الاتصالات الاسلكية – الراديو

النقاط الدراسية :

الحقل الكهرطيسي و انتشار الأمواج الكهرطيسية -الهوائيات
مقارنة بين ترددات العمل المختلفة و مجال استخدام كل منها
أنظمة التعديل المطالي و الترددي و الطوري ..
جهاز الارسال و جهاز الاستقبال
المازج – استخدام التردد المتوسط IF
أنظمة التعديل الرقمي

مقدمة :
ليس الهدف من هذه المحاضرات الدخول في التفاصيل المعقدة و المعادلات الرياضية ذات المستوى العالي لدراسة الحقول الكهرطيسية و ما إلى ذلك من محاضرات اختصاصية نظرية بحتة ..
بل فسح الفرصة للرواد أن يتمكنوا من تفهم طبيعة وسائل الاتصال المختلفة المحيطة بهم كما هي بشكلها النهائي و مفهومها المبسط
أرجو أن أوفق في هذا الهدف

و قد طلب العديد من الأصدقاء ذلك البحث و ها نحن نضع أيدينا معهم لنتعاون على تحقيق هذا الهدف .. ما استطعنا ..

و كما أود بشدة المشاركة من أصحاب الخبرة و العاملين في هذا المجال .. ففوق كل عالم عليم
"و ما أوتيتم من العلم إلا قليلاً "
و أهلاً بكل عضو مشارك بسؤال أو استفسار أو إضافة
و إن أخطأنا فصححوا لنا .. فليس بين البشر من هو معصوم
أولاً نبدأ الدراسة من الحقل الكهرطيسي :
إن مرور تيار متناوب عالي التردد في سلك ناقل يسبب نشوء حقل كهربائي و حقل مغناطيسي حول السلك و يتشكل نتيجة تراكب الحقلين حقلاً مركباً من كلا الحقلين يسمى الحقل الكهرطيسي ..
هذا الحقل الكهرطيسي يتميز بخاصية الانتشار أي أن الطاقة المنبعثة عن المنبع الكهربائي يستهلك جزء منها و يتبدد في الجو حيث تنتشر الطاقة على شكل أمواج كهرطيسية مبتعدة عن منبعها الأساسي .
و تتناسب القدرة المشعة مع استطاعة المرسل من جهة و مواصفات الهوائي (سلك الدارة ) من جهة أخرى و طبعاً مع تردد الإرسال ..
بحيث يمكن أن نقول أن طول سلك الهوائي يرتبط بشكل هندسي مع تردد عمل المهتز المولد للإشارة ذات التردد العالي بحيث يكون طول السلك قريب من طول الموجة ..
هناك عدة أنواع من الهوائيات و يعتبر الهوائي العمودي الهوائي الأقصر حيث يلزم طول للهوائي يساوي ربع طول الموجة كي تنتشر الاشارة بالشدة الأعظمية …
حيث تدخل الإشارة من قاعدة الهوائي و تكون شدة التيار عند هذه النقطة أعظمية تتوزع بشكل متناقص باتجاه الرأس حيث تكون معدومة بطبيعة الحال بينما يتوزع الجهد بشكل معاكس حيث يكون أصغرياً عند القاعدة و أعظمياً عن رأس الهوائي ..
أما إن لم يتوفر هذا الشرط فلن يحدث انتشار للطاقة في الفراغ

إذاً يبرز سؤال هام كم هو طول الموجة الذي نتحدث عنه ؟؟
تنتشر الأمواج الكهرطيسية في الفراغ بسرعة تعادل تقريباً سرعة الضوء ..
وهي 300000 كم / ساعة
و من المعروف أن :
طول الموجة = سرعة الضوء / تردد الإشارة

و بحساب بسيط يتبين لدينا إن كنا بحاجة لإرسال إشارة بواسطة هوائي عمودي يجب علينا أن نختار تردد عالي قدر الإمكان و إلا اضطررنا لاستخدام هوائي عالي للغاية …. !!

تطبيق حسابي :
نريد أن نستخدم هوائي عمودي لإرسال إشارة لاسلكية ذات تردد 100 كيلو هرتز . كم يجب أن يكون طول الهوائي ؟؟
الجواب :
أولاً نحسب طول الموجة :
طول الموجة = 300000000 / 100000
طول الموجة =3000 م
طول الهوائي العمودي اللازم = طول الموجة /4
طول الهوائي = 750 م
طبعاً هذا الهوائي العمودي المطلوب لمثل هذه الإشارة طويل للغاية و قد لا يمكن من الناحية العملية إنجازه و بالتالي

تعليل :
لماذا لا تنتشر الطاقة المنتشرة في شبكة التغذية الكهربائية 50 هرتز في الجو ؟؟؟
احسب طول السلك اللازم لانتشار الطاقة
الجواب طول السلك اللازم = (300000000 / 50 ) / 4 = 1500000 م
و هذا مستحيل أن يتوفر عملياً .. و بالتالي لن يحدث انتشار الطاقة على شكل أمواج كهرطيسية من الكبلات التي تنقل الكهرباء


انتشار الحقل الكهرطيسي :
ينتشر الحقل الكهرطيسي منطلقاً من الهوائي العمودي بمحور عمودي على هوائي البث
بحيث تنشأ مركبة الحقل الكهربائي موازية للهوائي و عمودية على اتجاه الانتشار
بينما تكون مركبة الحقل المغناطيسي عمودية على اتجاه الانتشار و عمودية أيضاً على مر كبة الحقل الكهربائي
معظم الهوائيات تستفيد من مركبة الحقل الكهربائي و بعضها يعتمد على مركبة الحقل المغناطيسي في الاستقبال مثل هوائي المحطات الراديوية المعدلة مطالياً AM العاملة على مجال الأمواج المتوسطة ..
و تتعلق خصائص انتشار الإشارة بطبيعة الأرض من حيث الخواص الفيزيائية و التضاريسية و المجال الترددي المستخدم و طبعاً طبيعة وسط الانتشار
و سيأتي تفصيل ذلك لاحقاً إن شاء الله ..