الموجات الكهرومغناطيسية
Electromagnetic waves
في الحلقة السابعة تعرفنا على قصة النظرية الكهرومغناطيسية
وفي هذه الحلقة الحلقة سنتناول العديد من النقاط المتعلقة بالموجات الكهرومغناطيسية
تصنيف الموجات الكهرومغناطيسية :
Ø تصنف الأمواج اللاسلكية بطريقتين :
a) من حيث المجال والتردد.
a) من حيث طريقة الانتشار.
تصنيف الأمواج اللاسلكية من حيث المجال والتردد :
Ø حسب تصنيف اللجنة العالمية للاتصالات اللاسلكية يقسم جزء الأمواج الراديوية الى تسعة مجالات من (4) حتى (12) يحدد كل مجال كما بالجدول.
Ø تستخدم في الوقت الحاضر التسميات القديمة للمجالات:
التسميات القديمة للمجالات :
Ø أمواج زائدة الطول (VLW) وهذه الامواج هي أمواج المجال الرابع.
Ø أمواج طويلة (LW) وهي أمواج المجال الخامس .
Ø أمواج متوسطة (MW) وهي أمواج المجال السادس.
Ø أمواج قصيرة (SW) وهي أمواج المجال السابع.
Ø أمواج قصيرة جدا (VSW) وهي أمواج المجال الثامن والتاسع.
Ø أمواج فوق القصيرة جدا والأمواج المايكروية وهي أمواج المجالات العاشر والحادي عشر والثاني عشر
تصنيف الموجات اللاسلكية من حيث طريقة الانتشار :
Ø حسب طريقة الانتشار تصنف الى :
1) الموجات المستقيمة المسار:
تسمى الامواج اللاسلكية المنتشرة في وسط متجانس أو قريب من التجانس بمسار مستقيم أو شبه مستقيم بالامواج المستقيمة المسار أو الأمواج الحرة الانتشار.
2. الموجات الأرضية :Ground waves
Ø وقد سميت بهذا الاسم لأنها تنحني وتتبع سطح الأرض عند انتشارها .
Ø ويتراوح مجال الترددات المستخدم عند الاتصال بين نقطتين باستخدام الموجات الأرضية بين 150 KHZ الى 500 KHZ
هناك مزايا لاستخدام هذا النوع من الموجات في عملية الاتصال تتمثل في :
Ø الوصول الي مسافات بعيدة تصل الى 4000 KM لذا فهي تستخدم في الاتصالات البحرية.
Ø الموثوقية العالية ,اذ يمتاز انتشار هذه الموجات بعدم تأثره بتعاقب الليل والنهار أو فصول السنة أو الأحوال الجوية .
أما أهم العيوب فهي :
Ø محطات ارسال ذات قدرة كهربائية عالية مما يجعلها غير اقتصادية.
Ø محدودية النطاق الترددي المتاح للاستخدام حوالي (350 KHZ)
Ø الهوائي المستخدم للاشعاع للموجات الارضية ذو أبعاد كبيرة نظرا لانخفاض التردد.
3. الموجات السماوية : Sky Waves ( الأيونوسفيرية )
* وهي التي يتم بثها نحو السماء لتعود ثانية الى الارض بفعل انعكاسها داخل طبقة الأيونوسفير .
* وتعتمد المسافة التي تقطعها هذه الموجات داخل طبقة الأيونوسفير على ترددها حيث تزداد بازدياد التردد.
* اما اذا زاد ترددها عن قيمة معينة (حوالي 30 MHZ) فستنطلق الى الفضاء الخارجي ولا تنعكس الى الأرض.
* وهي تنتشر الى مسافات بعيدة والى الوجه الثاني من سطح الكرة الأرضية نتيجة للانعكاس الواحد أو الانعكاسات المتعددة على طبقة الأيونوسفير .
* طولها حوالي 10 m
* تستخدم الموجات السماوية بكثرة في عمليات البث الازاعي حيث يمكن تحقيق انتشار يصل الى 4000 Kmفي الظروف الجيدة .
أهم مزايا استخدام الموجات السماوية في الاتصال:
* لا تحتاج محطة الارسال الى قدرة كهربائية عالية .
* لا تتأثر بسطح الأرض ,وقادرة على توفير اتصال ضمن نطاق الترددات العالية (3 – 30 MHZ)لعدد كبير من المحطات الاذاعية .
* يمكن تحقيق الاتصال لمسافات بعيدة.
أما العيوب فتتمثل في:
q عدم استقرار نظام الارسال لاعتماده على طبقة الأيونوسفير , والتي تتغير باستمرار خلال اليوم وخلال فصول السنة وظروف الجو.
q لا يمكن استخدام هذا النمط من الارسال في أنظمة الاتصال التي تتطلب عرض نطاق ترددي كبير.
4. الموجات الفضائية : Space Waves ( التروبوسفيرية )
o تسمى الموجات التي تنتشر الي مسافات بعيدة تقريبا حتى 1000 Kmبالموجات الفضائية .
o تردد هذه الموجات عادة يكون أعلى من 30 MHZ لذا فهي تميل للانتشار بخطوط مستقيمة لتحقيق الاتصال بين أنظمة الرؤية على سطح الأرض .
o أو في الاتصالات الفضائية عبر الأقمار الاصطناعية.
تنقسم الموجات الفضائية الي قسمين :
I. الموجات المباشرة :
وهي التي تصل مباشرة من هوائي الارسال الى هوائي الاستقبال وتشكل غالبية الموجات الفضائية المرسلة.
II. الموجات المنعكسة من الأرض :
• وهي التي تصل الي هوائي الاستقبال بعد انعكاسها عن سطح الأرض , وتشكل نسبة قليلة من الموجات الفضائية المرسلة .
ومن الجدير بالذكر أنه لاستخدام الموجات الفضائية في عمليات الاتصال فانه يشترط وجود خط رؤية ( Line – of – Sight ) بين هوائي الارسال وهوائي الاستقبال .
ويمكن حساب أكبر مسافة ممكنة لتحقيق خط الرؤية من العلاقة التالية:
R (Km) = 4 ( ht(m)^½ + hr(m) ^½ )
حيث :
R = المسافة بين هوائي الارسال والاستقبال بالكيلومتر.
ht = ارتفاع هوائي الارسال عن سطح الارض بالمتر.
Hr = ارتفاع هوائي الاستقبال عن سطح الارض بالمتر.
Example:
أحسب أكبر مسافة ممكنة بين هوائيي ارسال واستقبال مع المحافظة على وجود خط رؤية بينهما اذا علمت ان ارتفاع كل منهما يساوي 36 مترا .
يكثر استخدام الموجات الفضائية في:
i. اتصالات الميكروويف .
ii. البث التلفازي .
iii. الاتصالات عبر الاقمار الصناعية.
مزايا استخدام هذه الموجات في عمليات الاتصال هي:
1. درجة الوثوقية العالية .
1. النطاق الترددي المتاح لنقل المعلومات كبير.
أما العيوب فهي:
1. كثرة استخدام محطات التقوية عند الارسال لمسافات بعيدة مما يزيد من التكلفة الاقتصادية.
2.تتأثر المباشرة أكثر من غيرها بالعوامل الجوية كالمطر والثلج وغيرها حيث تعمل على اضعافها وتشتيتها.
ملاحظة مهمة / يحتوي هذا الموقع على كتب خاصة بالكهرومغناطيسية يمكن تحميلها من هنا
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
لا تنسى تسجيل إعجابك ومشاركة زملاءك لتصلكم مواضيعنا القادمة إن شاء الله تعالى
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
لا تنسى تسجيل إعجابك ومشاركة زملاءك لتصلكم مواضيعنا القادمة إن شاء الله تعالى
تعليقات