RF NEDİR ve NEDEN KULLANIYORUZ ?
RF Nedir ? Elektromanyetik radyasyon nedir ? Alanlar ve Dalgalar nedir ? EMR Nedir ? EMR’nin özellikleri nedir ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız RF Nedir ve Neden Kullanıyoruz adlı yazımızla sizlerleyiz.Teknik makaleler kategorisine hızla devam ediyoruz.
Elektromanyetik radyasyon hakkında bilgi edinelim ve kablosuz iletişim için neden bu kadar kullanışlı olduğunu birlikte öğrenelim.
RF ve EMR NEDİR ?
Elektriği düşündüğümüzde, doğal olarak elektrik tellerini de düşünürüz.Yüksek voltajlı iletim hatlarından basılı devre kartı üzerindeki küçük izlere kadar, teller hala elektrik enerjisini bir konumdan diğerine aktarmanın temel aracıdır.
Ancak tarih, insanın, az da olsa her şeyden önce, bir şeyleri yapmanın temel yolundan memnun olduklarını sürekli olarak göstermiştir ve bu nedenle, elektriğin yaygınlaşmasının, elektriksel işlevsellikten kaynaklanan fiziksel bağlantı kısıtlılıklardan kurtulmak için birtakım çabalar ile sürekli geliştirme ve sorunları gidermek adına uğraşıldığını tahmin etmek hiçte zor olmayacaktır.
“Kablosuz” özelliğini bir elektrik sistemine dahil etmenin çeşitli yolları vardır.Bunlardan biri, RF iletişiminin temeli olan elektromanyetik radyasyonun kullanılmasıdır.
Bununla birlikte, elektromanyetik radyasyonun elektrik devrelerini kablosuz alana yayma/genişletme özelliğinde benzersiz olmadığını bilmek önemlidir.
İletken olmayan bir malzemeden (mekanik hareket, ses dalgaları, ısı) geçebilecek herhangi bir şey, elektrik enerjisinin iletken ara bağlantılara dayanmayan bilgilere dönüştürülmesi olarak kullanılabilir.
Bu düşünceyle kendimize daha alakalı sorular sorabiliriz ;
Neden elektromanyetik radyasyon tercih edilen yöntemdir ? Neden diğer kablosuz iletişim türleri ikincil öneme sahiptir ?Bu sorulara cevap vermeden önce, elektromanyetik radyasyonun ne olduğunu anladığımızdan emin olalım.
Alanlar ve Dalgalar
Elektromanyetizmanın detaylarını inceleyerek yıllar sürecek bir inceleme yapabiliriz.Neyse ki, RF devrelerini başarıyla tasarlamak ve uygulamak için bu tür bir uzmanlığa ihtiyacınız yoktur.Ancak, cihazınızın anteninden yayılan gizemli enerjiye dair temel bir fikre sahip olmanız gerekir.
Adından da anlaşılacağı gibi, elektromanyetik radyasyon hem elektrik alanlarını hem de manyetik alanları içerir.Bir antenin empedansı üzerindeki voltaj gibi bir voltajınız varsa, bir elektrik alanınız (matematiksel bir bakış açısından, elektrik alan, voltaj değişiminin uzaysal oranıyla orantılıdır) vardır diyebiliriz.
Elektrik akımınız varsa – örneğin bir antenin empedansından geçen akım gibi – bir manyetik alanınız (alanın gücü akımın büyüklüğü ile orantılıdır) vardır diyebiliriz.
Elektrik ve manyetik alanlar, voltaj veya akımın büyüklüğü sabit olsa bile mevcuttur.Ancak, bu alanlar yayılmayacaktır.Eğer evrene yayılacak bir dalga istiyorsak, voltaj ve akımda değişikliklere ihtiyacımız vardır.
Bu yayılmanın meşhur yöntemi, elektromanyetik radyasyonun elektrik ve manyetik bileşenleri arasındaki kendi kendini sürdürebilen ilişkisidir.Değişen bir elektrik alanı bir manyetik alan üretir ve değişen bir manyetik alan bir elektrik alanı oluşturur.
Bu karşılıklı rejenerasyon, ayrı bir durum olarak, yani bir elektromanyetik dalga olarak karşımıza çıkar.Bir kere üretildikten sonra, bu dalga, mevcut kaynağından, günlerce, ışık hızında, bilinmeyenlerin derinliklerine doğru ilerleyerek dışarı çıkacaktır.
EMR Oluşturma vs. EMR Kontrol Etme
Tüm RF iletişim sisteminin tasarlanması kolay değildir.Bununla birlikte, elektromanyetik radyasyon (EMR) oluşturmak son derece kolaydır ve aslında istemediğiniz zamanlarda bile üretebilirsiniz. Herhangi bir devredeki herhangi bir zaman değişkenli sinyal EMR üretir ve bu dijital sinyalleri içerir.
Çoğu durumda bu EMR sadece gürültülüdür.Sorun çıkarmazsa, bunu göz ardı edebilirsiniz.Bazı durumlarda, aslında diğer devrelere müdahale edebilir, bu durumda EMI (elektromanyetik girişim) olur.
Öyleyse, RF tasarımının sadece EMR oluşturmasıyla ilgili olmadığını görüyoruz; daha doğrusu, RF tasarımı, EMR’nin doğrudan elektrik bağlantısı olmayan iki devre arasında anlamlı bilgi aktarmanızı sağlayacak şekilde EMR üretme ve işleme ve yorumlama sanatı ve bilimidir.
Neden EMR?
Şimdi, EMR tabanlı sistemlerin neden diğer kablosuz iletişim biçimlerine kıyasla çok yaygın olduğu sorusuna dönelim.Başka bir deyişle, çeşitli yaygın teller yardımı olmadan bilgi aktarımı yapabildiğinde niçin “kablosuz” her zaman RF’yi kullanır?
Bir kaç neden bulunmaktadır :
Çabukluk :
EMR, kablolu devrelerde kullanılan elektrik sinyallerinin doğal bir uzantısıdır.Zamanla değişen voltajlar ve akımlar isteyip istemediğinize bakmadan EMR’yi üretir ve ek olarak bu voltaj ve akımlar EMR’nin orijinal sinyalin AC bileşenlerinin tam bir temsilidir.
Aşırı (ve tamamen pratik olmayan) bir örneği düşünelim: ısıya dayalı bir kablosuz iletişim sistemi olsun.Bir odanın iki ayrı cihaz içerdiğini düşünün. Verici cihaz, göndermek istediği mesaja göre odayı belli bir sıcaklığa ısıtır ve alıcı cihaz ortam sıcaklığını ölçer ve yorumlar.
Bu, durgun ve garip bir sistemdir, çünkü odanın sıcaklığı, karmaşık bir elektrik sinyalinin varyasyonlarını tam olarak takip edemez. EMR ise, oldukça duyarlıdır.İletilen RF sinyalleri, son teknoloji ürünü kablosuz sistemlerde kullanılan karmaşık, yüksek frekanslı dalga biçimlerini bile kolayca çoğaltabilir.
Hız :
AC-bağlantılı sistemlerde, verilerin aktarılabileceği oran, bir sinyalin varyasyonları ne kadar hızlı gerçekleşebileceğine bağlıdır.Başka bir deyişle, bilgi iletmek için bir sinyal, amplitüde de artan ve azalan gibi bir işlem yapmalıdır.EMR’nin çok yüksek frekanslarda bile pratik bir iletişim aracı olduğu ortaya çıkıyor, bu da RF sistemlerinin çok yüksek veri aktarım oranlarına ulaşabileceği anlamına geliyor.
Menzil :
Kablosuz iletişim arayışı, uzun mesafeli iletişimin takip edilmesiyle yakından bağlantılıdır.Verici ve alıcı çok yakınsa, telleri kullanmak genellikle daha basit ve daha uygun maliyetlidir.
Bir RF sinyalinin gücü ters kare yasasına göre azalsa da, EMR-modülasyon teknikleri ve gelişmiş alıcı devresi ile bağlantılı olarak hala kullanılabilirdir ve sinyalleri uzun mesafelere aktarma konusunda kayda değer bir yeteneğe sahiptir.
Görüş Hatları Olmadan Çalışabilme
EMR ile rekabet edebilecek tek kablosuz iletişim aracı ışıktır.Bu belki de çok şaşırtıcı değildir, çünkü ışık aslında çok yüksek frekanslı EMR’dir. Ancak optik iletimin doğası gereği, RF iletişiminin sunduğu net avantajın ne olduğunu vurgulanır ki bu da ;net bir görüş alanının gerekli olmadığıdır.
Dünyamız ışığı engelleyen katı nesnelerle doludur – hatta çok güçlü bir ışıkları bile.Hepimiz yaz güneşinin yoğun parlaklığını yaşamışızdır ancak bu yoğunluğun ince bir kumaş parçası gibi bir materyaller ne kadar azaldığını da biliyorsunuzdur.
Tersine, RF sistemlerinde kullanılan düşük frekanslı EMR, duvarlardan, plastik kutulardan, bulutlardan ve insan vücudundaki her hücreden biraz garip görünmesine rağmen geçer.RF sinyalleri bu malzemelerden tamamen etkilenmez ve bazı durumlarda önemli ölçüde zayıflama meydana gelebilir.Fakat ışığa kıyasla, (düşük frekanslı) EMR hemen hemen her yere gider.
Özet :
“RF”, doğrudan elektrik bağlantısına sahip olmayan iki devre arasında bilgi aktarımı için elektromanyetik radyasyonun kullanılmasını ifade eder.
Zamanla değişen voltajlar ve akımlar dalga şeklinde yayılan elektromanyetik enerji üretirler. Bu dalgaları manipüle ederek ve yorumlayarak analog ve dijital verileri kablosuz olarak aktarabiliriz.
EMR, kablosuz iletişimin baskın şeklidir.Bir alternatif ışık kullanımıdır (fiber optiklerde olduğu gibi), fakat RF çok daha çok yönlüdür çünkü düşük frekanslı EMR opak nesneler tarafından engellenmez.
RF NEDİR ve NEDEN KULLANILIYORUZ SONUÇ :
Bugün RF Nedir ve Neden kullanıyoruz adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Bu yazı içerisinde RF , EMR gibi teknik terimleri inceleme fırsatı bulduk.Umuyorum faydalı bir yazı olmuştur.
İyi Çalışmalar
Güncelleme : Ömer Yıldırım Beyden gelen bir mesajı da eklemek istiyorum.”Elektromanyetik radyasyon değil elektromanyetik ışıma veya ışıma paternine ait loopa göre haberleşir bir anten tasarlarken fris alanı hesabı yapmalısın ve rfid ise çalışma frekansına bakılır yani kabaca s11 parametresi EMR den kastın ise daha electro magnetic resonance bu olayın gerçekleşmesi için elektro magnetik resonans oluşturman gerekir bu tip devrelerde bobin ve kapasitörü kendin tasarlayabilirsin daha yüksek frekanslar içinde bu geçerlidir. Daha makül bir şey için cst veya hffs de analiz yapıp daha çok bilgilendirebilirsin