Televizyon Yayınları

Elektromağnetik dalgalara bağlı olan sistemler, bilgi aktarımıyla ilgili olanlar ve enerji aktarımı ile ilgili olanlar şeklinde ikiye ayrılır. Bunlardan ilk kategoriye giren televizyonu inceleyelim.

Televizyon yayınlarının başlangıcı 1930’lu yıllara kadar uzanır. Bu tarihlerde, resimler ilk defa mekanik yollarla elektrik sinyalleri haline dönüştürülüp, radyo dalgaları ile yayınlanmış ve hareketli resimler elde edilmiştir. İlk resmi TV yayınları İngiltere BBC tarafından başlatılmıştır. II. Dünya Savaşı yüzünden bir süre canlılığını kaybeden TV araştırmaları, savaşın bitmesi ile tekrar hızlanmış ve elektronik taramalı, bugün kullandığımız teknikle çalışan TV sistemleri Avrupa’da ve özellikle ABD’de kısa bir sürede yaygınlaşmıştır.

İlk renkli TV yayın sistemi olan NTSC 1948 yılında ABD de SECAM 1957 yılında Fransa’da PAL 1961 yılında Batı Almanya’da uygulamaya başlamıştır. Diğer dünya ülkeleri, bu üç sistemden birini seçerek, renkli TV yayın sistemlerini belirlemişlerdir.

Ülkemizde televizyon yayınlarının izleyicilere daha temiz olarak iletilmesi için bilinen VHF, UHF verici yayın sistemleri yanında yeni yayın ve iletim sistemleri geliştirildi. Bunlardan Kablo – TV yayın sistemi özellikle büyük şehirlerde ve elde çok fazla sayıda yayın kanalının bulunması durumlarında uydu yayın sistemi ise, normal yayınların ulaşamadığı dağlık bölgelere ve çok uzak mesafelere yayın iletmek için kullanılıyor.

TV yayınları üç değişik yolla yapılmaktadır.

1.  TV Vericileri ile

2.  Kablo ile

3.  Uydularla

Bugün en yaygın olarak kullanılan yayın şekli, TV vericileri ile yapılan yayındır. En önemli mahzuru, alıcı antenlerin verici antenleri görme zorunluluğudur. Eğer antenler birbirinin görmezse, gölgesiz bir görüntü alınamayabilir. Arada engel bulunmadığı takdirde, 30 – 40 km uzaklığa kadar yayın yapabilir.

Özellikle, şehir merkezlerinde, yüksek ve sık binaların bulunduğu yerlerde, alıcı antenlerin vericiyi görmesi ve gölgesiz yayın alması imkansızlaşır. Bu durumda, TV işaretleri, verici ile yayınlamak yerine, bir kablo aracılığıyla ile iletilirse, bu yayına kablo-TV Yayını adı verilir. TV kablosu kollara ayrılarak bütün abonelere iletilir.

Son yıllarda gittikçe yaygınlaşan bir yayın sistemi de, uydu ile yapılan yayaın şeklidir. TV yayını, dünya çevresinde yörüngede bulunan bir uydudan yapılır. Uydu yayınında verici gökyüzünde olduğundan, alıcı antenle verici antenin birbirinin görmesi, hemen her durumda mümkündür.

TV Bandları

 Bu yayın sistemlerinden her biri için kullanılabilecek frekanslar standartlarla belirlenmiş olup, ülkeden ülkeye küçük değişiklikler gösterir.

Televizyona tahsis edilen frekans bölgesi 47 MHZ’den başlar; renkli TV yayını, her bir kanal için 8 MHZ’lik bir band genişliği gerektirir. UHF bölgesindeki kanallar, TV iletimine ayrılmıştır. UHF’de verici ve alıcı antenler arasında belirli bir görüş mesafesi olması gerekir; yani iki anten birbirini görmelidir. Ana vericiler çok çok uzun anten direklerine sahiptir. Tepeler tarafından gölgelenmiş sahaları telafi edecek, ek yerel vericilere veya aktarımlara gereksinim vardır.

2.  Mikrodalga Haberleşmesi

 Elektromağneitk dalgaların başka bir kullanımı ise mikrodalga haberleşmesidir. Telsiz, telgraf ile kullanıma başlanan bu uzun dalga  (150 Hz) frekansından, VHF (100 MHZ) frekansına kadar uzanan kamu yayınları, mobil ve hücresel, mobil ve hücresel radyoyu içerecek kadar genişletilmiştir.

Verilen bir bilgi akışı için gerekli frekans band genişliği, taşıyıcı frekanstan bağımsızdır ve 90 – 100 Hz aralığına, 150 – 300 KHz aralığına olduğundan çok daha fazla haberleşme kanalı yerleştirilebilir.

Mikrodalgaların yararlı bir şekilde kullanıldığı alanlardan birisi, noktadan noktaya haberleşme linkleridir. Londra’daki Televizyon Kulesi ve başka yerlerdeki benzer kuleler, buna örnek gösterilebilir. Bu amaç için düzenlenmiş birkaç frekans bandı vardır. En çok kullanılanları 4 ile 6 GHz bölgesindedir. Kullanılan antenlerin kazançları yüksektir. Sonuç olarak bçyle bir sistem, iyi bir güvenilirlik düzeyine sahiptir.

3.  Lazerler ve Uygulamaları

 Lazer ışını mikrodalga özelliklerine sahip bir ışındır. Belirli bir yayınım frekansına sahiptir. Bu frekans, oluşma şekline göre, görünene ışık bölgesi olan 43.10⁴ GHZ (0,7 μm) ile 75 .10⁴  GHz (0,4 μm) arasında değişebilir. Lazer ışını haberleşmede, tıp ve teknik alanlarda değişik amaçlar için yararlanılır. Lazer ilk defa 1960 yılında Amerikalı fizikçi Maiman tarafından gerçekleştirilmiştir.

Lazer ışının oluşumu prensibi kuantum teorisiyle açıklanmıştır. Elektormağnetik enerji gaz atomlarının uyarılmaları sonucu, elektronların yörünge değiştirmeleri ile ortaya çıkar. Lazer ışınımı için gerekli enerji, bir lazer pompası ile gerçekleştirilebilir. Işımayı görevi için lazer ortamına çoğunlukla yabancı maddeler ilave edilir. Uyumlu olmayan görünen ışık, maddelerin yüksek sıcaklara ısıtılmaları neticesinde ortaya çıkar. Lazer çok basit olarak, ışığın uyarılarak kuvvetlendirilmesi şeklinde ifade edebiliriz.

Lazer Işığının En Önemli Özellikleri

1.  Parlaklık

2.  Yönlendirilebilirlik

3.  Zamansal ve uzaysal uyumluluk

4.  Tek renklilik ve yaklaşık olarak tek bir frekansta emisyon

5.  Çok yüksek şiddetle elektromağnetik alan gücü

Başlıca Lazer Çeşitleri

1.  Kristal Lazerler

2.  Cam Lazerler

3.  Gaz Lazerler

4.  Diyot Lazerler

Lazerlerin Uygulama Alanları

Yukarıda sözü edilen özelliklerinden dolayı, lazerin günümüzde, teknolojinin hemen hemen bütün alanlarında uygulama imkanları mevcuttur.

Tıpta, lazer enerjisi doku veya organ üzerine verildiğinde, enerjinin bir kısmı yansır veya dağılır. Diğer bir kısmı da, ya emilir, ya iletilir. Göz, diş, deri ve diğer tüm ameliyatlarda bugüne kadar yapılan deneyler çok başarılı neticeler verdiğinden, geniş bir uygulama alanı mevcuttur. Argon lazer, göz hastalıklarında ve ameliyatlarda; CO₂ lazer; cerrahide neşter olarak; yağ lazer, kanamaları durdurmada; helyum – neon lazer, yara iyileştirmede ve ağrı tedavisinde kullanılır.

Kimyada; yoğun lazer ışığı, gayet yüksek secici özelliği olan bir katalizor olup, çok küçük bölgelerdeki kimyasal bağların çözümlenmesine neden olur.

Uzayda, Amerika’nın uzayda savunma sisteminin temeli, lazerin düşman roketleri havada imkansına dayanır.

Haberleşmede, Klasik yöntemlerden çok daha fazla kanal sayısı elde etme imkanı verir.

Lazer bilhassa, optik fiberlerde, ışık kaynağı olarak, optik iletişimin temel öğesini oluşturur. Bu yüksek fiberler sayesinde, dinlenilme imkanı yoktur.

Endüstri; lazer ışını, özelliklerden dolayı; delik delmelerde, kaynaklarda vb. alanlarda kullanılır. Ayrıca; yüksek gerilimdeki akımların veya arabaların hızlarının uzaktan ölçmesinde de kullanılmaktadır.

Askeri; mesafe ölçmede, hedef tespitinde ve silah yapımında kullanılır.

4.  Mobil İletişim Sistemleri

Günümüzde mobil radyolar terimi, alıcı veya vericinin gerçekten hareket edip etmediğine bakılmaksızın, hemen hemen her durumu için kullanılabilir. Bu sistemler; uydularda, uçaklarda, denizlerde kullanılan mobiller, telsiz telefonlar, çağrı cihazları özel mobil radyolar olarak sınıflandırılabilir.

Mobil radyo hattındaki iletişim karşılıklıdır. Yani, alıcı ve vericinin rolleri, iletilen sinyalin karakteristiği değişmeden değişebilir. Bu karşılık kavramı, iletişim teorisine dayanarak geliştirilebilir. Ancak bağlantının iki ucundaki gürültü seviyeleri aynı olmayabilir. Geleneksel mobil radyo sistemleri yükseltilmiş merkez istasyon fikrine dayanır ve bu kez merkez istasyonların, çevredeki belli sayıda mobil radyo ile iletişim halinde olabilecekleri, güzel bir alana yerleştirilmiş olmaları gerekir.

Mobil radyo sistemlerinin pek çoğunun coğrafi servis alanının, tek bir temel istasyon aracılığı ile ekonomik bir biçimde tamamen kaplanamayacak kadar geniş olmasından ötürü bu alan problemine, birkaç adet verici kullanarak, değişik yöntemlerle muhtelif çözümler getirilmeye çalışılmıştır.

İkinci olarak, eldeki spektrumun maksimum şekilde kullanılması için, belirli bir coğrafi bölgedeki herhangi bir kullanıcıya ayrılan kanallar, uzakta bulunan farklı coğrafi bölgelerdeki farklı kullanıcılara ayrılabilmektedir. Bütün inceleme boyunca, temel istasyon deyimi, sabit bir terminal için, mobil deyimi ise araçtaki veya elde taşınabilir olmasına bakılmaksızın, hareketli terminaller için kullanılır.

5.  Radar

Radar, kelimesi; radyo ile bulma ve uzaklık ölçme anlamına gelmektedir. Radarın ilk denemeleri Amerika’da 1922 senesinde Dr.A.H. Taylor tarafından Deniz Araştırma Laboratuarında yapılmıştır. 1922 ile 1930 seneleri arasında, atmosferdeki elektriklenmiş tabakalar tarafından elektromağnetik dalgaların yansıtılması üzerine çalışmışlardır. 1941 senesinde radar sistemleri yapılıp geliştirilmiştir.

Bugün değişik yapıda radarlar kullanılmaktadır. Fakat çalışma prensipleri bütün sistemler için aynıdır.

Genel olarak, radar devrelerinin detayı kullandığı frekansa göre değişir. Şimdi şekildeki bütün olayları inceleyelim.

Senkronizatör ve tetikleyici; radarın çalışması senkronizatör ile başlar. Verici ile alıcının çeşitli kademeleri arasındaki zamanlamayı sağlar. Senkronizatör kumandasıyla, modülatör RF amplifikatorüne yüksek gerilim darbesi verirken, aynı anda tetikleyiciden RF devresi çalıştırma işareti gelir.

Sonuç olarak, büyük güçlü RF işareti darbesi çapraz yol vericiye iletilmek üzere dalga kılavuzuna verilir.

Modülatör; her saniye için istenen sayıda gönderilecek olan senkronize işaretleri veriri.Aynı zamanda, gösterici taramasını da etkileyerek diğer ilgili devrelerle koordineli çalışmasına yardım eder.

Verici yükseltici; kısa darbeler halindeki mikrodalga işaretini kuvvetlendirerek, antene verir.

Anten; mikrodalga enerjisini alarak bir ışın demeti şeklinde yayar ve bütün yansıyan dalgaları alarak bunları alıcıya çevirir.

Alıcı; hedeften yansıyıp gelen zayıf mikrodalga işaretini amplifiye eder ve bunları görüntü ekranına iletilmek üzere video darbelerine çevirir.

Görüntü ekranı; yansıyan darbelerin resme veya belirli şekle dönüşümünü sağlar.

Güç Kaynağı; sistemdeki elemanların çalışması için gerekli bütün AC ve DC gerilimi sağlar.

Radarlar kullanım alanına göre 5’e ayrılırlar :

Arama Radarı; uyarı amacıyla kullanılırlar. Hedefleri oldukça uzaktan belirleyebilir.

Hedef Belirleyen radar; hedefin uzaklık, yükseklik ve koordinatlarını belirlemek için yararlanılır.

Atış Kontrol Radarı; sadece ilgili oldukları topları kontrol etmek için hedefin uzaklık ve koordinatını bulmada kullanılır.

Uçak ve Gemi Radarı; Uçaklar ve gemiler için yapılan radarlar aynı prensibe dayanarak çalışırlar.

Özel Radarlar; yukarıda belirtilen belirli amaçların dışında şu gibi konulardan da radardan yararlanılır. Hava meydanları ve hava trafiği kontrolünde, füze, uydu ve gezegenlerin izlenmesinde, deniz araştırmaları ve deniz trafiğinde, yeryüzü haritasının çıkarılmasında, toprakaltı araştırmalarında, bulut cinslerinin tespitinde, hava olaylarının takibinde, yangın kontrolünde

6.  Endüstriyel Uygulamalar

Elektromağnetik dalgaların ana endüstriyel uygulaması ilki mikro dalgalarda ısıtmadır. BU uygulama; pişirme, kurutma, tedavi, sertleşme, eritme ve strilizasyonu içerir. Evlerde kullanılan mikrodalga fırınlar, bunların ilk örnekleridir. Mikrodalgada ısıtmada cisimlerin yalıtkanlık özelliğinden yararlanılmaktadır. Bu işlemde elektromağnetik dalga enerjisi, girdiği madde içerisindeki dielektrik kayıpları sonucu ısı enerjisine dönüşüm ektedir.

1930’larda, yüksek frekans ile lastiklerin vulkanizasyonu ve sertleştirilebilen maddelerin ön ısıtılması yapılıyordu. Bu şekildeki ısıtma buharla veya sıcak hava ile ısıtmaya göre çok daha etkili oluyordu. Daha sonraki yıllarda, tekstil endüstrisinde iplik merdanelerinin ısıtılmasında, demir-çelik sanayinde döküm fırınlarının ısıtılmasında, ağaç endüstrisinde odunların kurutulmasında, termoplastik malzemelerin kaynağında, yiyeceklerin dondurulmasında diğer yöntemlere göre daha başarılı olarak uygulanmıştır.

7.  Tıbbi Uygulamalar

Mikrodalga fırında görüldüğü gibi mikrodalga enerjisinin biyolojik dokuları ısıtma yeteneği, tıpta bir takım yeni uygulamalar başlatmıştır. İnsan dokusunun aşırı oranda mikrodalga enerjiye maruz kalması, açıkça çok tehlikelidir. Mikrodalga enerji sistemleriyle çalışmak, tehlikelerden haberdar olmayı ve güvenli çalışma sağlayacak önlemleri almayı gerektirir.

Tıpta tedavi amacıyla kullanılan mikrodalga sistemlerinden de kaynak olarak mağnetron kullanılmakta ve uygulama bakımından iki ana gruba ayrılmaktadır.

Küçük yüzey uygulamalı ve büyük yüzey uygulamalı sistemdir. Küçük yüzey uygulamalı sistemde elektromağnetik dalga vücudun maksimum 30 mm’lik kısmına verilmektedir. Ve cihaz çıkışı vücuda dayanarak tedavi yapılmaktadır.

Büyük yüzey uygulamalı sistemde ise mağnetrondan sonra helisel anten kullanılmakta ve vücut ile anten arasında belirli bir uzaklık bulunmaktadır. Böylece elektromağnetik dalga enerjisi daha büyük bir yüzeyi etkilemektedir.

8. Uydular

Uydular aracılığı ile iletim, bütün dünya ülkelerinin günlük kavramları arasındadır. Uydu aracılığıyla haberleşme çalışmaları çok önce başlamış, fakat bu çalışmalara ait uygulamalara ancak 1954 yıllarında geçilebilmiştir. Dünya’dan Ay’a gönderilen bir mesaj, Ay’dan yansıdıktan sonara tekrar Dünya’dan alınmıştır. Bu deneyin başarı ile sonuçlanması, Ay’ın pasif bir uydu olarak kullanılabileceğini göstermiş. Daha sonra Ay’daki iletişim sürekli olmamsı neticesinde farklı bir çözüm yolu bulmuşlardır. Ay yerine bir balon kullanılmış ve 30 m çapındaki balon yörüngeye yerleştirilmiştir. Ve haberleşme 960 MHZ ve 2290 MHZ frekansındaki elektromağnetik dalgalar ile yapılıyordu. Ve aşağıdaki sıra ile uydu uzaya fırlatılmıştır. 1957’de  Sputnik-1; 1958’de Score; 1960 da Tiros – 1, 1961’de Vostok – 1, 1961’de Oscar-1; 1962’de Telstar-1 dir.

Uydunun haberleşmesinde 3 kademe vardır. Yer istasyonun (verici), uydu, yer istasyonu (alıcı)’dır. Burada verici istasyondan uyduya olan yola yer istasyonu-uydu bağlantısı, uydudan alıcı yer istasyonuna olan yola uydu-yer istasyonu bağlantısı denir.

Bu şekilde üç kademeli haberleşmesi uydusuna uydu devresi denir.

Yer istasyonlarının görevi abonelerden alınan işaretleri, uydu haberleşmesine uygun duruma getirerek uyduya göndermek ve uydudan gönderilen işaretleri alarak abonelere ulaşmasını sağlamaktır. Uydular yörüngelerine ve amaçlarına göre sınıflara ayrılırlar. Alçak yörüngeli uydular, geostasyoner yörünge uyduları, özel yörüngeli uydular.

Alçak yörüngeli uydular; Bu tür bir uydu dünya etrafındaki tek bir turunu bir buçuk ile oniki saat dolayında tamamlamaktadır. Bu uydular askeri araştırma ve meteoroloji gibi amaçlar için kullanılır.

Geostasyoner Uydular; Uzayda hep aynı yerde duruyor izlenimi verirler. İletişim amaçlı kullanılır.

Özel Yörüngeli Uydular; Askeri amaçlar ve erken uyarı amacı ile kullanılırlar.

Bugün çalışmakta olan İNSELSAT uydularının yapıları, bazı model değişiklikleri haricinde, aynıdır. Burada IV’ün haberleşme sistemi hakkında kısaca bilgi verelim. Bu sistemin temel görevi gelen işareti örneğin bir televizyon yayınını alarak kuvvetlendirip tekrar yeryüzüne göndermektir. Bir karışıklığı önlemek için de gönderdiği işareti ayrı frekans bandında vermektedir.

İnselsat Uyduları, istasyonundan gönderilen arasındaki değişik türdeki işaretleri alan, yükselten, frekansını değiştiren ve tekrar dünyaya gönderen bir mikrodalga istasyonu olarak görev yapmaktadır.

                                               KAYNAKLAR

1.  ERK Ş., Fizik Ders Notları, İstanbul Üniversitesi Fen Fakültesi Yayınları, İstanbul 1989

2.   SCHAİM U., CROSS J., DODGE J., WALTER J., PSSC Fizik, Milli Eğitim Yayınları, İstanbul 1985

3.  ÖZKAN, T., Mikrodalga, Milli Eğitim Yayınları, İstanbul, 1983

4.  JAUNCEY G., Modern Fizik, İstanbul Teknik Üniversitesi Yayınları, İstanbul 1949

5.  YENİÇAY F. Optik Dersleri, İstanbul Üniversitesi Yayınları, İstanbul 1944