موجات الراديو: كيف تحمل المعلومات وما نطاقاتها؟

الخلاصة السريعة

موجات الراديو إشعاع كهرومغناطيسي يُستخدم لحمل المعلومات. أما الصوت الذي نسمعه من مكبر الراديو فهو اهتزاز ميكانيكي؛ فلا تسافر الكلمات عبر الفراغ على هيئة صوت.^[1]

• يغيّر المرسل إشارة كهربائية في الهوائي، ويستجيب هوائي الاستقبال للموجة الكهرومغناطيسية الواصلة إليه.^[2]
• يحمل التضمين الرسالة بتغيير خاصية في الموجة الحاملة؛ في AM تتغير السعة، وفي FM يتغير التردد.^[3]
• نطاق LF يمتد من أكثر من 30 إلى 300 كيلوهرتز؛ وتقابله أطوال موجية تقارب 10 إلى 1 كيلومتر في الفراغ.^[4]

كيف تنتقل الرسالة بين الهوائيين؟

يولد التيار المتغير في هوائي الإرسال مجالًا كهرومغناطيسيًا ينتشر بعيدًا عنه، وتنتج عن استقبال الموجة إشارة كهربائية يمكن معالجتها لاستخراج الرسالة.^[2]

يمكن تتبع الفكرة في الرسم: رسالة، ثم مرسل وهوائي، ثم موجة، ثم جهاز استقبال. وعند إخراج الرسالة صوتًا، يحوّل مكبر الصوت الإشارة إلى حركة ميكانيكية. هذا التحويل الأخير يفسّر كيف تصل إلينا محطة بعيدة، دون أن نسمع هوائيها مباشرة.^[1]

ما الفرق بين AM و FM؟

الحاملة إشارة يُضاف إليها أثر الرسالة. يشير AM إلى تضمين السعة، بينما يشير FM إلى تضمين التردد؛ ويستعيد المستقبل المعلومات من التغير المناسب.^[2][3]

في الرسم التعليمي لرسالة متبدلة، يمكن إبقاء تقارب القمم منتظمًا مع تغيير ارتفاعها لشرح AM، أو إبقاء ارتفاعها منتظمًا مع تغيير تقاربها لشرح FM. هذه صورة مبسطة للتضمين، ولا تعني أن التردد والسعة مترادفان.^[3]

كيف نقرأ نطاق التردد والطول الموجي؟

من أمثلة تسمية الاتحاد الدولي للاتصالات لعام 2025: VLF بين 3 و 30 كيلوهرتز، و LF بين 30 و 300 كيلوهرتز، و HF بين 3 و 30 ميغاهرتز. يُستبعد الحد الأدنى ويُدرج الأعلى في جدول التسمية، وتوجد نطاقات أخرى أسفل هذه الأمثلة وأعلاها.^[4]

في الفراغ تربط العلاقة λ=c/f التردد بالطول الموجي.^[5]

إذا استعملنا سرعة تقريبية 300 مليون متر/ثانية، فإن تردد 150 كيلوهرتز يعطي 300000000÷150000=2000 متر، أي كيلومترين. وتردد 300 كيلوهرتز يعطي كيلومترًا واحدًا. لذلك لا يُقرأ طول موجة LF على أنه يبدأ من متر واحد.

يتناول هذا المقال تسمية النطاقات وفكرة حمل الرسالة؛ وهو لا يقدّم تخصيصًا لترددات خدمة معينة في بلد معين.