mast1.jpg

סוגי קרינת רדיו (RF)

לגלי הרדיו שימושים רבים ומגוונים שפותחו ע"י האדם מאז גילוי קרינת גלי הרדיו. בין הסוגים הנפוצים של טכנולוגיות רדיו ניתן למנות:

  • שידורי רדיו וטלוויזיה ציבוריים
  • תקשורת סלולרית
  • תקשורת נתונים (לדוגמא WiFi)
  • שידורי ניווט, כגון  ניווט ימי (Marine navigation system), ניווט באמצעות מערכות לוויינים דוגמת ה- GPS (Global Positioning System
  • מערכות מכ"ם (מגלה כיוון ומרחק), הנקרא גם רדאר (RADAR, ראשי התיבות באנגלית של (Radio Detection And Ranging) לגילוי ומדידת המרחק של עצמים כגון מטוסים וספינות.
  • טלסקופ רדיו לתצפיות אסטרונומיות על גרמי השמיים על ידי קליטת גלי רדיו מן החלל

תחום גלי הרדיו בספקטרום הקרינה האלקטרומגנטית מחולק לתחומי תדרים המוקצים לטובת השימושים השונים על פי האיגוד הבינלאומי לטלקומוניקציה, International Telecommunications Union - ITU. ראו את פירוט רצועות התדרים של גלי  הרדיו (RF Bands) בספקטרום האלקטרומגנטי ב-טבלת תדרים ושימושים בחלוקה על פי ITU ו/או בטבלה המקורית של ITU (קובץ PDF להורדה):

 

רשימת הקטגוריות העיקריות של גלי הרדיו

  • גלים ארוכים LW-Long Waves: תדרים נמוכים מ- 300 קילוהרץ

הגלים הארוכים, הקרויים גלי קרקע, הם בעלי יכולת עבירות גבוהה בקרקע ומשמשים לשידורים למרחקים גדולים. גובה האנטנות הטיפוסיות לשידור בגלים ארוכים מגיע ל-300 מטר ויותר. לפי חלוקת ה-ITU השימוש בגלים ארוכים נעשה במיוחד באירופה, אפריקה, המזרח התיכון, ברית המועצות לשעבר ומונגוליה. שידורי רדיו באזורים אלו נעשים ברובם בשיטת שידור AM.

 

  • גלים בינוניים MW-Medium Waves: תחום תדרים 1600-500 קילוהרץ
    רצועה 6 בטבלת התדרים בחלוקה לפי ה- ITU

גלים בינוניים יכולים לעבור מרחקים ארוכים והם משמשים לרוב בשידורי רדיו AM. בעבר לתחנות רדיו ששידרו בתחום תדרים זה היה יתרון בכך שיכלו להיקלט על ידי מאזינים בארצות רחוקות. כיום השימוש בהם קטן כיוון שניתן להעביר שידורים בכבלים טרנס-אטלנטיים ועל שדרת האינטרנט. קיימת מגבלה של שימוש בגלים הבינוניים בשל הפרעות אטמוספריות של היונוספרה במעברי יום ולילה ובמעברים בין עונות השנה.

 

  • גלים קצרים SW-Short Waves: תחום תדרים 30-1.7 מגה הרץ
    רצועה 7 בטבלת התדרים בחלוקה לפי ה- ITU

גלים קצרים משמשים במדינות רבות בתחנות רדיו המשדרות שידורי תוכן למרחקים גדולים. תדרים בסביבת  27 מגה הרץ משמשים בשידורי רדיו פרטיים. תחום הגלים הקצרים משמש גם כמקור של אותות הרדיו במערכות דימות בתהודה מגנטית - Magnetic Resonance Imaging) MRI) לסריקה לא פולשנית המשמשת לאבחון רפואי ומחקר. שימוש נוסף של תחום תדרים זה (כמו גם בתחומים נוספים כמתואר בהמשך) הוא במערכות Radio Frequency Identification) RFID) לצרכי מעקב וזיהוי, למשל, במערכות להגנה מפני גניבות ביציאה מחנויות ולזיהוי אוטומטי של עובדים בכניסה ויציאה. שימושים אחרים הם במערכות הלחמה בפלסטיקה, חימום באמצעות השראות ועוד. תחום זה של הרדיו משמש גם לתקשורת בין חובבי רדיו הנמצאים במדינות שונות. 

 

  • תדרים גבוהים מאוד VHF-Very High Frequency: שידורי רדיו בתחום תדרים 88-30 מגה הרץ
    רצועה 8 בטבלת התדרים בחלוקה לפי ה- ITU

תדרים בתחום ה- VHF משמשים לתקשורת רדיו צבאית טקטית בצה"ל ובצבאות רבים בעולם. תדרים בתחום זה משמשים כמקור של אותות רדיו במערכות דימות בתהודה מגנטית (MRI),  במערכות Radio Frequency Identification) RFID) לצרכי מעקב וזיהוי (ראו תחום גלים קצרים לעיל). 

 

  • תדרים גבוהים מאוד VHF-Very High Frequency: שידורי רדיו אנלוגי (לא דיגיטלי) בתחום תדרים 108-88 מגה הרץ
    רצועה 8 בטבלת התדרים בחלוקה לפי ה- ITU

תחום תדרים זה משמש לשידורי רדיו FM (נקרא גם רדיו FM), כמקור של אותות רדיו במערכות דימות בתהודה מגנטית (MRI) ומכ"ם מזג אוויר.

 

  • תדרים גבוהים מאוד VHF-Very High Frequency ותדרים אולטרה גבוהים UHF-Ultra High Frequency: שידורי טלוויזיה 
    רצועות  8 ו-9 בטבלת התדרים בחלוקה לפי ה- ITU

תחומי התדרים הגבוהים מאוד (88-70 מגה הרץ ו- 200-108 מגה הרץ) משמשים לשידורי טלוויזיה אנלוגיים (עדיין בשימוש במקומות מסויימים).
תחומי התדרים האולטרה גבוהים  (700-200 מגה הרץ) משמש לשידורי טלוויזיה דיגיטליים באיכות גבוהה יותר בהשוואה לשידורים אנלוגיים. 

 

  • תדרים אולטרה גבוהים UHF-Ultra High Frequency: תחום תדרים 300 מגה הרץ עד 30 ג'יגה הרץ ותדרים סופר גבוהים SHF-Super High Frequency: תחום תדרים 30-3 ג'יגה הרץ
     
    • רשתות תקשורת סלולרית, הטלפון הסלולרי, האנלוגי והדיגיטלי, מכ"ם ימי ואווירי
      רצועה 9 בטבלת התדרים בחלוקה לפי ה- ITU

      תחומי תדרים אלו משמשים בתחנות בסיס סלולריות ובתשתיות הרשתות הסלולריות בפריסה מקומית, עירונית, כפרית, ארצית ובינלאומית. מכשירי הסלולר מכל הדורות - דור 2, 3, 3+, 4 ו-  LTE המתקדם, פועלים בתחומי התדרים 900-800 מגה הרץ, 2100 מגה הרץ,  1900-1800 מגה הרץ ובתדר גבוה בסביבות  2.6 ג'יגה הרץ ויותר, בהתאמה. רדיו לווייני פועל בתחום 2304-121.5 מגה הרץ, מערכות מכ"ם לזיהוי ומעקב פועלות בתחום 2.79-1  ג'יגה הרץ, מכ"ם ימי פועל בתחום 1.65-1.55 ג'יגה הרץ, מכ"ם שדות תעופה פועל בתחום 6-2 ג'יגה הרץ, מכ"ם לשימוש צבאי פועל בתחום 2-1 ג'יגה הרץ (בהתאם לרצועות שונות של טבלת התדרים בחלוקה לפי ה-ITU). מערכות מכ"ם מתקדמות יותר מותאמות לפעול גם בתדרים גבוהים יותר.
       

    • תקשורת נתונים Wi-Fi ובלוטוס (Bluetooth): תחום תדרים 5-2.4 ג'יגה הרץ ואחרים
      רצועות 10-9 בטבלת התדרים בחלוקה לפי ה- ITU

      תדרי WiFi משמשים לתקשורת העברת חבילות נתונים (data packets) בעיקר לרשת האינטרנט. התקשורת מתבצעת בכפוף לתקנים בינלאומיים שהם פרוטוקולים (כללים) של תקשורת (למשל הפרוטוקולים: 802.11b, ‏802.11g ו-802.11n), ראו לדוגמה 802.11ac שהוא פרוטוקול לתקשורת נתונים Wi-Fi בתדר 5 ג'יגה הרץ. גם הבלוטוס פועל בתדרים גבוהים, בדרך כלל בתדר 2.4 ג'יגה הרץ. 
       

    • טלפונים ביתיים אלחוטיים ותנורי מיקרוגל: תחומי תדרים 900-800 מגה הרץ, 2.4 ג'יגה הרץ, 5.8 ג'יגה הרץ

      עם התקדמות הטכנולוגיה נכנסו לשימוש טלפונים ביתיים אלחוטיים, הפועלים בתדרים אלו, במקום הטלפונים הקוויים. תנורי מיקרוגל ביתיים פועלים בתדר 2.4 ג'יגה הרץ. שימוש נוסף בתדרים אלו, שמתפתח במהירות הוא של מונים חכמים (smart meters). (רצועות 9-10 בטבלת התדרים בחלוקה ע"פ ה- ITU). 

 

  • תדרים סופר גבוהים SHF-Super High Frequency ותדרים קיצוניים גבוהים EHF-Extremely High Frequency: תחום תדרים 10 ג'יגה הרץ ומעלה
     
    • לווייני תקשורת ומכ"ם 
      רצועה 10 ומעלה בטבלת התדרים בחלוקה לפי ה- ITU

      בתדרים מעל 10 ג'יגה הרץ, עבירות גלי הרדיו דומה מאוד לזו של קרני אור. לפיכך, כל דבר החוסם את האור חוסם במידה רבה מאוד גם את גלי הרדיו בתחום זה. לכן, תקשורת בתדרים סופר גבוהים ובתדרים קיצוניים גבוהים של 10 ג'יגה הרץ ומעלה מחייבת קשר עין בין מקורות הקרינה. לפיכך, להשגת תקשורת אלחוטית טובה בתחום תדרים זה, יש צורך בפריסה צפופה של מקורות הקרינה ובתכנון מדויק כדי להתגבר על חסימות גיאוגרפיות וחסימות של מבנים באזורים אורבאניים. התקשורת בתחום תדרים זה תלויה מאד בעבירות הפיזית והאטמוספרית שבין המשדר והמקלט. 

 

רשימת מקורות

  • International Journal of RF Technologies: Research and Applications, (Editor-in-chief Antonio Rizzi, Prof. Ph.D. RFID Lab University of Parma Italy), ISSN print 1754-5730
  • Poole I. Basic radio: principles and technology. 1998; Newnes
  • Barclay LW. Propagation of radiowaves, 2nd Edition IET Electromagnetic Waves Series 502. 2003. 
 
תאריך עדכון: 17.8.14