بررسی انواع امواج رادیویی و کاربرد آنها

فهرست مطالب
چکیده    1
1- مقدمه    2
2- تعریف    3
3- انواع امواج    4
4- اختراع و تاریخچه    5
4-1- پیشرفتهای قرن بیستم    9
5- ماهیت امواج رادیویی    10
6- شیوه‌های انتشار امواج رادیویی    11
7- چگونگی پخش امواج رادیویی    12
8- چگونگی دریافت امواج رادیویی    13
9- نحوه برخورد امواج رادیویی با بافتها    13
10- امواج RF در امواج رادیویی    14
10-1- آسایش فیزیک امواج RF    15
11- طول امواج    16
12- طول امواج رادیویی    17
13- طیف فرکانس امواج رادیویی    18
14- انواع امواج رادیویی از نظر فیزیکی    18
14-1- امواج آسمانی    18
14-2- امواج زمینی    19
14-3- امواج فضایی    19
15- سامانه بازشناسی با امواج رادیویی (RFID)    20
16- کاربردهای امواج رادیویی    21
16-1- کاربردهای امواج رادیویی در پزشکی    21
16-1-1- ساختار    22
16-1-2- مکانیسم عمل    22
16-1-3- اثرات الکترولیت    23
16-1-4- اثرات فارادیک    23
16-1-5- اثرات حرارتی    23
16-1-6- کاربرد درمانی    25
16-2- کاربرد امواج رادیویی در صنایع غذایی    26
16-3- کاربرد امواج رادیویی در صنعت عمران    27
16-4- کاربرد امواج رادیویی در کنترل ترافیک    27
16-5- کاربرد امواج رادیویی در مدیریت بحران    28
16-6- کاربرد امواج رادیویی در زنجیره تامین الکترونیکی    28
16-7- کاربرد امواج رادیویی در بانکداری الکترونیکی    29
16-7-1- کارتهای هوشمند غیر تماسی    29
16-7-2- کاربرد RFID در اسناد بانکی    30
16-7-2-1- RFID در اتوماسیون مقابل و پشت باجه    30
16-8- کاربرد امواج رادیویی برای جلوگیری از عرضه‌ی کالای تقلبی    32
16-9- کاربرد امواج رادیویی در سیستم بلیط‌دهی وسایل نقلیه عمومی    33
16-10- کاربرد امواج رادیویی در مدیریت بار مسافرین در فرودگاه‌ها    33
16-11- کاربرد امواج رادیویی در ثبت وقایع ورزشی    33
16-12- کاربرد امواج رادیویی در کتابخانه هوشمند    33
16-13- کاربرد امواج رادیویی در تلفن های همراه    34
16-14- کاربرد رادیو در هدایت کشتی    34
16-15- کاربرد رادیوی در رادارها    35
16-16- کاربرد رادیو در سرویسهای ضروری    36
16-17- امواج رادیویی و گرمایش    37
16-18-کاربرد امواج رادیویی در نیروی مکانیکی    37
16-19- دیگر کاربردهای امواج رادیویی    37
17- ایده های استفاده از امواج    38
17-1- انتقال برق بدون سيم از سطح ماه    38
17-2- شارژ باطری از طریق امواج رادیویی    39
18- تاثیر امواج بر بخش های مختلف بدن    41
18-1- تاثیر بر یادگیری و حافظه    41
18-2- تاثیر بر سیستم ایمنی و طول عمر انسان    42
18-3- اثرات بیولوژیک میدان‌های الکترومغناطیس    42
18-4- مکانیسم آثار بیولوژیک امواج رادیویی و میکروویو    43
19- اثر امواج الکترومغناطیس بر گیاهان    44
20- مقررات كار با امواج الكترومغناطيس    47
21- نتیجه گیری    48
منابع    49

1- مقدمه
امواج راديويي، بخشي از طيف گسترده امواج الكترومغناطيسي را تشكيل مي‌دهند. به دليل ماهيت حامل بودن اكثر اين امواج، در ادبيات علمي بيشتر با عنوان «موج حامل» از آنها ياد مي‌شود
موج حامل در اصطلاح، به موجي الكترومغناطيسي با فركانس،‌ فاز و دامنه مشخص اطلاق مي‌شود كه توسط يك دستگاه فرستنده براي حمل يك سيگنال مشخص الكتريكي توليد مي‌شود. روش‌هاي مختلفي براي سوار كردن سيگنال بر روي موج حامل وجود دارند.
فركانس يا بسامد عبارت است از تعداد ارتعاشات يك موج الكترومغناطيسي (يا حامل) در واحد ثانيه. اين كميت فيزيكي با واحد هرتز اندازه‌گيري مي‌شود. كيلو، مگا و گيگا هرتز همگي ضرايبي براي بيان اين واحد هستند. فركانس‌هاي ارتباطات فضايي عمدتاً در باندهاي مگا و گيگاهرتز هستند. مقدار اين كميت از حاصل‌ضرب طول موج (طول يك دوره تناوب موج، به واحد متر) در سرعت نور (به واحد متر بر ثانيه) به دست مي‌آيد. در واقع مي‌توان گفت طول موج و فركانس دو بيان از يك كميت هستند
در ادبيات فناوري فضايي، در موارد مربوط به ارتباطات مخابراتي بيشتر از فركانس و در امور مربوط به سنجش از دور يا انواع محموله‌هاي غيرمخابراتي ماهواره‌ها، از طول موج استفاده مي‌شود.
در اصطلاحات و محاورات مربوط به مخابرات، واژه فركانس كاربرد بسيار فراواني دارد. اگر بخواهيم در مثالي خارج از تعاريف دقيق و علمي فيزيك، يك بيان عاميانه براي درك مفهوم آن در مخابرات ارائه دهيم، مي‌توان گفت كه فركانس، مشخصه‌اي از يك موج راديويي است كه آن را با ساير امواج راديويي متمايز مي‌سازد. امواج تلفن همراه، راديو، بي‌سيم، تلويزيون و...، همگي امواج مخابراتي هستند، اما فركانس موج حامل آنها با هم تفاوت زيادي دارد. بنابراين، هر كدام گيرنده خاص خود را دارند كه فقط فركانس‌هاي محدوده خود را دريافت كرده و فراتر از محدوده تعريف شده را فيلتر مي‌كنند.
هرقدر فركانس يك موج بيشتر باشد، توليد و دريافت آن نيز به لحاظ فناوري پيچيده‌تر و حساس‌تر خواهد ‌بود.

2- تعریف
امواج رادیویی امواجی نوری هستند که چشم انسان قادر به دیدن آنها نیست. سرعت انتشار آنها همچون امواج نوری دیدنی سیصدهزار کیلومتر در ثانیه است.
امواج رادیو نوعی از تشعشعات الکترومغناطیسی هستند و هنگامی بوجود می آیند که یک شی باردار شده با فرکانسی که در بخش فرکانس رادیویی (RF) طیف الکترومغناطیسی قرار دارد شتاب بگیرد. این محدوده فرکانس از ده ها هرتز تا چند گیگا هرتز تغییر میکند. تشعشعات الکترومغناطیسی توسط نوسانات میدانهای الکتریکی و مغناطیسی انتشار مییابند و از طریق هوا و نیز خلا به همان خوبی عبور میکنند و نیازی به واسطه انتقال ندارند.
در مقابل، دیگر انواع تشعشعات الکترومغناطیسی با فرکانس هایی بالای محدوده RF به این شرح اند: اشعه گاما، اشعه X و مادون قرمز، ماورا بنفش و نور مرئی.
وقتی که امواج رادیویی از یک سیم عبور می کنند، میدان الکتریکی و مغناطیسی متغیر آنها (بر حسب شکل سیم) جریان و ولتاژی متناوب در سیم القا میکنند. این جریان و ولتاژ را میتوان به سیگنال های صوتی و دیگر انواع سیگنال تبدیل کرد که اطلاعات را انتقال دهند.
با وجودی که واژه رادیو برای توصیف این پدیده به کار میرود، ارسال داده هایی که ما به عنوان تلویزیون، رادیو، رادار و تلفن می شناسیم، همگی در کلاس انتشار فرکانس رادیویی هستند.