كيف تعمل موجات الراديو وما هي تطبيقاتها العملية

رغم أن أجهزة الراديو أصبحت أقل تواجدًا في المنازل، إلا أنها تستخدم يوميًا من قبل الملايين حول العالم؛ لكن كيف تعمل موجات الراديو؟

3 إجابات

أمواج الراديو هي إحدى أنواع الأمواج تدعى بالموجة الكهرومغناطيسية، يحدد عدد الموجات الجزئية (دور الموجة) وطول الموجة نوعها، فأمواج الراديو ذات تردد منخفض أي عدد الموجات الجزئية المنتشرة كل ثانية قليل وطويلة، مقارنة بأمواج التردد المرتفع كأشعة غاما والأشعة فوق البنفسجية ذات الطول القصير والعدد الكبير كل ثانية، و تنتشر في الفراغ دون وسيط حامل للموجة وبسرعة الضوء.

 مجال التردد الراديوي يضم العديد من مجالات الترددات الجزئية التي تعمل بها العديد من الخدمات التكنولوجية الحديثة التي لا يمكن الاستغناء عنها كالهواتف الذكية، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، وجهاز الراديو، والتلفاز للاستماع إلى ما يحدث في العالم، وفي نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، ولمراقبة حركة المرور، وفي تقنية الوايفي (WiFi) لنقل البيانات، وفي الاتصالات اللاسلكية الحديثة، مما يسمح لنا بتوصيل البشرية في جميع أنحاء العالم بالمعلومات والفيديو والصوت والبيانات .

تتم عملية إرسال الموجات عبر جهاز يدعى المرسل الذي يولد الموجه الحاملة، ويحملها بالمعلومات باستخدام تقنيات حديثة أذكر لك منها:

  • التعديل النبضي (Pulse Modulation).
  • التعديل المطالي (Amplitude Modulation).
  • التعديل الترددي (Frequency Modulation).

ويرسلها في شكل موجة جيبية تنتقل في الهواء، ثم يتم التقاطها في النهاية بواسطة جهاز استقبال الذي يحوي مرشح يستقبل نوع معين من الموجات بتردد وطول معين، ويرفض الباقي ثم يقوم بفك شفرة المعلومات الموجودة في الموجة الجيبة لاستخراج الأشياء التي نريدها مثل الموسيقى أو الصوت البشري أو بعض البيانات الأخرى.

أكمل القراءة

تعمل أجهزة الراديو بالأمواج الكهرومغناطيسية والتي تملك طولًا وترددًا محددًا لكل موجة يتم بثها عن طريق محطات إرسال ضخمة، بحيث يتم تضمين المعلومات الصوتية في الموجات من خلال تغيير خصائص الموجة ذاتها كسعتها كما في موجات AM وترددها كما في الموجات الأشهر FM.

تنتقل أمواج الراديو في الهواء بسرعة عالية جدًا مثلها مثل بقية الأمواج الكهرومغناطيسية، وتنتشر حولنا في كل لحظة دون الشعور بها، ويتم استقبالها في أجهزة الراديو من خلال دارات مستقبلة تعكس عمل محطات الإرسال وتقوم بتحويل تلك الأمواج إلى تيار كهربائي متغير يتحول إلى صوت بواسطة مكبرات الصوت.

كيف تعمل موجات الراديو

في حال العمل على ترددات FM نقوم بتغير التردد عند تدوير العجلة على جانت الراديو للوصول إلى التردد الصحيح الذي يبثه جهاز الإرسال، ويتم استخدام هذه الأمواج في أغلب محطات الراديو وأجهزة اللاسلكي التي تمتلكها أجهزة الشرطة للتواصل فيما بينها ولكن بترددات أعلى من تلك التي تستخدمها المحطات الإذاعية.

وفي حال العمل على موجات AM يتم تغيير سعة الموجة بحيث يتم رفع طاقة الإرسال وخفضها لتتناسب مع تناغم الصوت المراد بثه، وتم استخدامها في أجهزة البرق البدائية التي كانت تستخدم شفرة مورس وكانت تتضمن ثلاث سعات مختلفة فقط.

أكمل القراءة

تعتبر موجات الراديو بمنزلة ثورة في عالم التكنولوجيا والاتصال. حيث يمكننا نقل المعلومات والأصوات لمسافات تمتد لآلاف الكيلومترات. حيث أمواج الراديو سلوكاً مشابهاً لسلوك الأمواج الضوئية من حيث الانعكاس والانكسار..إلخ، إلا أنها ببساطة تكون بتردد غير مرئي للعين، لذا لا يمكن رؤيتها.

تعتبر الأمواج الراديوية من الأمواج الكهرومغناطيسية، وتولَّد عن طريق التيار الكهربائي المتردد AC (كالموجود في منازلنا)، يكون تردد التيار الكهربائي المنزلي في بعض البلدان 50 هرتز وفي بعضها الآخر 60 هرتز، أي يقوم التيار بتغيير اتجاهه 60 مرة في الثانية. وفي حقيقة الأمر رغم اعتبار التردد 50 أو 60 هرتز من الترددات المنخفضة إلا أنه يولد أمواجاً كهرومغناطيسية (electromagnetic radiation) تنتشر في الهواء المحيط.

ليس للأمواج المنتشرة في الهواء أي معنى، فما هي إلا ضجيج ناتج عن تغيير التيار لاتجاهه، ولكي نستفيد من تلك الأمواج لا بد لنا من التعديل عليها وضبطها وتوظيفها بما يتناسب وأغراضنا من نقل الصوت أو المعلومات بشكل عام. ومن هنا أتى مبدأ التعديل Modulation، ونشأ نوعان منه Amplitude Modulation) AM) أي التعديل على المطال أو التعديل في سعة الموجة Frequency Modulation) FM) أي التعديل في تردد الموجة.

من الواضح أنه في النوع الأول يُجرى تعديل سعة الموجة أو طول الموجة وفقاً للمعلومات المراد إرسالها، بينما يبقى تردد الموجة ثابتاً. والتردد هنا يعني عدد المرات التي تغير فيها الإشارة اتجاهها في الزمن، وهو النوع الأبسط من التعديل.

وإن كنت قد استخدمت جهاز الراديو من قبل، فلا بد ولاحظت أن الإرسال AM يستقبل الإشارات من مسافات بعيدة جداً، على الرغم من تعرض الصوت لتشويش كبير، وكذلك تكون جودة الصوت ضعيفة، لذا يعتبر هذا النوع جيداً في نقل الأصوات البشرية أكثر من الاستماع للموسيقى.

بينما يعتمد النوع FM على التعديل في تردد الأمواج مع بقاء المطال أو سعة الموجة ثابتاً، ولأن التردد هنا يكون كبيراً جداً (من رتبة الميغاهرتز)، تكون المسافات التي تعبرها الأمواج المعدلة قصيرة، إلا أن جودة الصوت تكون أفضل. ونحتاج هنا من أجل نقل الأمواج لمسافات أطول إلى استخدام أجهزة خاصة بين المحطات.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "كيف تعمل موجات الراديو وما هي تطبيقاتها العملية"؟