ELEKTROMANYETİK SPEKTRUM NEDİR?
Elektromanyetik spektrum nedir ? Elektromanyetik spektrum nerelerde kullanılır ? Elektromanyetik spektrumun temeli nedir ? Elektromanyetik spekturumu nasıl anlamalıyız ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız Elektromanyetik Spektrum Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.
Başlayalım.
ELEKTROMANYETİK SPEKTRUM
Normalde bir elektromanyetik spektrum vardır, ancak farklı taşıyıcı frekansları kullanarak, çok sayıda RF cihaz birlikte bulunabilir.
RF dünyası frekanslar dünyasıdır.Tek bir sistemde veya tek bir PCB içinde, bir RF tasarımının birden fazla frekans aralığında sinyalleri içerebileceği düşünülürse, bu doğrudur.Fakat bu noktada, belirli bir RF sisteminin var olduğu geniş kapsamı inceleyelim.Bu konsepte verdiğimiz isim “elektromanyetik spektrum” dur.
Daha spesifik olarak, RF iletişimi için yaygın olarak kullanılan elektromanyetik spektrum kısmını tartışacağız.Işık, elektromanyetik spektruma dahil edilmiştir ve bu nedenle, mühendislik sistemlerinde sınırlı kullanımı olan aşırı düşük frekanslı radyo dalgaları vardır.
Işık, bilgiyi iletmenin yararlı bir yoludur, ancak orta frekanslı elektromanyetik radyasyondan (EMR) çok farklı şekilde davranır ve sonuç olarak kendi kategorisine yerleştiririz – kablosuz iletişim yerine optik iletişim.
Düşük frekanslı EMR’nin özel kullanımları vardır ve aynı zamanda tüm dünyada sürekli olarak elektrik şebekesi tarafından üretilir, ancak ana kablosuz iletişimin bir parçası değildir.
Frekanslar: Neden ve Nasıl?
Çeşitli frekans kategorilerini tartışmadan önce, iki temel sorunu gözden geçirelim.Neden bu kadar çok farklı frekans kullanıyoruz? Bir tasarımcı belirli bir uygulama için hangi frekansın uygun olduğuna nasıl karar verir?
Parazit
Aynı frekansta çalışan iki veya daha fazla verici parazit yaratır, yani alıcı cihazın ilgili RF sinyalini alakasız RF sinyallerinden ayırmasını zorlaştırırlar.Farklı frekanslar kullanıldığında bu problem büyük ölçüde ortadan kalkar.Bir frekanstaki EMR, farklı bir frekansta EMR’yi “bozmaz” ve alakasız sinyaller filtreleme yoluyla kolayca yok sayılır.
Elbette, iki sinyal, hertz’in bir bölümü ile ayrıldığından, parazit yok olmaz — daha fazla frekans ayrımı daha az parazite yol açar.Bununla birlikte, farklı RF iletişim türleri için farklı frekansların kullanılması inanılmaz derecede etkilidir.Her gün, dünyanın her yerinde, çok sayıda kablosuz sistem, önemli bir işlevsellik kaybı olmadan aynı anda çalışır.
Frekans Seçimi
EMR’nin özellikleri frekansa göre değişir.Örneğin, aşırı düşük frekanslı dalgalar etkili bir şekilde suya nüfuz edebilir ve böylece bir denizaltıyla iletişim kurmanız gerektiğinde yardımcı olabilir.
Başka bir örnek olarak, belirli frekanslar bir radyo sinyalinin çok uzun mesafeler kat etmesini sağlar, çünkü bu frekanslar atmosferik kırılma ile karşılaşır.Mesele, belirli bir RF sisteminin başlıca hedefleri, operasyonel frekans aralığını seçme sürecini büyük ölçüde etkilemektedir.
Önceki paragrafta, frekansın yayılma özelliklerini etkilediği belirtilen örneklerden bahsettik ki yine de, çoğu zaman, daha önemli bir nokta, (analog sistemlerde) bant genişliği veya veri hızında (dijital sistemlerde) kullanımdadır.
Frekans bileşenlerine sahip bir ses sinyalini 10 kHz kadar yüksek bir kablosuz olarak iletmek isterseniz, 5 kHz’lik bir verici (yani, taşıyıcı) frekansını kullanamazsınız.Frekans, bir sinyalin bilgiyi iletebileceği hıza karşılık gelir, böylece 10 kHz ses bilgisini 5 kHz’lik bir taşıyıcıya “sığdıramazsınız”.
Ayrıca, pratik hususlar, taşıyıcı frekansın, bilgiden (yani, temel bant) sıklığından önemli ölçüde daha yüksek olmasını gerektirir.Böylece, daha geniş bant genişliği ve daha yüksek veri oranı sistemleri, elektromanyetik spektrumun daha yüksek frekanslı kısımlarını meşgul etmelidir.
İlgi Frekansları
Radyo spektrumu – yani elektromanyetik spektrumun radyo-iletişim kısmı – VLF (çok düşük frekanslı) banttan EHF’ye (son derece yüksek frekanslı) bant, yani yaklaşık 3 kHz ila 300 GHz arasında uzanır. VHF’yi EHF’den ayıran diğer gruplar
LF (düşük frekans),
MF (orta frekans),
HF (yüksek frekans),
VHF (çok yüksek frekans),
UHF (ultra yüksek frekans) ve
SHF (süper yüksek frekans)
Bu bölümler oldukça rastgeledir ve kesin frekans aralığını bilmeye gerek yoktur. Spektrumun farklı bölümlerinde bulunan bazı kablosuz iletişim kategorileri örneklerini vermek daha iyi olacaktır, çünkü bu, belirli frekans sistemleri için belirli sistem türlerine daha uygun olan sezgisel bir farkındalık elde etmemize yardımcı olacaktır.
AM radyo iletişimi MF bandını kullanır; daha özel olarak, taşıyıcı frekansları 540 ila 1600 kHz arasında değişir.Tecrübemizden AM radyosunun iyi bir menzile sahip olduğunu ve binalardan gelen fiziksel parazitlere dayanıklı olduğunu biliyoruz, ancak AM’nin mükemmel ses kalitesi için bir itibarı yoktur.
FM radyo iletişimi, 88.1’den 108.1 MHz’e kadar taşıyıcı frekansları olan VHF bandını kullanır. Taşıyıcıdan izin verilen sapma, FM’de AM’den önemli ölçüde daha yüksektir; bu, FM sinyallerinin, birim zaman başına, AM sinyallerinden daha fazla bilgi aktarılabileceği anlamına gelir.
Bu bağlamda “AM” ve “FM” ün genel olarak genlik ve frekans modülasyonuna değil, standartlaştırılmış radyo iletim kategorilerine atıfta bulunduğunu unutmayın.
Bluetooth ve 802.11 protokollerinden bazıları gibi dijital iletişim sistemleri, düşük gigahertz aralığında, daha spesifik olarak, 2,4 GHz’ye yakın frekanslarda çalışır.
Bunlar genellikle kısa menzilli sistemlerdir, ancak güvenilir iletişim sunarlar ve yüksek taşıyıcı frekansı yüksek veri hızları sağlar.Bu protokoller çok küçük, ancak nispeten uzun pil ömrü sağlayan cihazlar tarafından kullanılabilir.
Uzun menzillerin önemli olduğu bir uygulamayı temsil eden uydular çok yüksek frekanslarda çalışmaya eğilimlidir.Bu aralığın alt ucunda (1-2 GHz), GPS uyduları tarafından kullanılan L bandı bulunur. C bandı (4–8 GHz), örneğin uydu TV ağları tarafından kullanılır.
18 GHz’lik etkileyici frekansa kadar uzanan Ku bandı, çeşitli uydu uygulamaları için kullanılmaktadır ve Uluslararası Uzay İstasyonu’ndaki vb. iletişim ekipmanlarının önemli bir parçasıdır.
EMR’den Işık’a
Yukarıda belirtilen uydu frekansları çoğunlukla radyo spektrumunun SHF bölümünde kalmaktadır. EHF bandı radyo dalgaları ve optik dalgalar arasında geçiş olarak hizmet eder; EHF sinyalleri, atmosferdeki gazlar ve nem tarafından daha ciddi şekilde engellenir ve bu da bize optik radyasyon ve onun opak objelere nüfuz edememesini hatırlatır.EHF bandının üzerindeki frekanslara sahip sinyaller radyo dalgaları olarak değil kızılötesi radyasyon olarak sınıflandırılırlar.
Özet :
Elektromanyetik spektrum, evrendeki mevcut EMR frekans aralığına değinmektedir. Bu spektrum bölünür ve farklı frekans bantlarına bölünür.
RF iletişimi ile ilgili genel bölüm radyo spektrumu olarak adlandırılır ve radyo spektrumu sekiz gruba ayrılır.
Ayrı radyo sistemleri arasındaki enterferans, farklı taşıyıcı frekansları kullanılarak önlenebilir.
Bant genişliği ve yayılma gereksinimleri taşıyıcı frekansı seçimini etkiler ve sırayla taşıyıcı frekans belirli bir sistemin özelliklerini etkiler.
Radyo spektrumu içindeki en yüksek frekans bandı, daha fazla radyo dalgası gibi davranan sinyallerden, daha çok optik dalgalar gibi davranan sinyallere geçişi temsil eder.
ELEKTROMANYETİK SPEKTRUM NEDİR SONUÇ :
Bugün Elektromanyetik Spektrum Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Teknik makaleler kısmında umuyorum faydalı bilgiler buluyorsunuzdur.
İyi Çalışmalar