रेडियो तरंगें विद्युत चुम्बकीय विकिरण का एक प्रकार है, जिसे संचार प्रौद्योगिकियों, जैसे कि टेलीविज़न, मोबाइल फोन और रेडियो में उपयोग के लिए जाना जाता है। ये उपकरण रेडियो तरंगों को प्राप्त करते हैं और उन्हें ध्वनि तरंगों को बनाने के लिए स्पीकर में यांत्रिक कंपन में परिवर्तित करते हैं।
रेडियो-फ्रीक्वेंसी स्पेक्ट्रम इलेक्ट्रोमैग्नेटिक (EM) स्पेक्ट्रम का अपेक्षाकृत छोटा हिस्सा है। रोचेस्टर विश्वविद्यालय के अनुसार, ईएम स्पेक्ट्रम को आमतौर पर तरंगदैर्ध्य में कमी और ऊर्जा और आवृत्ति बढ़ाने के लिए सात क्षेत्रों में विभाजित किया जाता है। सामान्य पदनाम रेडियो तरंगें, माइक्रोवेव, अवरक्त (आईआर), दृश्य प्रकाश, पराबैंगनी (यूवी), एक्स-रे और गामा-किरण हैं।
रेडियो तरंगों में EM स्पेक्ट्रम में सबसे लंबी तरंग दैर्ध्य होती है, नासा के अनुसार, लगभग 0.04 इंच (1 मिलीमीटर) से लेकर 62 मील (100 किलोमीटर) से अधिक तक होती है। उनके पास सबसे कम आवृत्तियों भी हैं, लगभग 3,000 चक्र प्रति सेकंड, या 3 किलोहर्ट्ज़, लगभग 300 बिलियन हर्ट्ज़ या 300 गीगाहर्ट्ज़ तक।
रेडियो स्पेक्ट्रम एक सीमित संसाधन है और इसकी तुलना अक्सर फ़ार्मलैंड से की जाती है। जिस तरह से किसानों को अपनी जमीन को व्यवस्थित करने के लिए मात्रा और विविधता के बारे में सर्वोत्तम फसल प्राप्त करनी चाहिए, ब्रिटिश ब्रॉडकास्टिंग कॉर्प (बीबीसी) के अनुसार, रेडियो स्पेक्ट्रम को उपयोगकर्ताओं के बीच सबसे कुशल तरीके से विभाजित किया जाना चाहिए। संयुक्त राज्य अमेरिका के वाणिज्य विभाग में राष्ट्रीय दूरसंचार और सूचना प्रशासन, रेडियो स्पेक्ट्रम के साथ आवृत्ति आवंटन का प्रबंधन करता है।
खोज
स्कॉटिश भौतिक विज्ञानी जेम्स क्लर्क मैक्सवेल, जिन्होंने 1870 के दशक में विद्युत चुंबकत्व के एक एकीकृत सिद्धांत को विकसित किया था, ने नेशनल लाइब्रेरी ऑफ स्कॉटलैंड के अनुसार, रेडियो तरंगों के अस्तित्व की भविष्यवाणी की थी। 1886 में, एक जर्मन भौतिक विज्ञानी हेनरिक हर्ट्ज़ ने मैक्सवेल के सिद्धांतों को रेडियो तरंगों के उत्पादन और स्वागत के लिए लागू किया। हर्ट्ज ने विद्युत चुम्बकीय तरंगों को बनाने के लिए एक इंडक्शन कॉइल और एक लेयर्ड जार (एक प्रारंभिक प्रकार का संधारित्र जिसमें पन्नी परतों के साथ अंदर और बाहर दोनों तरफ एक ग्लास जार शामिल है) सहित सरल घर के बने उपकरणों का इस्तेमाल किया। हर्ट्ज नियंत्रित रेडियो तरंगों को प्रसारित करने और प्राप्त करने वाले पहले व्यक्ति बने। ईएम तरंग की आवृत्ति की इकाई - प्रति सेकंड एक चक्र - को अमेरिकन एसोसिएशन ऑफ साइंस के एडवांसमेंट के अनुसार, उनके सम्मान में एक हर्ट्ज कहा जाता है।
रेडियो तरंगों के बैंड
राष्ट्रीय दूरसंचार और सूचना प्रशासन आमतौर पर रेडियो स्पेक्ट्रम को नौ बैंड में विभाजित करता है:
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| बैंड | आवृत्ति सीमा | तरंग दैर्ध्य रेंज |
|---|---|---|
| बेहद कम आवृत्ति (ईएलएफ) | <3 kHz | > 100 किमी |
| बहुत कम आवृत्ति (वीएलएफ) | 3 से 30 kHz | 10 से 100 किमी |
| कम आवृत्ति (LF) | 30 से 300 kHz | 1 मीटर से 10 किमी |
| मध्यम आवृत्ति (एमएफ) | 300 kHz से 3 MHz | 100 मीटर से 1 किमी |
| उच्च आवृत्ति (एचएफ) | 3 से 30 मेगाहर्ट्ज | 10 से 100 मी |
| बहुत उच्च आवृत्ति (VHF) | 30 से 300 मेगाहर्ट्ज | 1 से 10 मी |
| अल्ट्रा हाई फ्रीक्वेंसी (UHF) | 300 मेगाहर्ट्ज से 3 गीगाहर्ट्ज़ | 10 सेमी से 1 मी |
| सुपर हाई फ्रीक्वेंसी (SHF) | 3 से 30 GHz | 1 से 1 सेमी |
| अत्यधिक उच्च आवृत्ति (EHF) | 30 से 300 GHz | 1 मिमी से 1 सेमी |
निम्न से मध्यम आवृत्ति
ईएलएफ रेडियो तरंगें, सभी रेडियो फ्रीक्वेंसी में से सबसे कम, एक लंबी रेंज होती है और पनडुब्बियों और अंदर की खानों और गुफाओं के साथ संचार के लिए पानी और चट्टान को भेदने में उपयोगी होती है। स्टैनफोर्ड वीएलएफ ग्रुप के अनुसार, एलएलएफ / वीएलएफ तरंगों का सबसे शक्तिशाली प्राकृतिक स्रोत बिजली है। Phys.org के अनुसार, बिजली के हमलों से उत्पन्न तरंगें पृथ्वी और आयनमंडल (आयनों और मुक्त इलेक्ट्रॉनों की उच्च एकाग्रता के साथ वायुमंडल परत) के बीच आगे और पीछे उछाल सकती हैं। ये बिजली की गड़बड़ी उपग्रहों की यात्रा करने वाले महत्वपूर्ण रेडियो संकेतों को विकृत कर सकती है।
आरएफ पेज के अनुसार एलएफ और एमएफ रेडियो बैंड में समुद्री और विमानन रेडियो, साथ ही वाणिज्यिक एएम (आयाम मॉडुलन) रेडियो शामिल हैं। हाउ स्टफ वर्क्स के अनुसार एएम रेडियो फ्रीक्वेंसी बैंड 535 किलोहर्ट्ज़ से 1.7 मेगाहर्ट्ज़ के बीच आते हैं। AM रेडियो की एक लंबी श्रृंखला होती है, विशेष रूप से रात में जब आयनोस्फीयर तरंगों को पृथ्वी पर वापस करने में बेहतर होता है, लेकिन यह हस्तक्षेप के अधीन है जो ध्वनि की गुणवत्ता को प्रभावित करता है। जब एक संकेत आंशिक रूप से अवरुद्ध होता है - उदाहरण के लिए, एक गगनचुंबी इमारत जैसे धातु की दीवार वाली इमारत द्वारा - ध्वनि की मात्रा तदनुसार कम हो जाती है।
उच्च आवृत्तियों
एचएफ, वीएचएफ और यूएचएफ बैंड में एफएम रेडियो, प्रसारण टेलीविजन ध्वनि, सार्वजनिक सेवा रेडियो, सेलफोन और जीपीएस (वैश्विक पोजिशनिंग सिस्टम) शामिल हैं। ये बैंड आमतौर पर वाहक तरंग पर एक ऑडियो या डेटा सिग्नल को सांकेतिक शब्दों में बदलना या प्रभावित करने के लिए "आवृत्ति मॉड्यूलेशन" (एफएम) का उपयोग करते हैं। आवृत्ति मॉड्यूलेशन में, सिग्नल का आयाम (अधिकतम सीमा) स्थिर रहता है, जबकि ऑडियो या डेटा सिग्नल के अनुरूप दर और आवृत्ति में विविधता उच्च या निम्न होती है।
एफएम एएम की तुलना में बेहतर सिग्नल गुणवत्ता का परिणाम है क्योंकि पर्यावरणीय कारक आवृत्ति को प्रभावित नहीं करते हैं जिस तरह से वे आयाम को प्रभावित करते हैं, और रिसीवर आयाम में भिन्नता को अनदेखा करता है जब तक कि सिग्नल न्यूनतम सीमा से ऊपर रहता है। हॉफ स्टफ वर्क्स के अनुसार, एफएम रेडियो फ्रीक्वेंसी 88 मेगाहर्ट्ज़ और 108 मेगाहर्ट्ज़ के बीच में आती है।
शॉर्टवेव रेडियो
नेशनल एसोसिएशन ऑफ शॉर्टवेव ब्रॉडकास्टर्स (एनएएसबी) के अनुसार, शॉर्टवेव रेडियो एचएफ बैंड में आवृत्तियों का उपयोग करता है, जो लगभग 1.7 मेगाहर्ट्ज़ से 30 मेगाहर्ट्ज़ तक है। उस सीमा के भीतर, शॉर्टवेव स्पेक्ट्रम को कई खंडों में विभाजित किया गया है, जिनमें से कुछ नियमित प्रसारण स्टेशनों को समर्पित हैं, जैसे कि वॉयस ऑफ अमेरिका, ब्रिटिश ब्रॉडकास्टिंग कॉर्प और रूस की आवाज। NASB के अनुसार, दुनिया भर में, सैकड़ों शॉर्टवे स्टेशन हैं। शॉर्टवेव स्टेशनों को हजारों मील तक सुना जा सकता है क्योंकि संकेत आयनमंडल से उछलते हैं, और मूल बिंदु से सैकड़ों या हजारों मील पीछे पलटते हैं।
उच्चतम आवृत्तियों
SHF और EHF रेडियो बैंड में उच्चतम आवृत्तियों का प्रतिनिधित्व करते हैं और कभी-कभी माइक्रोवेव बैंड का हिस्सा माना जाता है। हवा में अणु इन आवृत्तियों को अवशोषित करते हैं, जो उनकी सीमा और अनुप्रयोगों को सीमित करते हैं। हालांकि, उनके लघु तरंगदैर्ध्य संकेतों को पैराबोलिक डिश एंटेना (उपग्रह डिश एंटेना) द्वारा संकीर्ण बीम में निर्देशित करने की अनुमति देते हैं। यह छोटी दूरी के उच्च-बैंडविड्थ संचार को निश्चित स्थानों के बीच होने की अनुमति देता है।
एसएचएफ, जो ईएचएफ की तुलना में हवा से कम प्रभावित होता है, का उपयोग लघु-श्रेणी के अनुप्रयोगों जैसे वाई-फाई, ब्लूटूथ और वायरलेस यूएसबी (यूनिवर्सल सीरियल बस) के लिए किया जाता है। RF पेज के अनुसार, SHF केवल लाइन-ऑफ-विज़न रास्तों में काम कर सकता है क्योंकि तरंगें कारों, नावों और विमानों जैसी वस्तुओं को उछाल देती हैं। और क्योंकि तरंगें वस्तुओं को उछाल देती हैं, SHF का उपयोग रडार के लिए भी किया जा सकता है।
खगोलीय स्रोत
बाहरी स्थान रेडियो तरंगों के स्रोतों के साथ मिल रहा है: ग्रह, तारे, गैस और धूल के बादल, आकाशगंगा, पल्सर और यहां तक कि ब्लैक होल। इनका अध्ययन करके, खगोलविद् इन ब्रह्मांडीय स्रोतों की गति और रासायनिक संरचना के साथ-साथ इन उत्सर्जन का कारण बनने वाली प्रक्रियाओं के बारे में जान सकते हैं।
एक रेडियो टेलीस्कोप आकाश को बहुत अलग तरीके से "देखता" है, जो दृश्य प्रकाश में दिखाई देता है। बिंदु-जैसे सितारों को देखने के बजाय, एक रेडियो टेलीस्कोप दूर के पल्सर, स्टार बनाने वाले क्षेत्रों और सुपरनोवा अवशेषों को उठाता है। रेडियो दूरबीन भी क्वासर्स का पता लगा सकती है, जो अर्ध-तारकीय रेडियो स्रोत के लिए कम है। एक क्वासर एक अविश्वसनीय रूप से उज्ज्वल गांगेय कोर है जो एक सुपरमैसिव ब्लैक होल द्वारा संचालित होता है। क्वासर मोटे तौर पर ईएम स्पेक्ट्रम में ऊर्जा का प्रसार करते हैं, लेकिन नाम इस तथ्य से आता है कि पहचाने जाने वाले पहले क्वासरों में ज्यादातर रेडियो ऊर्जा होती है। क्वासर अत्यधिक ऊर्जावान हैं; कुछ पूरे मिल्की वे की तुलना में 1,000 गुना अधिक ऊर्जा उत्सर्जित करते हैं।
वियना विश्वविद्यालय के अनुसार, एक स्पष्ट, या उच्च-रिज़ॉल्यूशन, रेडियो छवि बनाने के लिए रेडियो खगोलविद अक्सर कई छोटी दूरबीनों या व्यंजनों को प्राप्त करते हैं, एक सरणी में। उदाहरण के लिए, न्यू मैक्सिको में वेरी लार्ज एरे (वीएलए) रेडियो टेलीस्कोप में 27 एंटेना होते हैं जो एक विशाल "वाई" पैटर्न में व्यवस्थित होते हैं जो 22 मील (36 किलोमीटर) के पार होता है।
इस लेख को 27 फरवरी, 2019 को लाइव साइंस योगदानकर्ता ट्रेसी पेडर्सन द्वारा अपडेट किया गया था।
