UHF و VHF: الخصائص والتطبيقات

في مجال الاتصالات، يعد استخدام موجات الراديو أمرًا ضروريًا لنقل المعلومات لاسلكيًا. هناك نطاقان شائعا الاستخدام لنقل الموجات الراديوية هما التردد فائق العلو (UHF) والتردد العالي جدًا (VHF). في هذه المقالة، سوف نستكشف نظرة عامة عن كلٍّ منهما وخصائصهما، مع تسليط الضوء على مزاياهما وتطبيقاتهما.

ما هو التردد العالي جدًا (VHF)؟

يشير VHF إلى التردد العالي جدًا. ويشير إلى مجموعة من الترددات الراديوية المستخدمة عادة لأغراض مختلفة، بما في ذلك الاتصالات والبث والملاحة. إشارات VHF لها أطوال موجية تتراوح من 1 إلى 10 أمتار، أي ما يعادل ترددات تتراوح بين 30 و300 ميغاهرتز. يمكن أن تنتقل موجات VHF لمسافات أطول من موجات UHF (فائقة العلو)، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب تغطية أوسع، مثل الاتصالات البحرية ومراقبة الحركة الجوية والبث التلفزيوني.

تُستخدم موجات VHF على نطاق واسع في مختلف القطاعات والصناعات. تتضمن بعض التطبيقات الشائعة لـ VHF ما يلي:

1. الاتصالات اللاسلكية ثنائية الاتجاه: تُستخدم ترددات VHF بشكل شائع للاتصالات اللاسلكية ثنائية الاتجاه، مثل تلك التي تستخدمها خدمات الطوارئ والشرطة وإدارات الإطفاء. تُستخدم أجهزة الراديو ذات التردد العالي جدًا (VHF) أيضًا في الاتصالات البحرية للاتصالات من سفينة إلى سفينة ومن السفينة إلى الشاطئ.
2. البث التلفزيوني: استُخدمت نطاقات التردد VHF تاريخياً للبث التلفزيوني التناظري قبل الانتقال إلى البث الرقمي. وتم تخصيص قنوات VHF من 2 إلى 13 (54 إلى 216 ميغاهرتز) على نطاق واسع للبث التلفزيوني في جميع أنحاء العالم.
3. مراقبة الحركة الجوية: يعد الاتصال اللاسلكي ذو التردد العالي جدًا (VHF) أمرًا بالغ الأهمية لمراقبة الحركة الجوية، مما يتيح الاتصال بين مراقبي الحركة الجوية والطيارين والأفراد الأرضيين. توفر ترددات VHF اتصالات موثوقة عبر مسافات طويلة، مما يسهل السفر الجوي الآمن والفعال.
4. إذاعات الهواة: تحظى نطاقات التردد العالي جدًا (VHF) بشعبية كبيرة بين مشغلي الراديو الهواة الذين يستخدمونها للاتصالات والتجريب وشبكات الاتصالات في حالات الطوارئ.
5. البث الإذاعي FM: غالبًا ما تستخدم محطات الراديو FM (تعديل التردد) ترددات نطاق VHF لنقل الصوت عالي الجودة. عادةً ما تُضبط أجهزة استقبال راديو FM على ترددات VHF بين 88 ميغاهرتز و108 ميغاهرتز.

ما هي مزايا استخدام ترددات VHF على ترددات UHF؟

هناك العديد من المزايا لاستخدام ترددات VHF على ترددات UHF في بعض التطبيقات:

1. مدى أطول: تتمتع موجات VHF بأطوال موجية أطول مقارنة بموجات UHF، مما يسمح لها بالسفر لمسافات أطول مع توهين أقل. وهذا يجعل الموجات VHF مناسبة للتطبيقات التي تتطلب تغطية أوسع، مثل الاتصالات البحرية ومراقبة الحركة الجوية.
2. اختراق أفضل: تتمتع موجات VHF بقدرات اختراق أفضل من خلال العوائق مثل المباني وأوراق الشجر مقارنة بموجات UHF. هذه الخاصية تجعل ترددات VHF أكثر ملاءمة للاتصالات في المناطق الحضرية أو مناطق الغابات الكثيفة.
3. أقل عرضة للتداخل: ترددات VHF عمومًا أقل ازدحامًا من ترددات UHF، مما يعني وجود منافسة أقل على عرض نطاق الإشارة. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تقليل التداخل واتصال أكثر وضوحًا، خاصة في المناطق ذات الكثافة السكانية العالية أو المناطق ذات نشاط الترددات الراديوية العالية.
4. تصميم هوائي فعال: تميل هوائيات VHF إلى أن تكون أقصر وأكثر إحكاما مقارنة بهوائيات UHF، مما يجعلها أسهل في التثبيت وأقل عرضة لتحميل الرياح. هذه الميزة مهمة بشكل خاص في التطبيقات التي يكون فيها حجم الهوائي ووزنه من الاعتبارات الرئيسية، مثل أجهزة الراديو المحمولة والأجهزة المحمولة.
5. كفاءة التكلفة: غالبًا ما تكون معدات الموجات العالية جدًا (VHF) وبنيتها التحتية أكثر فعالية من حيث التكلفة مقارنة بنظيراتها ذات التردد فوق العالي (UHF) نظرًا لخصائص الطول الموجي الأطول. تتطلب الأنظمة المعتمدة على الترددات العالية جدًا (VHF) عادةً عددًا أقل من المحطات الأساسية أو أجهزة إعادة الإرسال لتحقيق تغطية مماثلة، مما يؤدي إلى انخفاض تكاليف البنية التحتية والتشغيل.

وما هو التردد فائق العلو (UHF)؟

يشير التردد فائق العلو (UHF) إلى مجموعة من الموجات الكهرومغناطيسية بترددات تتراوح بين 300 ميغاهرتز و3 غيغاهرتز. يُستخدم التردد UHF بشكل شائع لأغراض الاتصالات؛ فهو يوفر مزايا مثل الطول الموجي الأقصر، والذي يسمح بهوائيات أصغر واختراق أفضل للإشارة من خلال العوائق مثل المباني وأوراق الشجر. تُستخدم أجهزة الراديو UHF على نطاق واسع في العديد من التطبيقات، بما في ذلك البث وأنظمة الاتصالات ثنائية الاتجاه ونقل البيانات لاسلكيًا وغير ذلك الكثير.

ما التطبيقات الشائعة التي تفضل ترددات UHF على ترددات VHF؟

تُفضل ترددات UHF على ترددات VHF في التطبيقات المختلفة نظرًا لخصائصها الفريدة. تتضمن بعض الأمثلة الشائعة للأماكن المفضلة لترددات UHF ما يلي:

1. الراديو ثنائي الاتجاه: تُستخدم ترددات UHF بشكل شائع للاتصالات اللاسلكية ثنائية الاتجاه، خاصة في البيئات التي يجب أن يحدث فيها الاتصال ضمن مسافات أقصر، مثل عمليات المستودعات ومواقع البناء وفرق الأمن العاملة في المباني أو المجمعات.
2. الميكروفونات اللاسلكية وأنظمة الصوت: تحظى ترددات UHF بشعبية كبيرة في أنظمة الميكروفونات اللاسلكية نظرًا لقدرتها على نقل الإشارات الصوتية بدقة عالية وتداخل منخفض. تسمح ترددات UHF بتوفير المزيد من القنوات للاستخدام المتزامن، مما يقلل من فرصة التداخل من الأجهزة الأخرى.
3. تقنية RFID: تُستخدم ترددات UHF على نطاق واسع في أنظمة تحديد الترددات الراديوية (RFID). تسمح علامات وقارئات UHF RFID بمعدلات نقل أسرع للبيانات وزيادة نطاق القراءة، مما يجعلها مناسبة لتطبيقات مثل إدارة المخزون وتتبع سلسلة التوريد والتحكم في الوصول.
4. الاتصالات عبر الأقمار الصناعية: يتم استخدام ترددات UHF للاتصالات عبر الأقمار الصناعية، وخاصة بالنسبة للأقمار الصناعية ذات المدار الأرضي المنخفض (LEO). يمكن إرسال واستقبال إشارات UHF بكفاءة بواسطة هوائيات صغيرة نسبيًا ومنخفضة الطاقة، مما يجعلها مناسبة تمامًا لأنظمة الاتصالات عبر الأقمار الصناعية.
5. أنظمة التحكم عن بعد: تُستخدم ترددات UHF بشكل شائع في أنظمة التحكم عن بعد، مثل الطائرات بدون طيار، ونماذج الطائرات، والمركبات التي تعمل عن بعد. توفر إشارات UHF نطاق إرسال أطول، مما يتيح التحكم والتنقل بشكل أفضل في هذه الأجهزة.

كيف يمكن مقارنة ترددات UHF بترددات VHF من حيث جودة الإشارة ومقاومة التداخل؟

تتميز ترددات UHF وVHF بخصائص مختلفة عندما يتعلق الأمر بجودة الإشارة ومقاومة التداخل.

جودة الإشارة:

تميل ترددات UHF إلى مواجهة المزيد من التحديات من حيث جودة الإشارة مقارنة بترددات VHF. ويرجع ذلك إلى زيادة القابلية لتوهين الإشارة، خاصة في المناطق الحضرية التي بها عوائق مثل المباني والهياكل الأخرى. إشارات UHF لها أطوال موجية أقصر، وهذه الأطوال الموجية الأقصر تكون أكثر عرضة للامتصاص والانعكاس من قبل المباني، مما يؤدي إلى انخفاض قوة الإشارة وتدهور محتمل للإشارة.

ومن ناحية أخرى، توفر ترددات VHF جودة إشارة أفضل من حيث نطاق التغطية والاختراق من خلال العوائق. تمكنها أطوالها الموجية الأطول من الانتشار بشكل أفضل عبر المباني وأوراق الشجر والحواجز الأخرى، مما يؤدي إلى استقبال إشارة أكثر موثوقية. تعد إشارات VHF عمومًا أكثر مرونة في مواجهة فقدان الإشارة الناجم عن العوامل البيئية.

مقاومة التداخل:

من حيث مقاومة التداخل، تتفوق ترددات UHF على ترددات VHF. عادةً ما يكون طيف UHF أقل ازدحامًا، مما يوفر المزيد من القنوات المتاحة مع تداخل أقل في الطيف. يمكن أن يؤدي ذلك إلى اتصال أكثر وضوحًا وموثوقية مع الحد الأدنى من التداخل وفرصة أقل لتداخل الإشارات. ترددات VHF، كونها أقل ترددًا، تكون أكثر عرضة للتداخل من مصادر الراديو الأخرى. غالبًا ما يكون طيف الموجات العالية جدًا (VHF) أكثر ازدحامًا، خاصة في المناطق ذات الكثافة السكانية العالية حيث تستخدم الأجهزة والأنظمة المختلفة ترددات VHF. يمكن أن يؤدي ذلك إلى زيادة تداخل الإشارة، وتصادمات الإشارة المحتملة، وانخفاض الأداء العام للنظام.

من المهم أخذ هذه العوامل في الاعتبار عند الاختيار بين ترددات UHF وVHF لتطبيق معين. ويعتمد الاختيار على البيئة المحددة ومتطلبات النطاق وانتشار مصادر التداخل المحتملة.

باختصار، تشير موجات VHF إلى نطاق محدد من الترددات الراديوية، تتراوح عادة من 30 إلى 300 ميغاهرتز، والتي تستخدم عادة لأغراض الاتصالات والبث والملاحة؛ بينما يشير UHF إلى نطاق الترددات بين 300 ميغاهرتز إلى 3 غيغاهرتز.

يتمتع كل من نطاقي التردد UHF وVHF بخصائصهما ومزاياهما وعيوبهما. يعد UHF مثاليًا للاتصالات قصيرة المدى، مع اختراق أفضل للعوائق وتقليل التداخل، في حين أن VHF مناسب للاتصالات طويلة المدى، مما يوفر انتشارًا أفضل للموجات الأرضية.

من المهم ملاحظة أن تفضيل ترددات UHF على ترددات VHF يعتمد على متطلبات محددة، مثل النطاق واختراق الإشارة والطيف المتاح وظروف التداخل. ولكل نطاق تردد مزاياه وملاءمته لتطبيقات معينة، وينبغي أن يتم الاختيار بناءً على دراسة متأنية لهذه العوامل.

إن الاختيار الصحيح للبنية التحتية للاتصالات يوفر اتصالاً واضحًا وسلسًا بفريقك؛ فهو يسهل تداول المعلومات ويسمح بأداء أفضل. مع منتجات الراديو ثنائية الاتجاه UHF وVHF من مجموعة الشريف، سيحقق عملك إنتاجية أكبر ويضمن سلامة العمال والعملاء. تواصل مع مجموعة الشريف لأي استشارة أو استفسار؛ فريقنا جاهز دائمًا للمساعدة