هدف از این مقاله آشنایی شما خوانندگان عزیز با منابع انتشار امواج الکترومغناطیسی فرکانس بالا است.
در ایستگاه های رادیویی AM معمولاً از آنتن های تک قطبی برای پخش موج متوسط و بلند استفاده می شود. با توجه به طول موج نسبتاً طولانی در باند فرکانس AM ، در نظر گرفتن مقاومت هر دو میدان الکتریکی و مغناطیسی در مجاورت انتقال آنتنها مهم است. میدان های انتشار یافته از چنین آنتن هایی با فاصله به شدت کاهش می یابد.
در فرکانس های بالا (۳-۳۰ مگاهرتز) ، ایستگاه های پخش از فرستنده های متعدد و آنتن های متعدد استفاده می کنند. از آنجا که خطوط انتقال همه دارای ساختارهای باز هستند، میدان های RF بالا در داخل اتاق وجود دارند و در چنین حالتی، باید میدان الکتریکی و مغناطیسی اندازه گیری شوند تا به درستی میزان پرتو دهی را ارزیابی کنند.
مفهوم مدولاسیون فرکانس FM در سال ۱۹۳۱ به عنوان جایگزینی برای AM معرفی شد. ایستگاه های رادیویی FM در باند ۸۸-۱۰۸ مگاهرتز سیگنال را انتقال می دهند. آنتن های مورد استفاده برای ایستگاه های رادیویی FM معمولاً از مجموعه ای از ارایه ها تشکیل شده اند که به صورت عمودی و جانبی روی یک برج یا قطب برج نصب شده اند. در بعضی موارد، آنتن های رادیویی فوق ممکن است تعداد نسبتاً زیادی از آرایه ها را داشته باشند.
کانال های تلویزیونی FM در باند ۵۴-۸۸ / ۱۷۴-۲۲۰ مگاهرتز برای VHF و ۴۷۰-۸۰۶ مگاهرتز برای UHF کار می کنند. آنتن های مورد استفاده برای پخش تلویزیونی معمولاً شامل مجموعه ای از آرایه های تابشی است که روی یک برج سوار شده اند. در مقایسه با بسیاری از آنتن های FM ، عناصر مورد استفاده برای پخش تلویزیونی معمولاً از طراحی پیچیده تری برخوردار بوده و انرژی کمتری را به سمت پایین تابش می کنند.
رادارها برای اهداف نظامی در دهه ۱۹۴۰ ساخته شدند. علاوه بر کاربرد معمول آن برای شناسایی نظامی، ناوبری و آب و هوا، از رادار در کاربردهای پلیس راهنمایی و رانندگی به طور گسترده استفاده می شود. حدود ۱۵۰۰ پالس پرقدرت در هر ثانیه به سمت هدف منتقل می شوند. رادار پالس های منعکس شده را تشخیص می دهد و از زمان تاخیر بین انتشار پالس و ورود بازتاب آن، فاصله مانع را محاسبه می کند. این روند از هر جهت تکرار می شود زیرا آنتن افق را اسکن می کند.
رادار و سیستم های کمک ناوبری منابع ثابتی از پرتو های با فرکانس رادیویی هستند که برای کنترل، کمک یا تهیه اطلاعات مربوط به ترافیک زمینی، دریایی یا هوایی استفاده می شود. برخی از نمونه های رادارهای ثابت و منابع کمک ناوبری شامل رادارهای نظارت هوایی مسیرهای هوایی، رادارهای کنترل ترافیک، رادارهای ارتفاع سنج، سیستم های فرود، وسایل کمک ناوبری VHF تک جهته VOR کمک ناوبری، بیکون های نشانگر و رادارهای مورد استفاده برای پیش بینی هوا می شوند. رادارهایی که در فعالیتهای هواشناسی یا تحقیقاتی نیز استفاده می شوند در این گروه قرار دارند.
پلیس برای اندازه گیری سرعت ترافیک از رادار استفاده می کند ، گرچه استفاده آنها تا دهه ۱۹۷۰ محبوب نبوده است، رادار ترافیک اولیه بسیار بزرگ و تنها برای کاربرد های ثابت مناسب بود. رادار ترافیک اولیه برای کار در دامنه ۱۰٫۵۲۵ گیگاهرتز طراحی شده بود. بنابراین ، چنین دستگاه هایی قبلاً به عنوان رادارهای باند X شناخته می شدند. در سال ۱۹۷۵ ، ۲۴٫۱۵ گیگاهرتز ، که در گروه k قرار دارد ، به عنوان دسته دوم فرکانسی رادارهای ترافیک معرفی شد. در دهه ۱۹۹۰ ، سومین دسته فرکانسی رادار راهنمایی و رانندگی معرفی شد که در ۳۳٫۷-۳۶ گیگاهرتز، درباند Ka- طیف الکترومغناطیسی فعالیت می کند. در مقایسه با هر نوع دیگر از رادارهای ثابت، میزان شدت توان ارسالی رادار های مورد استفاده در بررسی های ترافیکی بسیار پایین است. این شدت در مقایسه با سایر وسایل انتشار دهنده امواج RF که در نزدیکی اشخاص استفاده می شود (مانند تلفن همراه)، بسیار کم است.
ماهواره یک گیرنده / فرستنده وایرلس ویژه است که توسط یک موشک پرتاب می شود و در مدار زمین قرار می گیرد که تحت تأثیر جاذبه قرار دارد. در حال حاضر ، صدها ماهواره در حال کار هستند. ماهواره ها عملکردهای مختلفی را ارائه می دهند: سیگنال های تلفنی در سطح جهانی، پیش بینی هوا، سنجش از دور زمین و محیط، پخش تلویزیونی و همچنین به عنوان سیستم عامل برای سیستم موقعیت یابی جهانی GPS مورد استفاده قرار میگیرد.
ایستگاه های زمینی ماهواره ای که به عنوان منابع امواج الکترومغناطیسی روی زمین مورد توجه عموم واقع شده اند، از آنتن های بزرگ مانند بشقاب های سهموی تشکیل شده اند که برای انتقال یا دریافت سیگنال از طریق ماهواره ها مورد استفاده واقع می شوند. ماهواره ها سیگنال هایی را که بر روی آنها قرار دارد دریافت می کنند و در صورت بازگشت، سیگنال را به ایستگاه های دریافت کننده زمین منتقل می کنند.
میزان تابش روی زمین بسته به زاویه آنتن، پترن آنتن و شدت سیگنال منتقل شده متفاوت است. فرد پرتوکاری که باید به یکی از این آنتن ها دسترسی پیدا کند در صورت عدم اقدامات احتیاطی مناسب، به راحتی در معرض سطوح خطرناک پرتو های با فرکانس رادیویی قرار می گیرد. علاوه بر این، همه آنتن های ایستگاه زمینی سیگنال هایی را انتقال نمی دهند. برخی از آنتن ها فقط برای دریافت اطلاعات استفاده می شوند و بنابراین خطری برای سلامتی ندارند.
سیستم رله مایکروویو نقطه به نقطه یک تسهیلات با ظرفیت بالا است که ارتباطات رادیویی را با line-of-sight فراهم می کند و چیزی نباید مانع آن شود. آنتن های ارتباطی مایکروویو سیگنال های قدرت کم را در مسافت های نسبتاً کوتاه انتقال داده و دریافت می کنند. این آنتن ها معمولاً مستطیل یا دایره ای شکل هستند و کاربردهای متنوعی از قبیل انتقال پیام های تلفنی و تلگرافی دارند و به عنوان پیوند بین استودیو های پخش یا کابلی تلویزیون و آنتن های پخش مورد استفاده قرار می گیرند.
یک ارتباط آنالوگ یا دیجیتال محدود به باند محدود است که در آن مشترک می تواند از طریق تلفن همراه به یک ایستگاه پایه نسبتاً نزدیک ارتباط بی سیم داشته باشد. برای همگام شدن با افزایش تقاضا برای کانالهای رادیویی موجود و تضمین کیفیت خدمات ، نیاز مستمر به افزایش انت های ارائه دهنده سرویس در کلان شهرها و حومه آنها وجود دارد.
امروزه استانداردسازی در یک پروژه با نام Universal Telecommunications Mobile Mobile (UMTS) و در اتحادیه بین المللی ارتباطات از راه دور ITU ، به سمت سیستم های ارتباطی سلول گونه نسل سوم یا همان پیش رفته است به گونه ای که باند فرکانس ۲ گیگاهرتزی (باند فرکانس ۱۹۲۰-۱۹۸۰ مگاهرتز و باند ۲۱۱۰-۲۱۷۰ مگاهرتز) برای سیستم G3در اروپا و آسیا اختصاص داده شده است.
سیستم G3حتی ارائه خدمات اضافی را جهت انتقال داده با نرخ بیت بالا ارائه می کند. این بدان معنی است که ترمینال بی سیم در حال تبدیل شدن به یک بستر عمومی برای طیف وسیعی از ارتباطات شامل صدا ، داده ، فیلم و تصاویر است. چنین سیستم هایی از آنجا که آنها خدمات بیشتری را مازاد بر یک ارتباط صوتی ساده ارائه می دهند، برای مردم جالب تر است. با این حال ، تقاضا برای دسترسی به سرعت بالاتر برای ارتباطات چند رسانه ای منجر به ارائه نسل چهارم G4 و نسل پنجم G5 می شود. نسل چهارم G4 تنها به ارتباطات سلولی محدود می شود بلکه در سیستم های دسترسی بی سیم پهن باند ، موج های میلی متری در شبکه های ارتباطی LAN ، سیستم های حمل و نقل هوشمند و همچنین ایستگاه های پلتفرم استراتوسفری بالا ارتفاع HAPS نیز کاربرد دارد.
ارتباطات فعلی شامل دستگاه های قابل حمل کم مصرف هستند که می توانند داده های چند رسانه ای را از طریق شبکه بی سیم انتقال و دریافت کنند. این ارتباط دهنده ها مجهز به دوربین، میکروفون و صفحه نمایش ال سی دی هستند که به عنوان یک صفحه نمایش ویدیویی-تلفنی و همچنین کارهای رایانه ای اختصاص داده شده است. صفحه کلید های متعددی که به عنوان رابط کاربری مورد استفاده قرار می گیرند انواع متعددی دارند که حتی بعضی از آنها مجهز به تشخیص نوری دست خط یا امضا هستند.
ارتباطات بی سیم ممکن است خطر مواجهه انسان با امواج الکترومغناطیسی فرکانس رادیویی افزایش دهند، زیرا کاربران احتمالاً از آنها برای مدت طولانی استفاده می کنند. مخاطرات این دستگاه ها از ان جهت حائز اهمیت است که این تجهیزات بروی پا و نزدیک ناحیه تناسلی قرار می گیرند.
سیگنال های RF در فرکانس ۳ تا ۳۰۰ مگاهرتز در صنعت برای انواع فرآیندهای گرمایشی استفاده می شود. بخاری و سیلرهای RF در ۱۳٫۵۶ ، ۲۷٫۱۲ ، ۴۰٫۶۸ ، ۱۰۰ و حتی تا ۳۰۰ مگاهرتز کار می کنند. این دستگاه ها همچنین به عنوان فیوزهای لحیم کاری RF ، قالب سازها ، اتصال دهنده ها و … شناخته می شوند. سیلرهای حرارتی به دلیل طراحی، پتانسیل ایجاد میدان های قوی الکترومغناطیسی را دارا می باشند. یک ژنراتور RF با قدرت بالا ولتاژ را بر روی الکترودها که با مواد در ارتباط است وارد نموده و به دنبال تلفات دی الکتریک ایجاد شده منجر به ذوب شدن ماده مورد نظر در محل مورد نیاز می شوند و کاربردهای قابل توجهی در صنایع دارند.
اجاق های مایکرویو انرژی را از طریق سیگنال های تولیدی توسط یک ژنراتور فرکانس بالا و یک موجبر به ماده غذایی منتقل می کنند. مولکول های آب موجود در ماده غذایی در اثر دریافت این میدان های الکترومغناطیسی دچار نوسان شده و سبب گرم شدن موضعی و متعاقب ان پخ ماده غذایی از داخل به خارج می شوند. فرکانس عامل در این اجاق های گاز برابر با ۲٫۴۵ گیگاهرتز یا همان فرکانس نوسان مولکول های آب است.
