چگونه صدا از طریق تلفن منتقل می شود

چگونه صدا از طریق تلفن منتقل می شود

فرستنده: اطلاعات را گرفته، آن را به سیگنال تبدیل و سیگنال را وارد کانال مخابراتی می‌کند.

کانال مخابراتی: سیگنال را حمل می‌کند و شامل محیط انتقال مانند هوا و فضا، کابل مسی و فیبر نوری و … می‌ شود.

گیرنده: سیگنال را از کانال دریافت گرده و آن را به اطلاعات قابل استفاده تبدیل می‌کند.

به‌طور مثال دکل‌ رادیویی در ارسال‌های رادیویی، شامل یک رادیوی فرستنده، فضای آزاد به عنوان کانال مخابراتی و رادیوی گیرنده است.

معمولاً سیستم‌های مخابراتی دو طرفه هستند، و یک دستگاه واحد، نقش فرستنده و گیرنده را ایفا می‌کند(ترانسیور).

مثلاً، تلفن همراه یک دستگاه ترانسیور است. مخابره پیام از طریق خطوط تلفن را ارتباط نقطه به نقطه می‌گویند، زیرا بین یک فرستنده و یک گیرنده است.

مخابرات از طریق ارسال رادیویی را ارتباط پخشی می‌نامند زیرا بین یک فرستنده قوی و گیرنده‌های بسیار است.

سیگنال‌ها به صورت آنالوگ یا دیجیتال هستند. در حالت آنالوگ، سیگنال در حوزه زمان به‌طور پیوسته وجود دارد و نیز می‌تواند هر مقداری (ولتاژ) داشته باشد. سیگنال دیجیتال اگر چه همچنان در حوزه زمان پیوسته است اما به صورت دسته‌ای از مقادیر گسسته (مثلاً صفر و پنج ولت) کد می‌شود. هر سیگنال چه آنالوگ و چه دیجیتال می‌تواند حاوی اطلاعات باشد.

اطلاعات موجود در هر یک از سیگنال‌های آنالوگ و دیجیتال هنگام انتقال با نویز، با هم مخلوط می‌شوند و باعث از بین رفتن اطلاعات موجود در سیگنال می‌شوند.

مجموعه‌ای از فرستنده‌ها، گیرنده‌ها یا ترانسیورها که با هم ارتباط دارند را شبکه می‌نامند. شبکه‌های دیجیتالی حاوی یک یا دو مسیریاب هستند که اطلاعات را به کاربر هدایت می‌کنند.

یک شبکه ممکن است شامل یک یا دو سوئیچ باشد که ارتباط بین یک یا دو کاربر را برقرار می‌کنند. در هر شبکه، ممکن است تکرارکننده‌ها لازم باشند تا سیگنال را در زمانی که در فواصل دور منتقل می‌شود، تقویت کنند. این کار برای مقابله با تضعیفی است که مانع از تشخیص سیگنال از نویز می‌شوند.

کانال بخشی از زنجیره انتقال سیگنال است که برای فرستادن اطلاعات در قالب سیگنال از آن استفاده می‌شود. مثلاً یک ایستگاه رادیویی ممکن است در کانال فرکانسی MHz ۹۶ پخش شود در حالیکه ایستگاه رادیویی دیگر ممکن است در MHz ۹۴۵ پخش شود. در این حالت کانال را بر حسب فرکانس قسمت بندی می‌کنیم و هر کانال، فرکانس جداگانه‌ای برای پخش دارد.

وقتی هر سیگنالی می‌توانند به هر کانالی برای ارسال دسترسی پیدا کند، آن را تقسیم زمانی چندگانه می‌نامند و گاهی در ارتباط دیجیتالی استفاده می‌شود.[۶]

شکل‌ دهی سیگنال برای انتقال اطلاعات را مدولاسیون می‌نامند. مدولاسیون یعنی سوار کردن اطلاعات بر روی یک سیگنال. به این سیگنال در اصطلاح سیگنال (موج) حامل گفته می‌شود. می‌توان از مدولاسیون برای ارسال زنجیره ای از داده‌های دیجیتال (صفر و یک) با استفاده از یک سیگنال آنالوگ استفاده کرد. این عمل را کلید زنی گویند و تکنیک‌های کلید زنی فراوانی وجود دارند. (شامل کلید زنی تغییر فازی، کلید زنی تغییر فرکانس، و کلید زنی تغییر دامنه).

مثلاً بلوتوث از کلید زنی تغییر فرکانس برای انتقال اطلاعات بین دستگاه‌ها استفاده می‌کند.

از مدولاسیون می‌توان برای انتقال (اطلاعات) سیگنال‌های آنالوگ فرکانس پایین (مانند صوت) با استفاده از سیگنال‌های فرکانس‌های بالا نیز استفاده کرد. این کمک بزرگی است زیرا سیگنال‌های آنالوگ با فرکانس پایین نمی‌توانند در فضای آزاد، به خوبی منتقل شوند. از این رو اطلاعات یک سیگنال آنالوگ با فرکانس پایین باید قبل از انتقال بر یک سیگنال با فرکانس بالاتر (که موج حامل نامیده می‌شود) سوار شود.

روش‌های مدولاسیون متفاوتی برای انجام این کار وجود دارند. (دو مورد از مهم‌ترین آن‌ها مدولاسیون دامنه و مدولاسیون فرکانس هستند).

مثال این روش صدای یک دی جی است که با استفاده از مدولاسیون فرکانس به فرکانس مرکزی ۹۶MHZ منتقل می‌شود (سپس این صدا در کانال «FM ۹۶» دریافت می‌شود).[۷]

مخابرات بخش مهمی از جامعه مدرن است. در سال ۲۰۰۶ تخمین زده‌اند که سود سالانه صنعت مخابرات ۲/۱ تریلیون دلار است که جزو ۳٪ سود خالص جهان (نرخ تبادل اداری) قرار دارد.[۸]

شرکت‌ها در سطح اقتصاد خرد از مخابرات، برای ایجاد امپراتوری‌های جهانی استفاده کرده‌اند. این در مورد خرده فروشی شبکه‌ای Amazon.com واضح است.

اما طبق نظر ادوارد لنرت، حتی یک خرده فروش معمولی مثل وال-مارت نیز با استفاده از مخابرات بهتر در زیرساخت‌هایش به سود بیشتری در مقایسه با رقبایش دست پیدا کرده‌است.[۹]

صاحب خانه‌ها در شهرها در سراسر جهان از تلفن هایشان برای انجام سرویس‌های خانه از تحویل پیتزا گرفته تا سیم کش استفاده می‌کنند.

حتی جوامع فقیر نیز برای استفاده از تلفن به خاطر مزیت‌های آن تشویق شده‌اند. در ناحیه نارشینگدی بنگلادش، روستایی‌های جدا از هم از تلفن‌های همراه برای ارتباط مستقیم با عمده فروشان و معامله بهتر کالاهایشان استفاده می‌کنند. در ساحل عاج، تولیدکنندگان قهوه از تلفن همراه برای دنبال کردن ساعتی تغییرات قیمت قهوه استفاده می‌کنند و محصولاتشان را با بهترین قیمت می‌فروشند.[۱۰]
لارنس هندریک رولر و لئونارد ویورمان در سطح اقتصاد کلان ارتباط علّی را بین زیر ساخت‌های مناسب مخابراتی و رشد اقتصادی پیدا کرده‌اند. بعضی‌ها ارتباطی را بین آن‌ها بیان می‌کنند اما برخی عقیده دارند این ارتباط علّی نیست.
با توجه به مزایای اقتصادی زیر ساخت‌های مناسب مخابراتی، این نگرانی فزاینده دربارهٔ شکاف دیجیتالی وجود دارد. زیرا همه جمعیت جهان دسترسی برابری به سیستم‌های مخابراتی ندارند.
یک تحقیق در سال ۲۰۰۳ توسط اتحادیه بین‌المللی مخابراتITU))) مشخص کرد که حدود یک سوم کشورها کمتر از ۱ اشتراک تلفن همراه برای هر ۲۰ نفر و یک سوم کشورها ۱ اشتراک خط ثابت برای هر ۲۰ نفر دارند.
در مورد دسترسی به اینترنت، تقریباً نیمی از کشورها ۱ از ۲۰ نفر امکانات اینترنت دارند. از این اطلاعات و اطلاعات آموزشی، سازمانITU توانست شاخصی را ایجاد کند که توانایی کلی شهروندان به دستیابی و استفاده از اطلاعات و تکنولوژی ارتباطات را مشخص کرد.[۱۱]
کشورهایی مانند سوئد، دانمارک و ایسلند با استفاده از این اطلاعات بالاترین رتبه را داشتند در حالیکه کشورهای آفریقایی مانند نیجر، بورکینا فاسو و مالی پایین تین رتبه را کسب کردند.

اشکال اولیه مخابرات شامل سیگنال‌های دود و طبل بودند. طبل را بومی‌های آفریقا، گینه نو و آمریکای جنوبی استفاده می‌کردند در حالیکه سیگنال‌های دود را بومی‌های آمریکای شمالی و چین استفاده می‌کردند.

بر خلاف تصور این سیستم‌ها معمولاً هدفشان بیش از تنها آگاهی از مکان اقامت بود.

در قرون وسطی حلقه‌هایی از آتش را بر سر تپه‌ها ایجاد می‌کردند. تا پیغامی را مخابره کنند.[۱۲]
در قرون وسطی، حلقه‌های آتش این نکته منفی را داشتند که تنها می‌توانستند قطعه کوچکی از اطلاعات را منتقل کنند، بنابراین معنای پیغامی مانند «دشمن دیده شد» باید از قبل مورد توافق قرار می‌گرفت. یکی از موارد قابل توجه استفاده از آن‌ها در طول جنگ اسپانیا بود که یک حلقه آتش پیغامی را از بندر پلای موت به لندن فرستاد.[۵]

در طول تاریخ در بعضی از فرهنگ‌ها کبوترهای خانگی برای ارسال خبر مورد استفاه قرار می‌گرفتند. ایستگاه‌های کبوتری فکری است که ریشه ایرانی دارد، و همچنین رومی‌ها نیز برای کمک به ارتش خود از آن استفاده می‌کردند.

فرانتینوس می‌گوید که ژولیوس سزار از کبوتر به عنوان پیک در فتح گل (کشور باستانی فرانسه) استفاده می‌کرد.

یونانیان اسامی برنده‌های بازی‌های المپیک را به این طریق به شهرهای مختلف می‌فرستادند.

تا قبل از آمدن تلگراف، این روش از ارتباطات بین تجار و سرمایه دارها رایج بود. دولت هلند در اوایل قرن ۱۹ با کمک پرنده‌هایی که از بغداد می‌آورد، از این سیستم در جاوه و سوماترا استفاده می‌کرد.

رویتر در سال ۱۸۴۹ از پیک‌های کبوتری برای اطلاع از قیمت سهام کالاها بین آخن (شهری در آلمان) و بروکسل استفاده می‌کرد، شیوه‌ای که تا آمدن تلگراف رایج بود.

کلود شَپ، مهندس فرانسوی، در سال ۱۷۹۲ اولین سیستم تلگرافی بصری ثابت (خط مخابره به وسیله علایم(سمافور)) را بین لیل و پاریس ساخت.

البته سمافور نیازمند کاربران متخصص و برج‌های گران در فواصل ده تا سی کیلومتری (شش تا نوزده مایل) بود. در رقابت با تلگراف الکتریکی، آخرین خط تجاری آن در سال ۱۸۸۰ از رده خارج شد.[۱۳]

در ایران قدیم از نور برای مخابره اطلاعات استفاده می‌شده به این صورت که: برج‌هایی آجری با فواصل معین از یکدیگر می‌ساختند و در این برج‌ها دو آتش با دو رنگ متفاوت روشن می‌کردند که این کار با متفاوت بودن سوخت هریک از مشعل‌ها امکان‌پذیر بوده‌است. پیام را با پوشاندن نور یکی از مشعل‌ها توسط سیستمی شبیه به سیستم مرس، می‌فرستادند.[نیازمند منبع]

اولین تلگراف الکتریکی تجاری را سر چارلز وتستون و سر ویلیام فوترگیل کوک ساختند و در ۹ آوریل ۱۸۳۹ آن را افتتاح کردند. وتستون و کوک هر دو، وسیله خود را پیشرفتی در تلگراف الکترومغناطیسی موجود و نه یک ابزار جدید می‌دانستند. ساموئل مورس جداگانه نوعی از تلگراف الکتریکی را ساخت و آن را به‌طور ناموفقی در ۲ سپتامبر ۱۸۳۷ به ثبت رساند.

چگونه صدا از طریق تلفن منتقل می شود

کدهای مورس پیشرفت بزرگی نسبت به روش سیگنالی وتستون بود. اولین کابل تلگراف بین اقیانوسی در ۲۷ ژوئیه ۱۸۶۶ کامل شد که مخابرات با آنسوی اقیانوس اطلس را برای اولین بار امکان‌پذیر کرد.

تلفن متداول به‌طور جداگانه توسط الکساندر گراهام بل و الیستاگری در سال ۱۸۷۶ ساخته شد.

آنتونیو میوچی اولین دستگاهی را که انتقال الکتریکی صدا را در طول یک خط امکان‌پذیر می‌ساخت، در سال ۱۸۴۹ ساخت. اما وسیله میوچی ارزش کاربردی کمی داشت زیرا به اثر الکتروفونیک وابسته بود و بنابراین کاربران باید گوشی را در دهانشان می‌گذاشتند تا صدا را بشنوند. اولین سرویس تجاری تلفن در سال‌های ۱۸۷۸ و ۱۸۷۹ در دو طرف اقیانوس اطلس در شهرهای نیوهاون و لندن ارائه شد.

جیمز لیندسی در سال ۱۸۳۲ یک نمایش از تلگراف بدون سیم برای دانشجویانش برگزار کرد. در سال ۱۸۵۴ او قادر به مخابره از طریق مصب رود تِی از شهر داندی در اسکاتلند به وودهون بود که مسافتی حدود دو مایل (۳ کیلومتر) است. او از آب به عنوان دالان مخابراتی استفاده کرد.
گوگلیلمو مارکونی در دسامبر ۱۹۰۱ مخابرات بی‌سیمی بین سنت جانز در نیوفندلاند (کانادا) و پولدهو در کورنوال (انگلیس) ایجاد کرد که جایزه نوبل سال ۱۹۰۹ در رشته فیزیک را از آن خود کرد (که او این جایزه را با کارل براون سهیم شد).[۱۴]

البته مخابرات رادیویی در سطح محدود را نیکولا تسلا در سال ۱۸۹۳ در انجمن ملی نور الکتریکی معرفی کرده بود.

جان لوگی برد در ۲۵ مارس ۱۹۲۵ توانست انتقال تصاویر متحرک را در یک فروشگاه زنجیره‌ای در لندن نشان دهد. وسیله بِرد بر دسیک نیپکو استوار بود و بنابراین به عنوان تلویزیون مکانیکی معروف شد.

این‌ها اساس پخش برنامه‌های آزمایشی بنگاه سخن‌پراکنی بریتانیا (BBC) شد که در ۳۰ سپتامبر سال ۱۹۲۹ آغاز شد. اما در سراسر قرن بیستم تلویزیون به اشعه لامپ کاتدی که کارل براون اختراع کرده بود، وابسته بودند.

اولین نوع از چنین تلویزیونی که قول داده شده بود به نمایش در آید، توسط فیلو فارنزورس ساخته شد و در ۷ سپتامبر ۱۹۲۷ به خانواده او نمایش داده شد.[۱۵]

در ۱۱ سپتامبر ۱۹۴۰ جرج استیبیتس (پدر کامپیوترهای دیجیتال) موفق شد با استفاده از ماشین تحریر معادلات پیچیده‌ای را در نیویورک بفرستد و جواب آن رادر کالجی در نیوهمپشایر دریافت کند.

این شیوه کامپیوترهای مرکزی تا دهه ۱۹۵۰ نیز محبوب بود. تا این که در دهه ۶۰ تحقیقات در مورد گزینش بسته‌ای (ارسال داده‌ها به صورت بسته‌های مجزا) آغاز شد، این تکنولوژی، به داده‌ها اجازه رفتن به کامپیوترهای دیگر را می‌داد بدون اینکه از یک کامپیوتر مرکزی عبور داده شود.

در ۵ دسامبر ۱۹۶۹، ۴ گره (نقاط اتصال در شبکه‌ها) به وجود آمد، این شبکه که مبنای به وجود آمدن ارپانت (آژانس پژوهش‌های پیشرفته تحقیقاتی) شد، در سال ۱۹۸۱ شامل ۲۱۳ گره شبکه‌ای شد.

توسعه ارپانت بر روی RFC Request for Comments)RFC متنی که حاوی اطلاعاتی دربارهٔ استانداردهای مطرح شده‌است، و هر RFC مثل سریال نامبر برنامه unic می‌باشد و قابل تغییر یا از بین بردن نیست) متمرکز بود. (چون در حین تشکیل از همگان می‌خواستند که نظرات خود را در مورد آن‌ها بدهند، به مدارک درخواست برای اعلام‌نظر یا (RFCs) معروف شدند). در ۷ آوریل ۱۹۶۹ RFC1 ساخته شد. این عمل مهم بود زیراکه آرپانت سرانجام در دیگر شبکه‌ها ادغام شد و اینترنت را به وجود آورد و بسیاری از قراردادها که اکنون اینترنت بر آن استوار است توسط RFCها مشخص شده‌است.

در سپتامبر ۱۹۸۱، RFC۷۹۱، پروتکل اینترنت(IPv4)را و RFC۷۹۳ قرارداد کنترل انتقال را معرفی کرد و بدین گونه مجموعه قراردادهای اینترنت (غالباً شامل این دو) که اینترنت امروزی بر آن اساس است به وجود آمد.

اما تنها پیشرفت‌های مهم حول RFC نبود. ۲ قرارداد مهم برای شبکه‌های محلی در دهه ۷۰ به وجود آمد.

اولاف سودربرم در ۲۹ اکتبر ۱۹۷۴ قرارداد حلقه رمزی را به ثبت رساند و قرارداد اترنت را رابرت متکالف و قرارداد ارتباطات انجمن ماشین آلات کامپیوتر را دیوید باگز نوشتند.

در شبکه‌های تلفن آنالوگ، تماس گیرنده به کمک گزینش تلفن خانه‌های مختلف به کسی که می‌خواهد با او صحبت کند وصل می‌شود. سوئیچ‌ها یک ارتباط الکتریکی را بین کاربرها برقرار می‌کنند و این تنظیمات سوئیچ‌ها وقتی که تماس گیرنده شماره می‌گیرد به صورت وقتی که تماس برقرار شد، به کمک میکروفن جاگذاری شده در گوشی تلفن، صدای گیرنده تماس به امواج الکتریکی تبدیل می‌شود. سپس این موج (سیگنال) از طریق شبکه به مقصد فرستاده می‌شود و در آنجا به کمک یک بلندگو به صوت تبدیل می‌شود. مشابه این عملیات در آن طرف هم انجام می‌شود و به این صورت یک مکالمه انجام می‌شود.
خطوط تلفن ثابت در بیشتر مناطق مسکونی به صورت آنالوگ می‌باشد، که در آن صدا در گیرنده مستقیماً به ولتاژ سیگنال بستگی دارد.

با اینکه در تماس‌های مسافت کوتاه صدا در تمام مدت به صورت آنالوگ است، با افزایش مسافت، مراکز خدمات تلفن، سیگنال‌ها را قبل از رسیدن به مقصد به دیجیتال تبدیل می‌کنند. مزیت این کار این است که اطلاعات صوتی دیجیتال شده را می‌توان در کنار اطلاعات اینترنتی فرستاد و می‌تواند در انتقال‌های راه دور جایگزین مناسبی شود. علاوه بر این از نویز کمتری هم برخوردار می‌باشد.

تلفن همراه تأثیر زیادی بر شبکه‌های تلفن گذاشت. در حال حاضر پذیره‌نویسی تلفن‌های همراه از تلفن‌های ثابت در بیشتر مناطق فزونی یافته‌است. فروش تلفن‌های همراه در سال ۲۰۰۵، ۸۱۶ میلیون خط بود که تقریباً به صورت برابری در مناطق مختلف جهان صورت گرفته بود. از سال ۱۹۹۹ بیشترین رشد خرید خط تلفن همراه مربوط به آفریقا با رقم ۵۸ درصد رشد بود.

به‌طور افزاینده‌ای این تلفن‌ها از سیستم‌هایی استفاده می‌کنند که صدا را به صورت دیجیتال مخابره می‌کند، مثل GSM(سامانه جهانی ارتباطات سیار) یا W_CDMA، و سیستم‌های آنالوگ مانند AMPS رو به اضمحلال می‌روند.

همچنین تغییرات جالبی در پشت پرده ماجرای ارتباطات تلفن روی داد؛ که با عملکردTAT-۸ در سال ۱۹۸۸ شروع شد و در دهه ۹۰، ما شاهد استفاده گسترده از سیستم‌هایی هستیم، که بر پایه فیبر نوری می‌باشد. فایده استفاده از فیبر نوری این است که حجم بالایی از اطلاعات را می‌تواند ارسال کند.

TAT-۸ می‌تواند تا ۱۰ برابر تلفن‌های زمان خود که از سیم‌های مسی استفاده مس کردند، انتقال اطلاعات داشته باشد.
فیبرهای نوری در حال حاضر ۲۵ برابر TAT-8 انتقال اطلاعات دارند.[۱۶] این افزایش حجم انتقال، تابع عوامل متعددیست.

فیبر نوری در مقایسه با تکنولوژی‌های هم تراز از اندازه کوچکتری برخوردار است، همچنین فیبر نوری از تداخل ایمن می‌باشد، یعنی می‌توان چندین رشته فیبر نوری را در کنار هم قرار داد بدون اینکه بروی هم تأثیر بگذارند؛ و نهایتاً پیشرفت در تسهیم (چند خبر راهمزمان بر روی یک سیم‌فرستادن) سبب رشد زیادی در حجم اطلاعات در فیبرهای منفرد شد.

همکاری ارتباطات در کنار شبکه‌های متعدد و پیشرفته فیبر نوری پروتکلی را که به انتقال حالت آسنکرون مشهور است به وجود آورد(ATM).

پروتکل ATM به انتقال اطلاعات پیوسته که در چند خط بالا به آن اشاره شد، اجازه می‌دهد. ATM برای شبکه‌های عمومی تلفن مناسب است، زیرا گذرگاهی را برای اطلاعات در شبکه به وجود می‌آورد و پیمان ترافیک را با این گذرگاه مرتبط می‌سازد.

پیمان ترافیک توافقی است بین کاربر و شبکه، که مشخص می‌کند شبکه اطلاعات را چگونه در دست بگیرد. اگر شبکه نتواند وضعیت پیمان ترافیک را ببیند، اتصال را قبول نمی‌کند. این مهم است زیرا تلفن می‌تواند توافقی را برای تضمین به دست آوردن نرخ بیت ثابت به دست آورد. یعنی اطمینان دهند که صداها نه با تأخیر ارسال شود و نه قطع شود.[۱۷]
ATM رقبایی از جمله MPLS دارد که پیش‌بینی می‌شود که در آینده جایگزین آن شود.

در سیستم‌های رسانه‌ای، دکل‌های مخابراتی پر قدرت مرکزی امواج الکترومغناطیسی فرکانس بالا را، به گیرنده‌های متعدد ارسال می‌کنند. امواج فرکانس بالا با سیگنال‌هایی که حاوی اطلاعات صوتی تصویری هستند تلفیق (مدوله) می‌شوند و توسط این دکل‌ها فرستاده می‌شوند.

آنتن‌های گیرنده سپس خود را تنظیم می‌کنند تا امواج فرکانس بالا دریافت کنند و با استفاده از تفکیک‌کننده (دمدولاتور) اطلاعات را بازیابی می‌کند. سیگنال‌ها می‌توانند آنالوگ (سیگنال‌های متنوع پیوسته مرتبط با اطلاعات) یا دیجیتال (اطلاعات رمزی شده با مقادیر گسسته) باشد.[۱۸][۱۹]

صنعت پخش رسانه‌ای در زمینه گسترش خود با حرکت بسیاری از کشورها به سمت پخش دیجیتال در مرحله حساسی قرار دارد. این حرکت با تولید مدارهای مجتمع(IC) ارزان‌تر، سریع تر و قابل تر ممکن می‌شود. مزیت مهم پخش دیجیتال این است که از بسیاری از شکایت‌های پخش آنالوگ جلوگیری می‌کند. در تلویزیون، این شامل رفع مشکلاتی همچون تصاویر برفک و دیگر اعوجاج‌ها می‌باشد، این‌ها به دلیل خصوصیات ذاتی انتقال آنالوگ می‌باشد. به این معنی که این اختلال‌ها ناشی از نویزی است که در خروجی آشکار می‌شود. انتقال دیجیتال بر این مشکل فایق آمد، زیرا سیگنال‌های دیجیتال در هنگام دریافت به صورت گسسته می‌باشند و در نتیجه اختلالات ناچیز تأثیری در خروجی نهایی ندارد.

در شبکه‌های دیجیتالی تلویزیون، سه استاندارد ATSC,DVB,ISDB در حال رقابت برای به دست آوردن مقبولیت جهانی هستند.
مقبولیت این استانداردها در زیرنویس شکل دیده می‌شود.
هر سه این استانداردها از MPEG-2 برای فشرده سازی فایل‌های تصویری استفاده مس کنند.ATSC از Dolby Digital AC-3 برای فشرده سازی فایل‌های صوتی استفاده می‌کند.ISDB از Advanced Audio Coding و DVB از استاندارد خاصی استفاده نمی‌کند ولی بیشتر از MPEG-1 Part 3 Layer 2 استفاده می‌کند.

در شبکه‌های دیجیتالی رادیویی، هماهنگی بیشتری در انتخاب استاندارد وجود دارد و آن پخش رادیویی دیجیتال می‌باشد. (البته به استاندارد Eureka ۱۴۷ نیز شهرت دارد)

استثنای آن آمریکا می‌باشد که از HD Radio استفاده می‌کند. HD Radio بر خلاف پخش رادیویی دیجیتال بر پایه روشی است که به IBOC مشهور است. در این روش اطلاعات دیجیتال بروی امواج FM و AM سوار می‌شوند.

به هر حال در حالی که در حال گذار به دیجیتال هستیم، گیرنده‌های آنالوگ هنوز در همه جا رایج می‌باشد. تلویزیون‌های آنالوگ همچنان در تمام کشورها برای مخابره تصویر استفاده می‌شود.

آمریکا امیدوار بود که پخش آنالوگ خود را تا پایان ۲۰۰۶ پایان دهد؛ که این امر به اوایل ۲۰۰۹ موکول شد.[۲۰]
برای تلویزیون آنالوگ، سه استاندارد در حال حاضر موجود می‌باشد:NTSC,PAL,SECAM.
اینجا.
برای رادیو آنالوگ، تبدیل به دیجیتال سخت است زیرا که گیرنده‌های آنالوگ قسمتی از کل قیمت یک رادیو دیجیتال می‌باشد.
حالت‌های مدولاسیون برای رادیو آنالوگ، مدولاسیون دامنه(AM) و مدولاسیون فرکانس می‌باشد(FM).
برای داشتن پخش استریو، زیر حامل مدوله شده AM در FM استفاده می‌شود.

اینترنت شبکه جهانی کامپیوترها و کامپیوترهای شبکه‌ای است که از طریق پروتکل اینترنت(IP) با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند.
هر کامپیوتر دارای یک نشانی پروتکل اینترنت واحد است، که از این طریق، کامپیوترهای دیگر می‌تواند اطلاعات را به آن ارسال نمایند.

از این رو هر کامپیوتری در اینترنت می‌تواند با استفاده از این نشانی پروتکل اینترنت هر پیامی را مخابره کند. از این منظر می‌توان اینترنت را یک رابط بین کامپیوترها نامید.

در ۲۰۰۸، برآورد شده‌است که ۲۱٫۹٪ مردم دنیا به اینترنت با سرعت بالا دسترسی دارند. در آمریکای شمالی ۷۳٫۶٪، در اقیانوسیه و استرالیا ۵۹٫۵٪ و در اروپا ۴۸٫۱٪.

در دسترسی به اینترنت‌های پر سرعت، کشورهای ایسلند (۲۶٫۷٪)، کره جنوبی (۲۵٫۴٪)، هلند(۲۵٫۳٪) در جهان پیشرو می‌باشند.

بخشی از عملکرد اینترنت به خاطر پروتکل هاییست که ارتباط بین کامپیوترها و مسیریاب‌ها را تعیین می‌کنند. ماهیت شبکه‌های کامپیوتری دارای ساختار لایه به لایه‌است، به‌طوری‌که پروتکل‌های مجزا در میان انبوهی از پروتکل‌ها تقریباً به صورت مجزا اجرا می‌شوند.

این مسئله به پروتکل‌های سطح پایین‌تر اجازه می‌دهد، برای موقعیت شبکه مناسب باشند، هنگامی که پروتکل‌های سطح بالاتر مسیر را تغییر نمی‌دهند.

Wikipedia, the free encyclopedia →Telecommunication (بازدید: ۱۷ اوت ۲۰۰۸)

شرکت فناوری ارتباطات و اطلاعات

روشهای انتقال صوت

چگونه صدا از طریق تلفن منتقل می شود

در هر زمان، با توجه به نیازی که موجود بود، فناوری جدیدی وارد بازار می شد. با ورود این فناوری های تازه، مردم در ابتدا متحیر می شدند و بعد که در رابطه با آن اطلاعات بیشتری را کسب می کردند، به سمت خریداری و استفاده از آن روی می آوردند.

در این مطلب سعی شده تا اشاره ای داشته باشیم بر فناوری های مختلف در هر زمان و واکنش مردم در مواجهه با آنها و برترین فناوریهای تلفن امروز را معرفی کنیم.

در سال 1876، زمانی که گراهام بل در حال انجام آزمایش برای اختراع تلفن بود، مورد تمسخر بسیاری از افراد قرار گرفت. بعضی بر این باور بودند که این عمل ناممکن بوده و تمام تلاش های بل بیهوده است. در آن زمان متخصصان و مخترعین در زمینه الکتریسیته به دلیل عدم آشنایی با علم اصوات، انتقال صوت به واسطه الکتریسیته را امری بعید و دشوار می دانستند.

Telephone کلمه ای ترکیبی از دو کلمهTele به معنای راه دور و Phone به معنای صوت می باشد، به این ترتیب ارتباط صوتی از راه دور، با عنوان Telephone، مطرح شد، زمانی که تلفن اختراع نشده بود بشر برای ارتباط با فواصل دورتر از شیوه هایی مانند ایجاد دود، صدای طبل، کبوترهای نامه رسان و … استفاده می کرد که البته برای فواصل طولانی کارایی نداشت.

اما این نکته را در نظر داشته باشید که انتقال صوت اولین بار در سال 1831 مطرح شد اما به دلیل ناتوانی در چگونگی انتقال صوت تا سال 1854 عملی نشد. در سال 1854 فردی به نام بدرسون نظریه انتقال صوت به صورت الکتریکی را مطرح کرد که سرانجام توسط گراهام بل به حقیقت پیوست و موجب حیرت همگان شد.

 

 

مردم  عام آن زمان که حتی درک چگونگی و مفهوم انتقال صوت بوسیله سیم های الکتریکی برایشان دشوار بود، هیچ گاه به فکر روزی که بتوانند تلفن را با خود حمل کنند (موبایل) و همه جا از آن بهره مند شوند را نمی کردند. اما پیش از آن که به توضیح در رابطه با بهترین تلفن های همراه بپردازیم ، بهتر است در مقدمه ای به چگونگی پیدایش تلفن همراه بپردازیم.

زمانی که تلفن به وسیله که مورد استفاده تمام مردم قرار می گرفت تبدیل شد، ذهن پویای بشر مطابق با غریزه که به دنبال برترین می باشد، اندیشه استفاده از تلفن در مکان هایی به غیر از چهارچوب خانه و یا محل کار، را در ذهن پروراند.

این اندیشه در زمان های مختلف شکل های متفاوتی به خود گرفت که در ادامه به توضیح در مورد آنها می پردازیم.

استابلفیلد، توانست در معرض دید افراد زیادی، با پسر خود که در فاصله 60 متری وی قرار داشت به صحبت بپردازد. بدین صورت که دو جعبه حاوی تلفن را در فاصله 60 متری از یک دیگر قرار داد و مردم به راحتی شاهد صحبت این دو نفر بودند. اما وی به عنوان فردی دروغگو معرفی کردند.

تلاش های استابلفیلد زمانی مورد توجه قرار گرفت که Marconi با اختراع بی سیم دارای شهرت زیادی شد. آن زمان که مردم با این اختراع جدید مواجه شدند، به این نتیجه رسیدند که گفته های مرد کشاورز حقیقت داشته است.

به این ترتیب روزنامه Post Dispatch در نامه ای از استابلفیلد برای تماشای اختراع وی دعوت به همکاری نمود. استابلفیلد تلفنی را به خبرنگار داد که به میله ای فولادی متصل بود و از خبرنگار خواست میله را در هر کجایی که دوست دارد در زمین فرو کند و با هرجا که می خواهد تماس برقرار کند.

خبرنگار نیز توانست با فاصله به طول یک مایل دورتر با صدایی صاف و شفاف به صحبت بپردازد. استابلفیلد در مورد چگونگی کارکرد این تلفن اینگونه توضیح داد که با استفاده از میدان الکتریسیته زمین که از آب اشباع شده است، می توان این تماس تلفنی بدون سیم را برقرار کرد.

اما این عمل باز هم با شک مردم به دلیل عدم تحصیلات استابلفیلد مواجه شد. از سوی دیگر دانشمندان با این عمل بسیار شگفت زده شدند چراکه استابلفیلد می توانست صدا را انتقا دهد در حالی که Marconi می توانست نقطه و خط را انتقال دهد.

مدتی بعد این اختراع بر روی یک کشتی بخار با عنوان Bartholdi نصب گردید و افرادی در ساحل Potomac جمع شدند تا شاهد صحت این اختراع توسط افراد صاحب نظر بشوند. در حالی که کشتی در فاصله نیم مایلی ساحل، در دریا در حال حرکت بود، افراد توانستند با فرو کردن میله های آهنی معمولی به درون زمین، با افراد بر روی عرشه کشتی به صحبت بپردازند. صحت این آزمایش عملی در 21 مه 1902  در روزنامه Washington Evening Star چاپ گردید.

در سال 1910 نیز فردی به نام لارس ماگنوس اریکسون که بعد ها موسس شرکت اریکسون شد، توانست با نصب تلفن در اتومبیل شیوه جدیدی در استفاده از تلفن را مطرح سازد. شیوه کارکرد این تلفن به این صورت بود که فرد برای تماس تلفنی باید متوقف می شد و توسط یک سیم بلند، تلفن موجود در ماشین را به شبکه محلی متصل می کرد و تماس تلفنی را برقرار می کرد. این شیوه به مرور زمان تبدیل به تلفن های رادیویی شد. در سال 1926 از تلفن های رادیویی در ترن های درجه یک استفاده شد.

این تلفن ها در جنگ جهانی دوم به صورت پیشرفته تر، در تانک های آلمانی مورد استفاده قرار گرفت و پس از جنگ نیز پلیس آلمان در ماشین های گشت استفاده از این روش استفاده می کرد. البته این نکته را نیز باید بیان کرد که در استفاده از این تلفن های رادیویی، نیاز به متخصص بود.

سپس در ابتدای دهه 40، شرکت Motorola، توانست تلفن رادیویی با قابلیت برقراری ارتباط دو طرفه که در یک کوله‌پشتی جای می گرفت، را بسازد.

این شرکت همچنین توانست واکی تاکی  و بعد از آن نیز تلفن رادیویی به اندازه بازوی انسان را بسازد. این تلفن رادیویی کارکردی نظامی داشت که نام  Handie-Talkie را به خود گرفت.

 

 

فائزه سیدخاموشی

بخش دانش و زندگی تبیان

منابع:

Cnet,  best cell phone, wireless museum

تبیان، دستیار هوشمند زندگی

چگونه صدا از طریق تلفن منتقل می شود

پل های ارتباطی

بلوار کشاورز،خیابان نادری،نبش حجت دوست،پلاک 12

public@tebyan.com

02181200000

دسترسی سریع

محصولات و خدمات

اشتراک در خبرنامه

کلیه حقوق این سایت مربوط به موسسه فرهنگی و اطلاع رسانی تبیان می‌باشد.

با ما در تماس باشید

 

• بهینه نمودن هزینه های ارتباطی با استفاده از شبکه های داخلی و بین سازمانی دیتا LAN و اینترانت به جای استفاده از شبکه عمومی مخابراتی PSTN .• کاهش هزینه های مدیریت ، تعمیر و نگهداری شبکه کابلی بدلیل یکپارچه شدن شبکه دیتا و صوت . همچنین استفاده از تجهیزات مشترک .• امکان کنترل کردن و مانیتورینگ مکالمات تلفنی در شبکه داخلی دیتا .• پیاده سازی امنیت و QoS در شبکه های دیجیتال و دیتا .• کاهش هزینه های خرید تلفن های سخت افزاری . با توجه به اینکه در شبکه دیتا محدودیت جغرافیایی وجود ندارد ،لذا کارمندان یک سازمان که در مکان ثابتی مستقر نیستند امکان حمل نمودن تلفن خود را بر روی شبکه دیجیتال و دیتا دارند . همچنین امکان استفاده از تلفن های نرم افزاری روی دستگاههای هوشمند مثل تلفن همراه، تبلت و کامپیوتر هزینه های خرید و نگهداری تلفن های سخت افزاری را تعدیل می نماید .• امکان یکپارچگی با دیگر ابزارهای ارتباطی مانند ایمیل و چت با مرکزتلفن توسط نرم افزارهای UC• امکان برقراری ارتباطات با امکانات فوق العاده بر روی شبکه های دیتا : امکاناتی چون تماس تلفنی و ویدیوئی ،ویدئو کنفرانس ، مرکز تماس ، ضبط مکالمات ، به اشتراک گذاری فایل و دسکتاپ . همگی از امکاناتی هستند که بر اساس انتقال صدا بر روی شبکه مبتنی بر IP فراهم آمده است .

 

چگونه صدا از طریق تلفن منتقل می شود

همانطور که در جلسه اول اشاره شد ، آقای نایکوئیست موفق به ارائه تئوری تبدیل صوت به دیتا گردید . برای اینکه با این تئوری بیشتر اشنا شویم ابتدا باید چند نکته را یاداوری نمائیم :• گوش انسان قادر است صدایی با فرکانس میانگین ۲۰ الی ۲۰۰۰۰ هرتز را شنیده و تشخیص دهد .• فرکانس صدای انسان هنگام مکالمه بین ۲۰۰ الی ۹۰۰۰ هرتز است .• سیستمهای تلفنی فرکانسی بین ۳۰۰ الی ۳۴۰۰ هرتز را منتق می نمایند .• تئوری نایکوئیست امکان نمونه برذاری/شبیه سازی بین فرکانس ۳۰۰ الی ۴۰۰۰ هرتز را میسر می سازد .

حال با مقایسه اعداد بالا این سوال مطرح می شود که چگونه علیرغم محدودیت فرکانسی ذکر شده در تجهیزات مخابراتی می توان کیفیت مناسب صوتی را ارسال کرد ؟ واقعیت جالب این است که همان بازه فرکانسی مورد استفاده در تجهیزات مخابراتی برای ارسال صدای با کیفیت کافی است ؛ بدون اینکه به شنونده حس بدی از تغییر صدا و کاهش کیفیت دست دهد .نایکوئیست معتقد بود با نمونه برداری از دو برابر بالاترین فرکانس سیگنال صوتی می توان همان صدای با کیفیت را تولید کرد . از آنجایی که فرکانس موردنظر وی از محدوده ۳۰۰ الی ۴۰۰۰ هرتز انتخاب می شود لذا بالاترین فرکانس ۴۰۰۰ هرتز بوده که دو برابر آن یعنی ۸۰۰۰ نمونه در ثانیه . نمونه چیست ؟ نمونه در واقع همان نقاطی تلاقی روی محور لگاریتمی صوت می باشد . در سیستم نمونه برداری از تصویر موج آنالوگ در واحد زمان نقطه برداری می شود . به عملیات تبدیل شکل موج آنالوگ به دیجیتال کوانتیزاسیون می گویند . همانطور که می دانید هر بایت بیانگر ارزش ۰ تا ۲۵۵ بوده و از ۸ بیت تشکیل می شود . لذا در نمودار موج حداکثر پیک ۱۲۷+ و حداقل آن ۱۲۷- می باشد . در این سیستم بیت اول برای شناسایی + یا – بودن عدد پر می شود و ۷ بیت دیگر بیانگر عدد تلاقی می باشد .

فراموش نکنید که طبق تئوری نایکوئیست در هر ثانیه ۸۰۰۰ نقطه بایستی نمونه برداری شود . هر نمونه از ۸ بیت تشکیل شده . پس حداقل پهنای باند مورد نیاز برای انتقال صوت بدون اعمال فشرده سازی معادل ۶۴ کیلوبیت در ثانیه (۸*۸۰۰۰bps=64000bps) می باشد . زمانی که سیستم نمونه برداری همه مکالمه را تبدیل به اعداد کرد آنرا تحویل روتر می دهد تا به صورت یک Packet یا بسته دیتا اماده سازی شده و در شبکه به سمت مقصد هدایت و ارسال گردد . خیلی مواقع به دلیل هزینه بر بودن تهیه پهنای باند بالا نیاز به فشرده سازی و ذخیره پهنای باند برای ارسال پکتهای متناوب و در نتیجه افزایش مکالمات همزمان می باشد . مرحله آخر فرایند دیجیتال نمودن عملیات فشرده سازی می باشد . کدکها متدی برای فشرده سازی هستند . (Audio coder/decoder -CODEC) با فشرده سازی پهنای باند بیشتری در اختیار قرار می گیرد . در واقع از آنجایی که تهیه ۸۰۰۰ نمونه در ثانیه خیلی نقاط مشابه به هم را انتخاب می نماید ، با حذف علمی بعضی از آنها بدون اینکه به کیفیت صدا آسیبی وارد شود می توان فضای بیشتری را از پهنای باند آزاد کرد . در جدول زیر انواع کدک ها با مشخصه پهنای باند مشاهده می نمائید . کدک G.729 یک کدک معروف برای فشرده سازی می باشد . در واقع این متد پهنای باند را تا ۸kbps برای هر مکالمه کاهش می دهد . تست MOS نیز بر روی این کدک نتیجه مقبولی ارائه می دهد .

هر کدک در شرایط و محیطهای خاصی استفاده می شود . به طور مثال در ارتش که اکثر ارتباطات بر روی ماهواره صورت می گیرد ، پهنای باند بسیار مهم می باشد . لذا استفاده از کدکهایی با پهنای باند پایین مطلوب تر است .تجهیزاتی که امکان VoIP را فراهم می سازند نیازمند قابلیت تبدیل صدای آنالوگ به دیجیتال و بلعکس هستند . به طور کلی در این تجهیزات سیستم DSP یا همان پروسسور سیگنال دیجیتال فعال می باشد . DSP معمولا یا به صورت کارت و یا تراشه قابل نصب بر روی مرکزتلفن و تلفنهای VoIP و یا روترهای وویپ می باشد . به طور مشخص کارت DSP مسئول نمونه برداری/شبیه سازی، کدینگ و فشرده سازی می باشد .

همانگونه که قبلا ذکر شد در مخابرات نسل سوم صدای آنالوگ بر روی بستر IP منتقل می گردد . لذا دانستن اطلاعاتی در خصوص مدلهای TCP/IP و OSI کمک شایانی در درک بهتر این تکنولوژی می نماید .

 

زمانی که وارد دنیای وویپ و دیجیتال می شوید ، همه اتفاقات در لحظه حال (real-time) رخ می دهد . مانیتور کردن فرایندها در لحظه حال بسیار حائز اهمیت است به گونه ایی که دو پروتکل مهم وویپ به نامهای RTP و RTCP از اجزای جدایی ناپذیر آن شناخته می شوند . RTP پروتکلی است که در مدل OSI در لایه اتقال و بالای پروتکل UDP واقع می شود . پروتکل UDP شامل یک شماره پورت که مشخص کننده سرویس است و جهت مالتی پلکسینگ می باشد و HEADER CHECKSUM که جهت اطمینان از صحت اطلاعات ارسالی می باشد . پروتکل RTP برچسب زمان و همچنین ترتیب ارسال را به هدر اضافه می نماید . این پروتکل در جهت از بین رفتن تاخیرات و کنترل کیفیت نیز مورد استفاده است . از RTP می توان برای صوت و ویدیو استفاده کرد لذا اطلاعات Payload type نوع بسته RTP را مشخص می کند . جریان RTP یک طرفه است . بنابراین در تماسهای دوطرفه دو نشست RTP یکی از سمت گیرنده به فرستنده و دیگری در جهت عکس برقرار می شود . در طول مکالمه تلفنی شماره پورت UDP تغییر نخواهد کرد . پس از برقراری تماس یک پورت UDP فعال می شود و روی آن یک جریان RTP کار انتقال صوت را برعهده خواهد گرفت .

اما کار اصلی پروتکل RTCP ارسال گزارش می باشد . گزارش مربوط به تماس تلفنی بین دو دستگاه شامل اطلاعات زیر است :

• Packet count• Packet Delay• Packet Loss• Jitter

این کنترل در QoS بررسی کیفیت بسیار مهم است . همانطوری که قبلا اشاره شد زمانی که یک مکالمه برقرار می شود ، جریان RTP صوتی یک شماره پورت زوج را به UDP اختصاص می دهد . RTCP یک نشست مستقل ب روی UDP برقرار می کند و یک شماره پورت فرد در رنج مشابه به آن اختصاص می یابد . در طول مکالمه هر دستگاه در هر ثانیه پکتهای RTCP را ارسال می نماید .سیگنالینگ ها در مهندسی برق، به هر کمیّت متغیر با زمان که معمولاً اطلاعاتی دربارهٔ رفتار یا ویژگی‌ یک پدیده (معمولاً فیزیکی) دربردارد، سیگنال گفته می‌شود؛ این کمیت، اغلب توسط یک مبدّلِ مناسب (مانند یک حس‌گر)، به ولتاژ یا جریان تبدیل شده‌است.ممکن است سیگنال، تابعی از هر متغیر مستقل دیگری جز زمان باشد (مانند میزان روشنایی پیکسل‌ها در یک تصویر ثابت)، یا دربردارنده اطلاعات خاصی نباشد (مانند یک موج سینوسی با دامنه و فرکانسی معین).البته چه بسا مفهوم، گستره، و تعریف دقیق سیگنال دشوار باشد.در برخی کاربردها مانند مخابرات یا پردازش سیگنال، سیگنال ماهیتی اتفاقی یا تصادفی (random, stochastic) دارد؛ به همین دلیل دارای اطلاعات است. در یک سیستم مخابراتی، فرستنده پیغام را به سیگنال تبدیل می‌کند و این سیگنال از راه کانال مخابراتی به گیرنده می‌رسد؛ مثلاً، اگر جمله «فردا، هوا بارانی است» پیغامی باشد که پشت تلفن گفته می‌شود، میکروفون تلفن (فرستنده) صدای گوینده را به سیگنال الکتریکی (تغییرات ولتاژ) تبدیل می‌کند. سپس این سیگنال از طریق سیم‌ها به تلفن گیرنده منتقل می‌شود و در آنجا در بلندگو، سیگنال دریافت شده به صدا تبدیل شده و به گوش شنونده می‌رسد (پیام منتقل می‌شود).

سیستم های سنتی مخابراتی بر پایه انتقال سیکنالینگ آنالوگ می باشند . علاوه بر ارسال صدا بر روی بستر انتقال ، سیگنالینگ های مختلفی از جمله اطلاعات مربوط به برقراری تماس، اشغالی خط، پشت خطی ، نحوه شماره گیری و … بایستی قابل ارسال باشد .

• Supervisory signaling• Addressing signaling• Information signaling

 

resources :https://en.wikipedia.org/wiki/SignalCCNA Voice 640-461

گردآوری : مهدیه مهدیخانپایان جلسه دوم

 

با ما در تماس باشید

راهکارها

Copyright © 2020. All Rights Reserved.

Gen Joomla Template by ThemeXpert

در این مقاله قصد داریم تا با زبانی ساده و به دور از روابط ریاضی و فیزیکی پیچیده، در مورد آنتن و فرستنده صحبت کنیم. به صورت خیلی ساده آنتن یک میله یا ظرفی فلزی است که امواج الکترومغناطیسی (غالباً رادیویی و مایکروویو) را جذب کرده و آن‌ها را تبدیل به سیگنال‌های الکتریکی (همانند آنتنِ رادیو و تلویزیون) می‌کند. چنین آنتنی در واقع گیرنده نام دارد. در جهت عکس، آنتنی که سیگنال‌های الکتریکی را به امواج الکترومغناطیسی تبدیل کرده و در محیط منتشر می‌کند، فرستنده نام دارد. آنتن‌های فرستنده و گیرنده، اصلی‌ترین جزء ارتباطات مدرن امروزی هستند. در ادامه این مقاله با ما همراه باشید تا کمی بیشتر به بررسی آنتنِ فرستنده و گیرنده بپردازیم. همچنین پیشنهاد می‌کنیم تا نگاهی بر دو مقاله «امواج رادیویی — به زبان ساده» و «مایکروویو (Microwave) یا ریز موج — به زبان ساده» داشته باشید.

فرض کنید که در یک ایستگاه رادیویی هستید و می‌خواهید صدای خود را به دوردست‌ها بفرستید. میکروفون صدای شما را که موجی مکانیکی است، تبدیل به سیگنال‌های الکتریکی می‌کند. مداری که در آنجا تعبیه شده است، با صرف انرژی، سیگنال‌های الکتریکی را به یک ساختار فلزی خاص، موسوم به آنتن می‌فرستند. در واقع با ایجاد جریان الکتریکی در آنتنِ مذکور، الکترون‌های آن در امتداد آنتن حرکت کرده و همان‌طور که از قوانین پایه فیزیک الکتریسیته و مغناطیس می‌دانیم، بار متحرک تولید میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی عمود برهم، یعنی امواج الکترومغناطیسی می‌کند. این امواج در هوا با سرعتی نزدیک به سرعت نور منتشر می‌شوند.

همان‌طور که در مقاله «طیف الکترومغناطیسی — به زبان ساده» دیدیم، امواج رادیویی و مایکروویو به واسطه طول موج خیلی بلندی که دارند، می‌توانند در مسیرهایی طولانی منتشر شوند.

حال اگر شخصی آنتنِ رادیو خود را باز کرده و در جهت فضایی مناسبی باشد، می‌تواند این امواج الکترومغناطیسی که حاوی اطلاعات است (مدوله شده) را دریافت کند. در واقع آنتنِ رادیو در حکم گیرنده است. امواج الکترومغناطیسی به هنگام برخود با آنتنِ رادیو، انرژی خود را به الکترون‌های آنتن داده و در نتیجه الکترون‌های آنتنِ فلزی به نوسان در می‌آیند. می‌توان گفت مطابق با قانون القای فارادی، جریان الکتریکی در آنتن شکل می‌گیرد. این جریان الکتریکی، همان سیگنال‌های الکتریکی ارسال شده توسط آنتن فرستنده هستند که به وسیله بلندگو رادیو، به امواج مکانیکی (صوت) تبدیل می‌شوند.

آنتن‌های فرستنده و گیرنده در اغلب کاربردها طراحی و ساختاری مشابه دارند. به طول مثال آنتنِ فرستنده و گیرنده در دو بیسیم یک شکل و یک اندازه است. با این حال در برخی کاربردهای خاص، آنتنِ فرستنده می‌تواند بسیار بزرگ‌تر و قوی‌تر از آنتنِ گیرنده باشد. به طور مثال در ایستگاه‌های پخش تلویزیونی و رادیویی، آنتن‌های فرستنده دکل‌های بسیار بزرگ با توان ارسالی خیلی زیادی هستند. چرا که باید مسافت خیلی زیادی را پوشش دهند. این در حالی است که آنتنِ گیرنده تلویزیون یا رادیو تنها یک میله فلزی ساده است.

چگونه صدا از طریق تلفن منتقل می شود

امواج الکترومغناطیسی تنها از طریق هوا، به صورت مستقیم بین فرستنده و گیرنده تبادل نمی‌شوند. بسته به نوع موج الکترومغناطیسی، در واقع فرکانس آن، مقدار مسافت بین فرستنده و گیرنده و زمان ارسال، ۳ روش مختلف برای انتقال امواج الکترومغناطیسی وجود دارد:

اولین حالت، انتقال به صورت مستقیم بوده که به (Line of sight) معروف است. در واقع ارسال موج را می‌توان همانند پرتو نوری یا لیزری که خطی مستقیم را طی می‌کند، در نظر گرفت. در قدیم برای شبکه‌های تلفنی راه دور و ایستگاه‌های ارتباطی میکروویو، از آنتن‌های بسیار بلند، جهت این نوع ارتباط استفاده می‌کردند.

امروزه نیز در مخابرات نوری فضای آزاد (free space optical communication) از این نوع روش برای انتقال اطلاعات استفاده می‌کنند.

حالت دوم، انتشار در انحنای زمین بوده که به «انتشار امواج زمین» (Ground wave propagation) معروف هستند. این روش تنها برای امواجی که فرکانس خیلی پایین (طول موج بالا) دارند قابل استفاده است. به طور مثال امواج رادیویی AM (امواجی الکترومغناطیسی که به روش مدولاسیون دامنه، اطلاعات بر آن‌ها سوار شده است) از این طریق منتشر می‌شوند. دلیل اینکه ما می‌توانیم توسط رادیویی که در دید مستقیم آنتن فرستنده نیست، امواج رادیویی را دریافت کنیم، همین امر است.

حالت سوم نیز این است که با ارسال امواج الکترومغناطیسی به سمت آسمان، می‌توان بازتاب آن‌ها را از لایه یونوسفر یا یون‌سپهر در سمت دیگر (مسیرهایی خیلی طولانی) دریافت کرد. یونوسفر لایه‌ای بسیار بالاتر از تروپوسفر که ما در آن زندگی می‌کنیم است. این لایه حاوی چگالی بسیار بالایی از الکترون‌ها بوده که می‌تواند برای امواج رادیویی نظیر یک بازتاب‌دهنده عمل کند.

استفاده از این روش برای ارسال امواج الکترومغناطیسی در طیف رادیویی، در شب بهتر عمل می‌کند، چرا که در روز بخش زیادی از امواج توسط لایه‌های زیرین یونوسفر جذب می‌شود. دقت داشته باشید که طول موج یا فرکانس موج ارسالی، زاویه تابش آنتن فرستنده، روز و شب (از حیث دما و وجود امواج خورشیدی)، موقعیت جغرافیایی و … همه عواملی هستند که در این روش تاثیرات بسزایی دارند.

با توجه به اهمیت آنتن‌ها در مباحث مخابراتی، «فرادرس» اقدام به انتشار فیلم آموزش آنتن ۱ و فیلم آموزش آنتن ۲ (آنتن پیشرفته) در قالب دو مجموعه مجزای ۲۷ ساعته کرده که در ادامه متن به آن اشاره شده است.

این بخش را با در نظر گرفتن رادیو که اکثراً با آن آشناییم ادامه می‌دهیم. ساده‌ترین ساختار آنتن، می‌تواند یک قطعه سیم فلزی باشد که آن را به رادیو متصل کرد. امروزه رادیوهای ترانزیستوری جدید، حداقل دو آنتن دارند. یکی از آن‌ها، میله تلسکوپی بلند و براقی است که در خارج بدنه رادیو قرار داشته و برای جمع‌آوری امواج (سیگنال) با مدولاسیون فرکانس (FM) تعبیه شده است. آنتنِ دوم درون بدنه رادیو و معمولاً روی بُرد اصلی به صورت ثابت قرار گرفته است که سیگنال‌های مدولاسیون دامنه (AM) را جمع آوری می‌کند.

سوالی که در اینجا در ذهن اغلب افراد نقش می‌بندد این است که چرا رادیو به دو آنتن نیاز دارد؟ آیا نمی‌شود تمامی امواج را با یک آنتن دریافت کرد؟!

سیگنال‌های موجود در باندهای مختلف طیف رادیویی می‌توانند فرکانس و طول موج متفاوتی داشته باشند. به طور مثال سیگنال‌های AM معمولی دارای فرکانس $$1MHz$$ هستند. این در حالی است که فرکانس سیگنال‌های معمولاً FM در حدود $$100MHz$$ است. بنابراین  نوسان سیگنال‌های FM حدود 100 برابر سیگنال‌های AM است. می‌دانیم که تمامی امواج الکترومغناطیسی در هوا با تقریب خوبی، با سرعت نور ($$c=3times10^{8}frac{m}{s}$$) منتشر می‌شوند. پس طبق رابطه $$lambda=frac{c}{f}$$، طول موج امواج AM در حدود 100 برابر، از طول موج امواج FM بلند‌تر است.

با این اوصاف، شما به دو آنتن نیاز دارید، چرا که یک آنتن توانایی پوشش رنج وسیعی از فرکانس‌ها را ندارد. در واقع طول موج یا فرکانس امواج ارسالی، اندازه و نوع (ساختار – جنس) آنتن را تعیین می‌کند. به طور کلی اندازه یک آنتن باید تقریباً نیمی از طول موج آنتن باشد که می‌خواهید آن را دریافت کنید. همچنین می‌توان آنتن‌هایی را توسعه داد که به اندازه یک چهارم طول موج ($$frac{lambda}{4}$$) یا حتی فشرده‌تر، در حدود ($$frac{lambda}{10}$$) باشند که کاربردهای خاص خود را دارند.

با توجه به این نکته، هرچه فرکانس امواج الکترومغناطیسی بیشتر می‌شود، آنتن مربوطه جهت ارسال و دریافت آن‌ها کوچکتر می‌شود. به طور مثال یک آنتن تراهرتز (terahertz antenna) ابعادی در حدود میکرومتر یا حتی نانومتر دارد. در مقام مقایسه یک آنتنی که در طیف رادیویی کار می‌کند، می‌تواند ابعادی در حدود چندین متر نیز داشته باشد.

نوع (ساختار – جنس) فلز به کار رفته در آنتن گیرنده (فرستنده) نیز در دریافت (ارسال) امواج الکترومغناطیسی مهم است. به زبان ساده، چگونگی برهمکنش امواج الکترومغناطیسی با ماده تابعی از فرکانس است. در واقع آنتنی که جنس و ساختارش متناسب با باند فرکانسی خاص، انتخاب و طراحی شده باشد، در قبال باند‌های فرکانسی دیگر خنثی است.

همان‌طور که در بخش قبلی اشاره کردیم، فرکانس امواج رادیویی معمولی FM حدود $$100MHz$$ است. طبق رابطه ($$lambda=frac{c}{f}$$)، این امواج طول موجی در حدود ۳ متر دارند. پس طول یک آنتن جهت دریافت مناسب امواج FM، چیزی حدود 1.5 متر است که برای یک آنتن میله‌ای تلسکوپی معقول به نظر می‌رسد.

اما برای دریافت امواج رادیویی AM با فرکانس حدود $$1MHz$$، که طول موجی در اندازه 300 متر دارند، به یک آنتن به طول 150 متر نیاز است! اما چگونه رادیویی به طول 30 سانتی‌متر می‌تواند سیگنال‌های AM را دریافت کند؟

در یک رادیو ترانزیستوری، آنتن‌ گیرنده AM به روش متفاوتی نسبت به آنتن گیرنده FM کار می‌کند. می‌توان گفت، آنتن گیرنده FM از مولفه الکتریکی موج الکترومغناطیسی و آنتن گیرنده AM از مولفه مغناطیسی موج الکترومغناطیسی تاثیر می‌گیرند.

همان‌طور که در شکل فوق مشخص است، می‌توان جهت دریافت سیگنال‌های AM، سیم خیلی بلندی را به صورت سیم‌پیچ به دور یک هسته آهنی فریت، درآورد و طول آن را کاهش داد. از قوانین فیزیک پایه می‌دانیم که مطابق با قانون «القا فارادی» (Faraday’s law)، میدان مغناطیسی می‌تواند باعث القای جریان الکتریکی شود. البته الزامی به استفاده از هسته آهنی نیست؛ در واقع از هسته آهنی بدین منظور استفاده می‌شود که از تعداد دور حلقه (سیم) کمتری استفاده کنیم.

البته از این روش برای دریافت امواج AM به صورت آنتن خارجی نیز می‌توانیم استفاده کنیم. شاید به چشم آنتن‌هایی خارجی متصل به رادیو را به صورت حلقه‌های (سیم‌پیچ) به قطر 10 تا 20 سانتی‌متر دیده باشید (تصویر 13).

با توجه به مطالب فوق، آیا می‌توانید طول حدودی آنتن یک موبایل که در شبکه معمولی $$2G$$ با فرکانس $$800MHz$$ کار می‌کند، را بگویید؟! طول موج امواج رادیویی با فرکانش مذکور در حدود 37.5 سانتی متر می‌شود، که نصف ($$frac{lambda}{2}$$) آن حدود 18 و یک چهارم آن ($$frac{lambda}{4}$$) حدود 9 سانتی‌متر است. پس برای یک موبایل هوشمند امروزی به طول تقریبی 1۵ تا ۲۰ سانتی‌متر مناسب است. به عنوان مثالی دیگر آنتن یک موبایل هوشمند جهت اتصال به شبکه‌های 4G/LTE می‌توانند اندازه بسیار کوچک‌تری نیز داشته باشند چرا که اکثر شبکه‌های مخابراتی $$4G$$ برای خدمات معمولی، فرکانسی حدود $$1.8GHz$$ دارند.

همان‌طور که اشاره شد، ساده‌ترین نوع آنتن‌ها، آنتن‌های میله‌ای شکل هستند. اما احتمالاً در پشت بام اکثر خانه‌ها، آنتن‌های دوقطبی را دیده‌اید. آنتن دو قطبی، میله‌ای است که به دو بخش تقسیم شده و به صورت افقی قرار می‌گیرد (تصویر 14).

فایل زیر نمایشی از یک آنتن گیرنده دوقطبی است:

الگو و طرح‌های مختلفی از آنتن‌های دوقطبی، جهت بهبود کیفیت ارسال و دریافت طراحی و ساخته می‌شوند. به طور مثال، آنتن‌هایی موسوم به آنتن «یاگی» (Yagi) وجود دارند که تعدادی از این دوقطبی‌ها را در امتداد یکدیگر به واسطه یک میله مرکزی قرار داده‌اند. به شکل زیر دقت کنید:

برخی دیگر از آنتن‌ها به صورت حلقه‌هایی سیم‌پیج یا ماهواره‌ای (سهمی شکل) هستند. آنتن‌های سهمی شکل (بشقابی یا دیش) در سیستم‌های راداری بسیار پرکاربرد هستند. جهت آشنایی به اصول کارکرد رادار، به مقاله «رادار (Radar) — به زبان ساده» مراجعه فرمایید.

دلیل توسعه آنتن‌های مختلف، بهبود پارامتر‌های اساسی آن، برای فرستندگی و گیرندگی بهتر است که در بخش بعد به ۳ مورد از مهم‌ترین آنها اشاره می‌کنیم. الگو و مدل‌های مختلف آنتن‌های دو قطبی باعث تشخیص آسان‌تر و بهتر سیگنال می‌شود. به عنوان مثالی دیگر، یک یک آنتن سهمی شکل، امواج الکترومغناطیسی را در همچون آینه در نقطه کانونی خود، همگرا می‌کند که گیرنده‌ (LNB) بهتر آن‌ها را دریافت کند. دقت شود که آنتن کلمه‌ای جامع است و تنها به معنی گیرنده یا فرستنده نیست. در مثال قبل، گیرنده اصلی امواج در نقطه کانونی بشقاب سهموی قرار دارد و این بشقاب تنها همگرا کردن امواج در نقطه کانونی است. به هر حال به کل این مجموعه، آنتن گفته می‌شود. یا در آنتن‌های یاگی (تصویر 16) دوقطبی‌هایی که در پشت قرار گرفته‌اند، حکم بازتابنده امواج را دارند که سیگنال بیشتری به گیرنده دوقطبی جلو برسد.

همان‌طور که پیش‌تر اشاره کردیم، آنتن‌هایی که فرکانس کاری بالایی دارند، اندازه کوچکی داشته و می‌توان آن‌ها را به شرط رعایت نکاتی خاص، روی برد الکترونیکی اصلی طراحی کرد. به طور مثال، امواج Wifi که در فرکانس $$2.4GHz$$ کار می‌کنند، طول موجی در حدود 12.5 سانتی‌متر داشته که نصف آن ۶ سانتی‌متر می‌شود. پس به راحتی قابلیت طراحی روی برد را دارند (تصویر 18).

نمونه‌های دیگری از آنتن‌ها هستند که احتمالا در فروشگاه‌ها یا برخی کارت‌های اعتباری زیاد آن‌ها را دیده‌اید. این نوع آنتن‌ها که به تگ‌های RFid معروف هستند، تمامی انرژی مورد نیاز خود را از امواج الکترومغناطیسی موجود در محیط می‌گیرند. جهت مطالعه بیشتر در خصوص آنتن‌های RFid به مقاله «سامانه RFID — سیستم شناسایی امواج رادیویی» مراجعه کنید.

پارامتر‌های مختلفی برای طراحی یک آنتن مطرح می‌شوند، می‌توان گفت مهم‌ترین این پارامتر‌ها، ۳ پارامتر سمت‌گرایی (جهت)، گین و پهنای‌باند است. در زیر به معرفی این ۳ پارامتر می‌پردازیم:

آیا تا به حال سعی در تنظیم یک آنتن داشته اید تا کیفیت سیگنال دریافتی را افزایش دهید؟ در واقع شما سعی داشتید تا زاویه‌ مناسب آنتن را جهت دریافت بهتر امواج الکترومغناطیسی پیدا کنید. به عنوان مثال به هنگام گوش دادن به رادیو AM با چرخش رادیو کیفیت سیگنال دریافتی بهتر می‌شود. این بدین معنی است که آنتن سیم‌پیچ به دور هسته فریب در رادیو یک آنتنِ جهت دار است. با چرخش رادیو به طوری که مولفه میدان مغناطیسی امواج رادیویی AM بیشترین اثر را بر سیم‌پیچ بگذارد، کیفیت سیگنال بهتر می‌شود.

آنتن FM در رادیو آنتن جهت داری نیست، اگر کیفیت امواج در محیط مناسب باشد، با باز کردن آنتنِ تلسکوپی رادیو در هر جهتی می‌توان کیفیت مطلوبی را دریافت نمود.

این امر را توسط پارامتری موسوم به سمت‌گرایی توصیف می‌کنند. البته پارامتر سمت‌گرایی در همه جا امر مطلوبی نیست. به طور مثال آنتن گیرنده موبایل یا گیرنده‌های GPS باید کمترین میزان سمت‌گرایی را داشته باشند، چرا که باید بتوانند در هر وضعیتی حداکثر امواج را دریافت کنند.

گین یا همان بهره آنتن، یکی از مهم‌ترین پارامترهایی است که در طراحی آنتن باید به آن توجه داشت. یک تلویزیون یا رادیو بدون آنتن، سیگنالی به شدت ضعیف و پر نویز را می‌گیرد. دلیل این امر این است که سایر قسمت‌های فلزی موجود در آن‌ها به عنوان آنتن عمل کرده که در جهت خاصی متمرکز نیستند. حال با اضافه کردن یک آنتن در جهت مناسب، سیگنال بسیار بهتری دریافت خواهیم کرد؛ در واقع باعث افزایش گین یا بهره‌وری سیگنال شده‌ایم.

گین یا بهره در واحد «دسی‌بل» (Decibels) اندازه‌گیری می‌شود. به عنوان قاعده‌ای کلی به یاد داشته باشید که هرچه گین یک آنتن بیشتر باشد، سیگنال ارسالی یا دریافتی بهتری خواهید داشت.

پهنای باند آنتن، دامنه فرکانسی (یا طول موج) است که در آن به طور موثر کار می‌کند. پهنای باند وسیع‌تر، این امکان را به ما می‌دهد که رنج وسیعی از امواج الکترومغناطیسی با فرکانس‌های مختلف را انتخاب کنیم. به عنوان مثال چندین کانال مختلف تلویزیونی با فرکانس‌های مختلف (اما نزدیک بهم) را یکجا داشته باشید.

البته برای کاربرد‌هایی خاصی که ارتباط شما در فرکانسی خاص برقرار است، بهتر است که پهنای باند آنتن کم باشد تا نویز پذیری آن کاهش یابد.

در صورتی که علاقمند به آشنایی جزئی‌تر و یادگیری عمیق‌ و تخصصی در خصوص بحث آنتن‌ها هستید، به دو دوره آموزشی زیر مراجعه کنید:

چگونه صدا از طریق تلفن منتقل می شود

رئوس مطالب تدوین شده دوره آموزشی آنتن ۱ در ۵ فصل و به مدت ۱۳ ساعت به شرح ذیل است:

ساختار دوره فوق متناسب با واحد دانشگاهی آنتن ۱ مقطع کارشناسی بوده و به تمامی مهندسان و دانشجویان برق مخابرات، الکترونیک و رشته‌های مرتبط توصیه می‌شود.

در دوره آموزشی آنتن ۱ با مقدمات لازم جهت درک عملکرد آنتن‌ها آشنا می‌شویم. درس آنتن ۲ (پیشرفته) در ادامه آنتن ۱ به تکمیل مباحث مربوطه پرداخته و توانایی‌های لازم را جهت طراحی، تحلیل و توسعه انواع مختلف ساختارهای آنتنی برای مهندسان و دانشجویان سال آخر کارشناسی یا کارشناسی ارشد، فراهم می‌کند.

رئوس مطالب دوره مذکور در 10 فصل و به مدت زمان 15 ساعت به شرح ذیل است:

اگر مطالب ارائه شده در این مقاله برای شما مفید بوده است، آموزش‌های زیر نیز به شما پیشنهاد می‌شوند:

^^

اشکان ابوالحسنی (+)

«اشکان ابوالحسنی» دانشجو مقطع دکتری واحد علوم و تحقیقات تهران در رشته مهندسی برق مخابرات، گرایش میدان و امواج است. علاقه خاص او به فرکانس‌های ناحیه اپتیکی و مکانیک کوانتومی باعث شده که در حال حاضر در دو زمینه‌ مخابرات نوری و محاسبات کوانتومی تحقیق و پژوهش کند. او در حال حاضر، آموزش‌هایی را در دو زمینه فیزیک و مهندسی برق (مخابرات) در مجله فرادرس می‌نویسد.

بر اساس رای 75 نفر

آیا این مطلب برای شما مفید بود؟

سلام و تشکر از مطالب مفیدی که قرار دادید
فقط یک سوال چرا زمانی که ما برای افزایش کیفیت صدای رادیو انتن رادیو را با دست لمس میکنیم کیفیت صدا خیلی خوب میشه

سلام و خسته نباشید
من یک سوال کاملا تخصصی داشتم
تعداد مخاطبین یک برنامه تلویزیونی را چگونه متوجه میشن ؟؟
ایا از طریق گیرنده و فرستنده میشه متوجه تعداد مخاطبین یک فرکانس خاص شد ؟؟؟
لطفا راهنمایی کنید

یکی بیاد توضیح بده درباره اینکه چند نوع فرکانس چطور با یک سیم یا آنتن منتقل میشن!
آقا هادی سوالتون ذهنم رو به شدت درگیر کرده

سلام.
یک سیم ساده را در نظر بگیرید. فرض کنید ماهیت سیگنال‌هایی که روی آن قرار است سوار شوند، متناوب است. این سیگنال‌ها فرکانس و دامنه متفاوتی دارند و برآیند آن‌ها روی سیم قرار می‌گیرد. در مورد آتنتن نیز همین‌گونه است. آنتن‌ها برای فرکانس‌ها و طول‌موج‌های کاری مشخصی طراحی می‌شوند و در آن محدوده، برآیند سیگنال‌های مختلف روی آن‌‌ها قرار می‌گیرد. ما با کمک فیلترها سیگنال‌هایی را با مشخصات مورد نظر از آن‌ها دریافت می‌کنیم.
از اینکه با مجله فرادرس همراهید، از شما سپاسگزاریم.

آره، واقعا گیج کننده‌س که چطور آنتن رادیو تمام فرکانس ها رو به تیونر منتقل می‌کنه‌!
البته فکر کنم که شکل موج به حالت dc با کمی اعوجاج به دمودلاتور میرسه و بقیه ماجرا. ولی خب تا حالا بهش فکر نکرده بودم.

سلام، اگه آنتن رو یک سیم درنظر بگیریم، وقتی امواج مختلف به اون برخورد میکنه هرکدوم جریان و ولتاژ متفاوتی در سیم ایجاد می‌کنند تا به آشکار ساز برسند. سوال من اینه که یک سیم چطور میتونه فرکانس های مختلف رو در آن‌واحد منتقل کنه، اصلا اگه منتقل کنه موج به حالت Dc که دارای اعوجاج هست در میاد. واقعا گیج کننده‌س!

سلام.
با توجه به طول آنتن یا همان سیم، برخی فرکانس‌ها قوی و برخی دیگر به صورت کاملاً تضعیف شده جذب می‌شوند. در هر دو مورد، توان سیگنال به حدی کم است که به مقدار DC خدشه‌ای وارد نشده و اعوجاج ایجاد نمی‌شود. ما با استفاده از تقویت‌کننده و آشکارساز فرکانس‌های مورد نظرمان را دریافت می‌کنیم.
از همراهی‌تان با مجله فرادرس خوشحالیم.

خیر نمی توان ؛ چرا که در ایستگاه فرستنده تلوزیونی ، سیگنال های صوتی و سیگنال های تصویری توسط کمباینر ها با هم ادغام شده اند .

سلام خیلی عالی بود.
سوالی دارم مبنی بر اینکه آیا صدای شبکه های تلویزیونی ایرانی مثل شبکه یک و دو و ورزش و افق را می توان با استفاده از رادیوهای دریافت نمود یا خیر ؟ و آیا این امکان فنی وجود دارد؟
فرق شبکه های تلویزیونی با امواج ماهواره ای که شبکه های ماهواره ای را دریافت می کنیم در چیست ؟
ممنون از شما

خیلی خلاصه و مفید وعالی

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

سازمان علمی و آموزشی «فرادرس» (Faradars) از قدیمی‌ترین وب‌سایت‌های یادگیری آنلاین است که توانسته طی بیش از ده سال فعالیت خود بالغ بر ۱۲۰۰۰ ساعت آموزش ویدیویی در قالب فراتر از ۲۰۰۰ عنوان علمی، مهارتی و کاربردی را منتشر کند و به بزرگترین پلتفرم آموزشی ایران مبدل شود.

فرادرس با پایبندی به شعار «دانش در دسترس همه، همیشه و همه جا» با همکاری بیش از ۱۸۰۰ مدرس برجسته در زمینه‌های علمی گوناگون از جمله آمار و داده‌کاوی، هوش مصنوعی، برنامه‌نویسی، طراحی و گرافیک کامپیوتری، آموزش‌های دانشگاهی و تخصصی، آموزش نرم‌افزارهای گوناگون، دروس رسمی دبیرستان و پیش دانشگاهی، آموزش‌های دانش‌آموزی و نوجوانان، آموزش زبان‌های خارجی، مهندسی برق، الکترونیک و رباتیک، مهندسی کنترل، مهندسی مکانیک، مهندسی شیمی، مهندسی صنایع، مهندسی معماری و مهندسی عمران توانسته بستری را فراهم کند تا افراد با شرایط مختلف زمانی، مکانی و جسمانی بتوانند با بهره‌گیری از آموزش‌های با کیفیت، به روز و مهارت‌محور همواره به یادگیری بپردازند. شما هم با پیوستن به جمع بزرگ و بالغ بر ۶۰۰ هزار نفری دانشجویان و دانش‌آموزان فرادرس و با بهره‌گیری از آموزش‌های آن، می‌توانید تجربه‌ای متفاوت از علم و مهارت‌آموزی داشته باشید.
مشاهده بیشتر

هر گونه بهره‌گیری از مطالب مجله فرادرس به معنی پذیرش شرایط استفاده از آن بوده و کپی بخش یا کل هر کدام از مطالب، تنها با کسب مجوز مکتوب امکان پذیر است.

© فرادرس ۱۳۹۹

در مقاله «طیف الکترومغناطیسی — به زبان ساده» با ناحیه‌های فرکانسی مختلف این طیف آشنا شدیم. دیدیم که طیف مذکور از فرکانس‌های پایین (طول موج بلند) یعنی از امواج رادیویی شروع و تا فرکانس‌های بالا (طول موج کم) در امواج گاما و پرتو‌های کیهانی گسترش پیدا می‌کند. شکل زیر طیف الکترومغناطیسی را نشان می‌دهد.

در این مقاله در نظر داریم تا با زبانی ساده کمی بیشتر به معرفی و بررسی امواج رادیویی بپردازیم. با ما در ادامه این مقاله همراه باشید.

همان‌طور که اشاره کردیم، امواج رادیویی که ماهیتی الکترومغناطیسی دارند، بخشی از طیف الکترومغناطیسی بوده که فرکانسی کمتر از ناحیه مادون قرمز (Infrared) داشته و طبق رابطه $$f=frac{c}{lambda}$$ نتیجه می‌شود که امواج رادیویی طول موجی بیشتر از امواج مادون قرمز یا فروسرخ دارند.

ناحیه فرکانسی امواج رادیویی از $$30Hz$$ در طول موج $$10.000km$$ شروع و تا فرکانس $$300GHz$$ در طول موج $$1mm$$ ادامه دارد. البته در علوم مهندسی و برخی مراجع، فرکانس‌های باند VHF به بالا را خود ناحیه‌ای جداگانه موسوم به امواج میکروویو در نظر می‌گیرند (شکل ۱).

امواج رادیویی همانند سایر امواج الکترومغناطیسی در محیط خلأ (ضریب شکست 1) با سرعت نور ($$c=3times10^{8} (frac{m}{s})$$) منتشر می‌شوند. امواج رادیویی، حاصل حرکت بارهای الکتریکی شتابدار، از جمله جریان‌های الکتریکی متغیر با زمان (AC) است. شکل زیر شماتیک مداری ساده‌ای را جهت تولید امواج رادیویی نشان می‌دهد:

چگونه صدا از طریق تلفن منتقل می شود

امواج رادیویی به صورت طبیعی نیز توسط رعد و برق یا اجرام نجومی نیز ساطع می‌شوند. در مقاله «آنتن و فرستنده — به زبان ساده» دیدیم که این امواج به صورت مصنوعی توسط آنتن‌های فرستنده تولید و توسط آنتن‌های گیرنده دریافت می‌شوند.

امروزه امواج رادیویی جزء جداناپذیری از زندگی روزمره انسان‌ها بوده و فناوری‌های مهم ارتباطی نظیر تلفن همراه، شبکه و اینترنت بی‌سیم، رادار، سیستم‌های ناوبری، ماهواره‌ها و … بر پایه فیزیک امواج رادیویی کار می‌کنند. شکل زیر برخی از کاربرد‌های امواج رادیویی را در طیف الکترومغاطیسی نشان می‌دهد.

چگونگی انتشار امواج رادیویی در اتمسفر زمین، تابعی از فرکانس یا طول موج آن است. امواج با طول موج بلند می‌توانند از موانع بزرگ نظیر کوه‌ها پراکنده یا از طریق امواج زمین منتشر شوند. امواج با طول موج کوتاه‌تر می‌توانند از طریق یونسفر بازتاب و در فاصله‌های خیلی دوری به آنتن گیرنده فرود آیند. انتشار امواج با طول موج‌های خیلی کوتاه‌تر (فرکانس بالا) را نیز همانند نور (لیزر)، می‌توان به صورت خطی صاف در نظر گرفت. در ادامه بیشتر در خصوص این مطلب صحبت خواهیم کرد.

جهت جلوگیری از تداخل امواج بین کاربرد‌های مختتف، پروتکل، قوانین و استاندارد‌هایی توسط سازمان‌های جهانی IEEE و ITU تدوین و باند‌های فرکانسی خاصی برای کاربرد‌های مختلف اختصاص داده شده است. به طور مثال فرکانس امواج Wifi در دو فرکانس $$2.4GHz$$ و $$5GHz$$ استانداردسازی شده‌اند.

امواج رادیویی برای اولین بار بر اساس محاسبات ریاضی فیزیکدان مشهور، جیمز کلارک ماکسول (James Clerk Maxwell) پیش‌بینی شدند.

امروزه کمتر کسی پیدا می‌شود که نام معادلات ماکسول که توصیف کننده تمامی پدیده‌های الکترومغناطیسی است را نشنیده باشد. فرم دیفرانسیلی معادلات ماکسول به شکل زیر بوده که در آن $$D$$ جا‌به‌جایی الکتریکی، $$rho$$ چگالی بار، $$B$$ چگالی شار مغناطیسی، $$H$$ شدت میدان مغناطیسی، $$E$$ شدت میدان الکتریکی و $$J$$ چگالی جریان الکتریکی است.

$$large triangledown.D=rho$$

$$large triangledown.B=0$$

$$large triangledown times E=-frac{partial B}{partial t}$$

$$large triangledown times H=frac{partial D}{partial t}+J$$

در سال 1887 میلادی، هاینریش هرتز (Heinrich Rudolf Hertz) در آزمایشگاه خود برای اولین بار موقق به تولید امواج رادیویی شد و در نتیجه درستی معادلات ماکسول تایید شد.

هرتز نشان داد که امواج رادیویی همانند نور رفتار کرده و ویژگی‌هایی نظیر قطبش، شکست، پراش و … را از خود نشان می‌دهند. امواج تولید شده توسط هرتز در آن زمان امواج هرتزی (Hertzian waves) نام داشتند.

در اواسط دهه 1890 میلادی، برای اولین بار این امواج به صورت عملی جهت برقراری ارتباط توسط مارکونی (Guglielmo Giovanni Maria Marconi) که اولین فرستنده و گیرنده‌های رادیویی عملی را ساخت، استفاده شد.

در سال 1912 میلادی عبارت مدرن‌تر امواج رادیویی جایگزین امواج هرتزی شد. شکل زیر نمایی از اولین لینک ارتباطی ساخته شده توسط مارکونی با استفاده از آنتن ساده Monopole را نشان می‌دهد.

همان‌طور که پیش‌تر اشاره کردیم، انتشار امواج الکترومغناطیسی از جمله امواج رادیویی در محیط خلأ با سرعت نور صورت می‌گیرد. در واقع از آنجا که ضریب شکست محیط خلأ برابر با یک است، سرعت فاز امواج الکترومغناطیسی برابر با همان سرعت نور می‌شود.

$$large v=frac{c}{n}=frac{299,792,458 (frac{m}{s})}{n}$$

با توجه به رابطه فوق، در محیط‌های مختلف بسته به ضریب شکست که خود در حالت کلی، تابعی از طول موج (فرکانس) است، سرعت موج می‌تواند متفاوت باشد. با تقریب نسبتاً خوبی می‌توان ضریب شکست هوا را نیز یک در نظر گرفت. طول موج و فرکانس امواج الکترومغناطیسی نیز مطابق با رابطه زیر با یکدیگر رابطه عکس دارند.

$$large f=frac{c}{lambda}=frac{299,792,458 (frac{m}{s})}{lambda (m)} (Hz=frac{1}{s})$$

به طور مثال امواج رادیویی با فرکانس $$1MHz$$ دارای طول موج حدود $$300m$$ هستند. باند‌های مختلف فرکانسی در ناحیه امواج رادیویی به شکل زیر هستند. لازم به ذکر است که فرکانس‌های VHF به بالا در سیستم‌های راداری کاربرد بسیار زیادی دارند. جهت آشنایی با رادارها که از امواج رادیویی فرکانس بالا استفاده می‌کنند، به مقاله «رادار (Radar) — به زبان ساده» مراجعه فرمایید. غالباً امواج با فرکانس‌های ناحیه UHF تا انتهای EHF را، مایکروویو یا ریز موج می‌نامند. جهت آشنایی با امواج مایکروویو/میکروویو به مقاله «مایکروویو (Microwave) یا ریز موج — به زبان ساده» مراجعه فرمایید.

در مقاله «امپدانس ذاتی محیط — به زبان ساده» دیدیم که امواج الکترومغناطیسی به هنگام انتشار در خلأ و هوا (ضریب شکست تقریبی ۱) مقاومتی در حدود 377Ω احساس می‌کنند. هوا مهم‌ترین کانال ارتباطی جهت انتقال امواج رادیویی است. همچنین جهت انتقال امواج رادیویی از فرستنده به آنتن جهت تشعشع (یا بلعکس) بسته به فرکانس ممکن است که از کابل‌های کواکسیال استفاده کنند. این کابل‌ها به طور معمول دارای امپدانس 50Ω هستند.

مطالعه چگونگی انتشار امواج رادیویی در محیط‌های مختلف، جهت طراحی سیستم‌های مخابراتی امری بسیار مهم است. امواج رادیویی همانند نور به هنگام عبور از محیط‌های مختلف که توسط پارامتر‌هایی نظیر ضریب شکست، ضریب نفوذپذیری الکتریکی و ضریب تراوایی مغناطیسی توصیف می‌شوند، پدیده‌هایی نظیر بازتاب، شکست، تغییر قطبش، پراش و جذب را تجربه می‌کنند.

از آنجایی که ضریب شکست یک محیط تابعی از فرکانس یا طول موج امواج الکترومغناطیسی است، چگونگی انتشار امواج رادیویی در هر قسمت از جو زمین می‌تواند متفاوت باشد. این امر ایجاب می‌کند که برخی از باند‌های فرکانسی که در جدول فوق مشاهده کردید، جهت کاربرد‌هایی خاص، کارایی بیشتری داشته باشند. عموماً انتشار امواج رادیویی از ۳ طریق کلی زیر در فضای آزاد انجام می‌شود.

منظور از انتشار در خط مستقیم، ارسال امواج رادیویی از یک آنتن فرستنده به آنتن گیرنده‌ای است که در راستا یا روبه‌روی آنتن فرستنده قرار گرفته باشد. البته توجه داشته باشید که لزوماً نیازی نیست تا فضای بین فرستنده و گیرنده خالی باشد. به عبارت دیگر فرکانس‌های بیشتر از $$30MHz$$ بسته به قدرتشان می‌توانند از موانعی نظیر ساختمان، درختان و … عبور کنند. در سطح زمین، انتشار به این روش تقریباً محدود به فاصله 40 مایلی (64 کیلومتر) است. تلفن‌های همراه، رادیو و تلویزیون، رادار و … از این روش جهت انتتقال امواج استفاده می‌کنند. یکی دیگر از تکنولوژی‌های مخابراتی (امواج اپتیکی) که از این روش نیز برای ارسال اطلاعات استفاده میکند، مخابرات نوری فضای آزاد (Free Space Optical Communication) است. البته در این روش هیچ‌گونه مانعی نباید بین فرستنده لیزری و گیرنده وجود داشته باشد.

با استفاده از آنتن‌های سهمی شکل و استفاده از لینک‌های Point To Point مایکروویو، از این روش می‌توان تا فاصله‌های بیشتر از 64 کیلومتر جهت ارسال اطلاعات استفاده کرد. ایستگاه‌های زمینی جهت برقراری ارتباط با ماهواره‌ و فضاپیما‌ها نیز از این روش استفاده می‌کنند.

امواج رادیویی می‌توانند به واسطه پراش و بازتاب از سطوح مختلف به نقاطی با فاصله زیاد بروند. به زبانی ساده، پدیده پراش باعث پراشیده شدن و تغییر مسیر دادن (به اصطلاح خم شدن یک باره) امواج می‌شود. این امر در نقاط خاصی نظیر لبه‌های ساختمان، وسایل نقلیه، دیوار‌های داخلی و … اتفاق می‌افتد.

همانند نور که می‌تواند از مرز دو محیط مختلف بازتاب شود، با توجه به ضریب شکست و زوایای فرود، امواج رادیویی نیز می‌توانند از سطوح خاصی مثل زمین، سقف، دیوار‌ها و … بازتاب شوند. سیستم‌های مخابراتی بردکوتاه نظیر تلفن همراه، بی‌سیم (walkie-talkies)، شبکه‌های وایرلس و Wi-Fi و … از این روش جهت انتشار نیز استفاده می‌کنند. همچنین ممکن است که یک آنتن واسط بین فرستنده و گیرنده اصلی قرار گیرد. در این صورت ارتباط هر یک از آنتن‌های فرستنده و گیرنده با آنتن واسط مستقیم (Line Of Sight) بوده و ارتباط کلی بین فرستنده و گیرنده اصلی، غیر مستقیم است.

یکی از مهم‌ترین معایب این روش (پراش و بازتاب از سطوح) این است که امواج از مسیر‌های مختلفی با زمان‌های متفاوتی به آنتن گیرنده رسیده و در نتیجه باعث تداخل و از بین رفتن اطلاعات می‌شود.

در فرکانس‌های پایین‌تر از $$2MHz$$ (طول موج‌های بلند)، امواج رادیویی با قطبش عمودی به واسطه پراش از موانع (کوه، تپه و …) خم شده و می‌توانند همانند شکل زیر فراتر از افق (فراتر از انتشار مستقیم) منتشر شوند. امواجی که به این روش منتشر می‌شوند، به امواج زمین موسوم هستند.

می‌توان گفت دلیل اینکه می‌توانیم امواج رادیویی AM را در فاصله‌های خیلی دور از ایستگاه فرستنده دریافت کنیم، انتشار این امواج به صورت فوق است. با کاهش فرکانس و در نتیجه افزایش طول موج، تلفات کاهش یافته و در نتیجه انتشار از طریق امواج زمین در فرکانس‌های پایین VLF و ELF کاربردهایی نظامی نیز دارد.

در این روش با ارسال امواج رادیویی به سمت آسمان، می‌توان بازتاب آن‌ها را از لایه یونوسفر (Ionosphere) یا یون‌سپهر در سمت دیگر (مسیرهایی خیلی طولانی) دریافت کرد (شکل ۲۰). همان‌طور که در شکل زیر مشاهده می‌کنید، یونوسفر لایه‌ای بسیار بالاتر از تروپوسفر که ما در آن زندگی می‌کنیم است. لایه مذکور حاوی چگالی بسیار بالایی از الکترون‌ها بوده که می‌تواند برای امواج رادیویی همانند فلز، به منزله یک بازتاب‌دهنده عمل کند (به شرط زاویه فرود مناسب).

استفاده از این روش برای ارسال امواج الکترومغناطیسی در طیف رادیویی، در شب بهتر عمل می‌کند، چرا که در روز بخش زیادی از امواج توسط لایه‌های زیرین یونوسفر جذب و یا ممکن است که با امواج خورشیدی (دارای فرکانس‌های رادیویی ) تداخل کنند.

دقت داشته باشید که طول موج یا فرکانس موج ارسالی، زاویه تابش آنتن فرستنده، روز و شب (از حیث دما و وجود امواج خورشیدی)، موقعیت جغرافیایی و … همه عواملی هستند که بر کیفیت انتشار این روش تاثیرات بسزایی دارند.

فرکانس‌های ناحیه رادیویی از طیف الکترومغناطیسی، تنها امواجی هستند که می‌توانند به طور کامل از اتمسفر زمین عبور کرده و وارد جو زمین شوند. علت اینکه ایستگاه‌های نجوم رادیویی در زمین مستقر هستند نیز همین امر است. این در حالی است که جهت بررسی سایر امواج الکترومغناطیسی تابشی از ستاره‌ها باید ایستگاه‌هایی خارج از سطح زمین تاسیس کرد. میزان عبور امواج الکترومغناطیسی از اتمسفر زمین در شکل زیر نشان داده شده است.

در اکثر سیستم‌های مخابراتی، اطلاعات با استفاده از امواج رادیویی منتقل می‌شوند. اطلاعات به روش‌های مختلفی موسوم به مدولاسیون (Modulation) بر امواج الکترومغناطیسی نظیر رادیویی، مایکروویو، اپتیکی سوار شده و از طریق فرستنده (در اینجا آنتن) منتقل می‌شوند. اطلاعات ارسال شده، توسط آنتن گیرنده، دریافت و پس از کدگشایی مدولاسیون به شکل اولیه (صوتی، ویدئویی، سیگنال‌های دیجیتالی (بیت‌ها) و …) در می‌آیند.

همان‌طور که در شکل (3) مشخص است، در فرستنده یک نوسان‌ساز الکترونیکی که توسط جریان متغیر با زمان (AC) تغذیه می‌شود، در فرکانس خاصی موج رادیویی حامل را تولید می‌کند. واژه حامل (Carrier Signal) از این حیث به کار می‌رود که اطلاعات روی آن سوار شده و از طریق این موج منتقل می‌شوند. پس از انجام عمل مدولاسیون (سوار کردن اطلاعات روی موج) و عمل تقویت‌کنندگی، سیگنال مذکور متناسب با فرکانسی که دارد توسط کابل، موجبر، سیم یا … به آنتن منتقل شده و در نتیجه تابش می‌شود.

چگونه صدا از طریق تلفن منتقل می شود

در واقع جریان‌های نوسانی با نرخ مشخصی باعث حرکت الکترون‌های درون ساختار آنتن شده و از آنجایی که ذرات باردار متحرک امواج الکترومغناطیسی تولید می‌کنند، آنتن شروع به تابش می‌کند.

امواج تابش شده از آنتن فرستنده که فرکانس مشخصی دارند، با برخورد به آنتن گیرنده باعث نوسان یا حرکت الکترون‌های آن شده (القای فارادی) و در نتیجه ولتاژ نوسانی ناچیزی با فرکانسی مشابه با آنتن فرستنده ایجاد می‌شود. با تقویت این سیگنال (ولتاژ)، فیلتر کردن نویزها و عمل کدگشایی (دمدولاسیون – Demodulation) می‌توان به اطلاعات اولیه دست پیدا کرد. شکل زیر شماتیکی ساده از مطلب گفته شده را برای سیگنال‌های رادیویی نشان می‌دهد.

همان‌طور که می‌دانید تعداد بسیاری زیادی آنتن فرستنده و گیرنده در منطقه‌ای نظیر یک شهر وجود دارد. دلیل عدم تداخل امواج رادیویی منتشر شده، این است که هر موج با فرکانسی متفاوت منتشر می‌شود. به عبارت دیگر هر فرستنده فرکانسی متفاوت دارد. به عبارت دیگر آنتن‌های فرستنده و گیرنده یک لینک رادیویی با یکدیگر هماهنگ (sync) هستند.

در مدار آنتن گیرنده فیلترهایی تنظیم شونده (نوسانگر – Resonator) به کار می‌رود که در فرکانس رزونانس یا تشدید (Resonant Frequency) خود کار می‌کنند. در صورتی که فرکانس موج دریافتی با فرکانس تشدید مدار یکسان نباشد، مدار موج را فیلتر می‌کند.

از آنجایی که امواج رادیویی ماهیتی الکترومغناطیسی دارند، از دو مولفه عمود برهم میدان الکتریکی با واحد سنجش ($$frac{V}{m}$$) و میدان مغناطیسی با واحد سنجش ($$frac{A}{m}$$) تشکیل شده‌اند. در واقع می‌توان شدت (قدرت) هر کدام از میدان‌های الکتریکی یا مغناطیسی را جداگانه توسط ابزارهایی اندازه‌گیری کنیم.

یکی دیگر روش‌های سنجش میدان‌های الکترومغناطیسی (Radio Frequency : RF)، بررسی چگالی توان (Power Density) است. چگالی توان را غالباً در نقطه‌ای به اندازه کافی دور از آنتن (Far Field Zone) محاسبه می‌کنند. در واقع در مکانی که به بتوان امواج را به صورت صفحه‌ای در نظر گرفت. لازم به ذکر است که می‌توان جبهه موج امواج کروی را در نقطه‌ای دور از منبع، صفحه‌ای در نظر گرفت.

چگالی توان، میزان توانی از موج است که بر واحد سطح وارد می‌شود. چگالی توان را معمولاً با واحد ($$frac{mW}{cm^{2}}$$) اندازه‌گیری می‌کنند. لازم به ذکر است که این تعریف جهت بیان شدت موج نیز بیان می‌شود.

امواج رادیویی به واسطه فرکانس کمی که دارند، انرژی فوتون وابسته به آن‌ها کم است. در نتیجه امواج مذکور، تابش‌هایی غیر یونیزه کننده هستند. به عبارت دیگر، امواج رادیویی انرژی کافی جهت جدا کردن الکترون از اتم‌ها یا مولکول‌ها یا شکستن پیوند‌های شیمیایی را ندارند. در نتیجه، قرار گرفتن در مقابل این امواج آسیبی به ساختار‌های DNA وارد نمی‌کند.

اصلی‌ترین تاثیر جذب امواج رادیویی توسط مواد، گرم شدن آن‌ها است. در واقع مولفه میدان الکتریکی امواج مذکور، سبب ارتعاش یا نوسان مولکول‌های قطبی (مخصوصاً آب) شده که در نتیجه آن دما افزایش پیدا می‌کند. اجاق‌های میکروویو از همین نکته جهت گرم کردن غذا استفاده می‌کنند.

امواج رادیویی بر خلاف امواج مادون قرمز که عمدتاً جذب سطح مواد می‌شوند، می‌توانند تا عمق بیشتری نفوذ کرده و انرژی خود را به بافت یا ساختار‌های داخلی مواد بدهند. اجاق‌های برقی مخصوص گریل کردن حاوی المنتی است که با عبور جریان بسیار داغ شده و امواج مادون قرمز که عمدتاً جذب سطح ماده می‌شوند را ساطع می‌کند. در حالی که اجاق‌های میکروویو، با تابش امواج میکروویو (رادیویی فرکانس بالا) تا عمق بیشتری نسبت به امواج مادون قرمز به مواد نفوذ می‌کنند.

عمق نفوذ امواج رادیویی با افزایش فرکانس، کاهش پیدا می‌کند. پارامتر عمق نفوذ که در علوم مهندسی کاربرد فراوانی دارد، برای تمامی ناحیه طیف الکترومغناطیسی مطرح بوده و به طور کلی تابعی از فرکانس، نفوذپذیری الکتریکی (Permittivity) و تراوایی مغناطیسی (Permeability) است.

امواج رادیویی نزدیک به 100 سال است که در علم پزشکی در حیطه گرمادرمانی کاربرد دارد. به وسیله این امواج می‌توان باعث گرم شدن خون و در نتیجه جریان یافتن بهتر آن شد. همچنین جهت ایجاد دماهای بالاتر جهت هایپرترمی (Hyperthermia) و از بین بردن سلول‌های سرطانی از آن‌ها استفاده می‌کنند.

نگاه کردن به چشمه امواج رادیویی با توان بالا در فاصله‌ای خیلی نزدیک، باعث گرم شدن عدسی چشم شده که خود منجر به آسیب و وقوع آب مروارید می‌شود. همچنین شواهد قابل قبولی از مرکز بین‌المللی تحقیقات در حوزه سرطان (International Agency for Research on Cancer) منتشر شده است که استفاده طولانی مدت از موبایل و امواج با فرکانس‌های مشابه ریسک ابتلا به سرطان را افزایش می‌دهد.

اگر این مطلب برای شما مفید بوده است، آموزش‌های زیر نیز به شما پیشنهاد می‌شوند:

^^

اشکان ابوالحسنی (+)

«اشکان ابوالحسنی» دانشجو مقطع دکتری واحد علوم و تحقیقات تهران در رشته مهندسی برق مخابرات، گرایش میدان و امواج است. علاقه خاص او به فرکانس‌های ناحیه اپتیکی و مکانیک کوانتومی باعث شده که در حال حاضر در دو زمینه‌ مخابرات نوری و محاسبات کوانتومی تحقیق و پژوهش کند. او در حال حاضر، آموزش‌هایی را در دو زمینه فیزیک و مهندسی برق (مخابرات) در مجله فرادرس می‌نویسد.

بر اساس رای 67 نفر

آیا این مطلب برای شما مفید بود؟

خیلی ساده و شفاف، مطالب کاربردی و جذاب را ارائه فرمودید.
بسیار سپاسگزارم.

بسیار عالی و تاثیر گذار است

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

سازمان علمی و آموزشی «فرادرس» (Faradars) از قدیمی‌ترین وب‌سایت‌های یادگیری آنلاین است که توانسته طی بیش از ده سال فعالیت خود بالغ بر ۱۲۰۰۰ ساعت آموزش ویدیویی در قالب فراتر از ۲۰۰۰ عنوان علمی، مهارتی و کاربردی را منتشر کند و به بزرگترین پلتفرم آموزشی ایران مبدل شود.

فرادرس با پایبندی به شعار «دانش در دسترس همه، همیشه و همه جا» با همکاری بیش از ۱۸۰۰ مدرس برجسته در زمینه‌های علمی گوناگون از جمله آمار و داده‌کاوی، هوش مصنوعی، برنامه‌نویسی، طراحی و گرافیک کامپیوتری، آموزش‌های دانشگاهی و تخصصی، آموزش نرم‌افزارهای گوناگون، دروس رسمی دبیرستان و پیش دانشگاهی، آموزش‌های دانش‌آموزی و نوجوانان، آموزش زبان‌های خارجی، مهندسی برق، الکترونیک و رباتیک، مهندسی کنترل، مهندسی مکانیک، مهندسی شیمی، مهندسی صنایع، مهندسی معماری و مهندسی عمران توانسته بستری را فراهم کند تا افراد با شرایط مختلف زمانی، مکانی و جسمانی بتوانند با بهره‌گیری از آموزش‌های با کیفیت، به روز و مهارت‌محور همواره به یادگیری بپردازند. شما هم با پیوستن به جمع بزرگ و بالغ بر ۶۰۰ هزار نفری دانشجویان و دانش‌آموزان فرادرس و با بهره‌گیری از آموزش‌های آن، می‌توانید تجربه‌ای متفاوت از علم و مهارت‌آموزی داشته باشید.
مشاهده بیشتر

هر گونه بهره‌گیری از مطالب مجله فرادرس به معنی پذیرش شرایط استفاده از آن بوده و کپی بخش یا کل هر کدام از مطالب، تنها با کسب مجوز مکتوب امکان پذیر است.

© فرادرس ۱۳۹۹

---

امواج رادیویی pdf

0