كل ما تتمني معرفته عن HF , VHF , UHF والفرق بينهم ؟

 

الفرق بين HF و VHF و UHF، المعتاد عليه " ان كل نظام تردده أعلى من التاني". واكيد صحيح.. لكن الادق  إن كل نطاق منهم  له اختلاف تماما ، يتصرف بطريقة مختلفة في الهواء، وله تطبيقات محددة ممنوع فيها النطاقات الاخري. وفهم الفرق بينهم ليس فقط مقتصر علي المتخصصين، هو أساس لأي شخص يعمل في الاتصالات اللاسلكية، سواء مستخدم أو مهندس اتصالات أو حتى كهاوي راديو .

وهنا نعرض عن كل نطاق بشكل عملي وبسيط ، ونوضح متى تستخدم كل واحد منهم.

 

أولًا:

 الطيف الراديوي مجموعة الترددات الكهرومغناطيسية المستخدمة في الاتصالات اللاسلكية ونقل الطاقة، ويمتد من 3 هرتز حتى 300 جيجاهرتز. الاتحاد الدولي للاتصالات (ITU) قسم هذا الطيف إلى نطاقات محددة — ELF, SLF, ULF, VLF, LF, MF, HF, VHF, UHF, SHF, EHF — كل واحدة منها لها خصائص انتشار مختلفة وتطبيقات مخصصة.

 كذلك قامت IEEE بتقسيم النطاقات الأعلى تردداً باستخدام رموز حرفية مثل S-band وC-band وX-band وKu-band، وهي التسميات الأكثر شيوعًا في هندسة الرادار والأقمار الصناعية.

 الـ ITU  الطيف المستخدم بيقسمه إلى نطاقات مرقّمة بتسميات مألوفة مثل ELF وVLF وHF وVHF وUHF وSHF وEHF، وكل خطوة تقدم تعني مدى أقصر وهوائيات أصغر حجمًا لكن مع نطاق ترددي أوسع.

 

ثانيًا: HF –  (الموجة اللي تدور الكرة الأرضية)

HFاختصار High Frequency، ويغطي نطاق الترددات من 3 إلى 30 ميجاهرتز، بأطوال موجية بين 10 و100 متر.

مع العلم ان HF مميز؟

 قوة الـ HF هو قدرته على الارتداد عن طبقة الأيونوسفير ولذلك قادر على ان يغطي مسافات بعيدة جدًا، يمكن أن تصل لآلاف الكيلومترات بدون أي بنية تحتية أو أبراج تقوية.
نطاقات HF وVHF وUHF تمثل موجات راديوية ذات تردد وطول موجي متوسطَين، لكن طريقة انتشارها وأبعاد تغطيتها والتطبيقات الأنسب لكل منها تختلف اختلافًا جذريًا.

تطبيقات: HF

·        الاتصالات البحرية والجوية بعيدة المدى

·        محطات البث الدولي (راديو الموجات القصيرة)

·        الاتصالات العسكرية في المناطق النائية

·        هواة الراديو (Ham Radio) للتواصل بين القارات

·        الاتصالات في حالات الطوارئ والكوارث الطبيعية

عيوب HF  :

·        يتأثر بشدة بالنشاط الشمسي وحالة الغلاف الأيوني

·        يحتاج هوائيات كبيرة الحجم

·        جودة الصوت أقل مقارنة بالنطاقات الأعلى

ثالثًا : VHF
  (التوازن المثالي بين المدى والجودة)

VHF اختصار Very High Frequency، ويغطي نطاق الترددات من 30 إلى 300 ميجاهرتز، بأطوال موجية تتراوح بين 1 و10 أمتار.

VHF  يغطي من 30 إلى 300 ميجاهرتز، بأطوال موجية تتراوح من متر واحد إلى 10 أمتار، وفقًا للتعريف الرسمي لITU

خصائص VHF :

·        في نطاق VHF، كفاءة الهوائي أفضل بكثير مقارنةً بنطاق HF والنطاقات الأدنى، كما أن قدرة الاختراق في نطاق VHF أعلى من نطاق UHF، مما يجعل نطاق VHF خيارًا مثاليًا للتطبيقات المحمولة والمتنقلة.

·        في ترددات VHF تكون ظاهرة تعدد المسار أقل حدةً منها في نطاق UHF والترددات الأعلى،كما مستوى الضوضاء من المصادر الطبيعية والصناعية ف UHF, VHF أقل بكثير.

  

ظاهرة مثيرة في VHF:

 الجزء الأدنى من نطاق VHF يحتوي على خصائص انتشار مشابهة لنطاق HF، وهي ظاهرة تُعرف بـ "HF Up-banding"

تطبيقات VHF :

·        الراديو FM التجاري (88 – 108 ميجاهرتز)

·        الطيران المدني (Aviation Band)

·        خدمات الطوارئ والإسعاف

·        الاتصالات البحرية القريبة

·        بعض قنوات التلفزيون الأرضي

عيوب VHF :

·        لا يخترق المباني بكفاءة عالية

·        مدى أقصر من HF في الاتصالات بعيدة المدى

 

رابعًا: UHF –   قوة الترددات العالية

UHF  اختصار لـ Ultra High Frequency، ويغطي نطاق الترددات من 300 ميجاهرتز إلى 3 جيجاهرتز، بأطوال موجية تتراوح بين 10 سم وميتر واحد.

UHF  يغطي من 300 إلى 3000 ميجاهرتز، بأطوال موجية من 1 ملليمتر حتى 10 سم، وفق تعريفITU الرسمي.

خصائص UHF :

موجات UHF أقصر طولًا وقادرة على اختراق العقبات القريبة، مما يجعلها مناسبة جدًا للتطبيقات الداخلية, UHF  تمتلك نطاق تردد أوسع من VHF نتيجة الموجات الأقصر.

دراسة IEEE في انتشار UHF :

قدّم باحثو IEEE أساليب لحساب خصائص الإشارة في قناة انتشار VHF/UHF مع الأخذ في الاعتبار تأثيرات التعدد المسار، وقد استُخدمت نماذج انتشار الموجات التي تأخذ بعين الاعتبار تأثيرات الحيود والتشتت من الأسطح الخشنة في تضاريس ثلاثية الأبعاد.

تطبيقات UHF :

·        شبكات الجيل الرابع والخامس (4G/5G).

·        البلوتوث.

·        أجهزة التحكم عن بُعد والـ RFID.

·        التلفزيون الرقمي الأرضي (DVB-T).

عيوب UHF :

·        يستهلك طاقة بطارية أكبر بسبب التردد العالي.

·        مدى أقل في الفضاء المفتوح مقارنةً بـ VHF.