بررسی (فرکانس های VHF) فرکانس بسیار بالا و قابلیت در کشف اهداف پنهان راداری

نویسنده: افشین رشید

فرکانس هایی که در دسته وی-اچ-اف (VHF ) قرار می گیرند از قابلیت بالایی در کشف اهداف پنهان کار برخوردارند .

فرکانس خیلی بالا ( Very High Frequency) به امواج بین ۳۰ مگا هرتز تا ۳۰۰مگاهرتز گفته می‌شود. این دسته از فرکانس‌ها با مدولاسیون فرکانس در امواج رادیویی شهری استفاده می‌شود.

امواج رادیویی بسته به طول موج خود توسط انواع مختلفی از فرستنده ها تولید می شوند. این امواج می توانند توسط ستاره ها، جرقه ها و رعد و برق ها نیز ایجاد شوند و به همین دلیل است که تداخل امواج رادیویی را در هنگام طوفان و رعد و برق احساس می کنید.

در بین طیف الکترومغناطیسی، امواج رادیویی کم ترین فرکانس (بزرگ ترین طول موج) را دارند و بیش ترین استفاده از این امواج در ارتباطات و مخابرات است.

باند VHF در فرکانسهای 40 مگاهرتز تا 68 مگاهرتز قرار دارد. کانالهای 1 تا 4 در این باند میباشند و پهنای فرکانس هر کانال در این باند 7 مگاهرتز در نظر گرفته شده است.

باند VHF III یا B III در فرکانسهای 174 مگاهرتز تا 230 مگاهرتز قرار دارد. کانالهای 5 تا 12 در این باند میباشند و پهنای فرکانس هر کانال در این باند 7 مگاهرتز در نظر گرفته شده است.

کاربرد و عملکرد VHF

در کل فرکانس VHF اغلب به عنوان " باند رادیویی به طور گسترده ای در تلویزیون، رادیو FM، تلفن همراه، پیجر، دستگاه سهام اطلاعات، ارتباطات مایکروویو و رادار استفاده می شود.

انواع انتشار امواج رادیویی در فضای آزاد، تا به زمان و محدودیت های جغرافیایی، صلیب فرکانس های کف و، بدون محدودیت و مقررات، به ناچار تولید تعامل، به طوری که استفاده از امواج رادیویی در جهان به یک نیاز یکنواخت، به طوری که تعامل بین آنها به حداقل برسد.

نوشته شده توسط افشین رشید در سه شنبه بیست و سوم اردیبهشت ۱۴۰۴

بررسی و ساختار فرکانس MF یا (فرکانس متوسط Medium Frequency)

نویسنده: افشین رشید

.

.

فرکانس MF به فرکانس متوسط ( Medium Frequency) به امواج بین ۳۰۰ کیلو هرتز تا ۳۰۰۰ کیلو هرتز گفته می‌ شود. که بیشتر در علوم مخابرات کاربرد عمومی و ناوبری رادیویی هوانوردی ، ناوبری رادیویی دریایی ارتباطی دارد.

گروه های فرکانس MF شامل رادیو دریایی و هوایی و همچنین رادیو تجاری AM می باشد. اکثر رادیو در این گروه ها از مدولاسیون دامنه (AM) استفاده می کند تا یک سیگنال قابل شنیدن روی موج موج رادیویی را تحت تأثیر قرار دهد. قدرت یا دامنه سیگنال متنوع یا مدولاسیون می شود.در علوم مخابرات فرکانس مفهومی است که در هر جا امواج در‌حال (رفت و آمد) منظم در حال تکرار است.تعریف عمومی یا جنرال فرکانس عبارت است از تعداد چرخه در ثانیه (Cycles Per Second) به عبارت دیگر تعریف عمومی فرکانس تعداد تکرار یک کار تکراری در واحد زمان است (که معمولاً واحد زمان را ثانیه می ‌گیرند).

فرکانس های بین ۳۰۰ کیلو هرتز تا ۳۰۰۰ کیلو هرتز را فرکانس های متوسط یا (medium ferquency ) می گویند که به طور اختصار به انها MF گقته می شود. از جمله کاربرد های این گروه از فرکانس ها می توان به رادیوهای موج AM اشاره کرد. فرکانس یکی از مهم‌ ترین پارامتر ‌های علوم مخابرات است که به وسیله‌ آن، تمامی پدیده ‌های ارتعاشی، نوسانی و انواع موج‌ های مکانیکی و صوتی را تفسیر می ‌کنند. از آنجا که دوره تناوب و فرکانس در واقع یک مفهوم هستند، جهت راحتی کار، معمولاً برای امواج آهسته و طولانی نظیر امواج سطحی اقیانوس ‌ها از دوره تناوب موج و برای امواج کوتاه و سریع از فرکانس استفاده می ‌کنند.

نوشته شده توسط افشین رشید در شنبه بیست و پنجم اسفند ۱۴۰۳

بررسی و تحلیل (باند فرکانسی زِتا هرتز zettahertz) عملکرد و کاربردها

نویسنده : افشین رشید

.

.

زِتاهرتز ، واحد فرکانس با نماد "ZHz"میباشد. این فرکانس مخلوطی از پیشوند متریک "zetta" و واحد مشتق شده SI از فرکانس "هرتز" است.

( زِتا هرتز ) برابر است با تعداد چرخه در ثانیه. فراوانی هر پدیده با تغییرات دوره ای منظم می تواند در هرتز بیان شود ، اما این اصطلاح بیشتر در ارتباط با جریان های الکتریکی متناوب ، امواج الکترومغناطیسی (نور ، رادار و غیره) و صدا استفاده میشود . این بخشی از سیستم واحد های فرکانسی (SI) است که مبتنی بر سیستم متریک است و امروزه مورد استفاده گسترده قرار می گیرد ، اگرچه در علوم مخابرات اصطلاح "چرخه در ثانیه" را به طور کامل جایگزین نشده است.

واحدهای دیگر برای اندازه گیری فرکانس نیز وجود دارد، از قبیل : دور بر دقیقه (rpm) و نیز سیکل بر ثانیه میباشد. (زِتا هرتز ) از انواع باند فرکانسی و امواج رادیویی متزلزل و قابل نوسان می باشند و این بدان معناست که مکررا افزایش می یابند و به نقطه ارتعاش و نوسان می رسند که در اصطلاح به آن " پیک " می گوئیم و دوباره به حداقل و پائین ترین حد خود می رسند که در اصطلاح فیزیک آن را " فید " یا " کاهش فرکانس " می نامیم؛ پس به طور مکرر این افزایش و کاهش فرکانس در این امواج پدید می آیند.

باند فرکانسی زِتا هرتز zettahertz در سیستم های فرکانس های بالا HF

به طور کلی فرکانس های بالا در سرتاسر جهان از فرکانسی در حدود 15.567 – 13.553 مگاهرتز استفاده می کنند و موج های 13.56 تقریبا طولی معادل 22 متر می باشند. این تگ ها بسیار کم هزینه تر از تگ های با فرکانس پائین می باشند و تکنولوژی مرتبط با آنها پویا و کاملا تکامل یافته است. در فرکانس های بالا ، برای سیستم های ردیاب بیشتر از تبادل محیط مغناطیسی امواج رادیویی استفاده می شود. سیستم های فرکانس بالا بیشتر در کارت های هوشمند، سیستم های کنترلی تردد، کتابخانه ها و... مورد استفاده قرار می گیرند.

نوشته شده توسط افشین رشید در جمعه پنجم بهمن ۱۴۰۳

بررسی و تحلیل از بین بردن در همریختگی ناشی از اهداف ثابت در انواع مختلف رادارها و سونارهای دریایی active sonar ؛ passive sonar

نویسنده: افشین رشید

(تفاوت رادار با سونار sonar) بلوک دیاگرام یک رادار نسبتاً پیشرفته نشانگر از استفاده بخش ها و ماژول های مخابراتی مختلف در آن از (داپلکسر تا میکسر ) و نهایتاً Antena

تکنولوژی سونار چیست؟

سونار (sonar) ، ناوبری و تشخیص فاصله توسط صوت ( sound navigation and ranging)، تکنولوژی است که با استفاده از انتشار صدا در زیر آب قادر به شناسایی دیگر ناوها یا کشتی ها است

امروزه فیلترهای شانه ای در کاربرد های گسترده ای نظیر حذف نمودن هارمونیک های خطوط تغذیه و از بین بردن در همریختگی ناشی ازاهداف ثابت در رادارها و سونارهای نشان دهنده هدف متحرک استفاده می شوند.

تصویربرداری از اهداف زیر آب با استفاده از امواج صوتی، (sonar )

تصویربرداری از اهداف زیر آب با استفاده از امواج صوتی، مشابه روش به کار رفته در رادار روزنه مصنوعی، امکان پذیر است و در سال های اخیر در پژوهش های متعددی به موضوع سونار روزنه مصنوعی پرداخته شده است. در مواردی که نیاز به تصویربرداری از اهداف زیر آبی متحرک باشد، ایده سونار روزنه مصنوعی معکوس با الهام گرفتن از رادار روزنه مصنوعی معکوس قابل به کارگیری است اما باید شرایط و محدودیت های کانال زیر آب، مدنظر قرارگیرد. در سونار روزنه مصنوعی معکوس تک پایه و چالش های به کارگیری آن، سونار روزنه مصنوعی معکوس چندپایه ای پیشنهاد خواهد شد که با شرایط و هندسه خاص قرارگیری و با استفاده از منابع مجازی ایجاد شده به دلیل نحوه انتشار امواج در آب های کم عمق، تصاویر باکیفیت تری از اهداف متحرک زیر آب نسبت به حالت تک پایه ایجاد خواهد کرد. کیفیت بهتر تصاویر به دلیل دستیابی به چندگانگی مکانی ناشی از چندپایه کردن مجازی سونارهاست که با استفاده از خاصیت آب های کم عمق و چندمسیرگی موجود در آن و با استفاده از تنها یک فرستنده واقعی ایجاد گشته است.

تفاوت سونار با رادار:
رادارها امواج الکترومغناطیسی به کار می برند، و سونارها از امواج فراصوتی، که مانند امواج صوتی، ولی دارای بسامد بسیار بالا هستند استفاده می کنند. امواج فراصوتی هم مانند امواج صوتی و نور بازتابش می شوند. به کمک این امواج بازتابش شده ی نقشه ی سطح زیر دریاها و جای پستی و بلندی ها کاملاً مشخص می شود.

شرط عملکرد سیستم سونار :
نسبت سیگنال به پارازیت مشخص میکند که آیا سونار می تواند سیگنال هایی را در حضور پارازیت های زمینه در اقیانوس مشخص کند یا خیر.
برای این کار مواردی از جمله مرتبه منبع ، انتشار صدا ، جذب صدا ، اتلاف در انعکاس ، صداهای محدود و ویژگی های دریافت کننده در نظر گرفته می شود.

انواع سونار:

سونار دو نوع است :
۱) (سونار فعال)Active Sonar
۲) (سونار غیر فعال)Passive Sonar
سونار فعال ( محدوده پژواک ):
سیستم سونار فعال ، مثل ماهی یابها ، صداهای پژواک و سونارهای نظامی یک پالس صدا را می فرستند و منتظر پژواک آن می مانند . در سیستم سونار فعال منبع مانند یک دریافت کننده عمل میکند.

عملکرد سونار active فعال:
معادله باید موارد زیر را در نظر بگیرد:
بلندی شدت منبع صدا (مرتبه منبع)
انتشار صدا و میرایی هنگامی که پالس صدا از سونار به سوی هدف حرکت میکند(اتلاف حرکتی)
مقدار صدای منعکس و برگردانده شده به سمت سونار توسط هدف (توانایی هدف)
انتشار صدا و میرایی هنگامی که پالس منعکس شده به سوی دریافت کننده برمیگردد(اتلاف حرکتی)
پارازیتهای زمینه در دریافت کننده(مرتبه پارازیتها)
عبارتها در معادلات سونار بر حسب دسیبل هستند و با یکدیگر جمع میشوند تا معادلات سونار را بوجود آورند.

عملکرد سونار passive غیر فعال:

سونار غیر فعال با ایجاد پالس های صوتی (معروف به پینگ) ، وسپس گوش دادن به پالس بازگشتی عمل میکند . برای تشخیص فاصله از هدف ، شخص می تواند مدت زمان بین دریافت و ارسال پالس را اندازه گیری کند. برای اندازه گیری جهت و راستای هدف می توان از هیدروفونیک های متعدد استفاده کرده ، و سپس زمان دریافت پالس توسط هر یک از این هیدروفون ها را اندازه گرفت ، و با مقایسه این زمان ها به راحتی می توان جهت و راستای هدف را تعیین نمود .

نوشته شده توسط افشین رشید در دوشنبه بیست و ششم آذر ۱۴۰۳

بررسی و تحلیل EHF فرکانس بی نهایت بالا (Extremely High Frequency)

نویسنده: افشین رشید

فرکانس بی نهایت بالا EHF که دامنه آن از 30 تا 300 گیگا هرتز مناسب برای ناوبری رادیویی ، تحقیق فضایی (فضای ژرف) و (فضا به زمین) میباشد.

فرکانس بی نهایت بالا EHF وارد اجسام نمی ‌شوند بلکه از روی سطح آن‌ها عبور می‌ کنند. به این پدیده اثر بیرونی فرکانس بالا گفته می‌ شود. به همین دلیل اگر انسان با هادی حامل جریان زیاد فرکانس بی نهایت بالا EHF تماس پیدا کند، ممکن است موجب سوختگی های سطحی اما شدید شود .فرکانس بی نهایت بالا EHF می‌ تواند به سادگی هوا را یونیزه کند و یک مسیر هادی در آن بسازد. از این ویژگی در واحد های فرکانس ‌بالا برای ناوبری رادیویی ، تحقیق فضایی (فضای ژرف) و (فضا به زمین) استفاده می ‌گردد که در آن از جریان‌ هایی با فرکانس بالاتر از فرکانس توزیع استفاده می‌ شود.

در علوم مخابرات فرکانس مفهومی است که در هر جا امواج در‌حال (رفت و آمد) منظم در حال تکرار است.تعریف عمومی یا جنرال فرکانس عبارت است از تعداد چرخه در ثانیه (Cycles Per Second) به عبارت دیگر تعریف عمومی فرکانس تعداد تکرار یک کار تکراری در واحد زمان است (که معمولاً واحد زمان را ثانیه می ‌گیرند).به فرکانس EHF ،فرکانس های بشدت بالا نیز گفته می شود. نام اختصاری این دسته از فرکانس ها EHF یا Extremely High Frequency است و از کاربرد های آنها می توان به ارتباط نقطه به نقطه اشاره کرد. فرکانس بی نهایت بالا EHF که دامنه آن از 30 تا 300 گیگا هرتز مناسب برای ناوبری رادیویی ، تحقیق فضایی (فضای ژرف) و (فضا به زمین) میباشد.

نوشته شده توسط افشین رشید در دوشنبه شانزدهم مهر ۱۴۰۳

بررسی فرکانس MF یا فرکانس متوسط ( Medium Frequency)

نویسنده: افشین رشید

.

.

فرکانس MF به فرکانس متوسط ( Medium Frequency) به امواج بین ۳۰۰ کیلو هرتز تا ۳۰۰۰ کیلو هرتز گفته می‌ شود. که بیشتر در علوم مخابرات کاربرد عمومی و ناوبری رادیویی هوانوردی ، ناوبری رادیویی دریایی ارتباطی دارد.

گروه های فرکانس MF شامل رادیو دریایی و هوایی و همچنین رادیو تجاری AM می باشد. اکثر رادیو در این گروه ها از مدولاسیون دامنه (AM) استفاده می کند تا یک سیگنال قابل شنیدن روی موج موج رادیویی را تحت تأثیر قرار دهد. قدرت یا دامنه سیگنال متنوع یا مدولاسیون می شود.در علوم مخابرات فرکانس مفهومی است که در هر جا امواج در‌حال (رفت و آمد) منظم در حال تکرار است.تعریف عمومی یا جنرال فرکانس عبارت است از تعداد چرخه در ثانیه (Cycles Per Second) به عبارت دیگر تعریف عمومی فرکانس تعداد تکرار یک کار تکراری در واحد زمان است (که معمولاً واحد زمان را ثانیه می ‌گیرند).

فرکانس های بین ۳۰۰ کیلو هرتز تا ۳۰۰۰ کیلو هرتز را فرکانس های متوسط یا (medium ferquency ) می گویند که به طور اختصار به انها MF گقته می شود. از جمله کاربرد های این گروه از فرکانس ها می توان به رادیوهای موج AM اشاره کرد. فرکانس یکی از مهم‌ ترین پارامتر ‌های علوم مخابرات است که به وسیله‌ آن، تمامی پدیده ‌های ارتعاشی، نوسانی و انواع موج‌ های مکانیکی و صوتی را تفسیر می ‌کنند. از آنجا که دوره تناوب و فرکانس در واقع یک مفهوم هستند، جهت راحتی کار، معمولاً برای امواج آهسته و طولانی نظیر امواج سطحی اقیانوس ‌ها از دوره تناوب موج و برای امواج کوتاه و سریع از فرکانس استفاده می ‌کنند.

نوشته شده توسط افشین رشید در یکشنبه یکم مهر ۱۴۰۳

بررسی امواج رادیویی و تقسیم بندی باند ها و فرکانس ها (انواع فرکانس ها و سیگنال ها)

نویسنده : افشین رشید

ارتباطات به وسیله امواج رادیویی، برپایه قوانین فیزیک و انرژی امواج الکترومغناطیسی استوار است. بدین منظور برخی مفاهیم اولیه مربوط به این موضوع را به اجمال از نظر می‌گذرانیم.

همه ما تاکنون عباراتی نظیر UHF, VHF, AM, FM و … را شنیده‌ایم. فضای اطراف ما آکنده از امواج رادیویی است که در تمام جهات در حال انتشار و عبور و مرور می‌باشند. اصولا یک موج رادیویی یک موج الکترومغناطیسی می‌باشد که معمولا توسط آنتن منتشر می‌گردد. امواج رادیویی دارای فرکانس‌های مختلفی هستند، که برحسب کاربری مطابق با استانداردهایی تقسیم‌بندی شده‌اند.

امواج رادیویی در هوا با سرعتی نزدیک به سرعت نور انتقال می‌یابند. این امر یکی از مهم‌ترین مزایای این فناوری می‌باشد که نقش بسزایی در تسریع ارتباط به عهده دارد.

واحد اندازه ‌گیری فرکانس رادیویی hertz “هرتز” یا “سیکل بر ثانیه” است و برای فرکانس‌های بزرگ‌تر، جهت خواندن و نوشتن از عباراتی مانند KHz “کیلوهرتز”، MHz “مگا هرتز” و … استفاده می‌شود. در جدول تقسیم بندی فرکانس‌ها برحسب واحد آمده است.

امواج رادیویی دارای فرکانس‌ها و باندهای مختلفی هستنتد، به وسیله یک گیرنده مخصوص رادیویی شما می‌توانید، امواج مربوط به همان گیرنده را دریافت نمایید. برای مثال زمانی که شما مشغول گوش دادن به یک ایستگاه رادیویی هستید، گوینده فرکانس 91.5 MHz و باند FM را اعلام می‌کند. رادیوی FM شما تنها می‌تواند گستره فرکانسی تخصیص یافته مربوط به خود را دریافت نماید.

Wavelength یا طول موج یک سیگنال الکترومغناطیسی با فرکانس یا بسامد آن رابطه معکوس دارد، بدین معنی که بالاترین فرکانس کوتاه ‌ترین طول موج را دارا می‌باشد . در کل سیگنال‌های با طول موج‌های بلند تر مسافت بیشتری را می‌پیمایند و از قابلیت نفوذ بهتری در میان اجسام در برابر سیگنال‌های دارای طول موج کوتاه برخوردارند.

جدول باندهای فرکانسی

مخفف باندهاگستره فرکانستقسیماتنمادها

b.mam( 3-30) KHzامواج۱۰ هزارمتریVLF

b.km(30-300) KHzامواج کیلومتریLF

b.hm(300-3000) KHzامواج هکتامتریFM

b.dam(3-30) MHzامواج دکامتریHF

b.m(30-300) MHzامواج متریVHF

b.dm(300-3000) MHzامواج دسیمتریUHF

b.cm(3-30) GHzامواج سانتیمتریSHF

b.mm(30-300) GHzامواج میلیمتریEHF

3000GHz-300امواج دسیمیلیمتر

دردسته بندی امواجی که قبلا ذکر شد هر گروه کاربردهای خاص خود را دارد در زیر برخی از آنها آمده است :

۱-متحرک هوانوردی

۲-ناوبری رادیویی

۳- آماتور

۴-آماتور ماهواره ای

۵-پخش همگانی صدا

۶- متحرک خشکی

۷-متحرک دریایی

۸- هواشناسی ماهواره ای

۹-تعیین موقعیت رادیویی و ماهواره ای

۱۰-تحقیقات فضایی

۱۱-پخش تصاویر تلویزیونی

و غیره… که خود نیز دارای دسته بندی هستند.

یک موج رادیویی یک موج الکترومغناطیسی است که میتواند بوسیله یک آنتن انتشار یابدوهمانطور که میدانید امواج رادیویی فرکانسهای متفاوتی دارند یکی از سوالهای ابتدایی شما ممکن است این باشد که چرا برخی از امواج و فرکانسهایی که حتی بر روی یک باند مشترک منتشر می شوندمثلا باند “F M” چرا بوسیله رادیوهای گیرنده خانگی قابل دریافت نمی باشند؟
پاسخ این است که گیرنده خانگی شما فقط میتواند باندهاوفرکانسهایی را که کارخانه سازنده از پیش برای آن تعیین کرده و مثلا برای موج FM بین megahertz 88 تا megahertz 108 می باشد را دریافت نماید.

در زیر بخشی از کاربردهای این امواج با ذکر محدوده فرکانسی آمده است:

رادیوهای AM از 535 کیلو هرتز تا 1.7MHz

رادیوهای موج کوتاه: 509 MHz تا 26.1 MHz

رادیوهای باند شهری: 26.96MHz تا 27.41MHz

رادیوهایFM از 88 تا 108MHz

و برخی تقسیمات جزئی‌تر عبارتند از:

سیستم‌های دزدگیر، دربازکن بدون سیم پارکینگ و … : در حدود 40MHz

تلفن‌های بدون سیم متداول: در حدود 40 MHz الی 50 MHz

هواپیماهای مدل کنترلی: در حدود72MHz

ماشین‌های اسباب‌بازی رادیو کنترلی: درحدود 75MHz

گردنبند ردیابی حیوانات: 215MHz الی 220MHz

تلفن‌های سلولی (مانند موبایل):824MHz الی 849MHz

تلفن‌های جدید بدون سیم: در حدود 900MHz

سیستم‌های موقعیت‌یاب ماهواره‌ای: 1.227 MHz الی 1.577 MHz

تعداد دیگری از دسته بندیهای فرکانسی را مشاهده مینمایید:

AM radio: 535 kilohertz to 1.7 megahertz
Short wave radio: bands from 5.9 megahertz to 26.1 megahertz
Citizens Band (CB) radio: 26.96 megahertz to 27.41 megahertz
Television stations: 54-88 megahertz for channels 2-6
FM radio: 88 megahertz to 108 megahertz
Television stations: 174-220 megahertz for channels 7-13
Garage do Garage door openers, alarm systems, etc.: around 40 megahertz
Standard cordless phones: Bands from 40 to 50 megahertz
Baby monitors: 49 megahertz
Radio controlled airplanes: around 72 megahertz, which is different from…
Radio controlled cars: around 75 megahertz
Wildlife tracking collars: 215 to 220 megahertz
MIR space station: 145 megahertz and 437 megahertz
Cell phones: 824 to 849 megahertz
New 900 MHz cordless phones: Obviously around 900 megahertz!
Air Traffic Control radar: 960 to 1,215 megahertz
Global Positioning System: 1,227 and 1,575 megahertz
Deep space radio communications: 2290 megahertz to 2300 megahertz

Global Positioning System: 1,227 and 1,575 megahertz
New 900 MHz cordless phones: Obviously around 900 megahertz!

Air Traffic Control radar: 960 to 1,215 megahertz
Deep space radio communications: 2290 megahertz to 2300 megahertz

نوشته شده توسط افشین رشید در یکشنبه چهارم شهریور ۱۴۰۳

بررسی (فرکانس های VHF) فرکانس بسیار بالا و قابلیت در کشف اهداف پنهان راداری (علوم مخابرات)

نویسنده: افشین رشید

فرکانس هایی که در دسته وی-اچ-اف (VHF ) قرار می گیرند از قابلیت بالایی در کشف اهداف پنهان کار برخوردارند .

فرکانس خیلی بالا ( Very High Frequency) به امواج بین ۳۰ مگا هرتز تا ۳۰۰مگاهرتز گفته می‌شود. این دسته از فرکانس‌ها با مدولاسیون فرکانس در امواج رادیویی شهری استفاده می‌شود.

امواج رادیویی بسته به طول موج خود توسط انواع مختلفی از فرستنده ها تولید می شوند. این امواج می توانند توسط ستاره ها، جرقه ها و رعد و برق ها نیز ایجاد شوند و به همین دلیل است که تداخل امواج رادیویی را در هنگام طوفان و رعد و برق احساس می کنید.

در بین طیف الکترومغناطیسی، امواج رادیویی کم ترین فرکانس (بزرگ ترین طول موج) را دارند و بیش ترین استفاده از این امواج در ارتباطات و مخابرات است.

باند VHF در فرکانسهای 40 مگاهرتز تا 68 مگاهرتز قرار دارد. کانالهای 1 تا 4 در این باند میباشند و پهنای فرکانس هر کانال در این باند 7 مگاهرتز در نظر گرفته شده است.

باند VHF III یا B III در فرکانسهای 174 مگاهرتز تا 230 مگاهرتز قرار دارد. کانالهای 5 تا 12 در این باند میباشند و پهنای فرکانس هر کانال در این باند 7 مگاهرتز در نظر گرفته شده است.

کاربرد و عملکرد VHF

در کل فرکانس VHF اغلب به عنوان " باند رادیویی به طور گسترده ای در تلویزیون، رادیو FM، تلفن همراه، پیجر، دستگاه سهام اطلاعات، ارتباطات مایکروویو و رادار استفاده می شود.

انواع انتشار امواج رادیویی در فضای آزاد، تا به زمان و محدودیت های جغرافیایی، صلیب فرکانس های کف و، بدون محدودیت و مقررات، به ناچار تولید تعامل، به طوری که استفاده از امواج رادیویی در جهان به یک نیاز یکنواخت، به طوری که تعامل بین آنها به حداقل برسد.

نوشته شده توسط افشین رشید در سه شنبه بیست و سوم مرداد ۱۴۰۳

شکست فرکانس Frequency failure (ساختار و عملکرد)

وقتی موج الکترو مغناطیسی به یک سطح برخورد می کند ، تا حدی از سطح منعکس شده و به سطح آن شکسته می شود و شکست فرکانس Frequency failure بوجود می آید ، میزان انعکاس و شکست آن به خصوصیات سطح بستگی دارد. اگر موج به سطحی برخورد کند که کاملاً صاف نباشد ، در همه جَهات منعکس می شود. فقط بخش بسیار کمی از موج اصلی در جهت گیرنده منعکس می شود.

در علوم مخابرات فرکانس را می‌توان تعداد تکرار یک واقعه در واحد زمان تعریف کرد. این تعریف که به فرکانسِ زمانی نیز موسوم است، به تقابل دو فرکانسِ زاویه‌ای و فرکانسِ فضایی تاکید دارد.در علوم مخابرات میتوانیم تعریف فرکانس را موسم به دوره (Period) استخراج کنیم. دوره که اصولاً با نام دوره تناوب شناخته می‌شود، مدت زمانی است که یک رخداد یا واقعه، روند یا سیکل (Cycle) کاملی را (۱ بار) کامل طی می‌کند و در واقع دوره تناوب را می‌توانیم عکس فرکانس تعریف کنیم. فرکانس یکی از مهم‌ترین پارامتر‌های علوم مخابرات است که به وسیله‌ آن، تمامی پدیده‌های ارتعاشی، نوسانی و انواع موج‌های مکانیکی و صوتی را تفسیر می‌کنند. از آنجا که دوره تناوب و فرکانس در واقع یک مفهوم هستند، جهت راحتی کار، معمولاً برای امواج آهسته و طولانی نظیر امواج سطحی اقیانوس‌ها از دوره تناوب موج و برای امواج کوتاه و سریع از فرکانس استفاده می‌کنند.واحد فرکانس Hz یا به نوعی برثانیه میباشد.در علوم مخابرات فرکانس مفهومی است که در هر جا امواج در‌حال (رفت و آمد) منظم در حال تکرار است مثلا تعداد رفت و آمد امواج در ثانیه، اگر در یک ثانیه ۶ بار تکرار شود در آن صورت فرکانسش میشود 6 hz هرتز (فرکانس با واحد هرتز (Hz) اندازه گیری می شود )برخی کلمات در مباحث مختلف معنای متفاوتی دارند که فرکانس نیز از آن دسته است.تعریف عمومی یا جنرال فرکانس عبارت است از تعداد چرخه در ثانیه (Cycles Per Second) به عبارت دیگر تعریف عمومی فرکانس تعداد تکرار یک کار تکراری در واحد زمان است (که معمولاً واحد زمان را ثانیه می‌گیرند).

نوشته شده توسط افشین رشید در دوشنبه یکم مرداد ۱۴۰۳

بررسی انواع سیگنال نویز؛ پارازیت و کانال AWGN

نویسنده : افشین رشید

نویز یعنی سیگنال ناخواسته که به ۳ دسته اصلی تقسیم می شوند :
۱- Background Noise ( نویز زمینه )
۲- Modulated Noise ( نویز نوسانی )
۳- Interference Noise ( نویز مزاحم )

بیشتر بحث درباره گزینه سوم می باشد که همانند یک سیگنال این امواج منتشر می شوند و سیگنالهای دریافتی ما را پوشش می دهند به نحوی که باعث بهم ریختن سیگنال اصلی می شوندشکل زیر تاثیرپذیری سیگنال سالم توسط نویز را نمایش می دهد .

در زیر دسته بندی دقیق تری از نویز را داریم :

- Backgroud and system noise ( تاثیرات داخلی سیستم یا نویز زمینه )
- Earth thermal noise ( تاثیرات حرارتی یا گرمایی زمین بر ماهواره )
- Free space lose ( از دست دادن سیگنال توسط فضا و جو )
- Rainfade ( تاثیرات بارانی بر روی ماهواره )
- Terrestrail Interference ( امواج رادیویی یا میکرو ویو مزاحم )
- ( Solar outage ( sun transit , solar interference ( تاثیرات خورشیدی بر روی ماهواره )

این امواج زمینی رادیویی یا میکرو ویو نامیده می شوند که همانند سیگنال از برج رادیویی فرستاده می شوند و روی سیگنالهای اصلی دیجیتال سوار می شوند و باعث می شوند اختلال امواج گردد . معمولا microwave tower ها یا این برجها در محلهای بلند شهر نصب می شوند

نویز‌های ذاتی یا داخلی :

این نوع نویز در داخل مدار تولید می‌شودو وابسته به ماهیت فیزیکی مدار هستند. این نوسانات همیشگی و غیر قابل اجتناب هستند، از مهمترین ویژگی‌های نویز‌های ذاتی تصادفی بودن آن‌هاست به این معنی که ما قادر به پیش‌بینی دامنه نوسنات ولتاژ و جریان نیستیم و مجبوریم یک توصیف آماری برای آن بیان کنیم.

ضررهایی که این امواج هنگام ارسال ایجاد می کنند

۱- تداخل در سیستم هدایت هواپیما
۲- تداخل در سیستم گیرندگی و فرستندگی کلیه دستگاههای ارتباطی ؛ ماهواره ای مخابراتی؛ راداری و امواج دیجیتال تصویری

نحوه عملکرد نویز و پارازیت بر روی امواج ارتباطی و محیطی
مواج رادیویی را میتوان متفاوت بار دار کرد، سیگنالهای الکترونیکی قابلیت حمل هر نوع باری که بتوانند از طریق امواج رادیویی در هوا به حرکت در آیند و برای هدفهای متفاوتی بکار گرفته شوند، را دارند. امواج پارازیتی بدون ضرر وجود ندارد و در اساس نیز برای به هم زدن تعادل بکار گرفته میشود و مادام که پخش میشوند، بر روی هر رسانایی، از جمله بدن انسان، آب و موجودات می نشینند و عکس العمل نشان میدهند. امواج تنها در مسافت معیینی نمی مانند و در برخورد با کوهها، آبها ، ساختمانها، شیروانیها، آینه ها، وسایل نقلیه و ... میتوانند چند بار تکرار و تا مسافتهای طولانی باز پخش شوند.

مقابله با نویز و پارازیت با کانال AWGN و BSC در مخابرات و امواج دیجیتال و راداری

الگوریتمی مبتنی بر تئوری آنتروپی، طراحی و پیشنهاد می گردد که قادر است انواع کدینگ بلوکی و کانولوشنال را تشخیص دهد. نتایج شبیه سازی الگوریتم پیشنهادی نشان می دهد این الگوریتم قادر به تشخیص نوع کدینگ در کانال های نویز سفید گوسی جمع شونده (AWGN) با حداقل نسبت سیگنال به نویز 3dB، کانال دودویی متقارن (BSC) با احتمال خطای کمتر از 0.1 و کانال دودویی دارای پاک شدگی (BEC) با احتمال خطای کمتر از 0.2 می باشد.

نوشته شده توسط افشین رشید در پنجشنبه هفدهم خرداد ۱۴۰۳

بررسی (فرکانس EHF) یا (فرکانس بی نهایت بالا) ExtremelyHighFrequency

نویسنده: افشین رشید

فرکانس بی نهایت بالا EHF که دامنه آن از 30 تا 300 گیگا هرتز مناسب برای ناوبری رادیویی ، تحقیق فضایی (فضای ژرف) و (فضا به زمین) میباشد.

فرکانس بی نهایت بالا EHF وارد اجسام نمی ‌شوند بلکه از روی سطح آن‌ها عبور می‌ کنند. به این پدیده اثر بیرونی فرکانس بالا گفته می‌ شود. به همین دلیل اگر انسان با هادی حامل جریان زیاد فرکانس بی نهایت بالا EHF تماس پیدا کند، ممکن است موجب سوختگی های سطحی اما شدید شود .فرکانس بی نهایت بالا EHF می‌ تواند به سادگی هوا را یونیزه کند و یک مسیر هادی در آن بسازد. از این ویژگی در واحد های فرکانس ‌بالا برای ناوبری رادیویی ، تحقیق فضایی (فضای ژرف) و (فضا به زمین) استفاده می ‌گردد که در آن از جریان‌ هایی با فرکانس بالاتر از فرکانس توزیع استفاده می‌ شود.

در علوم مخابرات فرکانس مفهومی است که در هر جا امواج در‌حال (رفت و آمد) منظم در حال تکرار است.تعریف عمومی یا جنرال فرکانس عبارت است از تعداد چرخه در ثانیه (Cycles Per Second) به عبارت دیگر تعریف عمومی فرکانس تعداد تکرار یک کار تکراری در واحد زمان است (که معمولاً واحد زمان را ثانیه می ‌گیرند).به فرکانس EHF ،فرکانس های بشدت بالا نیز گفته می شود. نام اختصاری این دسته از فرکانس ها EHF یا Extremely High Frequency است و از کاربرد های آنها می توان به ارتباط نقطه به نقطه اشاره کرد. فرکانس بی نهایت بالا EHF که دامنه آن از 30 تا 300 گیگا هرتز مناسب برای ناوبری رادیویی ، تحقیق فضایی (فضای ژرف) و (فضا به زمین) میباشد.

نوشته شده توسط افشین رشید در چهارشنبه دوم خرداد ۱۴۰۳

بررسی فرکانس MF یا (فرکانس متوسط Medium Frequency)

نویسنده: افشین رشید

.

.

فرکانس MF به فرکانس متوسط ( Medium Frequency) به امواج بین ۳۰۰ کیلو هرتز تا ۳۰۰۰ کیلو هرتز گفته می‌ شود. که بیشتر در علوم مخابرات کاربرد عمومی و ناوبری رادیویی هوانوردی ، ناوبری رادیویی دریایی ارتباطی دارد.

گروه های فرکانس MF شامل رادیو دریایی و هوایی و همچنین رادیو تجاری AM می باشد. اکثر رادیو در این گروه ها از مدولاسیون دامنه (AM) استفاده می کند تا یک سیگنال قابل شنیدن روی موج موج رادیویی را تحت تأثیر قرار دهد. قدرت یا دامنه سیگنال متنوع یا مدولاسیون می شود.در علوم مخابرات فرکانس مفهومی است که در هر جا امواج در‌حال (رفت و آمد) منظم در حال تکرار است.تعریف عمومی یا جنرال فرکانس عبارت است از تعداد چرخه در ثانیه (Cycles Per Second) به عبارت دیگر تعریف عمومی فرکانس تعداد تکرار یک کار تکراری در واحد زمان است (که معمولاً واحد زمان را ثانیه می ‌گیرند).

فرکانس های بین ۳۰۰ کیلو هرتز تا ۳۰۰۰ کیلو هرتز را فرکانس های متوسط یا (medium ferquency ) می گویند که به طور اختصار به انها MF گقته می شود. از جمله کاربرد های این گروه از فرکانس ها می توان به رادیوهای موج AM اشاره کرد. فرکانس یکی از مهم‌ ترین پارامتر ‌های علوم مخابرات است که به وسیله‌ آن، تمامی پدیده ‌های ارتعاشی، نوسانی و انواع موج‌ های مکانیکی و صوتی را تفسیر می ‌کنند. از آنجا که دوره تناوب و فرکانس در واقع یک مفهوم هستند، جهت راحتی کار، معمولاً برای امواج آهسته و طولانی نظیر امواج سطحی اقیانوس ‌ها از دوره تناوب موج و برای امواج کوتاه و سریع از فرکانس استفاده می ‌کنند.

نوشته شده توسط افشین رشید در یکشنبه پنجم فروردین ۱۴۰۳

(علوم مخابرات) بررسی آثار مخرب قدرت نفوذ امواج بر حسب کاربری فرکانس های رادیویی و امواج رادار

نویسنده : افشین رشید

نکته : فرستنده های مخابراتی، سیستم های رادار و فرستنده های رادیویی و تلویزیونی که با فرکانس بالا نوسان دارند، میدانهای الکترو مغناطیسی شدیدی تولید می کنند که در فاصله فرکانسهای ۱MHz تا ۱Ghz قرار دارند.

انرژی الکترو مغناطیسی توسط بدن جذب می شود و به انرژی حرارتی تبدیل می گردد که اگر میزان جذب انرژی از حدود 4وات بر متر مربع، بیشتر شود، دمای بدن را به اندازه 1 تا 2 درجه سانتی گراد افزایش می دهد. لذا از این امواج در فرکانسهای نزدیک به ۲۷MHz و MHz ۲۵۰ برای مقاصد درمانی استفاده می شود.

فرکانسهای Extra LowFrequency در حدود 50 تا 80 هرتز، خطرناک ترین فرکانس ها برای بدن می باشند. در این فرکانسها جریان بسیار کوچک باعث آثار بیولوژیک قابل توجهی می شوند. به عنوان مثال عبور جریان MA23 در فرکانس های حدود 50 تا 60 هرتز منجر به شوک دردناک و مشکلات شدید قلبی و تنفسی می شود؛ در حالی که اثری مشابه در فرکانس های Khz 100 با جریانی حدود MA 20 ایجاد میشود.

قدرت نفوذ امواج الکترومغناطیس در سلاح های نظامی وECM جنگ الکترونیک

در زمینه امواج الکترو مغناطیسی که به طور طبیعی در اطراف ما وجود دارد مانند امواج موبایل، رادار، مایکروویو، رادیو، تلویزیون و بررسی های انجام شده بر روی انسان هایی که در نزدیکی (منبع تولید امواج پر قدرت الکترو مغناطیس) زندگی می کنند، به بررسی آثار ناشی از این امواج می پردازیم. از طرف دیگر، سلاح های الکترو مغناطیس که توسط کشورهای پیشرفته جهت صدمه و آسیب رسانی به انسانها و مراکز الکتریکی و الکترونیکی از جمله ادوات ، ادارات و مراکز نظامی ساخته می شوند.

نکته : بطور کلی امواج فرکانس بالا (طول موج بالاتر ) بیشترین قدرت نفوذ را دارا میباشند و پر قدرت ترین و کاربردی ترین امواج مخابراتی _دیتا (امواج ماکروویو ) میباشد. که این امواج خود قابل تضعیف و تقویت میباشد.

اگر بافتهای حساسی مانند چشم یا تخمدانها در معرض تابش شدید الکترو مغناطیس قرار بگیرند، ممکن است ضایعات مشخصی در این بافت ها ایجاد شود. پرتوگیری مایکروویو با بازده زمانی حدود 2 تا 3 ساعت و با SAR حدود 100تا140 وات بر متر مربع باعث افزایش دمای لنزی حدود 43-41 درجه میشود.

اثرات زیان بار امواج الکترو مغناطیس شامل امواج رادار، مایکروویو و بر روی انسان:

بیشترین اثرات حیاتی امواج الکترو مغناطیسی ناشی از امواج مایکروویو، سیستم های راداری، امواج رادیویی و ، بر روی نظامیان و افرادی است که در نزدیکی این ایستگاه ها زندگی می کنند. حتی تلفن همراه که یکی از مهم ترین منابع میدانهای الکترو مغناطیس می باشد و فرکانسهای بالایی در حدود MHz900 تا بیش از Ghz1 را ارسال و دریافت می کند، باعث آثار زیانباری خواهد شد. تحقیقات انجام شده بر روی این امواج نشان داد که اثرات این امواج بر روی تولید مثل، منجر به مشکلات ژنتیکی بعد از زایمان و به خصوص سندرم داون می شود. در تحقیقی بر روی کارگران، جوابهای مثبت و منفی ناشی از تاثیر این امواج بر زاد و ولد مشاهده شد. باید توجه داشت که تعداد افراد مورد مطالعه بسیار کم است و همچنین شدت امواج را در این افراد، نمی توان به وضوح اندازه گیری کرد. ابتلاء به سرطان، افزایش خطر ابتلاء به لوسمی و لنفوم در بین نظامیانی که در معرض میدانهای الکترو‌مغناطیس قرار گرفته بودند، مشاهده گردید اما شدت میدان در این تحقیق به خوبی مشخص نشده است.

نکته: هر مقدار که قدرت امواج الکترومغناطیس بیشتر باشد .آسیب مخرب ناشی از آن نیز بیشتر است.

زمانی که فرکانس امواج از Khz100 به Mhz10 افزایش یابد؛ آثار ناشی از میدانهای قوی از تحریک عصبی عضلانی به سمت آثار گرمایی تغییر می‌کند. در فرکانس Khz100 تحریک اولیه به صورت تیک عصبی و در Mhz10 این اثر به صورت گرم شدن مغناطیسی بروز می کند. گرم شدن به میزان 1 تا 2 درجه سانتی گراد میتواند سلامتی فرد را به خطر بیندازد.

نوشته شده توسط افشین رشید در چهارشنبه یکم آذر ۱۴۰۲

بررسی " VLF " فرکانس خیلی پایین (Very Low Frequency)

نویسنده: افشین رشید

فرکانس خیلی پایین (Very Low Frequency) به دلیل طیف وسیعی از نفوذ عمقی و توانایی آن برای نفوذ آب و سنگ برای ارتباط با زیردریایی ها و داخل معادن و غار ها مفید است. امواج رادیویی در هر سطح دارای عملکرد متفاوت بوده و هر کدام مزایا و معایبی دارند. فرکانس های پایین مانند VLF نرخ قرائت پایین تری دارند، اما قابلیت بالاتری در نفوذ و عبور نامحدود را نیز دارا میباشند.در علوم مخابرات فرکانس مفهومی است که در هر جا امواج در‌حال (رفت و آمد) منظم در حال تکرار است.تعریف عمومی یا جنرال فرکانس عبارت است از تعداد چرخه در ثانیه (Cycles Per Second) به عبارت دیگر تعریف عمومی فرکانس تعداد تکرار یک کار تکراری در واحد زمان است (که معمولاً واحد زمان را ثانیه می ‌گیرند). فرکانس خیلی پایین (Very Low Frequency) به امواج بین ۳ کیلو هرتز تا ۳۰ کیلو هرتز گفته می‌شود. این فرکانس جز ٕ فرکانس های‌ بسامد خیلی پایین میباشد. و از کاربرد های آن میتوان ویژگی های نفوذ آب دریا برای ارتباطات زیر دریایی ها میباشد.

فرکانس خیلی پایین (Very Low Frequency) به امواج بین ۳ کیلو هرتز تا ۳۰ کیلو هرتز گفته می‌شود. این فرکانس جز ٕ فرکانس های‌ بسامد خیلی پایین میباشد. و از کاربرد های آن میتوان ویژگی های نفوذ آب دریا برای ارتباطات زیر دریایی ها میباشد.تحریک و انتشار امواج الکترو مغناطیسی در باند ‌های فرکانسی بسیار پایین در جو زمین، کاربرد های بسیاری در زمینه ‌های مختلف، از جمله فیزیک فضا، ارتباطات رادیویی و پیش ‌نشانگری زلزله دارد.

میزان نفوذ امواج الکترو مغناطیسی در جو زمین با افزایش فرکانس ارسالی به طیف فرکانسی خیلی پایین VLF به‌ میزان بسیار زیادی کاهش می ‌یابد. این باند فرکانسی بیشتر برای ارتباط با زیر آب استفاده می شود و کاربرد نظامی نیز دارد. با فرکانس پایین (VLF) از سیگنال های دیجیتال برای برقراری ارتباط با عمق دریا در فرکانس های 3-30 کیلوهرتز استفاده می کنند. پخش رادیویی VLF / LF قدرت (به عنوان مثال ، بهبود عملکرد در سر و صدای جوی) ، در دسترس بودن ، پوشش بسیار عمقی در بسامد پایین را فراهم می کند و دارای ویژگی های نفوذ آب دریا است.

نوشته شده توسط افشین رشید در پنجشنبه بیست و پنجم آبان ۱۴۰۲

نحوه کاربرد امواج UFL در علوم مخابرات

نویسنده: ( افشین رشید )

تحریک و انتشار امواج الکترومغناطیسی در باند‌های فرکانسی بسیار پایین در جو زمین، کاربردهای بسیاری در زمینه‌های مختلف، از جمله فیزیک فضا، ارتباطات رادیویی و پیش‌نشانگری زلزله دارد. لذا این طیف فرکانسی همواره مورد توجه پژوهشگران بوده است. با توجه به پیچیدگی‌های بسیار زیاد، مطالعه و بررسی تحریک این نوع امواج الکترومغناطیسی همواره مشکل بوده است. تحریک امواج رادیویی در طیف فرکانسی بی‌نهایت پایین (ULF (Ultra Low Frequency (300 Hz to 3 kHz)) و ELF (Extremely Low Frequency (3 to 30 Hz))) در بازه فرکانسی 3 هرتز تا ۳ کیلوهرتز، و طیف فرکانسی خیلی پایین (VLF (Very Low Frequency (3 to 30 kHz))) در بازه فرکانسی ۳ تا ۳۰ کیلو‌هرتز در لایه E (یون‌_سپِهر)، در ارتفاع 8۰ تا ۱۲۰ کیلومتری از سطح زمین می‌باشد. در این عملکرد ها از روش‎‌های عددی، برای تحریک جریان الکتریکی، و ایجاد آنتن مجازی در لایه پلاسما برای تولید امواج VLF استفاده شده است. نحوه کاربرد امواج UFL در علوم مخابرات همچنین تحریک لایه پلاسما و تغییر میزان ضرایب هدایت با استفاده از امواج الکترومغناطیسی باند فرکانسی بالا HF (High Frequency) تاکنون مورد استفاده قرار گرفته است. مدل عددی مورد استفاده در این امواج شامل قوانین ماکسول و ضرایب رسانایی لایه (یون‌_سپِهر) می‌باشد که در نوع خود منحصر بفرد است. این مدل تغییرات لایه یون‌سپهر بر روی انتشار امواج ارسالی، و همچنین تحریک امواج ثانویه را از طریق ترکیب ضرایب هدایت با قوانین ماکسول برای پیش بینی زلزله شبیه‌سازی می‌کنند، به‌طوری‌که زمان انجام محاسبات تا حد قابل توجهی کاهش می‌یابد. نتایج نشان می‌دهد که آنتن‌های زمین پایه در باند فرکانسی ELF دارای بازدهی بسیار خوبی بوده و می‌توانند جایگزین مناسبی برای ایجاد این امواج توسط فرستنده‌های قوی باند HF که به گرم‌کننده لایه بالای جو معروف هستند، باشند. همچنین میزان نفوذ موج پالسی در لایه (یون‌_سپِهر) کمتر از۱۰ کیلومتر در فرکانس ۱۰۰ هرتز بوده و امواج تحریکی دارای سرعت انتشار در حدود ۱۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه می‌باشند. میزان نفوذ امواج الکترومغناطیسی در جو زمین با افزایش فرکانس ارسالی به طیف فرکانسی خیلی پایین VLF به‌میزان بسیار زیادی کاهش می‌یابد.

نوشته شده توسط افشین رشید در جمعه یکم اردیبهشت ۱۴۰۲

(علوم مخابرات) رِزونانس یا فرکانس (نوسان و تشدید) Resonance

نویسنده: ( افشین رشید )

هنگامی که یک نیروی نوسان در فرکانس رزونانس یک سیستم دینامیکی اعمال می شود ، سیستم در یک دامنه بالاتر از زمانی که همان نیرو در سایر فرکانس های غیر تشدید شده اعمال می شود ، نوسان می کند. فرکانسهایی که دامنه پاسخ در آنها حداکثر نسبی است. به عنوان فرکانس های تشدید (رزونانس Resonance) یا فرکانس های رزونانس سیستم نیز شناخته می شوند.

نیروهای دوره ای کوچک که در نزدیکی فرکانس رزونانس سیستم قرار دارند ، به دلیل ذخیره انرژی لرزش توانایی تولید نوسانات دامنه بزرگ در سیستم را دارند. فرکانس رزونانس تقریباً برابر با فرکانس طبیعی سیستم است که فرکانس ارتعاشات بدون استفاده است. برخی از سیستم ها دارای فرکانس های مختلف ، متمایز و رزونانس هستند.

.

.

فرکانس Resonance رزونانس نوسانات یک سیستم با رزونانس طبیعی یا بدون فشار آن است. رزونانس زمانی اتفاق می افتد ، که یک سیستم قادر به ذخیره و انتقال انرژی به راحتی بین حالت های مختلف ذخیره سازی ، مانند انرژی جنبشی یا انرژی پتانسیل است که می توانید با یک آونگ ساده پیدا کنید. بیشتر سیستم ها دارای یک فرکانس Resonance رزونانس و چندین فرکانس هارمونیک هستند که به تدریج در دامنه کم می شوند و از مرکز فاصله می گیرند.این فرکانس به اندازه ، شکل و ترکیب جسم بستگی دارد. چنین جسم وقتی در معرض لرزش ها یا تکانه های منظم با فرکانس برابر یا خیلی نزدیک به فرکانس طبیعی آن قرار بگیرد ، به شدت لرزش می کند. این پدیده را رزونانس می نامند. از طریق رزونانس ، یک لرزش نسبتاً ضعیف در یک جسم می تواند باعث لرزش شدید در دیگری شود.

.

جدول باند های فرکانسی

.

به طور قیاس ، اصطلاح رزونانس نیز برای توصیف پدیده ای استفاده می شود که توسط آن یک جریان الکتریکی در حال نوسان توسط سیگنال الکتریکی با فرکانس خاص تقویت می شود.چیز‌های زیادی در طبیعت، فرکانس خود رزونانس دارند. معنی این حرف این نیست که به‌خودی‌خود نوسان کنند، بلکه به این مفهوم که اگر توسط یک انرژی بیرونی تحریک شوند، در یک فرکانس مشخص رزونانس می ‌کنند. از رزونانس الکتریکی برای تنظیم و افزایش قدرت فرکانس مخابراتی استفاده می شود. تنظیم شامل ایجاد مدار با فرکانس رزونانس برابر با فرکانس مشخص شده ایستگاه مخابراتی مورد نظر است.در حالت کلی، فرکانس تشدید همان فرکانس طبیعی سیستم است. رفتار سیستم در فرکانس رزونانس (یا نزدیک آن) به طرز عجیبی با رفتار سیستم در فرکانس‌های دیگر متفاوت است.

نوشته شده توسط افشین رشید در سه شنبه یکم فروردین ۱۴۰۲

(علوم مخابرات) آثار مخرب قدرت نفوذ امواج بر حسب کاربری فرکانس های رادیویی و امواج رادار

نویسنده : افشین رشید

نکته : فرستنده های مخابراتی، سیستم های رادار و فرستنده های رادیویی و تلویزیونی که با فرکانس بالا نوسان دارند، میدانهای الکترو مغناطیسی شدیدی تولید می کنند که در فاصله فرکانسهای ۱MHz تا ۱Ghz قرار دارند.

انرژی الکترو مغناطیسی توسط بدن جذب می شود و به انرژی حرارتی تبدیل می گردد که اگر میزان جذب انرژی از حدود 4وات بر متر مربع، بیشتر شود، دمای بدن را به اندازه 1 تا 2 درجه سانتی گراد افزایش می دهد. لذا از این امواج در فرکانسهای نزدیک به ۲۷MHz و MHz ۲۵۰ برای مقاصد درمانی استفاده می شود.

فرکانسهای Extra LowFrequency در حدود 50 تا 80 هرتز، خطرناک ترین فرکانس ها برای بدن می باشند. در این فرکانسها جریان بسیار کوچک باعث آثار بیولوژیک قابل توجهی می شوند. به عنوان مثال عبور جریان MA23 در فرکانس های حدود 50 تا 60 هرتز منجر به شوک دردناک و مشکلات شدید قلبی و تنفسی می شود؛ در حالی که اثری مشابه در فرکانس های Khz 100 با جریانی حدود MA 20 ایجاد میشود.

قدرت نفوذ امواج الکترومغناطیس در سلاح های نظامی وECM جنگ الکترونیک

در زمینه امواج الکترو مغناطیسی که به طور طبیعی در اطراف ما وجود دارد مانند امواج موبایل، رادار، مایکروویو، رادیو، تلویزیون و بررسی های انجام شده بر روی انسان هایی که در نزدیکی (منبع تولید امواج پر قدرت الکترو مغناطیس) زندگی می کنند، به بررسی آثار ناشی از این امواج می پردازیم. از طرف دیگر، سلاح های الکترو مغناطیس که توسط کشورهای پیشرفته جهت صدمه و آسیب رسانی به انسانها و مراکز الکتریکی و الکترونیکی از جمله ادوات ، ادارات و مراکز نظامی ساخته می شوند.

نکته : بطور کلی امواج فرکانس بالا (طول موج بالاتر ) بیشترین قدرت نفوذ را دارا میباشند و پر قدرت ترین و کاربردی ترین امواج مخابراتی _دیتا (امواج ماکروویو ) میباشد. که این امواج خود قابل تضعیف و تقویت میباشد.

اگر بافتهای حساسی مانند چشم یا تخمدانها در معرض تابش شدید الکترو مغناطیس قرار بگیرند، ممکن است ضایعات مشخصی در این بافت ها ایجاد شود. پرتوگیری مایکروویو با بازده زمانی حدود 2 تا 3 ساعت و با SAR حدود 100تا140 وات بر متر مربع باعث افزایش دمای لنزی حدود 43-41 درجه میشود.

اثرات زیان بار امواج الکترو مغناطیس شامل امواج رادار، مایکروویو و بر روی انسان:

بیشترین اثرات حیاتی امواج الکترو مغناطیسی ناشی از امواج مایکروویو، سیستم های راداری، امواج رادیویی و ، بر روی نظامیان و افرادی است که در نزدیکی این ایستگاه ها زندگی می کنند. حتی تلفن همراه که یکی از مهم ترین منابع میدانهای الکترو مغناطیس می باشد و فرکانسهای بالایی در حدود MHz900 تا بیش از Ghz1 را ارسال و دریافت می کند، باعث آثار زیانباری خواهد شد. تحقیقات انجام شده بر روی این امواج نشان داد که اثرات این امواج بر روی تولید مثل، منجر به مشکلات ژنتیکی بعد از زایمان و به خصوص سندرم داون می شود. در تحقیقی بر روی کارگران، جوابهای مثبت و منفی ناشی از تاثیر این امواج بر زاد و ولد مشاهده شد. باید توجه داشت که تعداد افراد مورد مطالعه بسیار کم است و همچنین شدت امواج را در این افراد، نمی توان به وضوح اندازه گیری کرد. ابتلاء به سرطان، افزایش خطر ابتلاء به لوسمی و لنفوم در بین نظامیانی که در معرض میدانهای الکترو‌مغناطیس قرار گرفته بودند، مشاهده گردید اما شدت میدان در این تحقیق به خوبی مشخص نشده است.

نکته: هر مقدار که قدرت امواج الکترومغناطیس بیشتر باشد .آسیب مخرب ناشی از آن نیز بیشتر است.

زمانی که فرکانس امواج از Khz100 به Mhz10 افزایش یابد؛ آثار ناشی از میدانهای قوی از تحریک عصبی عضلانی به سمت آثار گرمایی تغییر می‌کند. در فرکانس Khz100 تحریک اولیه به صورت تیک عصبی و در Mhz10 این اثر به صورت گرم شدن مغناطیسی بروز می کند. گرم شدن به میزان 1 تا 2 درجه سانتی گراد میتواند سلامتی فرد را به خطر بیندازد.

نوشته شده توسط افشین رشید در پنجشنبه چهارم اسفند ۱۴۰۱

(علوم مخابرات)کاربرد و عملکرد فرکانس مخابراتی VHF یا فرکانس خیلی بالا ( Very High Frequency) به امواج بین ۳۰ مگا هرتز تا ۳۰۰مگاهرتز

نویسنده : افشین رشید

نکته: در کل فرکانس VHF اغلب به عنوان " باند رادیویی به طور گسترده ای در تلویزیون، رادیو FM، تلفن همراه، پیجر، دستگاه سهام اطلاعات، ارتباطات مایکروویو و رادار استفاده می شود.
انواع انتشار امواج رادیویی در فضای آزاد، تا به زمان و محدودیت های جغرافیایی، صلیب فرکانس های کف و، بدون محدودیت و مقررات، به ناچار تولید تعامل، به طوری که استفاده از امواج رادیویی در جهان به یک نیاز یکنواخت، به طوری که تعامل بین آنها به حداقل برسد.فرکانس خیلی بالا ( Very High Frequency) به امواج بین ۳۰ مگا هرتز تا ۳۰۰مگاهرتز گفته می‌شود. این دسته از فرکانس‌ها با مدولاسیون فرکانس در امواج رادیویی شهری استفاده می‌شود.

امواج رادیویی بسته به طول موج خود توسط انواع مختلفی از فرستنده ها تولید می شوند. این امواج می توانند توسط ستاره ها، جرقه ها و رعد و برق ها نیز ایجاد شوند و به همین دلیل است که تداخل امواج رادیویی را در هنگام طوفان و رعد و برق احساس می کنید.در بین طیف الکترومغناطیسی، امواج رادیویی کم ترین فرکانس (بزرگ ترین طول موج) را دارند و بیش ترین استفاده از این امواج در ارتباطات و مخابرات است.باند VHF در فرکانسهای 40 مگاهرتز تا 68 مگاهرتز قرار دارد. کانالهای 1 تا 4 در این باند میباشند و پهنای فرکانس هر کانال در این باند 7 مگاهرتز در نظر گرفته شده است.باند VHF III یا B III در فرکانسهای 174 مگاهرتز تا 230 مگاهرتز قرار دارد. کانالهای 5 تا 12 در این باند میباشند و پهنای فرکانس هر کانال در این باند 7 مگاهرتز در نظر گرفته شده است.

نوشته شده توسط افشین رشید در چهارشنبه سی ام آذر ۱۴۰۱

VLF فرکانس خیلی پایین (Very Low Frequency)

نویسنده: افشین رشید

فرکانس خیلی پایین (Very Low Frequency) به دلیل طیف وسیعی از نفوذ عمقی و توانایی آن برای نفوذ آب و سنگ برای ارتباط با زیردریایی ها و داخل معادن و غار ها مفید است. امواج رادیویی در هر سطح دارای عملکرد متفاوت بوده و هر کدام مزایا و معایبی دارند. فرکانس های پایین مانند VLF نرخ قرائت پایین تری دارند، اما قابلیت بالاتری در نفوذ و عبور نامحدود را نیز دارا میباشند.در علوم  مخابرات  فرکانس مفهومی است که در هر جا امواج در‌حال (رفت و آمد) منظم در حال تکرار است.تعریف عمومی یا جنرال فرکانس عبارت است از تعداد چرخه در ثانیه (Cycles Per Second) به عبارت دیگر تعریف عمومی فرکانس تعداد تکرار یک کار  تکراری در واحد زمان است (که معمولاً واحد زمان را ثانیه می ‌گیرند). فرکانس خیلی پایین (Very Low Frequency) به امواج بین ۳ کیلو هرتز تا ۳۰ کیلو هرتز گفته می‌شود. این فرکانس جز ٕ فرکانس های‌ بسامد خیلی پایین میباشد. و از کاربرد های آن میتوان ویژگی های نفوذ آب دریا  برای ارتباطات زیر دریایی ها میباشد.

فرکانس خیلی پایین (Very Low Frequency) به امواج بین ۳ کیلو هرتز تا ۳۰ کیلو هرتز گفته می‌شود. این فرکانس جز ٕ فرکانس های‌ بسامد خیلی پایین میباشد. و از کاربرد های آن میتوان ویژگی های نفوذ آب دریا  برای ارتباطات زیر دریایی ها میباشد.تحریک و انتشار امواج الکترو مغناطیسی در باند ‌های فرکانسی بسیار پایین در جو زمین، کاربرد های بسیاری در زمینه ‌های مختلف، از جمله فیزیک فضا، ارتباطات رادیویی و پیش ‌نشانگری زلزله دارد. 

میزان نفوذ امواج الکترو مغناطیسی در جو زمین با افزایش فرکانس ارسالی به طیف فرکانسی خیلی پایین VLF به‌ میزان بسیار زیادی کاهش می ‌یابد. این باند فرکانسی بیشتر برای ارتباط با زیر آب استفاده می شود و کاربرد نظامی نیز دارد. با فرکانس پایین (VLF) از سیگنال های دیجیتال برای برقراری ارتباط با عمق دریا در فرکانس های 3-30 کیلوهرتز استفاده می کنند. پخش رادیویی VLF / LF قدرت (به عنوان مثال ، بهبود عملکرد در سر و صدای جوی) ، در دسترس بودن ، پوشش بسیار عمقی در بسامد پایین را فراهم می کند و دارای ویژگی های نفوذ آب دریا است.

نوشته شده توسط افشین رشید در چهارشنبه بیست و پنجم اسفند ۱۴۰۰ |

فرکانس VLF فرکانس خیلی پایین (Very Low Frequency) ساختار و عملکرد

نویسنده: افشین رشید

فرکانس خیلی پایین (Very Low Frequency) به امواج بین ۳ کیلو هرتز تا ۳۰ کیلو هرتز گفته می‌شود. این فرکانس جز ٕ فرکانس های‌ بسامد خیلی پایین میباشد. و از کاربرد های آن میتوان ویژگی های نفوذ آب دریا  برای ارتباطات زیر دریایی ها میباشد.

تحریک و انتشار امواج الکترو مغناطیسی در باند ‌های فرکانسی بسیار پایین در جو زمین، کاربرد های بسیاری در زمینه ‌های مختلف، از جمله فیزیک فضا، ارتباطات رادیویی و پیش ‌نشانگری زلزله دارد. میزان نفوذ امواج الکترو مغناطیسی در جو زمین با افزایش فرکانس ارسالی به طیف فرکانسی خیلی پایین VLF به‌ میزان بسیار زیادی کاهش می ‌یابد. این باند فرکانسی بیشتر برای ارتباط با زیر آب استفاده می شود و کاربرد نظامی نیز دارد. با فرکانس پایین (VLF) از سیگنال های دیجیتال برای برقراری ارتباط با عمق دریا در فرکانس های 3-30 کیلوهرتز استفاده می کنند. پخش رادیویی VLF / LF قدرت (به عنوان مثال ، بهبود عملکرد در سر و صدای جوی) ، در دسترس بودن ، پوشش بسیار عمقی در بسامد پایین را فراهم می کند و دارای ویژگی های نفوذ آب دریا است.

 فرکانس خیلی پایین (Very Low Frequency) به دلیل طیف وسیعی از نفوذ عمقی و توانایی آن برای نفوذ آب و سنگ برای ارتباط با زیردریایی ها و داخل معادن و غار ها مفید است. امواج رادیویی در هر سطح دارای عملکرد متفاوت بوده و هر کدام مزایا و معایبی دارند. فرکانس های پایین مانند VLF نرخ قرائت پایین تری دارند، اما قابلیت بالاتری در نفوذ و عبور نامحدود را نیز دارا میباشند.در علوم  مخابرات  فرکانس مفهومی است که در هر جا امواج در‌حال (رفت و آمد) منظم در حال تکرار است.

تعریف عمومی یا جنرال فرکانس عبارت است از تعداد چرخه در ثانیه (Cycles Per Second) به عبارت دیگر تعریف عمومی فرکانس تعداد تکرار یک کار  تکراری در واحد زمان است (که معمولاً واحد زمان را ثانیه می ‌گیرند). فرکانس خیلی پایین (Very Low Frequency) به امواج بین ۳ کیلو هرتز تا ۳۰ کیلو هرتز گفته می‌شود. این فرکانس جز ٕ فرکانس های‌ بسامد خیلی پایین میباشد. و از کاربرد های آن میتوان ویژگی های نفوذ آب دریا  برای ارتباطات زیر دریایی ها میباشد.

نوشته شده توسط افشین رشید در جمعه شانزدهم اسفند ۱۳۹۸

فرکانس  بسامد پایین LF یا Low Frequency ساختار و عملکرد

نویسنده : افشین رشید

فرکانس  بسامد پایین LF یا فرکانس پایین (Low Frequency) به امواج بین ۳۰ کیلو هرتز تا ۳۰۰ کیلو هرتز نیز گفته می‌شود. این طول فرکانس معمولی (عادی) و مناسب ارتباطات و مخابرات عمومی میباشد.

فرکانس به سایز امواج رادیویی اشاره دارد و برای ارتباط بین اجزا در یک سیستم به کار می رود.امواج رادیویی در هر سطح دارای عملکرد متفاوت بوده و هر کدام مزایا و معایبی دارند. فرکانس های پایین مانند LF نرخ قرائت پایین تری دارند، اما قابلیت بالاتری در قرائت در نزدیکی یا روی سطوح فلزی و یا سیال دارند. و سیستم های با فرکانس بالا نرخ انتقال دیتای بالاتری دارند و پوشش گسترده تری ارائه می دهند، اما امواج رادیویی نسبت به فلز و مایعات حساسیت بیشتری دارند و ممکن است سبب تداخل گردد.باند LF فرکانس 30KHz را تا 300KHz پوشش می دهد.

عموما سیستم های  با طول موج LF در فرکانس 125KHz و برخی از آن ها هم در فرکانس 134KHz عمل می کنند.این باند فرکانسی محدوده کوتاهی حدودا تا 10 سانتیمتری را پوشش می دهد و سرعت قرائت نیز از HF کم تر می باشد، اما نسبت به تداخل امواج رادیویی حساسیتی ندارد.فرکانس LF کنترل دسترسی و ردیابی حیوانات می باشند.گستره LF در سراسر دنیا یکسان نیست و در فرکانس و سطح قدرت کمی تفاوت دارد.

معایب و مزایای فرکانس  بسامد پایین LF یا Low Frequency

در اولین سیستم ‌های مخابراتی عمومی از تگ‌ های غیر فعال در باند های HF و LF استفاده می ‌شد. شاید قیمت مناسب بکار گیری فناوری فوق و عدم امکان سرمایه گذاری بالا بر روی سایر گزینه ‌ها (در گذشته ‌ای نه چندان دور)، باعث بکار گیری تگ‌ های فعال در باند های فرکانس بالا سبب شده که این نوع تگ ‌ها در دستور کار قرار بگیرد.از معایب ارتباطات با فرکانس LF تداخل امواج از فرکانس های رادیویی دیگر میباشد.‏سیستم ‌های مخابراتی عمومی اکثراً مستعد تداخل امواج از سایر سیستم‌ های رادیویی هستند. سیستم ‌هایی  که در باند LF عمل می‌ نمایند، در معرض این آسیب هستند. توجه داشته باشید که فرکانس ‌های LF، تحمل اتلاف در مسیر زیاد و یا تضعیف خیلی کم در مسافت ‌های کوتاه را ندارند (در مقام مقایسه با فرکانس ‌های بالا‌تر). این بدان معنی است که سینگال‌ های رادیویی سایر سیستم ‌های ارتباطی که در محدوده مشابه فرکانسی LF کار می ‌کنند، دارای مقاومت مید‌انی بالایی در آنتن یک بررسی کننده RFID خواهند شد که می‌تواند به تداخل امواج منجر شود. در سمت دیگر طیف، سیستم‌ های مایکروویو دارای استعداد کمتری برای تداخل امواج هستند چرا که افت مسیر در باند مایکروویو برای فرکانس ‌های پایین بسیار بیشتر است.

نوشته شده توسط افشین رشید در چهارشنبه شانزدهم بهمن ۱۳۹۸

فرکانس MF فرکانس متوسط ( Medium Frequency)

نویسنده: افشین رشید

فرکانس MF به فرکانس متوسط ( Medium Frequency) به امواج بین ۳۰۰ کیلو هرتز تا ۳۰۰۰ کیلو هرتز گفته می‌ شود. که بیشتر در علوم مخابرات کاربرد عمومی و ناوبری رادیویی هوانوردی ، ناوبری رادیویی دریایی ارتباطی دارد.

گروه های فرکانس MF شامل رادیو دریایی و هوایی و همچنین رادیو تجاری AM می باشد. اکثر رادیو در این گروه ها از مدولاسیون دامنه (AM) استفاده می کند تا یک سیگنال قابل شنیدن روی موج موج رادیویی را تحت تأثیر قرار دهد. قدرت یا دامنه سیگنال متنوع یا مدولاسیون می شود.در علوم  مخابرات  فرکانس مفهومی است که در هر جا امواج در‌حال (رفت و آمد) منظم در حال تکرار است.تعریف عمومی یا جنرال فرکانس عبارت است از تعداد چرخه در ثانیه (Cycles Per Second) به عبارت دیگر تعریف عمومی فرکانس تعداد تکرار یک کار تکراری در واحد زمان است (که معمولاً واحد زمان را ثانیه می ‌گیرند).

فرکانس های بین ۳۰۰ کیلو هرتز تا ۳۰۰۰ کیلو هرتز  را فرکانس های متوسط یا (medium ferquency ) می گویند که به طور اختصار به انها MF گقته می شود. از جمله کاربرد های این گروه از فرکانس ها می توان به رادیوهای موج AM اشاره کرد. فرکانس یکی از مهم‌ ترین پارامتر ‌های  علوم مخابرات است که به وسیله‌ آن، تمامی پدیده ‌های ارتعاشی، نوسانی و انواع موج‌ های مکانیکی و صوتی را تفسیر می ‌کنند. از آنجا که دوره تناوب و فرکانس در واقع یک مفهوم هستند، جهت راحتی کار، معمولاً برای امواج آهسته و طولانی نظیر امواج سطحی اقیانوس ‌ها از دوره تناوب موج و برای امواج کوتاه و سریع از فرکانس استفاده می ‌کنند.

نوشته شده توسط افشین رشید در دوشنبه شانزدهم دی ۱۳۹۸

EHF فرکانس بی نهایت بالا (ExtremelyHighFrequency)

نویسنده: افشین رشید

فرکانس بی نهایت بالا EHF که دامنه آن از 30 تا 300 گیگا هرتز مناسب برای ناوبری رادیویی ، تحقیق فضایی (فضای ژرف) و (فضا به زمین) میباشد.

فرکانس بی نهایت بالا EHF وارد اجسام نمی ‌شوند بلکه از روی سطح آن‌ها عبور می‌ کنند. به این پدیده اثر بیرونی فرکانس بالا گفته می‌ شود. به همین دلیل اگر انسان با هادی حامل جریان زیاد فرکانس بی نهایت بالا EHF تماس پیدا کند، ممکن است موجب سوختگی های سطحی اما شدید شود .فرکانس بی نهایت بالا EHF می‌ تواند به سادگی هوا را یونیزه کند و یک مسیر هادی در آن بسازد. از این ویژگی در واحد های فرکانس ‌بالا برای ناوبری رادیویی ، تحقیق فضایی (فضای ژرف) و (فضا به زمین) استفاده می ‌گردد که در آن از جریان‌ هایی با فرکانس بالاتر از فرکانس توزیع استفاده می‌ شود.

در علوم  مخابرات  فرکانس مفهومی است که در هر جا امواج در‌حال (رفت و آمد) منظم در حال تکرار است.تعریف عمومی یا جنرال فرکانس عبارت است از تعداد چرخه در ثانیه (Cycles Per Second) به عبارت دیگر تعریف عمومی فرکانس تعداد تکرار یک کار تکراری در واحد زمان است (که معمولاً واحد زمان را ثانیه می ‌گیرند).به فرکانس EHF  ،فرکانس های بشدت بالا نیز گفته می شود. نام اختصاری این دسته از فرکانس ها EHF یا Extremely High Frequency است و از کاربرد های آنها می توان به ارتباط نقطه به نقطه اشاره کرد. فرکانس بی نهایت بالا EHF که دامنه آن از 30 تا 300 گیگا هرتز مناسب برای ناوبری رادیویی ، تحقیق فضایی (فضای ژرف) و (فضا به زمین) میباشد.

نوشته شده توسط افشین رشید در شنبه شانزدهم آذر ۱۳۹۸

فرکانس بسیار بسیار بالا SHF یا ( Super high frequency )

نویسنده : افشین رشید

فرکانس باند SHF به امواج بین ۳ گیگا هرتز تا ۳۰ گیگا هرتز گفته می‌شود.که برای مخابرات و پرتاب امواج راه دور مورد استفاده قرار میگیرد.

امواج رادیویی نوعی اشعه الکترو مغناطیسی هستند، مانند میکروفون، اشعه مادون قرمز ، اشعه ایکس  و  اشعه  گاما  شناخته  شده  ترین  استفاده  از  امواج  رادیویی  برای ارتباطات است تابش الکترو مغناطیسی در امواج و ذرات در طول موج و فرکانس های مختلف انتقال می یابد. این طیف گسترده ای از طول موج ها به عنوان طیف الکترو مغناطیسی فرکانس بسیار بسیار بالا SHF یا ( Super high frequency ) شناخته می شود.واحد فرکانس Hz یا به نوعی برثانیه میباشد.در علوم مخابرات فرکانس مفهومی است که در هر جا امواج در‌حال (رفت و آمد) منظم در حال تکرار است مثلا تعداد رفت و آمد امواج  در ثانیه، اگر در یک ثانیه ۶ بار تکرار شود  در آن صورت  فرکانسش میشود 6 hz  هرتز (فرکانس با واحد هرتز (Hz) اندازه گیری می شود )برخی کلمات در مباحث مختلف معنای متفاوتی دارند که فرکانس نیز از آن دسته است.تعریف عمومی یا جنرال فرکانس عبارت است از تعداد چرخه در ثانیه (Cycles Per Second) به عبارت دیگر تعریف عمومی فرکانس تعداد تکرار یک کار تکراری در واحد زمان است (که معمولاً واحد زمان را ثانیه می‌گیرند). 

امواج رادیویی متزلزل و قابل نوسان می باشند و این بدان معناست که مکرراً افزایش می یابند و به نقطه ارتعاش و نوسان می رسند که در اصطلاح به آن " پیک " می گوئیم و دوباره به حداقل و پائین ترین حد خود می رسند که در اصطلاح فیزیک آن را " فید " یا " کاهش فرکانس " می نامیم؛ پس به طور مکرر این افزایش و کاهش فرکانس در این امواج پدید می آیند.فرکانس باند بسیار بسیار بالا SHF یا ( Super high frequency ) به امواج بین ۳ گیگا هرتز تا ۳۰ گیگا هرتز گفته می‌شود.که برای مخابرات و پرتاب امواج راه دور مورد استفاده قرار میگیرد.

نوشته شده توسط افشین رشید در پنجشنبه شانزدهم آبان ۱۳۹۸ |

باند فرکانسی زِتا هرتز zettahertz عملکرد و کاربردها

نویسنده : افشین رشید

زِتاهرتز ، واحد فرکانس با نماد "ZHz"میباشد. این فرکانس مخلوطی از پیشوند متریک "zetta" و واحد مشتق شده SI از فرکانس "هرتز" است. 

( زِتا هرتز ) برابر است با تعداد چرخه در ثانیه. فراوانی هر پدیده با تغییرات دوره ای منظم می تواند در هرتز بیان شود ، اما این اصطلاح بیشتر در ارتباط با جریان های الکتریکی متناوب ، امواج الکترومغناطیسی (نور ، رادار و غیره) و صدا استفاده میشود . این بخشی از سیستم واحد های فرکانسی (SI) است که مبتنی بر سیستم متریک است  و امروزه مورد استفاده گسترده قرار می گیرد ، اگرچه در علوم مخابرات اصطلاح "چرخه در ثانیه" را به طور کامل جایگزین نشده است. 

واحدهای دیگر برای اندازه گیری فرکانس نیز وجود دارد، از قبیل : دور بر دقیقه (rpm) و نیز سیکل بر ثانیه میباشد. (زِتا هرتز ) از انواع باند فرکانسی و امواج رادیویی متزلزل و قابل نوسان می باشند و این بدان معناست که مکررا افزایش می یابند و به نقطه ارتعاش و نوسان می رسند که در اصطلاح به آن " پیک " می گوئیم و دوباره به حداقل و پائین ترین حد خود می رسند که در اصطلاح فیزیک آن را " فید " یا " کاهش فرکانس " می نامیم؛ پس به طور مکرر این افزایش و کاهش فرکانس در این امواج پدید می آیند.

باند فرکانسی زِتا هرتز zettahertz در سیستم های فرکانس های بالا HF 

به طور کلی فرکانس های بالا در سرتاسر جهان از فرکانسی در حدود 15.567 – 13.553 مگاهرتز استفاده می کنند و موج های 13.56 تقریبا طولی معادل 22 متر می باشند. این تگ ها بسیار کم هزینه تر از تگ های با فرکانس پائین می باشند و تکنولوژی مرتبط با آنها پویا و کاملا تکامل یافته است. در فرکانس های بالا ، برای سیستم های ردیاب بیشتر از تبادل محیط مغناطیسی امواج رادیویی استفاده می شود.  سیستم های فرکانس بالا بیشتر در کارت های هوشمند، سیستم های کنترلی تردد، کتابخانه ها و... مورد استفاده قرار می گیرند.

نوشته شده توسط افشین رشید در سه شنبه شانزدهم مهر ۱۳۹۸

(فرکانس های VHF) فرکانس بسیار بالا و قابلیت  در کشف اهداف پنهان راداری (علوم مخابرات)

نویسنده: افشین رشید

فرکانس هایی که در دسته وی-اچ-اف (VHF ) قرار می گیرند از قابلیت بالایی در کشف اهداف پنهان کار برخوردارند .

فرکانس خیلی بالا ( Very High Frequency) به امواج بین ۳۰ مگا هرتز تا ۳۰۰مگاهرتز گفته می‌شود. این دسته از فرکانس‌ها با مدولاسیون فرکانس در امواج رادیویی شهری استفاده می‌شود.

امواج رادیویی بسته به طول موج خود توسط انواع مختلفی از فرستنده ها  تولید می شوند. این امواج می توانند توسط ستاره ها، جرقه ها و رعد و برق ها نیز ایجاد شوند و به همین دلیل است که تداخل امواج رادیویی را در هنگام طوفان و رعد و برق احساس می کنید.

در بین طیف الکترومغناطیسی، امواج رادیویی کم ترین فرکانس (بزرگ ترین طول موج) را دارند و بیش ترین استفاده از این امواج در ارتباطات و مخابرات است.

باند VHF در فرکانسهای 40 مگاهرتز تا 68 مگاهرتز قرار دارد. کانالهای 1 تا 4 در این باند میباشند و پهنای فرکانس هر کانال در این باند 7 مگاهرتز در نظر گرفته شده است.

باند VHF III یا B III در فرکانسهای 174 مگاهرتز تا 230 مگاهرتز قرار دارد. کانالهای 5 تا 12 در این باند میباشند و پهنای فرکانس هر کانال در این باند 7 مگاهرتز در نظر گرفته شده است.

کاربرد و عملکرد VHF

در کل فرکانس VHF اغلب به عنوان " باند رادیویی به طور گسترده ای در تلویزیون، رادیو FM، تلفن همراه، پیجر، دستگاه سهام اطلاعات، ارتباطات مایکروویو و رادار استفاده می شود. 

انواع انتشار امواج رادیویی در فضای آزاد، تا به زمان و محدودیت های جغرافیایی، صلیب فرکانس های کف و، بدون محدودیت و مقررات، به ناچار تولید تعامل، به طوری که استفاده از امواج رادیویی در جهان به یک نیاز یکنواخت، به طوری که تعامل بین آنها به حداقل برسد.

نوشته شده توسط افشین رشید در جمعه پانزدهم شهریور ۱۳۹۸

مدارات مخابراتی فشرده فرکانس بالا (فرکانس 300 مگاهرتز تا 1 تراهرتس )

مدارات مخابراتی فشرده فرکانس بالا شاخه ای از علم مدارات الکترونیکی است که به ساخت مدارات مخابراتی از فرکانس 300 مگاهرتز تا 1 تراهرتس میپردازند . 
 هدف این فرآیند مخابراتی در نهایت ساخت آی سی یا مدار فشرده  است .

طراحی 4 بلاک اصلی مدارات مخابراتی: 

 تقویت کننده کم نویز ، میکسر ، اسیلاتور و تقویت کننده توان میپردازد.

- تقویت کننده کم نویز:

تقویت‌کننده کم‌نویز یکی از مهمترین بلوک‌های به کار رفته در یک گیرنده راداری مانند گیرنده های راداری کنترل آتش محسوب می‌شود. در این مدار مخابراتی ؛ راداری یک تقویت‌کننده کم‌نویز پهن‌باند در محدوده فرکانسی 5/2 تا 5/5 گیگا هرتز ارائه شده است.

 ساختار این مدار در طبقه ورودی به صورت سورس مشترک تعریف شده و تکنولوژی مورد استفاده در طراحی این تقویت‌کننده است. ولتاژ تغذیه مدار 5/1 ولت و توان مصرفی آن18 میلی وات است. تقویت کننده در محدوده تعریف شده از پایداری مناسبی برخوردار می باشد، حداکثر مقدار بهره به‌دست آمده برابر با 3/11 دسیبل و حداقل آن برابر با 8 دسیبل می باشد. حداقل مقدار عدد نویز در سراسر محدوده فرکانسی کمتر از 3/2 دسیبل، ضریب بازگشت ورودی و خروجی کم‌تر از 8- دسیبل می باشد، برای بهبود خطینگی مرتبه سوم این مدار از روش DS استفاده شده است و مقدار IP3 برای مدار پیشنهادی می باشد، در مدار پیشنهادی به دلیل این که از ترانزیستورهای مکمل در طبقه ورودی استفاده شده است مقدار خطینگی مرتبه دوم مناسب به دست آمده است.

_ میکسر و  اسیلاتور OSC

گیرنده فرستنده های آنالوگ عموما به دو دسته طبقه بندی می شوند. AM ، که در آن اطلاعات ارسالی در دامنه موج حامل مدوله شده و گیرنده فرستنده های FM که در آن اطلاعات ارسالی در فاز موج حامل قرار می گیرد.

عموما گیرنده فرستنده ها دارای بخش های زیر هستند:

•اسیلاتور، که فرکانس موج کاریر باند فرستنده رادیویی را تعیین می کند.

•میکسر ، که اطلاعات ارسالی را در باند فرکانسی مورد نظر مدوله می کند.

همانطور که گفته شد در طراحی هر گیرنده و فرستنده دو بخش اصلی وجود دارد. اسیلاتور و میکسر . اسیلاتور فرکانس موج حامل را تعیین می کند. در اینجا مداری را که می خواهیم طراحی کنیم باند وسیعی از فرکانس های رادیویی AM  مانند باند ۱۰۴مگا هرتز ، فرکانس ۹۸ مگا هرتز  و … و همچنین باند مورد استفاده برای فرستنده AM طراحی شده در این پروژه می باشد . بنابراین در طراحی اسیلاتور موج حامل از یک خازن متغیر در مدار تیونر اسیلاتو استفاده می کنیم.بنابراین اولین قدم در طراحی یک گیرنده فرستنده ، طراحی اسیلاتور است. اسیلاتور در واقع مداری است که پس از طی مدت زمان کوتاهی پس از اتصال تغذیه DC ، به نوسانات پایدار می رسد. اسیلاتور ها در ابتدا با استفاده از فیدبک مثبت ناپایدار شده و دامنه نوسانات رو به افزایش می نهد. اما در دامنه ای معین این افزایش دامنه متوقف شده و نوسان ساز در آن دامنه شروع به نوسان می کند. لذا به طور خلاصه خصوصیات یک اسیلاتور را می توان به شرح زیر توصیف نمود:

۱-   یک اسیلاتور بایستی دارای فیدبک مثبت برای افزایش دامنه نوسانات باشد.

۲-  یک اسیلاتور می بایست پس از رسیدن به دامنه نهایی از ناپایدار شدن نوسانات جلوگیری کند. و با آن دامنه به نوسانات خود ادامه دهد.این امر از طرق مختلفی قابل دستیابی است. برای مثال استفاده از خاصیت بهره ترانزیستور که در آن با افزایش دامنه سیگنال اعمالی به بیس ترانزیستور،  بهره تقویتی ترانزستور کاهش می یابد و به جای تقویت ، تضعیف صورت می گیرد. بهره متغیر ترانزیستور با پارامتر (x)g   نشان داده می شود. و با سیگنال اعمالی به بیس ترانزیستور رابطه معکوس دارد.

تقویت کننده توان یا power amplifier یا  مخفف PF

برای تامین توان بارهای مقاومتی بزرگی مثل بلندگو یا موتور به کار رفته در یک ربات، به تقویت‌کننده‌های توان نیاز است.کار اصلی تقویت‌کننده توان که به عنوان «تقویت‌کننده سیگنال بزرگ» نیز شناخته می‌شود، تحویل توان (ضرب ولتاژ در جریان) به بار است. 

اساساً یک تقویت‌کننده توان، تقویت‌کننده ولتاژ نیز هست، با این تفاوت که مقاومت بار متصل به مدار در این حالت نسبتاً کم است. مثلاً یک مصرف کننده 4 یا ۸ اهمی، سبب ایجاد جریان زیادی در پایه کلکتور ترانزیستور می‌شود.به دلیل وجود این جریان‌های بار زیاد، ترانزیستور یا ترانزیستورهایی که در طبقات خروجی تقویت‌کننده‌ها به کار می‌روند، مانند 2N3055، باید ولتاژ و توان بالاتری از ترانزیستورهایی مانند BC107 داشته باشند که در تقویت‌کننده‌های سیگنال کوچک به کار می‌روند.

نوشته شده توسط افشین رشید در سه شنبه پانزدهم مرداد ۱۳۹۸

باند فرکانسی زِتا هرتز zettahertz در سیستم های فرکانس های بالا HF

( زِتا هرتز ) برابر است با تعداد چرخه در ثانیه. فراوانی هر پدیده با تغییرات دوره ای منظم می تواند در هرتز بیان شود ، اما این اصطلاح بیشتر در ارتباط با جریان های الکتریکی متناوب ، امواج الکترومغناطیسی (نور ، رادار و غیره) و صدا استفاده میشود . این بخشی از سیستم واحد های فرکانسی (SI) است که مبتنی بر سیستم متریک است و امروزه مورد استفاده گسترده قرار می گیرد ، اگرچه در علوم مخابرات اصطلاح "چرخه در ثانیه" را به طور کامل جایگزین نشده است.

واحد های دیگر برای اندازه گیری فرکانس نیز وجود دارد، از قبیل : دور بر دقیقه (rpm) و نیز سیکل بر ثانیه میباشد. (زِتا هرتز ) از انواع باند فرکانسی و امواج رادیویی متزلزل و قابل نوسان می باشند و این بدان معناست که مکررا افزایش می یابند و به نقطه ارتعاش و نوسان می رسند که در اصطلاح به آن " پیک " می گوئیم و دوباره به حداقل و پائین ترین حد خود می رسند که در اصطلاح فیزیک آن را " فید " یا " کاهش فرکانس " می نامیم؛ پس به طور مکرر این افزایش و کاهش فرکانس در این امواج پدید می آیند.

نوشته شده توسط نویسنده 3 در جمعه چهارم مرداد ۱۳۹۸

آثار مخرب قدرت نفوذ امواج بر حسب کاربری فرکانس ها (عمومی _ نظامی)

انرژی الکترو مغناطیسی توسط بدن جذب می شود و به انرژی حرارتی تبدیل می گردد که اگر میزان جذب انرژی از حدود 4وات بر متر مربع، بیشتر شود، دمای بدن را به اندازه 1 تا 2 درجه سانتی گراد افزایش می دهد. لذا از این امواج در فرکانس های نزدیک به ۲۷MHz و MHz ۲۵۰ برای مقاصد درمانی استفاده می شود. فرکانس های Extra Low Frequency در حدود 50 تا 80 هرتز، خطرناک ترین فرکانس ها برای بدن می باشند. در این فرکانسها جریان بسیار کوچک باعث آثار بیولوژیک قابل توجهی می شوند. به عنوان مثال عبور جریان MA23 در فرکانس های حدود 50 تا 60 هرتز منجر به شوک دردناک و مشکلات شدید قلبی و تنفسی می شود؛ در حالی که اثری مشابه در فرکانس های Khz 100 با جریانی حدود MA 20 ایجاد میشود.

قدرت نفوذ امواج الکترومغناطیس در سلاح های نظامی وECM جنگ الکترونیک

 در زمینه امواج الکترو مغناطیسی که به طور طبیعی در اطراف ما وجود دارد مانند امواج موبایل، رادار، مایکروویو، رادیو، تلویزیون و بررسی های انجام شده بر روی انسان هایی که در نزدیکی (منبع تولید امواج پر قدرت الکترو مغناطیس) زندگی می کنند، به بررسی آثار ناشی از این امواج می پردازیم. از طرف دیگر، سلاح های الکترو مغناطیس که توسط کشورهای پیشرفته جهت صدمه و آسیب رسانی به انسانها و مراکز الکتریکی و الکترونیکی از جمله ادوات ، ادارات و مراکز نظامی ساخته می شوند. 

نکته : بطور کلی امواج فرکانس بالا (طول موج بالاتر ) بیشترین قدرت نفوذ را دارا میباشند و پر قدرت ترین و کاربردی ترین امواج مخابراتی _دیتا (امواج ماکروویو ) میباشد. که این امواج خود قابل تضعیف و تقویت میباشد.

اگر بافتهای حساسی مانند چشم یا تخمدانها در معرض تابش شدید الکترو مغناطیس قرار بگیرند، ممکن است ضایعات مشخصی در این بافت ها ایجاد شود. پرتوگیری مایکروویو با بازده زمانی حدود 2 تا 3 ساعت و با SAR حدود 100تا140 وات بر متر مربع باعث افزایش دمای لنزی حدود 43-41 درجه میشود. 

اثرات زیان بار امواج الکترو مغناطیس شامل امواج رادار، مایکروویو و بر روی انسان: 

بیشترین اثرات حیاتی امواج الکترو مغناطیسی ناشی از امواج مایکروویو، سیستم های راداری، امواج رادیویی و ، بر روی نظامیان و افرادی است که در نزدیکی این ایستگاه ها زندگی می کنند. حتی تلفن همراه که یکی از مهم ترین منابع میدانهای الکترو مغناطیس می باشد و فرکانسهای بالایی در حدود MHz900 تا بیش از Ghz1 را ارسال و دریافت می کند، باعث آثار زیانباری خواهد شد. تحقیقات انجام شده بر روی این امواج نشان داد که اثرات این امواج بر روی تولید مثل، منجر به مشکلات ژنتیکی بعد از زایمان و به خصوص سندرم داون می شود. در تحقیقی بر روی کارگران، جوابهای مثبت و منفی ناشی از تاثیر این امواج بر زاد و ولد مشاهده شد. باید توجه داشت که تعداد افراد مورد مطالعه بسیار کم است و همچنین شدت امواج را در این افراد، نمی توان به وضوح اندازه گیری کرد. ابتلاء به سرطان، افزایش خطر ابتلاء به لوسمی و لنفوم در بین نظامیانی که در معرض میدانهای الکترو‌مغناطیس قرار گرفته بودند، مشاهده گردید اما شدت میدان در این تحقیق به خوبی مشخص نشده است.

نکته: هر مقدار که قدرت امواج الکترومغناطیس بیشتر باشد .آسیب مخرب ناشی از  آن نیز بیشتر است.

زمانی که فرکانس امواج از Khz100 به Mhz10 افزایش یابد؛ آثار ناشی از میدانهای قوی از تحریک عصبی عضلانی به سمت آثار گرمایی تغییر می‌کند. در فرکانس Khz100 تحریک اولیه به صورت تیک عصبی و در Mhz10 این اثر به صورت گرم شدن مغناطیسی بروز می کند. گرم شدن به میزان 1 تا 2 درجه سانتی گراد میتواند سلامتی فرد را به خطر بیندازد.

نوشته شده توسط افشین رشید در یکشنبه سی ام تیر ۱۳۹۸

دسیبل یا (db) در اندازه گیری و توان قدرت سیگنال ها و  فرکانس های مخابراتی -ارتباطی_ ماهواره ای

امواج الکترومغناطیس ماده نیستند بلکه صورتی از انرژی هستند که از ترکیب میدان های الکتریکی ومغناطیسی عمود برهم درست شده اند ودرجهت عمود بر صفحه تشکیل شده از این دو میدان انتشار می یابند .

مقادیر و معادلات بر اساس dB در تمام فعالیتهای حرفه ای که در آنها مباحث انتشار رادیویی بررسی میشوند، قدرت سیگنالها، بهره ها و اتلافها عمدتا به شکل dB بیان میشوند. بدین ترتیب میتوانیم از شکل dB معادلات که استفاده از آنها راحتتر از شکاعادی معادلات است استفاده کنیم. 

هر عددی که به شکل dB بیان میشود لگاریتمی است و این امر بدان معناست که ما به راحتی میتوانیم اعدادی را که مقدار آنها چند مرتبه با یکدیگر متفاوت است به راحتی با هم مقایسه کنیم. برای راحتی ما اعدادی را که به شکل غیر dB بیان میشوند را «خطی» مینامیم تا بتوانیم آنها را از شکل لگاریتمی dB اعداد متمایز کنیم. اعداد بیان شده بر حسب dB دارای این مزیت هستند که کار کردن با آنها بسیار راحت است: 
- برای ضرب کردن اعداد خطی، لگاریتمهای آنها را با هم جمع کنیم. 
- برای تقسیم کردن اعداد خطی، لگاریتمهای آنها را از هم کم میکنیم. 

- برای محاسبه توان n ام یک عدد خطی، لگاریتم آن را بر n ضرب میکنیم. 
- برای محاسبه ریشه n ام یک عدد خطی، لگاریتم آن را بر n تقسیم میکنیم. 
برای اینکه بیشترین استفاده را از این تسهیلات ببریم، باید اعداد را در همان مراحل اولیه به شکل dB بنویسیم و در مراحل نهایی آنها را به شکل خطی برگردانیم (در صورت نیاز). در بیشتر حالتها در مراحل نهایی نیز جوابها به شکل dB باقی میمانند. 
 

درک این مطلب مهم است که هر عددی که بر حسب dB بیان میشود باید به صورت یک نسبت باشد (که به صورت لگاریتم در آمده است). مثالهای معمول آن بهره تقویت کننده ها و آنتنها و اتلاف در مولدها یا انتشارهای رادیویی است.

نوشته شده توسط افشین رشید در شنبه پانزدهم تیر ۱۳۹۸

شکست فرکانس Frequency failure (ساختار و عملکرد)

وقتی موج الکترو مغناطیسی به یک سطح برخورد می کند ، تا حدی از سطح منعکس شده و به سطح آن شکسته می شود و شکست فرکانس Frequency failure بوجود می آید ، میزان انعکاس و شکست آن به خصوصیات سطح بستگی دارد. اگر موج به سطحی برخورد کند که کاملاً صاف نباشد ، در همه جَهات منعکس می شود. فقط بخش بسیار کمی از موج اصلی در جهت گیرنده منعکس می شود.

در علوم مخابرات فرکانس را می‌توان تعداد تکرار یک واقعه در واحد زمان تعریف کرد. این تعریف که به فرکانسِ زمانی نیز موسوم است، به تقابل دو فرکانسِ زاویه‌ای و فرکانسِ فضایی تاکید دارد.در علوم مخابرات میتوانیم تعریف فرکانس را موسم به دوره (Period) استخراج کنیم. دوره که اصولاً با نام دوره تناوب شناخته می‌شود، مدت زمانی است که یک رخداد یا واقعه، روند یا سیکل (Cycle) کاملی را  (۱ بار) کامل طی می‌کند و در واقع دوره تناوب را می‌توانیم عکس فرکانس تعریف کنیم. فرکانس یکی از مهم‌ترین پارامتر‌های  علوم مخابرات است که به وسیله‌ آن، تمامی پدیده‌های ارتعاشی، نوسانی و انواع موج‌های مکانیکی و صوتی را تفسیر می‌کنند. از آنجا که دوره تناوب و فرکانس در واقع یک مفهوم هستند، جهت راحتی کار، معمولاً برای امواج آهسته و طولانی نظیر امواج سطحی اقیانوس‌ها از دوره تناوب موج و برای امواج کوتاه و سریع از فرکانس استفاده می‌کنند.واحد فرکانس Hz یا به نوعی برثانیه میباشد.در علوم مخابرات فرکانس مفهومی است که در هر جا امواج در‌حال (رفت و آمد) منظم در حال تکرار است مثلا تعداد رفت و آمد امواج  در ثانیه، اگر در یک ثانیه ۶ بار تکرار شود  در آن صورت  فرکانسش میشود 6 hz  هرتز (فرکانس با واحد هرتز (Hz) اندازه گیری می شود )برخی کلمات در مباحث مختلف معنای متفاوتی دارند که فرکانس نیز از آن دسته است.تعریف عمومی یا جنرال فرکانس عبارت است از تعداد چرخه در ثانیه (Cycles Per Second) به عبارت دیگر تعریف عمومی فرکانس تعداد تکرار یک کار تکراری در واحد زمان است (که معمولاً واحد زمان را ثانیه می‌گیرند).

نوشته شده توسط افشین رشید در پنجشنبه سی ام خرداد ۱۳۹۸

فرکانس Resonance رزونانس یا تَشدید فرکانس

فرکانس Resonance رزونانس نوسانات یک سیستم با رزونانس طبیعی یا بدون فشار آن است. رزونانس  زمانی  اتفاق  می افتد ، که یک سیستم  قادر به ذخیره و انتقال انرژی به راحتی بین حالت های مختلف ذخیره سازی ، مانند انرژی جنبشی یا انرژی پتانسیل است که می توانید با یک آونگ ساده پیدا کنید. بیشتر سیستم ها دارای یک فرکانس Resonance رزونانس و چندین فرکانس هارمونیک هستند که به تدریج در دامنه کم می شوند و از مرکز فاصله می گیرند.

این فرکانس به اندازه ، شکل و ترکیب جسم بستگی دارد. چنین جسم وقتی در معرض لرزش ها یا تکانه های منظم با فرکانس برابر یا خیلی نزدیک به فرکانس طبیعی آن قرار بگیرد ، به شدت لرزش می کند. این پدیده را رزونانس می نامند. از طریق رزونانس ، یک لرزش نسبتاً ضعیف در یک جسم می تواند باعث لرزش شدید در دیگری شود. به طور قیاس ، اصطلاح رزونانس نیز برای توصیف پدیده ای استفاده می شود که توسط آن یک جریان الکتریکی در حال نوسان توسط سیگنال الکتریکی با فرکانس خاص تقویت می شود.چیز‌های زیادی در طبیعت، فرکانس خود رزونانس دارند. معنی این حرف این نیست که به‌خودی‌خود نوسان کنند، بلکه به این مفهوم که اگر توسط یک انرژی بیرونی تحریک شوند، در یک فرکانس مشخص رزونانس می ‌کنند. از رزونانس الکتریکی برای تنظیم و افزایش قدرت فرکانس مخابراتی استفاده می شود. تنظیم شامل ایجاد مدار با فرکانس رزونانس برابر با فرکانس مشخص شده ایستگاه مخابراتی مورد نظر است.در حالت کلی، فرکانس تشدید همان فرکانس طبیعی سیستم است. رفتار سیستم در فرکانس رزونانس (یا نزدیک آن) به طرز عجیبی با رفتار سیستم در فرکانس‌های دیگر متفاوت است. 

هنگامی که یک نیروی نوسان در فرکانس رزونانس یک سیستم دینامیکی اعمال می شود ، سیستم در یک دامنه بالاتر از زمانی که همان نیرو در سایر فرکانس های غیر تشدید شده اعمال می شود ، نوسان می کند. فرکانسهایی که دامنه پاسخ در آنها حداکثر نسبی است. به عنوان فرکانس های تشدید (رزونانس Resonance) یا فرکانس های رزونانس سیستم نیز شناخته می شوند. نیروهای دوره ای کوچک که در نزدیکی فرکانس رزونانس سیستم قرار دارند ، به دلیل ذخیره انرژی لرزش توانایی تولید نوسانات دامنه بزرگ در سیستم را دارند. فرکانس رزونانس تقریباً برابر با فرکانس طبیعی سیستم است که فرکانس ارتعاشات بدون استفاده است. برخی از سیستم ها دارای فرکانس های مختلف ، متمایز و رزونانس هستند.

نوشته شده توسط افشین رشید در چهارشنبه پانزدهم خرداد ۱۳۹۸ |

فرکانس چیست (فرکانس فضایی یا مکانی _ فرکانس زاویه ای )

نکته :  در علوم مخابرات فرکانس را می‌توان تعداد تکرار یک واقعه در واحد زمان تعریف کرد. این تعریف که به فرکانسِ زمانی نیز موسوم است، به تقابل دو فرکانسِ زاویه‌ای و فرکانسِ فضایی تاکید دارد.

در علوم مخابرات میتوانیم تعریف فرکانس را موسم به دوره (Period) استخراج کنیم. دوره که اصولاً با نام دوره تناوب شناخته می‌شود، مدت زمانی است که یک رخداد یا واقعه، روند یا سیکل (Cycle) کاملی را  (۱ بار) کامل طی می‌کند و در واقع دوره تناوب را می‌توانیم عکس فرکانس تعریف کنیم. فرکانس یکی از مهم‌ترین پارامتر‌های  علوم مخابرات است که به وسیله‌ آن، تمامی پدیده‌های ارتعاشی، نوسانی و انواع موج‌های مکانیکی و صوتی را تفسیر می‌کنند. از آنجا که دوره تناوب و فرکانس در واقع یک مفهوم هستند، جهت راحتی کار، معمولاً برای امواج آهسته و طولانی نظیر امواج سطحی اقیانوس‌ها از دوره تناوب موج و برای امواج کوتاه و سریع از فرکانس استفاده می‌کنند. 

نکته: در سیستم‌های مکانیکی دوار نیز که با واحد rpm (دور بر دقیقه) سنجیده می‌شوند، به هر 60 دور در دقیقه، 1 هرتز می‌گویند.

فرکانس زاویه ای یا  (Angular Frequency)

فرکانسِ زاویه‌ای که با نماد یونانی «اُمگا» (Omega : ω) نمایش داده می‌شود، پارامتری است که میزان یا نرخ تغییر (جابه‌جایی) زاویه‌ای بر حسب رادیان را در سیستم‌های دوار (چرخشی) توصیف می‌کند. همچنین در امواج متناوب سینوسی شکل (sinusoidal) میزان تغییر فاز را مشخص می‌کند.

فرکانس فضایی یا مکانی (Spatial Frequency)

فرکانسِ فضایی همانند فرکانس زمانی تعریف می‌شود. با این تفاوت که محور زمانی با محور مکانی (یک یا چند بعدی) جایگزین می‌شود. عدد جایگزین که به عدد موج معروف است، همان فرکانسِ فضایی بوده که با واحد رادیان بر متر اندازه‌گیری می‌شود. در حالت‌های دو و سه بعدی، عدد موج فرم برداری، موسوم به بردار موج، به خود می‌گیرد.

نوشته شده توسط افشین رشید در دوشنبه سی ام اردیبهشت ۱۳۹۸

فرکانس frequncy چیست ؟؟ نحوه عملکرد و کاربرد

نکته : واحد فرکانس Hz یا به نوعی برثانیه میباشد.در علوم مخابرات فرکانس مفهومی است که در هر جا امواج در‌حال (رفت و آمد) منظم در حال تکرار است مثلا تعداد رفت و آمد امواج  در ثانیه، اگر در یک ثانیه ۶ بار تکرار شود  در آن صورت  فرکانسش میشود 6 hz  هرتز (فرکانس با واحد هرتز (Hz) اندازه گیری می شود )

برخی کلمات در مباحث مختلف معنای متفاوتی دارند که فرکانس نیز از آن دسته است.تعریف عمومی یا جنرال فرکانس عبارت است از تعداد چرخه در ثانیه (Cycles Per Second) به عبارت دیگر تعریف عمومی فرکانس تعداد تکرار یک کار تکراری در واحد زمان است (که معمولاً واحد زمان را ثانیه می‌گیرند). 

انواع مختلف فرکانس ها بر حسب کاربرد در (علوم مخابرات)

به طور کلی امواج رادیویی دارای سه ویژگی می باشند :

* فرکانس
* طول موج
* قدرت

امواج رادیویی متزلزل و قابل نوسان می باشند و این بدان معناست که مکررا افزایش می یابند و به نقطه ارتعاش و نوسان می رسند که در اصطلاح به آن " پیک " می گوئیم و دوباره به حداقل و پائین ترین حد خود می رسند که در اصطلاح فیزیک آن را " فید " یا " کاهش فرکانس " می نامیم؛ پس به طور مکرر این افزایش و کاهش فرکانس در این امواج پدید می آیند.

پنج فرکانس برای انواع سیستم های مخابراتی در دنیا در نظر گرفته شده است: 

1) سیستم های فرکانس پائین ( LF )

2) سیستم های فرکانس بالا ( HF )

3) سیستم های باند رادیویی غیر حرفه ایبه طورکلی فرکانس در حدود 440-430 مگاهرتز

4) سیستم های فرکانس های بالای الترا ( UHF )

5) سیستم های مایکروویو (Microwave )

به زبان ساده، فرکانس یعنی تعداد چرخه در ثانیه و یا تعداد تکرار یک کار تکراری در واحد زمان است. (واحد زمان را معمولا ثانیه در نظر می گیرند).

نوشته شده توسط افشین رشید در یکشنبه پانزدهم اردیبهشت ۱۳۹۸

امواج رادیویی و تقسیم بندی باند ها و فرکانس ها (فرکانس ها و سیگنال ها)

ارتباطات به وسیله امواج رادیویی، برپایه قوانین فیزیک و انرژی امواج الکترومغناطیسی استوار است. بدین منظور برخی مفاهیم اولیه مربوط به این موضوع را به اجمال از نظر می‌گذرانیم.

 همه ما تاکنون عباراتی نظیر UHF, VHF, AM, FM و … را شنیده‌ایم. فضای اطراف ما آکنده از امواج رادیویی است که در تمام جهات در حال انتشار و عبور و مرور می‌باشند. اصولا یک موج رادیویی یک موج الکترومغناطیسی می‌باشد که معمولا توسط آنتن منتشر می‌گردد. امواج رادیویی دارای فرکانس‌های مختلفی هستند، که برحسب کاربری مطابق با استانداردهایی تقسیم‌بندی شده‌اند. 

امواج رادیویی در هوا با سرعتی نزدیک به سرعت نور انتقال می‌یابند. این امر یکی از مهم‌ترین مزایای این فناوری می‌باشد که نقش بسزایی در تسریع ارتباط به عهده دارد.

واحد اندازه ‌گیری فرکانس رادیویی hertz “هرتز” یا “سیکل بر ثانیه” است و برای فرکانس‌های بزرگ‌تر، جهت خواندن و نوشتن از عباراتی مانند KHz “کیلوهرتز”، MHz “مگا هرتز” و … استفاده می‌شود. در جدول  تقسیم بندی فرکانس‌ها برحسب واحد آمده است.

امواج رادیویی دارای فرکانس‌ها و باندهای مختلفی هستنتد، به وسیله یک گیرنده مخصوص رادیویی شما می‌توانید، امواج مربوط به همان گیرنده را دریافت نمایید. برای مثال زمانی که شما مشغول گوش دادن به یک ایستگاه رادیویی هستید، گوینده فرکانس 91.5 MHz و باند FM را اعلام می‌کند. رادیوی FM شما تنها می‌تواند گستره فرکانسی تخصیص یافته مربوط به خود را دریافت نماید.

Wavelength یا طول موج یک سیگنال الکترومغناطیسی با فرکانس یا بسامد آن رابطه معکوس دارد، بدین معنی که بالاترین فرکانس کوتاه ‌ترین طول موج را دارا می‌باشد . در کل سیگنال‌های با طول موج‌های بلند تر مسافت بیشتری را می‌پیمایند و از قابلیت نفوذ بهتری در میان اجسام در برابر سیگنال‌های دارای طول موج کوتاه برخوردارند.

  جدول باندهای فرکانسی

 دردسته بندی امواجی که قبلا ذکر شد هر گروه کاربردهای خاص خود را دارد در زیر برخی از آنها آمده است :

۱-متحرک هوانوردی

۲-ناوبری رادیویی

۳- آماتور

۴-آماتور ماهواره ای

۵-پخش همگانی صدا

۶- متحرک خشکی

۷-متحرک دریایی

۸- هواشناسی ماهواره ای

۹-تعیین موقعیت رادیویی و ماهواره ای

۱۰-تحقیقات فضایی

۱۱-پخش تصاویر تلویزیونی

و غیره… که خود نیز دارای دسته بندی هستند.

یک موج رادیویی یک موج الکترومغناطیسی است که میتواند بوسیله یک آنتن انتشار یابدوهمانطور که میدانید امواج رادیویی فرکانسهای متفاوتی دارند  یکی از  سوالهای ابتدایی شما ممکن است این باشد که چرا برخی از امواج و فرکانسهایی که حتی بر روی یک باند مشترک منتشر می شوندمثلا باند “F M” چرا بوسیله رادیوهای گیرنده خانگی قابل دریافت نمی باشند؟
پاسخ این است که گیرنده خانگی شما فقط میتواند باندهاوفرکانسهایی را که کارخانه سازنده از پیش برای آن تعیین کرده و مثلا برای موج  FM    بین   megahertz   88 تا   megahertz   108 می باشد را دریافت نماید.

 در زیر بخشی از کاربردهای این امواج با ذکر محدوده فرکانسی آمده است:

رادیوهای AM از 535 کیلو هرتز تا 1.7MHz

رادیوهای موج کوتاه: 509 MHz تا 26.1 MHz

رادیوهای باند شهری: 26.96MHz  تا 27.41MHz

رادیوهایFM از 88 تا 108MHz

و برخی تقسیمات جزئی‌تر عبارتند از:

سیستم‌های دزدگیر، دربازکن بدون سیم پارکینگ و … : در حدود 40MHz

تلفن‌های بدون سیم متداول: در حدود 40 MHz الی 50 MHz

هواپیماهای مدل کنترلی: در حدود72MHz

ماشین‌های اسباب‌بازی رادیو کنترلی: درحدود 75MHz

گردنبند ردیابی حیوانات: 215MHz الی 220MHz

تلفن‌های سلولی (مانند موبایل):824MHz الی 849MHz

تلفن‌های جدید بدون سیم: در حدود 900MHz

سیستم‌های موقعیت‌یاب ماهواره‌ای: 1.227 MHz الی 1.577 MHz

تعداد دیگری از دسته بندیهای فرکانسی را مشاهده مینمایید:

AM radio: 535 kilohertz to 1.7 megahertz  
Short wave radio: bands from 5.9 megahertz to 26.1 megahertz 
Citizens Band (CB) radio: 26.96 megahertz to 27.41 megahertz 
Television stations: 54-88 megahertz for channels 2-6 
FM radio: 88 megahertz to 108 megahertz 
Television stations: 174-220 megahertz for channels 7-13 
Garage do Garage door openers, alarm systems, etc.: around 40 megahertz 
Standard cordless phones: Bands from 40 to 50 megahertz 
Baby monitors: 49 megahertz 
Radio controlled airplanes: around 72 megahertz, which is different from… 
Radio controlled cars: around 75 megahertz 
Wildlife tracking collars: 215 to 220 megahertz 
MIR space station: 145 megahertz and 437 megahertz 
Cell phones: 824 to 849 megahertz 
New 900 MHz cordless phones: Obviously around 900 megahertz! 
Air Traffic Control radar: 960 to 1,215 megahertz 
Global Positioning System: 1,227 and 1,575 megahertz 
Deep space radio communications: 2290 megahertz to 2300 megahertz

Global Positioning System: 1,227 and 1,575 megahertz 
New 900 MHz cordless phones: Obviously around 900 megahertz!

Air Traffic Control radar: 960 to 1,215 megahertz 
Deep space radio communications: 2290 megahertz to 2300 megahertz

نوشته شده توسط افشین رشید در جمعه شانزدهم فروردین ۱۳۹۸