أجزاء جهاز الاستقبال. أما الإشارات الراديوية ذات الترددات الأخرى، فتحجبها الدائرة الرنانة ولا تمررها. [ 36 ]

عرض النطاق الترددي

طيف التردد لإشارة راديو نموذجية معدلة بتقنية AM أو FM. ويتكون من مكون C عند تردد الموجة الحاملة .وج{\displaystyle f_{c}}تحتوي هذه التقنية على معلومات مُعدَّلة ضمن نطاقين ضيقين من الترددات يُطلق عليهما النطاقات الجانبية ( SB )، وهما أعلى وأسفل تردد الموجة الحاملة مباشرةً. ويُعرف عرض النطاق ( BW ) بأنه مقدار الطيف الذي تشغله النطاقات الجانبية.

تشغل الموجة الراديوية المُعدَّلة، التي تحمل إشارة معلوماتية، نطاقًا من الترددات. عادةً ما تتركز المعلومات في الإشارة الراديوية ضمن نطاقات ترددية ضيقة تُسمى النطاقات الجانبية ( SB )، أعلى وأسفل تردد الموجة الحاملة مباشرةً . يُطلق على عرض نطاق التردد الذي تشغله الإشارة الراديوية، أي الفرق بين أعلى تردد وأدنى تردد، اسم عرض النطاق الترددي ( BW ). [ 32 ] [ 37 ] بالنسبة لأي نسبة إشارة إلى ضوضاء مُحددة ، يمكن لعرض نطاق ترددي مُحدد أن يحمل نفس كمية المعلومات بغض النظر عن موقعه في طيف الترددات الراديوية؛ يُعد عرض النطاق الترددي مقياسًا لسعة نقل المعلومات . يعتمد عرض النطاق الترددي المطلوب للإرسال الراديوي على معدل نقل البيانات للمعلومات المُرسلة، والكفاءة الطيفية لطريقة التعديل المُستخدمة؛ أي كمية البيانات التي يمكن نقلها في كل وحدة من عرض النطاق الترددي. تختلف معدلات نقل البيانات باختلاف أنواع الإشارات المعلوماتية التي تحملها الراديو. على سبيل المثال، إشارة التلفزيون لها معدل نقل بيانات أعلى من إشارة الصوت . [ 32 ] [ 38 ]

يُعدّ الطيف الراديوي ، وهو النطاق الكامل للترددات الراديوية المتاحة للاتصالات في منطقة معينة، مورداً محدوداً. [ 37 ] [ 3 ] ويشغل كل بث راديوي جزءاً من الطيف المتاح. ويُنظر إلى الطيف الراديوي كسلعة اقتصادية ذات قيمة مالية، ويتزايد الطلب عليها. في بعض أجزاء الطيف الراديوي، يُباع ويُشترى حق استخدام نطاق ترددي أو حتى قناة راديوية واحدة بملايين الدولارات. لذا، ثمة حافز لتوظيف التكنولوجيا لتقليل الطيف المستخدم من قِبل الخدمات الراديوية. [ 38 ]

بدأ التحول التدريجي من تقنيات الإرسال اللاسلكي التناظرية إلى الرقمية في أواخر التسعينيات. [ 39 ] [ 40 ] ويعود جزء من هذا التحول إلى قدرة التضمين الرقمي على نقل معلومات أكثر في نطاق ترددي محدد مقارنةً بالتضمين التناظري ؛ فالتضمين نفسه أكثر كفاءة، كما أن ضغط الفقد يُحسّن الكفاءة بشكل أكبر. يتميز التضمين الرقمي أيضًا بمقاومة أكبر للتشويش مقارنةً بالتناظري، وتتمتع معالجات الإشارات الرقمية المرتبطة به بقدرة ومرونة أكبر من الدوائر التناظرية، ويمكن نقل مجموعة واسعة من المعلومات باستخدام نفس التضمين الرقمي. [ 32 ]

نظراً لكونه مورداً ثابتاً يزداد الطلب عليه من قبل عدد متزايد من المستخدمين، فقد أصبح طيف الراديو مزدحماً بشكل متزايد في العقود الأخيرة، وتدفع الحاجة إلى استخدامه بشكل أكثر فعالية إلى ظهور العديد من الابتكارات الراديوية الإضافية مثل أنظمة الراديو الموجهة ، ونقل الطيف المنتشر (النطاق العريض للغاية)، وإعادة استخدام التردد ، والإدارة الديناميكية للطيف ، وتجميع التردد، والراديو المعرفي . [ 38 ]

نطاقات تردد الاتحاد الدولي للاتصالات

يقسم الاتحاد الدولي للاتصالات طيف الراديو بشكل اعتباطي إلى 12 نطاقًا ، يبدأ كل منها بطول موجي يساوي قوة من قوى العدد عشرة (10ⁿ ) مترًا  ، بتردد مقابل يساوي ثلاثة أضعاف قوة من قوى العدد عشرة، ويغطي كل نطاق عقدًا من التردد أو الطول الموجي. [ 3 ] [ 41 ] ولكل نطاق من هذه النطاقات اسم تقليدي: [ 42 ]

اسم الفرقةاختصارتكرارالطول الموجي
تردد منخفض للغايةقزم3-30  هرتز100,000–10,000  كم
تردد منخفض للغايةSLF30-300  هرتز10000–1000  كم
تردد منخفض للغايةULF300–3000  هرتز1000-100  كم
تردد منخفض جداًVLF3-30  كيلو هرتز100–10  كم
تردد منخفضLF30-300  كيلو هرتز10-1  كم
تردد متوسطMF300–3000  كيلو هرتز1000–100  متر
اسم الفرقةاختصارتكرارالطول الموجي
تردد عاليHF3-30  ميجاهرتز100–10  م
تردد عالٍ جداًVHF30-300  ميجاهرتز10–1  متر
تردد فائق العلوUHF300–3000  ميجاهرتز100-10  سم
تردد فائق العلوSHF3-30  جيجاهرتز10-1  سم
تردد عالٍ للغايةالاتحاد الأوروبي لكرة اليد30-300  جيجاهرتز10-1  مم
تردد عالٍ للغايةTHF300–3000  جيجاهرتز (0.3–3.0  تيراهيرتز)1.0–0.1  مم

يتضح أن عرض النطاق الترددي ، أي المدى المطلق للترددات، الموجود في كل نطاق ليس متساوياً بل يزداد بشكل أُسّي مع ازدياد التردد؛ إذ يحتوي كل نطاق على عشرة أضعاف عرض النطاق الترددي للنطاق السابق. [ 43 ]

على الرغم من عدم تعريفها من قبل الاتحاد الدولي للاتصالات، [ 42 ] فقد تم استخدام مصطلح التردد المنخفض للغاية (TLF) للأطوال الموجية من 1 إلى 3  هرتز (300,000 إلى 100,000  كم). [ 44 ]

أنظمة

تُعدّ الموجات اللاسلكية مورداً مشتركاً بين العديد من المستخدمين. يتداخل جهازا إرسال لاسلكيان في المنطقة نفسها، يحاولان البث على التردد نفسه، مما يُسبب تشويشاً في الاستقبال، غالباً لدرجة عدم القدرة على استقبال أيٍّ من الإرسالين بوضوح. [ 37 ] لا يقتصر تأثير التداخل مع الإرسال اللاسلكي على التكلفة الاقتصادية الباهظة فحسب، بل قد يُهدد الحياة أيضاً (على سبيل المثال، في حالة التداخل مع اتصالات الطوارئ أو مراقبة الحركة الجوية ). [ 45 ] [ 46 ]

لمنع التداخل بين المستخدمين المختلفين، تخضع عملية بث الموجات الراديوية لرقابة صارمة بموجب القوانين الوطنية، ويتم تنسيقها من قبل هيئة دولية، هي الاتحاد الدولي للاتصالات (ITU)، الذي يخصص نطاقات في الطيف الراديوي لاستخدامات مختلفة. [ 37 ] [ 3 ] يجب أن تحصل أجهزة الإرسال الراديوية على تراخيص من الحكومات، ضمن فئات تراخيص متنوعة حسب الاستخدام، وتقتصر على ترددات ومستويات طاقة محددة. في بعض الفئات، مثل محطات البث الإذاعي والتلفزيوني، يُمنح جهاز الإرسال مُعرّفًا فريدًا يتكون من سلسلة من الأحرف والأرقام تُسمى رمز النداء ، والذي يجب استخدامه في جميع عمليات الإرسال. [ 47 ] لضبط أجهزة الإرسال الراديوية أو صيانتها أو إصلاحها داخليًا، يجب على الأفراد الحصول على ترخيص حكومي، مثل رخصة مشغل الهاتف اللاسلكي العامة في الولايات المتحدة، والتي تُمنح باجتياز اختبار يُثبت المعرفة التقنية والقانونية الكافية لتشغيل الراديو بأمان. [ 48 ]

تسمح الاستثناءات من القواعد المذكورة أعلاه بتشغيل أجهزة الإرسال منخفضة الطاقة قصيرة المدى في المنتجات الاستهلاكية، مثل الهواتف المحمولة، والهواتف اللاسلكية ، والأجهزة اللاسلكية، وأجهزة الاتصال اللاسلكي ، وأجهزة راديو النطاق المدني ، والميكروفونات اللاسلكية ، وأجهزة فتح أبواب المرآب ، وأجهزة مراقبة الأطفال ، دون ترخيص . في الولايات المتحدة، تندرج هذه الأجهزة تحت الجزء 15 من لوائح لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC). يستخدم العديد من هذه الأجهزة نطاقات ISM ، وهي سلسلة من نطاقات التردد عبر الطيف الراديوي مخصصة للاستخدام غير المرخص. على الرغم من إمكانية تشغيلها دون ترخيص، إلا أنه يجب، كجميع معدات الراديو، الحصول على موافقة النوع قبل بيع هذه الأجهزة. [ 49 ]

التشويش اللاسلكي هو بث متعمد لإشارات لاسلكية مصممة للتشويش على استقبال إشارات لاسلكية أخرى. تُسمى أجهزة التشويش بأجهزة كبت الإشارة أو مولدات التشويش أو ببساطة أجهزة التشويش . [ 9 ] خلال الحروب، تستخدم الجيوش التشويش للتشويش على الاتصالات اللاسلكية التكتيكية للعدو. ولأن الموجات اللاسلكية قادرة على تجاوز الحدود الوطنية، فإن بعض الدول الشمولية التي تمارس الرقابة تستخدم التشويش لمنع مواطنيها من الاستماع إلى بث المحطات الإذاعية في دول أخرى. عادةً ما يتم التشويش بواسطة جهاز إرسال قوي يُولّد ضوضاء على نفس تردد جهاز الإرسال المستهدف. [ 10 ] [ 11 ] يحظر القانون الفيدرالي الأمريكي تشغيل أو بيع أي نوع من أجهزة التشويش لأغراض غير عسكرية، بما في ذلك تلك التي تتداخل مع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وشبكات الهاتف المحمول وشبكات الواي فاي ورادارات الشرطة. [ 15 ]

التطبيقات

للراديو العديد من التطبيقات العملية، والتي تشمل البث الإذاعي، والاتصالات الصوتية، ونقل البيانات، والرادار، وتحديد المواقع الراديوية، والتحكم عن بعد.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "راديو" . قواميس أكسفورد الحية . مطبعة جامعة أكسفورد. 2019. مؤرشف من الأصل في 24 مارس 2019. تم الاسترجاع في 26 فبراير 2019 .
  2. ↑ "تعريف الراديو" . موسوعة . موقع مجلة PCMagazine الإلكتروني، زيف-ديفيس. 2018. مؤرشف من الأصل في 24 مارس 2019. تم الاطلاع عليه في 26 فبراير 2019 .
  3. 1 2 3 4 إلينغسون، ستيفن و. (2016). هندسة أنظمة الراديو . مطبعة جامعة كامبريدج. ص 1-4 . ISBN  978-1316785164.
  4. ١ ٢ ٣ ٤ "١٢٥ عامًا على اكتشاف الموجات الكهرومغناطيسية" . معهد كارلسروه للتكنولوجيا . ١٦ مايو ٢٠٢٢. مؤرشف من الأصل في ١٤ يوليو ٢٠٢٢. تم الاطلاع عليه في ١٤ يوليو ٢٠٢٢ .
  5. 1 2 بونديوبادياي، بريبير ك. (1995) " جولييلمو ماركوني - أبو الاتصالات اللاسلكية بعيدة المدى - تكريم من مهندس" مؤرشف في 14-10-2022 في Wayback Machine ، المؤتمر الأوروبي الخامس والعشرون للميكروويف: المجلد 2 ، الصفحات 879-885
  6. 1 2 "الراديو : من تسعينيات القرن التاسع عشر إلى ثلاثينيات القرن العشرين". جامعة إيلون . مؤرشف من الأصل في 8 يونيو 2022. تم الاطلاع عليه في 14 يوليو 2022 .
  7. 1 2 بيلروز، جون س. (5-7 سبتمبر 1995). "أول رسالة إذاعية - فيسيندين وماركوني" . معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات . تم الاطلاع عليه في 6 نوفمبر 2022 .
  8. 1 2 "تاريخ الإذاعة التجارية" . لجنة الاتصالات الفيدرالية . 23 أكتوبر 2020. مؤرشف من الأصل في 1 يناير 2022. تم الاطلاع عليه في 14 يوليو 2022 .
  9. 1 2 "راديو (اسم)" . قاموس أصل الكلمات على الإنترنت . تم الاسترجاع في 13 يوليو 2022 .
  10. ١ ٢ بيل، ألكسندر غراهام (يوليو ١٨٨١). "إنتاج الصوت بواسطة الطاقة الإشعاعية". مجلة العلوم الشعبية الشهرية . الصفحات ٣٢٩-٣٣٠ . [لقد] أطلقنا على الجهاز المستخدم لإنتاج الصوت وإعادة إنتاجه بهذه الطريقة اسم "الفوتوفون"، لأن شعاع الضوء العادي يحتوي على الأشعة الفعالة. ولتجنب أي سوء فهم في المستقبل بشأن هذه النقطة، قررنا اعتماد مصطلح " الراديوفون "، الذي اقترحه السيد ميركادييه، كمصطلح عام يشير إلى إنتاج الصوت بواسطة أي شكل من أشكال الطاقة الإشعاعية... 
  11. 1 2 مانينغ، تريفور (2009). دليل تصميم إرسال موجات الميكروويف . دار أرتيك هاوس. ص 2. 
  12. ↑ مافر، ويليام الابن (1903). التلغراف الأمريكي وموسوعة التلغراف: الأنظمة، والأجهزة، والتشغيل . نيويورك: شركة مافر للنشر. ص 333. التلغراف اللاسلكي . 
  13. ↑ ستيوارت، ويليام موت؛ وآخرون . (1906). تقارير خاصة: الهواتف والبرقيات 1902. واشنطن العاصمة: مكتب الإحصاء الأمريكي. الصفحات 118-119 .  
  14. ١ ٢ ٣ ٤ https://earlyradiohistory.us/sec022.htm مؤرشف بتاريخ ١٥ نوفمبر ٢٠١٩ في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) توماس هـ. وايت، تاريخ الراديو المبكر في الولايات المتحدة، القسم ٢٢
  15. 1 2 كولينز، أ. فريدريك (10 مايو 1902). "نشأة التلغراف اللاسلكي". مجلة العالم الكهربائي والمهندس . ص 811. 
  16. ↑ "التلغراف اللاسلكي". المهندس العملي . 25 فبراير 1898. ص 174. ابتكر الدكتور أو. جيه. لودج، الذي سبق ماركوني في إجراء تجارب فيما يُمكن تسميته "التلغراف الشعاعي" أو التلغراف الراديوي بسنة أو سنتين، طريقة جديدة لإرسال واستقبال الرسائل. سيفهم القارئ أنه في التلغراف الراديوي، تبدأ الموجات الكهربائية التي تُشكل إشارات الرسالة من جهاز الإرسال وتنتشر في جميع الاتجاهات مثل أشعة الضوء من المصباح، إلا أنها غير مرئية. 
  17. ↑ "التلغراف اللاسلكي"، مجلة الكهرباء (لندن)، 20 يناير 1905، الصفحة 108، نقلاً عن منشور مكتب البريد البريطاني بتاريخ 30 ديسمبر 1904.
  18. ↑ "التداخل مع الرسائل اللاسلكية"، العالم الكهربائي ، 22 يونيو 1907، الصفحة 1270.
  19. ↑ سونغوك هونغ (2001)، اللاسلكي: من الصندوق الأسود لماركوني إلى أوديون ، مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، الصفحات 5-10
  20. ↑ «جائزة نوبل في الفيزياء 1909» . NobelPrize.org . 2023. مؤرشف من الأصل في 22 أبريل 2026. تم الاطلاع عليه في 31 يوليو 2023 .
  21. ^ كراوس ، جون د. (1988). هوائيات ( الطبعة الثانية). تاتا ماكجرو هيل. ص. 50. رقم ISBN   0074632191.
  22. ↑ سيرواي، ريموند؛ فون، جيري؛ فويل، كريس (2008). فيزياء الكلية، الطبعة الثامنة . سينجج ليرنينج. ص 714. ISBN  978-0495386933.
  23. ↑ بالانيس، قسطنطين أ. (2005). نظرية الهوائيات: التحليل والتصميم، الطبعة الثالثة . جون وايلي وأولاده. ص 10. ISBN  978-1118585733.
  24. 1 2 3 4 إلينغسون، ستيفن و. (2016). هندسة أنظمة الراديو . مطبعة جامعة كامبريدج. ص 16-17 . ISBN  978-1316785164.
  25. ↑ فيسر، هوبريخت ج. (2012). نظرية الهوائيات وتطبيقاتها . جون وايلي وأولاده . ISBN 978-1119990253تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 أغسطس 2022 .
  26. ↑ زينة محمد زين؛ حمزة أحمد؛ دوي بيبريانتي؛ محفوظه مصطفى؛ ولا رول حسمة عبد الله؛ روزديانا صمد؛ مزية مات نوح (2020). وقائع الندوة الفنية الوطنية الحادية عشرة حول تكنولوجيا الأنظمة غير المأهولة 2019: NUSYS'19 . طبيعة سبرينغر. ص. 535. ردمك  978-9811552816أُرشف من المصدر الأصلي بتاريخ 2024-10-03 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2022-08-27 .مقتطف من الصفحتين ٥٣٥-٥٣٦، مؤرشف بتاريخ ٢٠٢٤-١٠-٠٣ في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine).
  27. ↑ هيرلي، كريس؛ روجرز، روس؛ ثورنتون، فرانك؛ كونلي، دانيال؛ بيكر، برايان (2007). "فهم الهوائيات ونظرية الهوائيات". WarDriving واختبار الاختراق اللاسلكي . ص 31-61 . doi : 10.1016/B978-159749111-2/50027-1 . ISBN  978-1-59749-111-2.
  28. ↑ نيلي، ماثيو؛ هاميرستون، أليكس؛ سانيك، كريس (2013). "نظرية الراديو الأساسية ومقدمة لأنظمة الراديو". الاستطلاع اللاسلكي في اختبار الاختراق . الصفحات 7-43 . doi : 10.1016/B978-1-59-749731-2.00002-8 . ISBN  978-1-59749-731-2.
  29. ↑ "الإشعاع الكهرومغناطيسي" . ناسا . مؤرشف من الأصل في 23 مايو 2016. تم الاطلاع عليه في 18 أغسطس 2022 .
  30. ↑ دي بوديستا، م. (2002). فهم خصائص المادة . مطبعة سي آر سي. ص 131. ISBN  978-0-415-25788-6أُرشف من المصدر الأصلي بتاريخ 2024-10-03 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2024-09-23 .
  31. 1 2 3 براين، مارشال (7 ديسمبر 2000). "كيف يعمل الراديو" . HowStuffWorks.com. مؤرشف من الأصل في 2 أكتوبر 2009. تم الاطلاع عليه في 11 سبتمبر 2009 .
  32. 1 2 3 4 5 6 7 8 فاروق، صالح (2016). تعديل الترددات الراديوية ببساطة . دار نشر سبرينغر . ISBN 978-3319412023أُرشف من الأصل في 3 أكتوبر 2024. تم الاطلاع عليه في 29 أغسطس 2022 .
  33. ^ ارغن، مصطفى (2009). النطاق العريض المحمول . دوى : 10.1007/978-0-387-68192-4 . رقم ISBN 978-0-387-68189-4.
  34. ↑ توني دوربوك (محرر)، دليل هواة الراديو، الطبعة الخامسة والخمسون ، الرابطة الأمريكية لهواة الراديو، 1977، ص 368
  35. ↑ جون أفيسون، عالم الفيزياء، نيلسون · 2014، صفحة 367
  36. ↑ أجهزة إرسال واستقبال الراديو CW و AM ، الولايات المتحدة. وزارة الجيش - 1952، الصفحات 167-168
  37. 1 2 3 4 "مقدمة في الطيف" (ملف PDF) . وكالة ناسا الأمريكية للملاحة الجوية والفضاء. فبراير 2016. مؤرشف (ملف PDF) من النسخة الأصلية بتاريخ 11 فبراير 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 2 ديسمبر 2019 .، ص. 6
  38. 1 2 3 بوجوريل، جيرارد؛ تشادوك، جان مارك (2010). الطيف الراديوي: إدارة الموارد الاستراتيجية . وايلي ). رقم ISBN 978-0470393529أُرشف من الأصل في 3 أكتوبر 2024. تم الاطلاع عليه في 29 أغسطس 2022 .
  39. ↑ نوربيرغ، بوب (27 نوفمبر 2022). "الراديو الرقمي قادم، لكن الراديو التناظري لم يمت بعد" . صحيفة ذا ليدجر . مؤرشف من الأصل في 3 سبتمبر 2022. تم الاطلاع عليه في 3 سبتمبر 2022 .
  40. ↑ "من التناظري إلى الرقمي: الراديو بطيء في التكيف مع التحول" . فاينانشيال إكسبريس . 13 أكتوبر 2005. مؤرشف من الأصل في 3 سبتمبر 2022. تم الاطلاع عليه في 3 سبتمبر 2022 .
  41. ↑ "لوائح الراديو، إصدار 2016" (ملف PDF) . الاتحاد الدولي للاتصالات. 3 نوفمبر 2016. مؤرشف من الأصل في 13 ديسمبر 2021. تم الاطلاع عليه في 9 نوفمبر 2019 .المادة 2، القسم 1، ص 27
  42. 1 2 تسمية نطاقات التردد والطول الموجي المستخدمة في الاتصالات (ملف PDF) (تقرير). جنيف: الاتحاد الدولي للاتصالات. 2015. ITU-R V.431-8. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 3 أكتوبر 2024. تم الاطلاع عليه في 6 أبريل 2023 .
  43. ↑ إدارة الاتصالات والإلكترونيات للطيف الكهرومغناطيسي (تقرير). مقر قيادة الجيش. وزارة الجيش الأمريكي. 1973. ص 2. 
  44. ↑ دانكن، كريستوفر؛ غكونتونا، أولغا؛ ماهابير، رون (2021). "التطبيقات النظرية للمجالات المغناطيسية عند الترددات المنخفضة للغاية في الاستشعار عن بعد وتصنيف النشاط الإلكتروني" . في: عربنيا، حامد ر.؛ ديليجيانيديس، ليونيداس؛ شونو، هايارو؛ تينيتي، فرناندو ج.؛ تران، كوك نام (محررون). التطورات في رؤية الحاسوب وعلم الأحياء الحاسوبي . سلسلة معاملات في العلوم الحاسوبية والذكاء الحاسوبي. تشام: دار نشر سبرينغر الدولية. ص 235-247 . doi : 10.1007/978-3-030-71051-4_18 . ISBN  978-3030710507S2CID 238934419. مؤرشف من الأصل بتاريخ 2024-10-03 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2023-04-06 . 
  45. ↑ "دليل أفضل الممارسات في مجال التداخل بترددات الراديو - وكالة الأمن السيبراني وأمن البنية التحتية - فبراير 2020" (ملف PDF) . وكالة الأمن السيبراني وأمن البنية التحتية، قيادة العمليات الخاصة/المجلس الوطني لمنسقي قابلية التشغيل البيني على مستوى الولايات . وزارة الأمن الداخلي الأمريكية . تاريخ الاطلاع: 29 أغسطس 2022 .
  46. ↑ مازار (مادجار)، حاييم (2016). إدارة الطيف الراديوي: السياسات واللوائح والتقنيات . وايلي . ISBN 978-1118511794أُرشف من الأصل في 3 أكتوبر 2024. تم الاطلاع عليه في 29 أغسطس 2022 .
  47. ↑ "المادة 19: تحديد المحطات" (ملف PDF) . الاتحاد الدولي للاتصالات. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 3 أكتوبر 2024. تم الاطلاع عليه في 29 أغسطس 2022 .
  48. ↑ "أنواع تراخيص مشغلي الراديو التجاري" . لجنة الاتصالات الفيدرالية . 6 مايو 2016. مؤرشف من الأصل في 8 أغسطس 2021. تم الاطلاع عليه في 29 أغسطس 2022 .
  49. ↑ ديشوسو، جو (9 أكتوبر 2007). "أساسيات لجنة الاتصالات الفيدرالية لأجهزة الإرسال غير المرخصة" (ملف PDF) . لجنة الاتصالات الفيدرالية . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 29 أغسطس 2022. تم الاطلاع عليه في 29 أغسطس 2022 .

للمزيد من القراءة