الترددات الراديوية

عادة ما يتم نقل التيارات الكهربائية ذات الترددات الراديوية بواسطة خطوط نقل مصممة خصيصًا مثل الكابل المحوري ، حيث أن الكابلات الكهربائية العادية تعاني من فقد كبير في الطاقة.

التردد الراديوي ( RF ) هو معدل تذبذب التيار الكهربائي المتناوب أو الجهد الكهربائي أو المجال المغناطيسي أو الكهربائي أو الكهرومغناطيسي أو النظام الميكانيكي في نطاق التردد [ 1 ] من حواليمن 20 كيلو هرتز  إلى حوالي٣٠٠ جيجاهرتز  . هذه هي الترددات التي يمكن عندها للطاقة المنبعثة من تيار متذبذب أن تشع من موصل إلى الفضاء على شكل موجات راديوية ، لذا فهي تُستخدم في تكنولوجيا الراديو ، من بين استخدامات أخرى. وتختلف المصادر في تحديد الحدين الأعلى والأدنى لنطاق التردد.

التيار الكهربائي

طفل يسمح لشرارة كهربائية من ملف تسلا أن تضرب يده. إن ملامسة أقواس الترددات الراديوية كما هو موضح هنا أمر بالغ الخطورة وقد يؤدي إلى الصعق بالكهرباء.

تتمتع التيارات الكهربائية التي تتذبذب بترددات الراديو ( تيارات الترددات الراديوية ) بخصائص خاصة لا تشترك فيها التيارات المباشرة أو التيارات المترددة المنخفضة ، مثل  تيار 50 أو 60 هرتز المستخدم في توزيع الطاقة الكهربائية .

  • يمكن للطاقة الناتجة عن تيارات الترددات الراديوية في الموصلات أن تشع في الفضاء على شكل موجات كهرومغناطيسية ( موجات راديوية ). [ 2 ] وهذا هو أساس تكنولوجيا الراديو .
  • لا يخترق تيار الترددات الراديوية الموصلات الكهربائية بعمق ولكنه يميل إلى التدفق على طول أسطحها؛ وهذا ما يُعرف بتأثير الجلد .
  • لا تُسبب تيارات الترددات الراديوية المُطبقة على الجسم عادةً الإحساس بالألم والتقلص العضلي الناتج عن الصدمة الكهربائية التي تُسببها التيارات ذات الترددات المنخفضة. [ 3 ] [ 4 ] ويعود ذلك إلى أن التيار يُغير اتجاهه بسرعة كبيرة جدًا بحيث لا يُحفز إزالة استقطاب أغشية الأعصاب. مع ذلك، لا يعني هذا أن تيارات الترددات الراديوية غير ضارة؛ إذ يُمكن أن تُسبب إصابات داخلية، بالإضافة إلى حروق سطحية خطيرة تُسمى حروق الترددات الراديوية .
  • يمكن لتيار الترددات الراديوية أن يؤين الهواء، مما يخلق مسارًا موصلًا عبره. وتُستغل هذه الخاصية في وحدات "التردد العالي" المستخدمة في لحام القوس الكهربائي ، والتي تستخدم تيارات بترددات أعلى من تلك المستخدمة في توزيع الطاقة.
  • ومن خصائصها الأخرى القدرة على الظهور وكأنها تتدفق عبر مسارات تحتوي على مواد عازلة، مثل العازل الكهربائي للمكثف . وذلك لأن المفاعلة السعوية في الدائرة الكهربائية تتناقص مع زيادة التردد.
  • في المقابل، يمكن حجب تيار الترددات الراديوية بواسطة ملف سلكي، أو حتى لفة واحدة أو انحناءة في السلك. وذلك لأن المفاعلة الحثية للدائرة تزداد مع ازدياد التردد.
  • عند نقل تيار الترددات الراديوية عبر كابل كهربائي عادي، فإنه يميل إلى الانعكاس من نقاط عدم الاستمرارية في الكابل، مثل الموصلات، ويعود إلى مصدره، مما يُسبب حالة تُعرف باسم الموجات المستقرة . ويمكن نقل تيار الترددات الراديوية بكفاءة عبر خطوط النقل مثل الكابلات المحورية .

نطاقات التردد

ينقسم طيف الترددات الراديوية إلى نطاقات ذات أسماء تقليدية تحددها منظمة الاتصالات الدولية (ITU):

نطاق الترددنطاق الطول الموجيتصنيف الاتحاد الدولي للاتصالاتنطاقات IEEE [ 5 ]
الاسم الكاملالاختصار [ 6 ]
أقل من 3  هرتزأكثر من 105  كمغير متوفر
3-30  هرتز10⁵–10⁴  كمتردد منخفض للغايةقزمغير متوفر
30-300  هرتز10⁴–10³  كمتردد منخفض للغايةSLFغير متوفر
300–3000  هرتز10³–100  كمتردد منخفض للغايةULFغير متوفر
3-30  كيلو هرتز100–10  كمتردد منخفض جداًVLFغير متوفر
30-300  كيلو هرتز10-1  كمتردد منخفضLFغير متوفر
300  كيلوهرتز - 3  ميجاهرتز1  كم – 100 متردد متوسطMFغير متوفر
3-30  ميجاهرتز100–10  متردد عاليHFHF
30-300  ميجاهرتز10–1  مترتردد عالٍ جداًVHFVHF
300  ميجاهرتز - 3  جيجاهرتز1 متر - 100  ملمتردد فائق العلوUHFUHF ، L ، S
3-30  جيجاهرتز100-10  ممتردد فائق العلوSHFS ، C ، X ، Ku ، K ، Ka
30-300  جيجاهرتز10-1  ممتردد عالٍ للغايةالاتحاد الأوروبي لكرة اليدكا ، فولت ، واط ، مم
300  جيجاهرتز - 3  تيراهيرتز1  مم - 0.1  ممتردد عالٍ للغايةTHFغير متوفر
تخصيصات الطيف الراديوي في كندا
الاتحاد الدولي للاتصالات

 تُعرف الترددات التي تبلغ 1 جيجاهرتز وما فوقها تقليديًا باسم الموجات الميكروية ، [ 7 ] بينما  تُعرف الترددات التي تبلغ 30 جيجاهرتز وما فوقها باسم الموجات المليمترية . وتُقدم تسميات نطاقات أكثر تفصيلًا من خلال تسميات الترددات القياسية المعتمدة من قبل معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) [ 5 ] وتسميات الترددات الخاصة بالاتحاد الأوروبي/حلف شمال الأطلسي (الناتو). [ 8 ]

التطبيقات

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

قياس

قد تشمل أجهزة اختبار الترددات الراديوية أدوات قياسية في النطاق الأدنى، ولكن عند الترددات الأعلى، تصبح معدات الاختبار أكثر تخصصًا. [ 9 ] [ 10 ]

تُستخدم مولدات إشارات الترددات الراديوية بشكل شائع كمصادر في عمليات اختبار ومعايرة الترددات الراديوية، حيث توفر إشارات متذبذبة مضبوطة عبر نطاقات تردد واسعة. بالإضافة إلى الأجهزة التجارية، تنشر العديد من الشركات المصنعة والمنظمات الهندسية وثائق فنية وأدلة تصميم تصف التطبيقات العملية لمولدات الترددات الراديوية وأنظمة الطاقة عالية التردد. [ 11 ]

التذبذبات الميكانيكية

بينما يشير مصطلح RF عادةً إلى التذبذبات الكهربائية، فإن أنظمة RF الميكانيكية ليست نادرة: انظر المرشح الميكانيكي و RF MEMS .

انظر أيضاً

مراجع

  1. جيسيكا سكارباتي. "ما هو التردد الراديوي (RF، rf)؟" . بحث الشبكات . تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 يناير 2021 .
  2. خدمة معايير الطيران الأمريكية (1976). ميكانيكا هيكل الطائرة ومحركها: دليل هيكل الطائرة . وزارة النقل، إدارة الطيران الفيدرالية، خدمة معايير الطيران. ص 520. 
  3. كورتيس، توماس ستانلي (1916). جهاز التردد العالي: تصميمه وتطبيقاته العملية . الولايات المتحدة: شركة إيفري داي ميكانيكس. ص 6. ألم الصدمة الكهربائية . 
  4. ميني، سي جيه (2005). مبادئ رعاية المرضى الجراحيين ( الطبعة الثانية). كتب أفريقيا الجديدة. ص 136. ISBN   9781869280055.
  5. 1 2 IEEE Std 521-2002 التسميات الحرفية القياسية لنطاقات تردد الرادار ، معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات ، 2002. ( نسخة للتسهيل في مطبعة الأكاديميات الوطنية.)
  6. جيفري إس. بيزلي؛ غاري إم. ميلر (2008). الاتصالات الإلكترونية الحديثة ( الطبعة التاسعة). الصفحات 4-5 . ISBN   978-0132251136.
  7. كومار، سانجاي؛ شوكلا، سوراب (2014). مفاهيم وتطبيقات هندسة الموجات الدقيقة . دار نشر PHI Learning Pvt. Ltd.، ص 3. ISBN  978-8120349353.
  8. ليونيد أ. بيلوف؛ سيرجي م. سمولسكي؛ فيكتور ن. كوتشيماسوف (2012). دليل مكونات الترددات الراديوية والميكروويف والموجات المليمترية . دار أرتيك هاوس. الصفحات 27-28 . ISBN  978-1-60807-209-5.
  9. "مولد إشارات الترددات الراديوية » ملاحظات إلكترونية" . www.electronics-notes.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 يناير 2021 . 
  10. سياماك غاديمي (2021)، قياس طاقة دخل الجهاز قيد الاختبار باستخدام موصل اتجاهي ومستشعر طاقة ، EDN
  11. "تصميم مولدات الترددات العالية - دليل هندسي عملي" . روتكوف راديوفرونكشن . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 مارس 2026 .