भौतिकी पाठ्यपुस्तकों में रेडियो तरंगों की श्रेणी के विषय पर गूढ़ सूत्र दिए गए हैं, जिन्हें कभी-कभी विशेष शिक्षा और कार्य अनुभव वाले लोग भी पूरी तरह से समझ नहीं पाते हैं। लेख में हम कठिनाइयों का सहारा लिए बिना सार को समझने की कोशिश करेंगे। रेडियो तरंगों की खोज करने वाले पहले व्यक्ति निकोला टेस्ला थे। अपने समय में, जहां उच्च तकनीक वाले उपकरण नहीं थे, टेस्ला को पूरी तरह से समझ में नहीं आया कि यह किस तरह की घटना है, जिसे उन्होंने बाद में ईथर कहा। एक प्रत्यावर्ती धारा चालक एक रेडियो तरंग की शुरुआत है।
रेडियो तरंग स्रोत
रेडियो तरंगों के प्राकृतिक स्रोतों में खगोलीय पिंड और बिजली शामिल हैं। रेडियो तरंगों का एक कृत्रिम उत्सर्जक एक विद्युत चालक होता है जिसमें एक प्रत्यावर्ती विद्युत प्रवाह होता है। उच्च-आवृत्ति जनरेटर की दोलन ऊर्जा को रेडियो एंटीना के माध्यम से आसपास के स्थान में वितरित किया जाता है। रेडियो तरंगों का प्रथम कार्य स्रोत थापोपोव का रेडियो ट्रांसमीटर-रिसीवर। इस उपकरण में, एक उच्च-आवृत्ति जनरेटर का कार्य एक एंटीना से जुड़े एक उच्च-वोल्टेज भंडारण उपकरण द्वारा किया जाता था - एक हर्ट्ज वाइब्रेटर। कृत्रिम रूप से निर्मित रेडियो तरंगों का उपयोग स्थिर और मोबाइल रडार, प्रसारण, रेडियो संचार, संचार उपग्रह, नेविगेशन और कंप्यूटर सिस्टम के लिए किया जाता है।
रेडियो वेवबैंड
रेडियो संचार में उपयोग की जाने वाली तरंगें 30 kHz - 3000 GHz की आवृत्ति रेंज में होती हैं। तरंग की तरंग दैर्ध्य और आवृत्ति, प्रसार विशेषताओं के आधार पर, रेडियो तरंग रेंज को 10 उप-बैंडों में विभाजित किया गया है:
- एसडीवी - अतिरिक्त लंबा।
- एलडब्ल्यू - लंबा।
- पूर्वोत्तर - औसत।
- दप - लघु।
- वीएचएफ - अल्ट्रा शॉर्ट।
- एमवी - मीटर।
- यूएचएफ - डेसीमीटर।
- एसएमवी - सेंटीमीटर।
- एमएमवी - मिमी।
- SMMW - सबमिलीमीटर
रेडियो फ्रीक्वेंसी रेंज
रेडियो तरंगों के स्पेक्ट्रम को सशर्त रूप से वर्गों में विभाजित किया गया है। रेडियो तरंग की आवृत्ति और लंबाई के आधार पर, उन्हें 12 उप-बैंडों में विभाजित किया जाता है। रेडियो तरंगों की आवृत्ति रेंज एसी सिग्नल की आवृत्ति से संबंधित होती है। अंतरराष्ट्रीय रेडियो नियमों में रेडियो तरंगों की आवृत्ति रेंज को 12 नामों से दर्शाया गया है:
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रेडियो तरंगें रेडियो तरंगों का प्रसार ईएलएफ - बेहद कम।
- वीएलएफ - अल्ट्रा-लो।
- INCH - इन्फ्रा-लो।
- वीएलएफ - बहुत कम।
- एलएफ - कम आवृत्तियों।
- मध्य-मध्य आवृत्तियों।
- एचएफ- उच्च आवृत्तियों।
- वीएचएफ - बहुत अधिक।
- UHF - अल्ट्रा हाई।
- माइक्रोवेव - अल्ट्रा हाई।
- ईएचएफ - बहुत अधिक।
- HHF - हाइपर हाई।
जैसे-जैसे रेडियो तरंग की आवृत्ति बढ़ती है, इसकी लंबाई घटती जाती है, जैसे-जैसे रेडियो तरंग की आवृत्ति घटती जाती है, वैसे-वैसे बढ़ती जाती है। इसकी लंबाई के आधार पर प्रसार रेडियो तरंग का सबसे महत्वपूर्ण गुण है।
रेडियो तरंगों के प्रसार 300 मेगाहर्ट्ज - 300 गीगाहर्ट्ज़ को उनकी उच्च आवृत्ति के कारण अल्ट्रा-हाई माइक्रोवेव कहा जाता है। यहां तक कि सबबैंड बहुत व्यापक हैं, इसलिए वे, बदले में, अंतराल में विभाजित हैं, जिसमें टेलीविजन और रेडियो प्रसारण के लिए, समुद्री और अंतरिक्ष संचार के लिए, स्थलीय और विमानन, रडार और रेडियो नेविगेशन के लिए, चिकित्सा डेटा ट्रांसमिशन के लिए कुछ श्रेणियां शामिल हैं। पर। इस तथ्य के बावजूद कि रेडियो तरंगों की पूरी श्रृंखला क्षेत्रों में विभाजित है, उनके बीच संकेतित सीमाएं सशर्त हैं। अनुभाग लगातार एक दूसरे का अनुसरण करते हैं, एक दूसरे से गुजरते हुए, और कभी-कभी ओवरलैप करते हैं।
रेडियो तरंग प्रसार की विशेषताएं
रेडियो तरंगों का प्रसार एक वैकल्पिक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र द्वारा अंतरिक्ष के एक हिस्से से दूसरे हिस्से में ऊर्जा का स्थानांतरण है। निर्वात में, एक रेडियो तरंग प्रकाश की गति से यात्रा करती है। पर्यावरण के संपर्क में आने पर रेडियो तरंगों का प्रचार करना मुश्किल हो सकता है। यह संकेत विरूपण, प्रसार की दिशा में परिवर्तन, और चरण और समूह वेग में मंदी के रूप में प्रकट होता है।
हर प्रकार की तरंगविभिन्न तरीकों से लागू किया गया। लंबे लोग बाधाओं को दूर करने में बेहतर सक्षम होते हैं। इसका मतलब यह है कि रेडियो तरंगों की रेंज जमीन और पानी के तल पर फैल सकती है। लंबी लहरों का उपयोग पनडुब्बियों और समुद्री जहाजों में व्यापक है, जो आपको समुद्र में किसी भी स्थान पर संपर्क में रहने की अनुमति देता है। सभी बीकन और जीवन रक्षक स्टेशनों के रिसीवर पांच सौ किलोहर्ट्ज़ की आवृत्ति के साथ छह सौ मीटर की तरंग दैर्ध्य में ट्यून किए जाते हैं।
विभिन्न रेंज में रेडियो तरंगों का प्रसार उनकी आवृत्ति पर निर्भर करता है। लंबाई जितनी कम होगी और आवृत्ति जितनी अधिक होगी, तरंग का मार्ग उतना ही सख्त होगा। तदनुसार, इसकी आवृत्ति जितनी कम होगी और लंबाई जितनी अधिक होगी, यह बाधाओं के चारों ओर झुकने में उतना ही सक्षम होगा। रेडियो तरंग लंबाई की प्रत्येक श्रेणी की अपनी प्रसार विशेषताएँ होती हैं, लेकिन पड़ोसी श्रेणियों की सीमा पर विशिष्ट विशेषताओं में कोई तीव्र परिवर्तन नहीं होता है।
प्रचार विशेषता
अत्यधिक लंबी और लंबी तरंगें ग्रह की सतह के चारों ओर झुकती हैं, सतह की किरणों से हजारों किलोमीटर तक फैलती हैं।
मध्यम तरंगें मजबूत अवशोषण के अधीन होती हैं, इसलिए वे केवल 500-1500 किलोमीटर की दूरी तय कर सकती हैं। जब इस श्रेणी में आयनमंडल सघन होता है, तो एक अंतरिक्ष किरण द्वारा एक संकेत संचारित करना संभव होता है, जो कई हजार किलोमीटर से अधिक संचार प्रदान करता है।
लघु तरंगें ग्रह की सतह द्वारा अपनी ऊर्जा के अवशोषण के कारण केवल कम दूरी पर ही फैलती हैं। स्थानिक पृथ्वी की सतह और आयनमंडल से बार-बार परावर्तित करने में सक्षम होते हैं, लंबी दूरी को पार करते हैं,सूचना प्रसारित करके।
अल्ट्रा-शॉर्ट बड़ी मात्रा में सूचना प्रसारित करने में सक्षम हैं। इस श्रेणी की रेडियो तरंगें आयनमंडल के माध्यम से अंतरिक्ष में प्रवेश करती हैं, इसलिए वे स्थलीय संचार के लिए व्यावहारिक रूप से अनुपयुक्त हैं। इन श्रेणियों की सतही तरंगें ग्रह की सतह के चारों ओर झुके बिना, एक सीधी रेखा में उत्सर्जित होती हैं।
ऑप्टिकल बैंड में बड़ी मात्रा में सूचना प्रसारित की जा सकती है। अक्सर, संचार के लिए ऑप्टिकल तरंगों की तीसरी श्रेणी का उपयोग किया जाता है। पृथ्वी के वायुमंडल में, वे क्षीणन के अधीन हैं, इसलिए वास्तव में वे 5 किमी तक की दूरी पर एक संकेत संचारित करते हैं। लेकिन ऐसी संचार प्रणालियों के उपयोग से दूरसंचार निरीक्षकों से अनुमति प्राप्त करने की आवश्यकता समाप्त हो जाती है।
मॉड्यूलेशन सिद्धांत
सूचना प्रसारित करने के लिए, एक सिग्नल के साथ एक रेडियो तरंग को संशोधित किया जाना चाहिए। ट्रांसमीटर मॉड्यूलेटेड रेडियो तरंगों का उत्सर्जन करता है, यानी संशोधित। लघु, मध्यम और लंबी तरंगें आयाम संग्राहक होती हैं, इसलिए उन्हें AM कहा जाता है। मॉड्यूलेशन से पहले, वाहक तरंग निरंतर आयाम के साथ चलती है। ट्रांसमिशन के लिए एम्प्लीट्यूड मॉड्यूलेशन इसे सिग्नल के वोल्टेज के अनुरूप आयाम में बदलता है। रेडियो तरंग का आयाम सिग्नल वोल्टेज के सीधे अनुपात में बदलता है। अल्ट्राशॉर्ट तरंगें फ़्रीक्वेंसी मॉड्यूलेटेड होती हैं, इसलिए उन्हें FM कहा जाता है। फ़्रीक्वेंसी मॉड्यूलेशन एक अतिरिक्त आवृत्ति लगाता है जो सूचना को वहन करती है। किसी सिग्नल को एक दूरी पर प्रेषित करने के लिए, इसे उच्च आवृत्ति सिग्नल के साथ संशोधित किया जाना चाहिए। सिग्नल प्राप्त करने के लिए, आपको इसे सबकैरियर वेव से अलग करना होगा। आवृत्ति मॉडुलन के साथ, कम हस्तक्षेप पैदा होता है, लेकिन रेडियो स्टेशन को मजबूर किया जाता हैवीएचएफ पर प्रसारण।
रेडियो तरंगों की गुणवत्ता और दक्षता को प्रभावित करने वाले कारक
रेडियो तरंग अभिग्रहण की गुणवत्ता और दक्षता दिशात्मक विकिरण की विधि से प्रभावित होती है। एक उदाहरण एक उपग्रह डिश होगा जो एक स्थापित प्राप्त सेंसर के स्थान पर विकिरण भेजता है। इस पद्धति ने रेडियो खगोल विज्ञान के क्षेत्र में महत्वपूर्ण प्रगति की और विज्ञान में कई खोजें कीं। उन्होंने उपग्रह प्रसारण, वायरलेस डेटा ट्रांसमिशन, और बहुत कुछ बनाने की संभावना खोली। यह पता चला कि रेडियो तरंगें सूर्य, हमारे सौर मंडल के बाहर के कई ग्रहों, साथ ही अंतरिक्ष नीहारिकाओं और कुछ सितारों को उत्सर्जित करने में सक्षम हैं। यह माना जाता है कि हमारी आकाशगंगा के बाहर शक्तिशाली रेडियो उत्सर्जन वाली वस्तुएं हैं।
रेडियो तरंग की रेंज, रेडियो तरंगों का प्रसार न केवल सौर विकिरण से, बल्कि मौसम की स्थिति से भी प्रभावित होता है। तो, मीटर तरंगें, वास्तव में, मौसम की स्थिति पर निर्भर नहीं करती हैं। और सेंटीमीटर के प्रसार की सीमा दृढ़ता से मौसम की स्थिति पर निर्भर करती है। यह इस तथ्य के कारण है कि बारिश के दौरान या हवा में नमी के बढ़े हुए स्तर के साथ जलीय वातावरण द्वारा छोटी लहरें बिखरी हुई या अवशोषित हो जाती हैं।
साथ ही रास्ते में आने वाली बाधाओं से उनकी गुणवत्ता प्रभावित होती है। ऐसे क्षणों में, संकेत फीका पड़ जाता है, और श्रव्यता काफी बिगड़ जाती है या कुछ क्षणों या अधिक के लिए पूरी तरह से गायब हो जाती है। जब छवि टिमटिमाती है और सफेद पट्टियाँ दिखाई देती हैं, तो इसका एक उदाहरण एक अति-उड़ने वाले विमान पर टीवी की प्रतिक्रिया होगी। ऐसा के कारण होता हैतथ्य यह है कि लहर विमान से परिलक्षित होती है और टीवी एंटीना से गुजरती है। टेलीविजन और रेडियो ट्रांसमीटर के साथ ऐसी घटनाएं शहरों में होने की अधिक संभावना है, क्योंकि रेडियो तरंगों की रेंज इमारतों, ऊंचे टावरों पर परिलक्षित होती है, जिससे लहर का मार्ग बढ़ जाता है।
