امواج الكترومغناطيسي، حامل‌هاي كليه ارتباطات راديويي هستند. در مخابرات راديويي، اصلي‌ترين وجه شناسايي يك موج، فركانس آن است. بديهي است با توجه به گسترگي ارتباطات راديويي و زمينه كاربرد بسيار وسيع آن، به‌ويژه در بخش فضا، لازم است تا فضاي فركانسي بصورت قانون‌مند درآيد تا امواج مختلف با هم تداخل پيدا نكنند. به همين خاطر يك سازمان جهاني كه زير نظر سازمان ملل متحد اداره مي‌شود اين وظيفه را برعهده دارد. با اين وجود مساله تداخل فركانسي امواج راديويي هميشه به عنوان يك مشكل مطرح بوده است.
فهرست:
| |
 1 مقدمه و تعريف |
| |
2 فركانس‌هاي مخابراتي |
| |
2-1 باندهاي فركانسي |
| |
2-2 تخصيص فركانس |
| |
2-3 تداخل فركانسي |
| |
2-4 هماهنگي فركانسي |
|
|
|
|
مقدمه و تعريف
امواج راديويي، بخشي از طيف گسترده امواج الكترومغناطيسي را تشكيل مي‌دهند. به دليل ماهيت حامل بودن اكثر اين امواج، در ادبيات علمي بيشتر با عنوان «موج حامل» از آنها ياد مي‌شود [1].
موج حامل در اصطلاح، به موجي الكترومغناطيسي با فركانس، فاز و دامنه مشخص اطلاق مي‌شود كه توسط يك دستگاه فرستنده براي حمل يك سيگنال مشخص الكتريكي توليد مي‌شود [2]. روش‌هاي مختلفي براي سوار كردن سيگنال بر روي موج حامل وجود دارند.
فركانس يا بسامد عبارت است از تعداد ارتعاشات يك موج الكترومغناطيسي (يا حامل) در واحد ثانيه. اين كميت فيزيكي با واحد هرتز اندازه‌گيري مي‌شود. كيلو، مگا و گيگا هرتز همگي ضرايبي براي بيان اين واحد هستند. فركانس‌هاي ارتباطات فضايي عمدتاً در باندهاي مگا و گيگاهرتز هستند. مقدار اين كميت از حاصل‌ضرب طول موج (طول يك دوره تناوب موج، به واحد متر) در سرعت نور (به واحد متر بر ثانيه) به دست مي‌آيد. در واقع مي‌توان گفت طول موج و فركانس دو بيان از يك كميت هستند [2].
در ادبيات فناوري فضايي، در موارد مربوط به ارتباطات مخابراتي بيشتر از فركانس و در امور مربوط به سنجش از دور يا انواع محموله‌هاي غيرمخابراتي ماهواره‌ها، از طول موج استفاده مي‌شود [2].
در اصطلاحات و محاورات مربوط به مخابرات، واژه فركانس كاربرد بسيار فراواني دارد. اگر بخواهيم در مثالي خارج از تعاريف دقيق و علمي فيزيك، يك بيان عاميانه براي درك مفهوم آن در مخابرات ارائه دهيم، مي‌توان گفت كه فركانس، مشخصه‌اي از يك موج راديويي است كه آن را با ساير امواج راديويي متمايز مي‌سازد. امواج تلفن همراه، راديو، بي‌سيم، تلويزيون و ...، همگي امواج مخابراتي هستند، اما فركانس موج حامل آنها با هم تفاوت زيادي دارد. بنابراين، هر كدام گيرنده خاص خود را دارند كه فقط فركانس‌هاي محدوده خود را دريافت كرده و فراتر از محدوده تعريف شده را فيلتر مي‌كنند.
هرقدر فركانس يك موج بيشتر باشد، توليد و دريافت آن نيز به لحاظ فناوري پيچيده‌تر و حساس‌تر خواهد بود.
|
|
فركانس‌هاي مخابراتي
همان‌گونه كه اشاره شد، امواج راديويي براي كاربردهاي گوناگون، داراي فركانس‌هاي متفاوتي هستند. بنابراين و با توجه به گستره جهاني مخابرات و ارتباطات راديويي، يك مرجع جهاني بايد وظيفه تنظيم و مديريت وضعيت فركانس‌هاي امواج را بر عهده داشته باشد تا از تداخل و اخلال جلوگيري به عمل آيد. امروزه، بخش مخابرات راديوييِ اتحاديه بين‌المللي مخابرات راه دور يا آي‌تي‌يو كه يك نهاد زيرنظر سازمان ملل متحد است، اين وظيفه جهاني را بر عهده دارد [2].
در كشور ايران نيز سازمان تنظيم مقررات و ارتباطات راديويي كه وابسته به وزارت مخابرات و فناوري ارتباطات است، نظارت و ساماندهي فضاي فركانسي را بر عهده دارد و نماينده ايران در سازمان آي‌تي‌يو محسوب مي‌شود.
|
|
باندهاي فركانسي
باند فركانسي عبارت است از يك محدوده مشخص از فركانس‌ها. اتحاديه بين‌المللي آي‌تي‌يو، باندهاي فركانسي را مطابق جدول استاندارد ذيل مشخص كرده است [2]:
ارتباطات ماهواره‌اي معمولاً در باند فرکانسي اِس‌اِچ‌اِف و گاهي نيز در باندهاي يواِچاِف و ئي‌‌اِچ‌اِف انجام مي‌پذيرند [2]. اما بر اساس استانداردهاي مختلف رايج، بازه‌هاي فركانسي ديگري نيز، به‌ويژه در محدوده فركانس‌هاي ماهواره‌اي، نامگذاري مي‌شوند. به عنوان مثال، [موسسه مهندسان الكترونيك و الكتريك] يا «[آي‌تريپل‌ئي]» باندهاي فركانسي ذيل را بر اساس استاندارد را در شماره 521 خود تعريف و نامگذاري مي‌كند:
-
باند پي (P): از 23/0 تا 1 گيگاهرتز
-
باند اِل (L): از 1 تا 2 گيگاهرتز، بيشتر کاربرد در خدمات ماهواره‌اي سيار
-
باند اِس (S): از 2 تا 4 گيگاهرتز، بيشتر کاربرد در ماهواره‌هاي سنجشي
-
باند سي (C): از 4 تا 8 گيگاهرتز، بيشتر کاربرد در ماهواره‌هاي ارتباطات تجاري
-
باند اِكس (X): از 8 تا 12 گيگاهرتز، بيشتر کاربرد در ماهواره‌هاي نظامي (از 8 تا 5/12 گيگاهرتز در ايالات متحده)
-
باند كِي‌يو (Ku): از 12 تا 18 گيگاهرتز، بيشتر کاربرد در ماهواره‌هاي ارتباطات تجاري (از 5/12 تا 18 گيگاهرتز در ايالات متحده)
-
باند كِي (K): از 18 تا 27 گيگاهرتز، بيشتر کاربرد در ماهواره‌هاي ارتباطات تجاري (از 18 تا 5/26 گيگاهرتز در ايالات متحده)
-
باند كِي‌اِي (Ka): از 27 تا 40 گيگاهرتز، بيشتر کاربرد در ماهواره‌هاي ارتباطات تجاري (از 5/26 تا 40 گيگاهرتز در ايالات متحده)
-
باند اُ (O): از 40 تا 50 گيگاهرتز
-
باند وي (V): از 50 تا 75 گيگاهرتز
قابل ذكر است كه اين محدوده‌گذاري چندان بر استاندارد آي‌تي‌يو، منطبق نيست. مثلاً بر خلاف استاندارد ارائه شده از طرف آي‌تي‌يو، آي‌تريپل‌ئي محدوده باند يواِچاِف را از 300 مگاهرتز تا 1 گيگاهرتز ذكر مي‌كند. به هر حال، يك استاندارد مشخص جهان‌شمول براي اين دسته‌بندي وجود ندارد. در مراجع مختلف باندهاي فركانسي ذيل نيز تعريف شده‌اند:
-
باند آر (R): از 76/1 تا 6/2 گيگاهرتز
-
باند اِچ (H): از 95/3 تا 85/5 گيگاهرتز
-
باند كيو (Q): از 33 تا 50 گيگاهرتز
-
باند يو (U): از 40 تا 60 گيگاهرتز
-
باند دابليو (W): از 75 تا 110 گيگاهرتز
-
باند مايكرووِيو: از 1 تا 300 گيگاهرتز
اما بايد توجه داشت كه اگرچه تعريف و نامگذاري محدوده‌هاي متفاوت است، اينكه هر محدوده مشخص فركانسي (بدون در نظر گرفتن نام آن محدوده) براي چه منظوري و تحت چه ضوابطي مورد استفاده قرارگيرد، فقط برعهده آي‌تي‌يو است و همه كشورهاي جهان موظف به رعايت آن هستند.
|
|
تخصيص فركانس
[تخصيص فركانس] عبارت است از مشخص كردن محدوده‌هاي مختلف فركانسي براي كاربردهاي مختلف. آي‌تي‌يو وظيفه جهاني اين امر را بر عهده دارد. آي‌تي‌يو براي اين كار جهان را به سه منطقه جداگانه تقسيم مي‌كند:
-
منطقه 1: اروپا، آفريقا، شوروي سابق و مغولستان
-
منطقه 2: قاره آمريكا و گرين‌لَند
-
منطقه 3: آسيا، استراليا و اقيانوس آرام
در هر كدام از اين سه منطقه، محدوده‌هاي فركانسي براي كاربري‌هاي گوناگون تعيين شده‌اند. بايد توجه داشت كه اين فقط بيان صورت مساله است و تخصيص فركانس يك عمليات بسيار پيچيده و تخصصي در سطح جهاني است. هزاران نكته خاص و استثنا در برخورد با اين مساله به‌وجود مي‌آيد كه بايد مدام مورد بررسي قرار گيرند. آي‌تي‌يو در كنفرانس‌ها و نشست‌هاي ساليانه خود همواره قوانين و مقررات تخصيص فركانس خود را مورد بررسي و بازبيني قرار مي‌دهد [3]. همچنين بخشي در آي‌تي‌يو وجود دارد كه به تداخل‌هاي فركانسي و همچنين شكايت‌هاي اعضا در اين زمينه رسيدگي مي‌كند.
|
|
تداخل فركانسي
[تداخل فركانسي] عبارتست از برهم‌پوشاني ناخواسته و غيرمطلوب دو يا چند سيگنال فركانس راديويي در يك گيرنده [2]. در يك سامانه مخابرات ماهواره‌اي، سه راهكار اصلي براي كم‌كردن تداخل فركانسي وجود دارد:
هر گيرنده جديد فضايي (چه در فضا و چه بر روي زمين) بايد قبل از عملياتي شدن مورد تحليل فركانسي قرار گيرد تا امكان روبرو شدن آن با اين پديده به حداقل برسد.
|
|
هماهنگي فركانسي
[هماهنگي فركانسي] عبارت است از فرايند اطمينان‌يابي از عملكرد يك ماهواره و ايستگاه زميني، بدون هرگونه تداخل فركانسي. هماهنگ‌كننده و ناظر بين‌المللي اين مساله بخش مخابرات راديويي اتحاديه آي‌تي‌يو است و سازمان‌هاي ملي مقررات راديويي در هر كشور (مانند سازمان تنظيم مقررات و ارتباطات راديويي در ايران) اِعمال‌كننده آن در كشورهاي مختلف هستند.
مثلاً هنگامي‌كه قرار است تا يك ايستگاه گيرنده ماهواره‌اي در نقطه‌اي ايجاد شود، اطلاعات فني مرتبط از قبيل: فركانس‌هاي كانال‌ها، موقعيت مداري ماهواره، محل جغرافيايي ايستگاه، دياگرام قطبي الگوي تشعشع آنتن، توان فرستنده، نوع داده و ...، بايد به آژانس ملي مقررات راديويي ارائه شود. اين آژانس وظيفه دارد تا با انجام يك تحليلِ تداخل فركانسي، مشخص كند كه ايستگاه جديد چقدر با منابع فركانسي موجود تداخل دارد. به نوعي همين كار هم براي هماهنگي فركانسي براي تعيين فركانس‌هاي ماهواره انجام مي‌پذيرد [2].
منبع : isa.ir/enc
|
|
مراجع
[1] - Holiday D., Resnik R., "Fundamentals of Physics", John Wiley & Sons, Third Edition, 1990.
[2] - Williamson M., "Cambridge dictionary of Space Technology", Cambridge University Press, First Edition, 2001.
[3] - Rycroft M., "The Cambridge Encyclopedia of Space", Cambridge University Press, First Edition, 1990.
|
|
