ما هو uhf؟ ربما تكون قد سمعتها من قبل وتساءلت عن ماهيتها.
التردد العالي جدًا (UHF) هو تسمية الاتحاد الدولي للاتصالات ترددات الراديو في النطاق بين 300 ميجا هرتز و 3 غيغاهرتز، المعروف أيضًا باسم نطاق الديسيمتر حيث تتراوح الأطوال الموجية من واحد إلى عشرة ديسيمترات. تقع موجات الراديو ذات الترددات الأعلى من نطاق UHF ضمن نطاق SHF (التردد العالي جدًا) أو نطاق تردد الموجات الدقيقة. تقع إشارات التردد المنخفض في نطاق VHF (تردد عالي جدًا) أو نطاقات أقل. تنتشر موجات الراديو UHF بشكل أساسي عبر خط الرؤية؛ يتم حظرها بواسطة التلال والمباني الكبيرة على الرغم من أن الإرسال عبر جدران المبنى مرتفع بما يكفي للاستقبال الداخلي. يتم استخدامها للبث التلفزيوني والهواتف اللاسلكية وأجهزة الاتصال اللاسلكي وخدمات الراديو الشخصية والاتصالات عبر الأقمار الصناعية والهواتف المحمولة والعديد من التطبيقات الأخرى. يحدد معهد IEEE نطاق الرادار UHF بأنه ترددات تتراوح بين 300 ميجاهرتز و1 جيجاهرتز. يتداخل نطاقان راداريان آخران من IEEE مع نطاق ITU UHF: النطاق L بين 1 و2 جيجا هرتز والنطاق S بين 2 و4 جيجا هرتز.
سأشرح في هذا المقال ماهية uhf وكيف يعمل وبعض استخداماته. اذا هيا بنا نبدأ!
خصائص انتشار الموجات الراديوية UHF
تشير خصائص الانتشار إلى الطريقة التي تنتقل بها موجات الراديو عبر الهواء وتتفاعل مع البيئة. يعد فهم هذه الخصائص أمرًا ضروريًا للتصميم والتشغيل لاسلكي نظم الاتصالات بشكل فعال.
كيف تسافر الموجات UHF؟
تنتقل موجات UHF ، مثل جميع موجات الراديو ، عبر الهواء بسرعة الضوء. ومع ذلك ، على عكس موجات HF ذات التردد المنخفض ، لا تنعكس موجات UHF بواسطة طبقة الأيونوسفير ، وبالتالي فهي تقتصر على الاتصال عبر خط البصر. هذا يعني أن موجات UHF لا يمكنها السفر إلا في خط مستقيم ويتم حظرها بواسطة عوائق مثل المباني والتلال والأشجار.
خصائص القوة والحجم
موجات UHF لها القليل من القوة والحجم مقارنة بالموجات ذات التردد المنخفض. هذا يعني أن إشارات UHF أقل قدرة على اختراق العوائق وأكثر عرضة للتداخل من الأجهزة اللاسلكية الأخرى العاملة في نفس نطاق التردد.
اكتساح القناة وخصائص التردد
تتميز موجات UHF ببعض خصائص اكتساح القناة والتردد. هذا يعني أن قنوات UHF ضيقة ويمكنها فقط دعم نطاق ترددي ضئيل. نتيجة لذلك ، تُستخدم أنظمة الاتصالات اللاسلكية UHF عادةً للاتصالات الشخصية والقابلة للمشاركة ، مثل أجهزة الاتصال اللاسلكي والميكروفونات اللاسلكية وأجهزة التحكم عن بُعد.
هوائيات
الهوائيات هي أجهزة تتيح إرسال واستقبال الإشارات. يتم استخدامها لنقل الإشارات عبر مسافات طويلة ، عبر المباني وحول العوائق. تعمل الهوائيات عن طريق تحويل الإشارات الكهربائية إلى موجات كهرومغناطيسية والعكس صحيح. تنتقل الإشارات عبر الهواء ، ويستقبلها الهوائي أو يرسلها.
أنواع الهوائيات
هناك أنواع مختلفة من الهوائيات المتوفرة في السوق ، وكل منها مصمم لغرض معين. بعض أنواع الهوائيات الشائعة هي:
- الهوائيات متعددة الاتجاهات: تقوم هذه الهوائيات بنقل واستقبال الإشارات في جميع الاتجاهات. يتم استخدامها بشكل شائع لبث إشارات التلفزيون والراديو.
- الهوائيات الاتجاهية: تقوم هذه الهوائيات بإرسال واستقبال الإشارات في اتجاه معين. يتم استخدامها بشكل شائع للاتصالات المتنقلة وفي الإعدادات التي تتطلب إشارة قوية.
- هوائيات ثنائية القطب: هذه الهوائيات بسيطة وسهلة الإعداد. توجد بشكل شائع في أجهزة علمية صغيرة الحجم وتستخدم لإرسال واستقبال الإشارات عبر مسافات قصيرة.
- هوائيات الأطباق: تستخدم هذه الهوائيات عاكسًا مكافئًا لزيادة كسب الهوائي. يتم استخدامها بشكل شائع للاتصال عبر الأقمار الصناعية وفي الإعدادات التي تتطلب إشارة قوية.
UHF مقابل هوائيات VHF
يعتمد الاختيار بين الهوائيات UHF و VHF على تردد الإشارة والمدى المطلوب. الهوائيات UHF لها طول موجي أقصر وهي مناسبة بشكل أفضل لنقل الإشارات على مسافات أقصر. تتمتع الهوائيات VHF بطول موجي أطول وهي مناسبة بشكل أفضل لنقل الإشارات لمسافات أطول.
العوامل التي تؤثر على أداء الهوائي
يمكن أن تؤثر عدة عوامل على أداء الهوائي ، بما في ذلك:
- ارتفاع الهوائي: سيتيح الهوائي الأعلى استقبال وإرسال إشارة أفضل.
- زاوية الهوائي: يمكن أن تؤثر زاوية الهوائي على فرصة التداخل وعلى جودة الإشارة.
- حساسية الهوائي: الهوائي الأكثر حساسية سيمكن من استقبال إشارة أفضل.
- قوة الإشارة: ستتيح الإشارة الأكثر قوة نقل إشارة أفضل.
- خط الرؤية: يحتاج الهوائي إلى خط رؤية واضح لبرج الإرسال أو الاستقبال.
- الإعداد: يجب إعداد الهوائي في المكان الصحيح لتمكين إرسال واستقبال إشارة واضحة.
- محتوى الماء في الهواء: يمكن أن يتداخل الماء مع الإشارة ويقلل من جودة الإشارة.
كسب الهوائي وديسيبل
كسب الهوائي هو مقياس للزيادة في قوة الإشارة التي يوفرها الهوائي. يقاس بالديسيبل (ديسيبل). سيوفر هوائي الكسب الأعلى إشارة أفضل من هوائي الكسب الأقل.
أوضاع Simplex و Duplex
وضع Simplex هو وضع اتصال حيث يتم إرسال الإشارة واستقبالها على نفس التردد. وضع الازدواج هو وضع اتصال حيث يتم إرسال الإشارة واستقبالها على ترددات مختلفة.
هوائيات مكرر
تستخدم هوائيات المكرر لتوسيع نطاق الإشارة. يتلقون إشارة ضعيفة ويعيدون إرسالها بقوة أعلى لتوسيع نطاق الإشارة.
التطبيقات
تُستخدم UHF على نطاق واسع في تطبيقات الاتصالات المختلفة نظرًا لمزاياها على VHF. بعض الاستخدامات الرئيسية للتردد فوق العالي في الاتصال هي:
- السلامة العامة: يستخدم UHF لاتصالات السلامة العامة ، بما في ذلك خدمات الشرطة والإطفاء والطوارئ. يسمح UHF بالاتصال قصير المدى ، وهو مثالي للمناطق الحضرية حيث يمكن للمباني أن تعيق الإشارات. غالبًا ما تُستخدم أنظمة الراديو المتقطعة للسماح للعديد من الوكالات بمشاركة نفس قنوات التردد.
- الهواتف المحمولة: تُستخدم الترددات UHF في الهواتف المحمولة ، بما في ذلك شبكات GSM و UMTS. تسمح هذه الشبكات بنقل الصوت والبيانات ، فضلاً عن الخدمات الإضافية مثل الرسائل النصية والوصول إلى الإنترنت.
- الشبكات اللاسلكية: يستخدم UHF في الشبكات اللاسلكية ، بما في ذلك Wi-Fi و Bluetooth. تسمح هذه الشبكات بتوصيل الأجهزة دون الحاجة إلى أسلاك أو كبلات.
- اتصالات الأقمار الصناعية: يستخدم UHF للاتصالات الساتلية ، بما في ذلك GPS وهواتف الأقمار الصناعية. تسمح هذه الأجهزة بالاتصال في المناطق النائية حيث قد لا تتوفر طرق الاتصال التقليدية.
إذاعة
يستخدم UHF أيضًا في البث ، بما في ذلك التلفزيون والراديو. بعض الاستخدامات الرئيسية للتردد فوق العالي في البث هي:
- التلفزيون: يستخدم UHF للبث التلفزيوني الرقمي ، مما يسمح بجودة أعلى وقنوات أكثر من البث التناظري. يستخدم UHF أيضًا للبث التلفزيوني عالي الوضوح (HDTV).
- الراديو: يستخدم UHF لراديو الهواة ، ويشار إليه أيضًا باسم راديو هام. يسمح هذا بالاتصال بين مشغلي الراديو الهواة باستخدام ترددات UHF. تُستخدم UHF أيضًا للهواتف اللاسلكية وهواتف DECT (الاتصالات اللاسلكية المحسّنة الرقمية).
الجيش والحكومة
يستخدم الجيش والحكومة UHF لأغراض مختلفة ، بما في ذلك:
- الاتصالات البرية: يستخدم UHF للاتصالات الأرضية ، بما في ذلك الاتصال بين القواعد العسكرية والوكالات الحكومية.
- الرادار والتتبع: يستخدم التردد فوق العالي في الرادارات وأنظمة التتبع ، بما في ذلك تقنية التخفي.
- اتصالات الأقمار الصناعية: يستخدم الجيش والحكومة للاتصال عبر الأقمار الصناعية.
تطبيقات أخرى
UHF له العديد من التطبيقات الأخرى ، بما في ذلك:
- أجهزة الراديو الشخصية: تُستخدم UHF في أجهزة الراديو الشخصية ، بما في ذلك أجهزة الاتصال اللاسلكي وأجهزة الراديو ثنائية الاتجاه. غالبًا ما تستخدم هذه الأجهزة في الأنشطة الخارجية مثل التخييم والمشي لمسافات طويلة.
- أجهزة الحوسبة: يستخدم UHF في أجهزة الحوسبة ، بما في ذلك علامات RFID (تحديد ترددات الراديو) وأجهزة NFC (اتصالات المجال القريب).
- الهوائيات: تستخدم هوائيات UHF لإرسال واستقبال إشارات UHF. تتوفر هذه الهوائيات بأحجام وأنواع مختلفة ، بما في ذلك الهوائيات المحمولة وهوائيات المحطة الأساسية.
- إعادة توزيع الطيف الترددي: يتم إعادة تخصيص ترددات UHF من أجل تلبية الطلب على الطيف الإضافي للخدمات اللاسلكية. ويشمل ذلك انخفاض الطلب على ترددات البث UHF والاستخدام الأمثل لل UHF لخدمات النطاق العريض اللاسلكي.
UHF و VHF: من يستخدمهما؟
قبل أن نتعمق في معرفة من يستخدم الترددات UHF و VHF ، دعونا نفهم ماهيتها بسرعة. ترمز UHF إلى التردد الفائق ، وترمز VHF إلى التردد العالي جدًا. يتمثل الاختلاف الرئيسي بين الاثنين في مدى التردد الذي يعملان فيه. تعمل أجهزة الراديو UHF في نطاق 400-512 ميجاهرتز ، بينما تعمل أجهزة الراديو ذات التردد العالي جدًا في نطاق 136-174 ميجاهرتز. يؤثر مدى التردد على نطاق الإشارة وقدرة الاختراق لأجهزة الراديو.
من يستخدم أجهزة الراديو UHF؟
- عمال البناء: يشيع استخدام أجهزة الراديو UHF في مواقع البناء نظرًا لقدرتها على اختراق المباني والهياكل. كما أنها رائعة للتواصل في البيئات الصاخبة.
- الصناعات: تستخدم أجهزة الراديو UHF على نطاق واسع في صناعات مثل التصنيع والنقل والخدمات اللوجستية. إنها مثالية للتواصل داخل منطقة كبيرة ومصممة لتحمل البيئات القاسية.
- الخدمات العامة: تُستخدم أجهزة الراديو UHF بشكل شائع من قبل الخدمات العامة مثل الشرطة والإطفاء والخدمات الطبية الطارئة. أنها توفر مستوى أعلى من الأمن والخصوصية من أجهزة الراديو ذات التردد العالي جدا.
- الخدمات التجارية: تُستخدم أجهزة الراديو UHF أيضًا في الخدمات التجارية مثل المتاجر والمطاعم. فهي صغيرة الحجم وسهلة الحمل ، مما يجعلها مثالية للتواصل في منطقة صغيرة.
أي واحد يجب عليك أن تختار؟
عندما يتعلق الأمر بالاختيار بين أجهزة الراديو UHF و VHF ، فهناك بعض الأشياء التي يجب وضعها في الاعتبار:
- نطاق الإشارة: توفر أجهزة الراديو UHF مدى أقصر ولكن قدرة اختراق أفضل ، بينما توفر أجهزة الراديو VHF مدى أطول ولكنها قد تواجه صعوبة في اختراق المباني والهياكل.
- عمر البطارية: تتطلب أجهزة الراديو UHF عادةً حجم بطارية أصغر وتوفر عمرًا أطول للبطارية من أجهزة الراديو VHF.
- السعر: عادة ما تكون أجهزة الراديو UHF أغلى ثمناً من أجهزة الراديو ذات التردد العالي جداً نظراً لارتفاع مدى ترددها وبنيتها.
- الاحتياجات الخاصة: بناءً على احتياجاتك الخاصة ، قد تجد أن نوعًا واحدًا من الراديو هو الأنسب لك من الآخر.
في النهاية ، يعتمد الاختيار بين أجهزة الراديو UHF و VHF على نوع العمل الذي تقوم به والبيئات التي تعمل فيها. يمكن أن يساعدك فهم الاختلافات بين الاثنين في اتخاذ قرار مستنير عند شراء راديو.
الاختيار بين الترددات VHF و UHF
- توفر ترددات الموجات المترية (VHF) نطاقًا تردديًا أوسع ، مما يعني أنها يمكن أن تنقل المزيد من البيانات في وقت واحد.
- تعد ترددات VHF أكثر ملاءمة للاستخدام في الهواء الطلق والعمل على مسافات أطول.
- ترددات VHF أقل عرضة للتداخل من الأجهزة الأخرى.
- عادةً ما تقدم أجهزة الراديو ذات التردد العالي جدًا إشارات عالية الجودة وهي مناسبة بشكل أفضل للعمل في المناطق المفتوحة.
وفي الختام
إذاً إليكم الأمر ، uhf تعني التردد الفائق ويتم استخدامه للاتصالات اللاسلكية. إنه رائع للاتصالات الشخصية والمشتركة ، ولكنه ليس رائعًا للإشارات بعيدة المدى. لكن لا تقلق ، فهناك ترددات أخرى لذلك. لذا ، أنت تعرف الآن!
أنا Joost Nusselder ، مؤسس Neaera ومسوق محتوى ، أبي ، وأحب تجربة معدات جديدة مع الغيتار في قلب شغفي ، ومع فريقي ، أعمل على إنشاء مقالات مدونة متعمقة منذ عام 2020 لمساعدة القراء المخلصين مع نصائح حول التسجيل والغيتار.
