نمایش مبدأ برای طیف رادیویی

{{Radio bands sidebar}}[[پرونده:Amfm3-en-de.gif|بندانگشتی|نمودار : موجAM FM]]
'''طیف رادیویی''' به بخشی از طیف [[امواج الکترومغناطیسی]] گفته می‌شود که بسامدی بین ۳ [[هرتز]] تا ۳٬۰۰۰ [[گیگاهرتز]] (۳ [[تراهرتز]]) دارند. به امواجی با چنین بسامد [[موج‌های رادیویی]] گفته می‌شود و بسیار در فناوری امروزه استفاده می‌شوند به ویژه در [[مخابرات]]. برای کنترل تولید  و [[رادیو|انتشار]] این امواج، قوانین زیادی وضع شده‌است که با [[اتحادیه بین‌المللی مخابرات]] (ITU) هماهنگ می‌شود.<ref name=":0">ITU Radio Regulations – Article 1, Definitions of Radio Services, Article 1.2 Administration: Any governmental department or service responsible for discharging the obligations undertaken in the Constitution of the International Telecommunication Union, in the Convention of the International Telecommunication Union and in the Administrative Regulations (CS 1002)</ref>

ITU وظیفه اختصاص بخش‌های گوناگون طیف رادیویی را برای فناوری‌ها و کاربردهای مختلف انتقال رادیویی بر عهده دارد. حدود ۴۰ {{پم|خدمت ارتباط رادیویی|Radiocommunication_service}} در {{پم|مقررات رادیویی|ITU_Radio_Regulations}}'''{{یادچپ|Radio Regulations (RR)}}''' ITU تعریف شده است.<ref name=":0" /> در برخی موارد، بخش‌هایی از طیف رادیویی به اپراتورهای خدمات ارسال رادیویی خصوصی (به عنوان مثال، اپراتورهای تلفن همراه یا ایستگاه های تلویزیونی پخش) فروخته می شود یا مجوز داده می‌شود . محدوده فرکانس‌های اختصاص داده شده، غالباً با نام کاربرد آنها (به عنوان مثال، طیف سلولی یا طیف تلویزیونی) نام‌گذاری می‌شود.<ref>{{cite book|title=Competition and regulation in utility markets|author=Colin Robinson|publisher=Edward Elgar Publishing|year=2003|isbn=978-1-84376-230-0|page=175|url=https://books.google.com/books?id=iROxMM2MHrIC&q=%22cellular+spectrum%22+%22television+spectrum%22&pg=PA175|access-date=2020-11-02|archive-date=2022-04-07|archive-url=https://web.archive.org/web/20220407192811/https://books.google.com/books?id=iROxMM2MHrIC&q=%22cellular+spectrum%22+%22television+spectrum%22&pg=PA175|dead-url=no}}</ref> از آنجایی که طیف رادیویی یک منبع ثابت و محدود بوده، و همزمان مورد تقاضای تعداد فزاینده ای از کاربران قرار گرفته، طیف رادیویی در دهه‌های اخیر به طور فزاینده ای شلوغ شده است و نیاز به استفاده موثرتر از آن باعث ایجاد نوآوری های مدرن مخابراتی مانند [[رادیو ترانک|سیستم های رادیویی ترانک]] ، [[مخابرات طیف گسترده|طیف گسترده]] ، [[فراپهن‌باند]] ، [[شبکه سلولی|استفاده مجدد از فرکانس]] ، {{پم|مدیریت طیف پویا|Dynamic_spectrum_management}}، استخر فرکانس، و {{پم|رادیو شناختی|Cognitive_radio}} شده است.

== محدودیت‌ها ==
مرزهای [[بسامد|فرکانس]] طیف رادیویی یک موضوع قراردادی در فیزیک است و تا حدودی دلخواه. از آنجایی که امواج رادیویی، گروه با پایین‌ترین فرکانس در [[تابش الکترومغناطیسی|امواج الکترومغناطیسی]] در نظر گرفته می‌شوند، لذا محدودیت کمتری برای مرز پایینی طیف فرکانس در امواج رادیویی وجود دارد.<ref name="RadioRegulations12">Radio waves are defined by the ITU as: "electromagnetic waves of frequencies arbitrarily lower than 3000 GHz, propagated in space without artificial guide", {{cite book|title=Radio Regulations, 2020 Edition|publisher=International Telecommunication Union|url=https://www.itu.int/dms_pub/itu-r/opb/reg/R-REG-RR-2020-ZPF-E.zip|access-date=2022-02-18|archive-date=2022-02-18|archive-url=https://web.archive.org/web/20220218201544/https://www.itu.int/dms_pub/itu-r/opb/reg/R-REG-RR-2020-ZPF-E.zip|dead-url=no}}</ref> امواج رادیویی توسط ITU اینگونه تعریف می شود: "امواج الکترومغناطیسی با فرکانس دلخواه کمتر از ۳۰۰۰&nbsp;گیگاهرتز، که بدون هدایت مصنوعی ([[موج‌بر]] یا [[آنتن]]) منتشر می‌شوند".<ref>{{cite book|title=Radio Regulations, 2020 Edition|publisher=International Telecommunication Union|url=https://www.itu.int/dms_pub/itu-r/opb/reg/R-REG-RR-2020-ZPF-E.zip|access-date=2022-02-18|archive-date=2022-02-18|archive-url=https://web.archive.org/web/20220218201544/https://www.itu.int/dms_pub/itu-r/opb/reg/R-REG-RR-2020-ZPF-E.zip|dead-url=no}}</ref> طیف رادیویی در مرز فرکانس بالایی، توسط باند [[فروسرخ|مادون قرمز]] محدود می‌شود. شایان ذکر است که مرز بین امواج رادیویی و امواج مادون قرمز، در زمینه های علمی مختلف، در فرکانس‌های مختلف  تعریف شده است. [[امواج تراهرتز|گروه تراهرتز]]، از ۳۰۰&nbsp;گیگاهرتز به ۳&nbsp;تراهرتز، را می‌توان هم به عنوان امواج مایکروویو در نظر گرفت و هم مادون قرمز. این بالاترین باند است که توسط [[اتحادیه بین‌المللی مخابرات|اتحادیه بین المللی مخابرات]] به عنوان امواج رادیویی طبقه‌بندی شده است.<ref name="RadioRegulations1">Radio waves are defined by the ITU as: "electromagnetic waves of frequencies arbitrarily lower than 3000 GHz, propagated in space without artificial guide", {{Cite book}}</ref> اما دانشمندان طیف‌سنجی، این فرکانس‌ها را بخشی از باندهای [[فروسرخ دور|مادون قرمز دور]] و مادون قرمز میانی می‌دانند.

طیف رادیویی یک منبع ثابت است، بدین معنی که محدودیت‌های ''عملی'' و ملاحظات فیزیکی اولیه طیف رادیویی بر آن حاکم است. لذا فرکانس‌هایی که برای [[رادیو|ارتباطات رادیویی]] مفید هستند، توسط محدودیت‌های تکنولوژیکی تعیین می‌شوند و به راحتی نمتوان بر این مشکلات فائق آمد. <ref name="Gosling2">{{cite book|last1=Gosling|first1=William|title=Radio Spectrum Conservation: Radio Engineering Fundamentals|publisher=Newnes|date=2000|pages=11–14|url=https://books.google.com/books?id=MvbZ2eK7luMC&pg=PA11|isbn=9780750637404|access-date=2019-11-25|archive-date=2022-04-07|archive-url=https://web.archive.org/web/20220407192824/https://books.google.com/books?id=MvbZ2eK7luMC&pg=PA11|dead-url=no}}</ref> با وجودی که طیف رادیویی به طور فزاینده‌ای متراکم می‌شود، ولی به طور عملی، هیچ راهی برای اضافه کردن [[پهنای باند]] فرکانسی اضافی خارج از پهنای باند فعلی وجود ندارد. <ref name="Gosling2" /> پایین‌ترین فرکانس‌های مورد استفاده برای ارتباطات رادیویی، به اندازه طول [[آنتن|آنتن‌های]] فرستنده محدود می‌شود. <ref name="Gosling">{{Cite book}}</ref> اندازه آنتن مورد نیاز برای تابش توان رادیویی به طور موثر متناسب با [[طول موج]] (یا معکوس با فرکانس) افزایش می‌یابد. برای استفاده از امواج زیر ۱۰&nbsp;کیلوهرتز (طول موج ۳۰&nbsp;کیلومتر)، آنتن‌های سیمی با قطر چند کیلومتری مورد نیاز است، بنابراین تعداد بسیار کمی از سیستم‌های رادیویی از فرکانس‌های کمتر از این استفاده می‌کنند. محدودیت دوم کاهش [[پهنای باند]] قابل استفاده در فرکانس‌های پایین است که [[نرخ بیت|سرعت انتقال داده]] را محدود می‌کند. <ref name="Gosling" /> در فرکانس‌های زیر ۳۰&nbsp;کیلوهرتز، مدولاسیون صوتی غیرعملی است و فقط از ارتباطات داده با نرخ [[باد (یکا)|باد]] پایین استفاده می‌شود. کمترین فرکانس‌هایی که برای ارتباط رادیویی استفاده شده است حدود ۸۰&nbsp;هرتز است. کاربرد این فرکانس در سیستم‌های {{پم|ارتباطی زیردریایی|Communication_with_submarines}} [[بسامد بس‌پایین|ELF]] است تا با دیگر زیردریایی‌ها در فاصله چند صد متری زیر آب ارتباط برقرار کنند. در این روش از آنتن‌های {{پم|دوقطبی زمینی|Ground_dipole}} بزرگ با طول ۲۰ تا ۶۰&nbsp;کیلومتر استفاده می‌شود و توسط [[منبع تغذیه]] با توان چند [[وات|مگاوات]] برانگیخته می‌شود. نرخ انتقال داده بسیار آهسته و حدود ۱ بیت در دقیقه (۱۷ [[نرخ بیت|میلی بیت در ثانیه]] یا حدود ۵ دقیقه برای هر کاراکتر) است.

== باندها ==
'''باند رادیویی''' یک بخش کوچک از [[باند طیفی|طیف باند فرکانسی]] (بخشی به هم پیوسته از محدوده طیف رادیویی) است که معمولاً در آن [[کانال مخابراتی|کانال‌ها]] برای همان هدف استفاده می‌شوند یا برای کاربرد در آینده رزرو شده و  کنار گذاشته می‌شوند. برای امکان استفاده کارآمد از طیف رادیویی و همچنین  جلوگیری از تداخل، خدمات مشابه در یک باند تخصیص داده شده می‌شوند. به عنوان مثال، دستگاه های پخش، رادیو سیار یا ناوبری در محدوده‌های فرکانسی تخصیص داده می‌شوند که با هم همپوشانی و نزدیکی ندارند.

برای هر باند رادیویی، ITU یک '''طرح باند''' (یا '''طرح فرکانس''' ) دارد که نحوه استفاده و اشتراک گذاری آن، جلوگیری از {{پم|تداخل|Co-channel_interference}} و تنظیم [[شیوه‌نامه ارتباطات|پروتکل]] برای [[wiktionary:compatibility|سازگاری]] [[فرستنده|فرستنده ها]] و [[گیرنده رادیو|گیرنده ها]] را دیکته می کند. <ref>See detail of bands: {{یادکرد وب |نشانی=http://www.ntia.doc.gov/files/ntia/Spectrum_Use_Summary_Master-06212010.pdf |عنوان=نسخه آرشیو شده |بازبینی=۲۵ مه ۲۰۲۴ |archive-date=۳ ژوئیه ۲۰۱۴ |archive-url=https://web.archive.org/web/20140703102108/http://www.ntia.doc.gov/files/ntia/Spectrum_Use_Summary_Master-06212010.pdf |url-status=bot: unknown }}</ref>

=== طرح باند ===
هر طرح فرکانس تعیین می‌کند که کدام محدوده فرکانسی را باید شامل شود، {{پم|کانال‌ها|Channel_(broadcasting)}} چگونه تعریف شوند، و چه چیزی مجاز است که در آن کانال‌ها منتقل شود. تعاریف معمولی که در طرح فرکانس ارائه می شود عبارتند از:

* {{پم|طرح شماره گذاری|Numbering_scheme}} – کدام شماره کانال یا حروف (در صورت وجود) اختصاص داده خواهد شد
* [[فرکانس مرکزی|فرکانس‌های مرکزی]] – برای هر کانال، [[موج حامل]] چه میزان از مبدأ فاصله خواهد داشت
* [[پهنای باند]] و/یا [[انحراف فرکانس|انحراف]] – پهنای هر کانال چقدر خواهد بود
* {{پم|ماسک طیفی|Spectral_mask}} – چگونه [[سیگنال‌دهی (مخابرات)|سیگنال‌های]] خارجی توسط فرکانس [[تضعیف|ضعیف]] خواهد شد
* [[مدوله‌سازی|مدولاسیون]] – چه نوع مدولاسیونی استفاده خواهد شد یا مجاز خواهد بود
* محتوا – چه نوع اطلاعاتی مجاز است، مانند [[صدا|صوت]] یا [[ویدئو|تصویر]] ، [[سیگنال آنالوگ|آنالوگ]] یا [[دیجیتال]]
* [[مجوز]] – مراحل دریافت {{پم|مجوز پخش|Broadcast_license}} چگونه خواهد بود

== ITU ==
{{اصلی|اتحادیه بین‌المللی مخابرات|l1=ITU}}
باندهای فرکانس مجاز حقیقی توسط [[اتحادیه بین‌المللی مخابرات|ITU]]<ref>[https://www.itu.int/en/ITU-R/terrestrial/fmd/Pages/frequency-plans.aspx Frequency Plans]</ref> و آژانس‌های تنظیم‌کننده محلی (مانند [[کمیسیون فدرال ارتباطات|کمیسیون ارتباطات فدرال]] ایالات متحده (FCC) <ref>For the authorized frequency bands for amateur radio use see: [https://www.ecfr.gov/current/title-47/part-2 Authorized frequency bands]</ref>) تعریف می شوند و پیاده‌سازی داوطلبانه بهترین شیوه‌ها برای جلوگیری از تداخل به کمک گرفته می‌شوند. <ref>US ARRL Amateur Radio Bands and power limits [http://www.arrl.org/graphical-frequency-allocations Graphical Frequency Allocations]</ref>

طبق قرارداد، ITU طیف رادیویی را به ۱۲ باند تقسیم می‌کند که هر باند با [[طول موج|طول موجی]] که توانی از ده&nbsp;متر (<math>10^{n}</math>) است شروع می‌شود. این باندها متناظر با فرمول فرکانسی <math>3\times10f^{8-n}</math>&nbsp;[[هرتز]] هستند و هر کدام چند ده فرکانس یا طول‌موج را پوشش می دهند. هر کدام از این گروه‌ها یک نام سنتی دارند. به عنوان مثال، اصطلاح ''[[بسامد بالا|فرکانس بالا]]'' {{اختصاری|HF}} محدوده طول موج ۱۰۰ تا ۱۰&nbsp;متر را مشخص می کند و مربوط به محدوده فرکانس ۳ تا ۳۰&nbsp;مگاهرتز  است. این فقط یک نماد است و به تخصیص  باند مربوط نمی‌شود. در ادامه، ITU هر باند را به زیر باندهایی تقسیم می‌کند که به خدمات مختلف اختصاص داده شده است. در فرکانس‌های بالای ۳۰۰&nbsp;گیگاهرتز، جذب [[تابش الکترومغناطیسی]] توسط [[اتمسفر زمین]] به قدری زیاد است که جو عملاً کدر به حساب می‌آید، تا زمانی که دوباره در محدوده فرکانس {{پم|پنجره نوری|Optical_window|عنوان=بازه نور مرئی}} و [[فروسرخ|مادون قرمز نزدیک]]، شفاف شود. 

== طیف بر پایه فرکانس ==
{| class="wikitable"
|- style="text-align:center;" 
! نام باند !! مخفف !! [[طیف رادیویی#ITU|باند ITU]]!! فرکانس و طول موج در هوا !! کاربردها
|- style="text-align:center;"
| [[بسامد بس‌پایین]] || ELF || ۱ || {{Convert|3|-|30|Hz|km|1|disp=br|abbr=on}} ||{{پم|ارتباطات با زیردریایی‌ها|Communication_with_submarines}}
|- style="text-align:center;"
| [[بسامد ابرپایین]]|| SLF || ۲  || {{Convert|30|-|300|Hz|km|1|disp=br|abbr=on}} || ارتباطات با زیردریایی‌ها
|- style="text-align:center;"
| [[بسامد فراپایین]]|| ULF || ۳ || {{Convert|300|-|3000|Hz|km|1|disp=br|abbr=on}} || ارتباطات با زیردریایی‌ها
|- style="text-align:center;"
| [[بسامد بسیارپایین]] || VLF || ۴ || {{Convert|3|-|30|kHz|km|1|disp=br|abbr=on}} || [[ناوبری رادیویی]] ارتباطات با زیردریایی‌ها, [[اندازه‌گیر ضربان قلب]] بدون سیم, [[ژئوفیزیک]]
|- style="text-align:center;"
| [[بسامد پایین]]|| LF || ۵ || {{Convert|30|-|300|kHz|km|1|disp=br|abbr=on}} || ناوبری, {{پم|سیگنال زمان|Radio_clock}}, انتشار [[بسامد پایین]] AM (اروپا و بخشی از آسیا), [[سامانه بازشناسی با امواج رادیویی]], [[رادیوی آماتور]]
|- style="text-align:center;"
| [[بسامد متوسط]] || MF || ۶ || {{Convert|300|-|3000|kHz|km|1|disp=br|abbr=on}} || [[پخش ای‌ام]] (متوسط), رادیوی آماتور
|- style="text-align:center;"
| [[بسامد بالا]]|| HF || ۷ || {{Convert|3|-|30|MHz|1|disp=br|abbr=on}} || انتشار [[موج کوتاه]], [[رادیوی باند شهروندان]], رادیوی آماتور, [[سامانه بازشناسی با امواج رادیویی]]
|- style="text-align:center;"
| [[بسامد بسیاربالا]] || VHF || ۸ || {{Convert|30|-|300|MHz|1|disp=br|abbr=on}} || style="text-align:center;" | [[سخن‌پراکنی اف‌ام]], انتشار [[تلویزیون]], ارتباطات زمین به هواپیما و ارتباطات بین دو هواپیما, رادیوی آماتور
|- style="text-align:center;"
| [[بسامد فرابالا]] || UHF || ۹ || {{Convert|300|-|3000|MHz|1|disp=br|abbr=on}} || style="text-align:center;" | انتشار تلویزیون, [[دستگاه مایکروویو]], دستگاه‌ها و ارتباطات [[ریزموج]], [[اخترشناسی رادیویی]], [[تلفن همراه]], [[شبکه محلی بی‌سیم]], [[بلوتوث]], [[زیگ بی]], [[سامانه موقعیت‌یاب جهانی]] [[Family Radio Service|FRS]] و رادیوی  GMRS , رادیوی آماتور, [[رادیوی ماهواره‌ای]], سامانه‌های کنترل از راه دور, [[ای‌دی‌اس-بی]]
|- style="text-align:center;"
| [[بسامد ابربالا]] || SHF || ۱۰ || {{Convert|3|-|30|GHz|mm|1|disp=br|abbr=on}} || اخترشناسی رادیویی, ارتباطات مایکروویو, وای‌فای, [[Dedicated short-range communications|DSRC]], اکثراً [[رادار]]های مدرن, [[ماهواره مخابراتی|ماهواره‌های مخابراتی]], انتشار تلویزیونی و ماهواره‌ای, [[تلویزیون ماهواره‌ای]], رادیوی آماتور, [[رادیوی ماهواره‌ای]]
|- style="text-align:center;"
| [[بسامد بس‌بالا]] || EHF || ۱۱ || {{Convert|30|-|300|GHz|mm|1|disp=br|abbr=on}} || اخترشناسی رادیویی , [[رله رادیویی مایکرویو|رله رادیویی مایکروویو]] فرکانس بالا, [[سنجش از دور]] میکروویو, رادیوی آماتور, [[سامانه بازدارنده فعال]], وای‌فای (8۰2.11ad)
|- style="text-align:center;"
| [[امواج تراهرتز]] یا [[امواج تراهرتز]] || THz or THF || ۱۲ || {{Convert|300|-|3000|GHz|mm|1|disp=br|abbr=on}} || کاربردهای آزمایشی برای جایگزینی ایکس‌ری, دینامیک فوق‌سریع مولکولی, [[فیزیک ماده چگال]], ارتباطات محاسبات تراهرتز, [[سنجش از دور]], رادیوی آماتور
|}

== یادداشت‌ها ==
<references group="persian-alpha" responsive="0" />
== منابع ==
{{پانویس|چپ‌چین=بله}}{{مخابرات}}
* {{یادکرد-ویکی|پیوند =//en.wikipedia.org/w/index.php?title=Radio_spectrum&oldid=840919664|عنوان = Radio spectrum|زبان =انگلیسی|بازیابی =۱۳ مه ۲۰۱۸}}
{{-}}
== پیوند به بیرون ==
{{انبار-رده}}
{{داده‌های کتابخانه‌ای}}

{{فیزیک-خرد}}

[[رده:طیف رادیویی]]