Communication Questions in Hindi

(D) ऑप्टिकल संचार में,प्रकाश तरंग के मॉड्यूलेशन में जानकारी को एन्कोड करने के लिए उसके एक पैरामीटर को बदला जाता है। ऑप्टिकल फाइबर संचार में उपयोग की जाने वाली सबसे सामान्य विधि तीव्रता मॉड्यूलेशन $(IM)$ है,जिसमें मॉड्यूलेटिंग सिग्नल के अनुसार प्रकाश तरंग की तीव्रता को बदला जाता है। इसलिए,जो विशेषता बदली जाती है वह प्रकाश तरंग की तीव्रता है।

(A) मॉड्यूलेशन इंडेक्स $\mu$ को $\mu = \frac{E_{max} - E_{min}}{E_{max} + E_{min}}$ के रूप में परिभाषित किया जाता है।
$100\%$ मॉड्यूलेशन के लिए,मॉड्यूलेशन इंडेक्स $\mu = 1$ होता है।
इस मान को सूत्र में रखने पर: $1 = \frac{E_{max} - E_{min}}{E_{max} + E_{min}}$।
इसका अर्थ है कि $E_{max} + E_{min} = E_{max} - E_{min}$।
दोनों पक्षों से $E_{max}$ घटाने पर,हमें $E_{min} = -E_{min}$ प्राप्त होता है,जिसका अर्थ है कि $2E_{min} = 0$।
अतः,$E_{min} = 0$।

(A) सैटेलाइट कम्युनिकेशन सिस्टम में,पृथ्वी स्टेशन से सैटेलाइट तक भेजे जाने वाले सिग्नल को $up\,\text{link}$ कहा जाता है। वायुमंडलीय क्षीणन (attenuation) को दूर करने के लिए आमतौर पर $6\,\text{GHz}$ जैसी उच्च आवृत्ति का उपयोग किया जाता है।
सैटेलाइट से वापस पृथ्वी स्टेशन तक भेजे जाने वाले सिग्नल को $down\,\text{link}$ कहा जाता है। सैटेलाइट पर बिजली की आवश्यकता को कम करने के लिए आमतौर पर $4\,\text{GHz}$ जैसी कम आवृत्ति का उपयोग किया जाता है।
इसलिए,$6\,\text{GHz}$ आवृत्ति का उपयोग $up\,\text{link}$ के लिए और $4\,\text{GHz}$ आवृत्ति का उपयोग $down\,\text{link}$ के लिए किया जाता है।

(B) मनुष्यों के लिए श्रव्य आवृत्ति सीमा आमतौर पर $20 \, Hz$ से $20 \, kHz$ तक मानी जाती है।
इसलिए,ऑडियो सिग्नल की बैंडविड्थ $20 \, kHz - 20 \, Hz \approx 20 \, kHz$ होती है।
यह सीमा ऑडियो संचार प्रणालियों के लिए मानक है।

(C) ऑप्टिकल फाइबर में सिग्नल क्षीणन का अर्थ है प्रकाश के फाइबर से गुजरते समय उसकी ऑप्टिकल शक्ति में होने वाली कमी।
इस क्षीणन के लिए जिम्मेदार मुख्य तंत्र हैं:
$1$. अवशोषण: यह कांच में मौजूद अशुद्धियों (जैसे $OH^-$ आयन) और पदार्थ के आंतरिक गुणों के कारण होता है,जो प्रकाश ऊर्जा को ऊष्मा में परिवर्तित कर देते हैं।
$2$. प्रकीर्णन: यह मुख्य रूप से रेले प्रकीर्णन (Rayleigh scattering) के कारण होता है,जो निर्माण प्रक्रिया के दौरान कांच के पदार्थ के घनत्व और अपवर्तनांक में सूक्ष्म विविधताओं के कारण उत्पन्न होता है।
अतः,अवशोषण और प्रकीर्णन दोनों ही ऑप्टिकल फाइबर में सिग्नल क्षीणन के मुख्य कारण हैं।

(C) ग्राउंड वेव संचरण के लिए आवृत्ति सीमा आमतौर पर $2 \text{ MHz}$ तक होती है।
स्काई वेव संचरण के लिए आवृत्ति सीमा आमतौर पर $3 \text{ MHz}$ से $30 \text{ MHz}$ के बीच होती है।
चूंकि दी गई आवृत्ति $10 \text{ MHz}$ है, जो $3 \text{ MHz}$ से $30 \text{ MHz}$ की सीमा के अंतर्गत आती है, इसलिए संचरण का प्रकार स्काई वेव संचरण है।
अतः, सही विकल्प $C$ है।

(B) आवृत्ति मॉड्यूलेशन $(FM)$ में,वाहक तरंग (carrier wave) की आवृत्ति को मॉड्यूलेटिंग सिग्नल (संदेश सिग्नल) के तात्कालिक आयाम के अनुसार बदला जाता है।
जबकि वाहक तरंग की आवृत्ति बदलती है,इसका आयाम स्थिर रहता है।
इसलिए,सही कथन यह है कि वाहक तरंग की आवृत्ति मॉड्यूलेटिंग सिग्नल के आयाम के अनुसार बदलती है।

(D) रेडियो तरंगें अपनी आवृत्ति सीमा के आधार पर विभिन्न तरीकों से एक स्थान से दूसरे स्थान तक संचरित हो सकती हैं:
$1$. ग्राउंड वेव संचरण: कम आवृत्तियों ($2 \text{ MHz}$ तक) के लिए उपयोग किया जाता है, जहाँ तरंगें पृथ्वी की वक्रता का अनुसरण करती हैं।
$2$. स्काई वेव संचरण: मध्यम और उच्च आवृत्तियों ($3 \text{ MHz}$ से $30 \text{ MHz}$) के लिए उपयोग किया जाता है, जहाँ तरंगें आयनमंडल द्वारा परावर्तित होती हैं।
$3$. स्पेस वेव संचरण: बहुत उच्च आवृत्तियों ($30 \text{ MHz}$ से अधिक) के लिए उपयोग किया जाता है, जहाँ तरंगें ट्रांसमिटिंग और रिसीविंग एंटेना के बीच सीधी रेखा (लाइन-ऑफ-साइट) में यात्रा करती हैं।
चूंकि ये तीनों विधियाँ रेडियो तरंग संचरण के मानक तरीके हैं, इसलिए सही उत्तर $D$ है।

(C) कोएक्सियल केबल का उपयोग संचार प्रणालियों में उच्च-आवृत्ति संकेतों के संचरण के लिए व्यापक रूप से किया जाता है।
अपनी संरचना के कारण,वे ट्विस्टेड पेयर केबल की तुलना में बहुत अधिक बैंडविड्थ प्रदान करते हैं।
कोएक्सियल केबल सिस्टम की विशिष्ट बैंडविड्थ लगभग $250 \ MHz$ से $750 \ MHz$ होती है।
दिए गए विकल्पों में से,$250 \ MHz$ भौतिकी की पाठ्यपुस्तकों में कोएक्सियल केबल की बैंडविड्थ से संबंधित मानक मान है।

(C) फ्रीक्वेंसी मॉड्यूलेशन $(FM)$ के लिए मॉड्यूलेशन सूचकांक $\beta$ को $\beta = \frac{\Delta f}{f_m}$ के रूप में परिभाषित किया जाता है,जहाँ $\Delta f$ आवृत्ति विचलन है और $f_m$ मॉड्यूलेशन आवृत्ति है।
इस सूत्र से यह स्पष्ट है कि मॉड्यूलेशन सूचकांक $\beta$,मॉड्यूलेशन आवृत्ति $f_m$ के व्युत्क्रमानुपाती होता है।
अतः,$\beta \propto \frac{1}{f_m}$.

(C) ऑप्टिकल फाइबर संचार पारंपरिक धातु केबलों जैसे दो-तार लाइनों या समाक्षीय केबलों की तुलना में महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करता है।
$1$. $\text{बड़ी}$ $\text{बैंडविड्थ}$: ऑप्टिकल फाइबर प्रकाश तरंगों (उच्च आवृत्ति) का उपयोग करते हैं, जो तांबे के तारों में विद्युत संकेतों की तुलना में बहुत अधिक डेटा ट्रांसमिशन क्षमता प्रदान करते हैं।
$2$. $\text{कम}$ $\text{ट्रांसमिशन}$ $\text{लॉस}$: ऑप्टिकल फाइबर में क्षीणन (सिग्नल का नुकसान) अत्यंत कम होता है, जिससे सिग्नल बार-बार रिपीटर की आवश्यकता के बिना लंबी दूरी तक यात्रा कर सकते हैं।
अतः, सही संयोजन बड़ी बैंडविड्थ और कम ट्रांसमिशन लॉस है।

(C) $UHF$ (अल्ट्रा हाई फ्रीक्वेंसी) रेंज $300 \ MHz$ से $3000 \ MHz$ के बीच होती है।
ये आवृत्तियाँ आयनमंडल द्वारा परावर्तित नहीं होती हैं (स्काई वेव के लिए उपयुक्त नहीं हैं) और पृथ्वी की सतह द्वारा अत्यधिक अवशोषण के कारण ग्राउंड वेव संचरण के लिए भी उपयुक्त नहीं हैं।
इसलिए,$UHF$ तरंगों का संचरण स्पेस वेव (लाइन-ऑफ-साइट संचार) के माध्यम से किया जाता है,जिसमें ट्रांसमिटिंग और रिसीविंग एंटेना के बीच सीधा संचरण होता है।

(C) रेडियो प्रसारण में,ध्वनि तरंगों को लंबी दूरी तक भेजने के लिए मॉड्यूलेशन का उपयोग किया जाता है।
सामान्यतः,रेडियो प्रसारण में एम्प्लिट्यूड मॉड्यूलेशन $(AM)$ या फ्रीक्वेंसी मॉड्यूलेशन $(FM)$ का उपयोग किया जाता है।
हालाँकि,जब सामान्य रूप से 'रेडियो प्रसारण' शब्द का उपयोग किया जाता है,तो यह मुख्य रूप से $AM$ (एम्प्लिट्यूड मॉड्यूलेशन) को संदर्भित करता है,जिसका उपयोग लंबी दूरी के प्रसारण के लिए किया जाता है।
अतः,सही विकल्प $C$ है।

(B) मॉड्यूलेशन मुख्य रूप से तीन कारणों से आवश्यक है:
$1$. एंटीना का आकार कम करने के लिए: एंटीना का आकार $\lambda/4$ के क्रम का होना चाहिए। कम आवृत्ति वाले ऑडियो सिग्नलों के लिए $\lambda$ बहुत बड़ा होता है,जिसके लिए अव्यावहारिक रूप से बड़े एंटीना की आवश्यकता होती है। मॉड्यूलेशन सिग्नल को उच्च आवृत्ति पर स्थानांतरित करता है,जिससे $\lambda$ कम हो जाता है और इस प्रकार एंटीना का आकार छोटा हो जाता है।
$2$. फ्रैक्शनल बैंडविड्थ को कम करने के लिए: सिग्नल बैंडविड्थ और कैरियर आवृत्ति का अनुपात कम होने से एंटीना और ट्यूनिंग सर्किट का डिज़ाइन आसान हो जाता है।
$3$. मल्टीप्लेक्सिंग के लिए: अलग-अलग सिग्नलों को अलग-अलग कैरियर आवृत्तियों पर मॉड्यूलेट करके,एक ही चैनल पर एक साथ कई सिग्नल भेजे जा सकते हैं।
विकल्प $B$ गलत है क्योंकि मॉड्यूलेशन ट्रांसमीटर और रिसीवर के बीच समय अंतराल (प्रसार विलंब) को कम नहीं करता है; यह सिग्नल की गति (आमतौर पर प्रकाश की गति) और उनके बीच की दूरी द्वारा निर्धारित होता है।

(B) स्पेस वेव संचरण में विद्युत चुम्बकीय तरंगों का संचरण सीधे ट्रांसमिटिंग एंटीना से रिसीविंग एंटीना तक होता है,जिसे आमतौर पर लाइन-ऑफ-साइट संचार कहा जाता है।
यह संचरण मोड $30 \ MHz$ से अधिक आवृत्तियों के लिए प्रभावी है।
विशेष रूप से,इसका उपयोग $VHF$ $(30-300 \ MHz)$,$UHF$ $(300-3000 \ MHz)$ और $SHF$ $(3-30 \ GHz)$ श्रेणियों के लिए किया जाता है।
दिए गए विकल्पों में से,$VHF$,$UHF$ और $SHF$ तीनों स्पेस वेव संचरण का उपयोग करते हैं। हालाँकि,मानक भौतिकी पाठ्यक्रम में,$VHF$ इस प्रकार के संचरण के लिए सबसे अधिक उद्धृत सीमा है।

(B) सिग्नल एक समय के साथ बदलने वाली राशि है जो जानकारी ले जाती है।
बिजली की चमक (विकल्प $A$) और सूर्य से आने वाली विकिरण (विकल्प $C$) प्राकृतिक घटनाएं हैं।
ट्यूबलाइट की चमक (विकल्प $B$) मानव-निर्मित उपकरणों द्वारा विद्युत परिपथ का उपयोग करके उत्पन्न की जाती है,इसलिए यह एक मानव-निर्मित सिग्नल है।
अतः,सही विकल्प $B$ है।

(B) कंप्यूटर सूचनाओं को बाइनरी अंकों ($0$ और $1$) के रूप में संसाधित और संग्रहीत करते हैं।
इसलिए,दो कंप्यूटरों के बीच डेटा का आदान-प्रदान डिजिटल सिग्नल का उपयोग करके किया जाता है।
डिजिटल सिग्नल डेटा को असतत मानों (discrete values) की एक श्रृंखला के रूप में दर्शाते हैं,जो कंप्यूटर संचार के लिए मानक विधि है।

(D) को-एक्सियल केबल की अभिलक्षणिक प्रतिबाधा $(Z_0)$ उसके भौतिक आयामों और आंतरिक तथा बाहरी चालकों के बीच के कुचालक पदार्थ के परावैद्युत स्थिरांक (dielectric constant) द्वारा निर्धारित की जाती है।
दूरसंचार और रेडियो फ्रीक्वेंसी अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने वाले मानक को-एक्सियल केबल की अभिलक्षणिक प्रतिबाधा आमतौर पर $50$ $\Omega$ से $75$ $\Omega$ के बीच होती है।
विशेष रूप से,$50$ $\Omega$ डेटा ट्रांसमिशन और रेडियो फ्रीक्वेंसी उपकरणों के लिए मानक है,जबकि $75$ $\Omega$ वीडियो और टेलीविजन संकेतों के लिए मानक है।
इसलिए,दिए गए विकल्पों में से $50$ $\Omega$ से $70$ $\Omega$ की सीमा सबसे सटीक विकल्प है।

(B) एंटीना द्वारा विद्युत चुम्बकीय तरंगों के विकिरण की दक्षता सिग्नल की तरंगदैर्ध्य के सापेक्ष उसके आकार पर निर्भर करती है। प्रभावी संचरण के लिए,एंटीना की लंबाई $L$ सिग्नल की तरंगदैर्ध्य $\lambda$ के तुलनीय होनी चाहिए (उदाहरण के लिए,$L = \lambda/4$)। चूंकि $\lambda = c/f$,जहां $c$ प्रकाश की गति है और $f$ आवृत्ति है,इसलिए उच्च आवृत्ति $f$ के परिणामस्वरूप तरंगदैर्ध्य $\lambda$ छोटी होती है। छोटी तरंगदैर्ध्य के कारण एंटीना का आकार छोटा और व्यावहारिक रखा जा सकता है। इसलिए,उच्च आवृत्ति वाली तरंगों को अधिक कुशलता से प्रसारित किया जा सकता है।

(C) कम आवृत्ति वाले सूचना संकेत (बेसबैंड सिग्नल) को उच्च आवृत्ति वाली वाहक तरंग पर अध्यारोपित करने की प्रक्रिया को मॉड्यूलेशन कहा जाता है।
यह प्रक्रिया संकेतों को लंबी दूरी तक कुशलतापूर्वक भेजने के लिए आवश्यक है,क्योंकि उच्च आवृत्ति वाली तरंगें अधिक दूरी तक यात्रा कर सकती हैं और इनके लिए छोटे आकार के एंटीना की आवश्यकता होती है।
अतः,सही विकल्प $C$ है।

(B) ट्यूनिंग फोर्क एक निरंतर ध्वनि तरंग उत्पन्न करता है जो समय के साथ सुचारू रूप से बदलती है।
चूंकि ध्वनि तरंग का आयाम और आवृत्ति लगातार बदलते रहते हैं,इसलिए यह एक एनालॉग सिग्नल का प्रतिनिधित्व करता है।
दूसरी ओर,डिजिटल सिग्नल असतत (discrete) होते हैं और डेटा को मानों के अनुक्रम (आमतौर पर $0$ और $1$) के रूप में दर्शाते हैं।
इसलिए,ट्यूनिंग फोर्क द्वारा उत्पन्न ध्वनि एक एनालॉग सिग्नल है।

(B) आयनोस्फीयर का अपवर्तनांक $(\mu)$, इलेक्ट्रॉन घनत्व $(N)$ और रेडियो तरंग की आवृत्ति $(f)$ पर निर्भर करता है। यह संबंध $\mu = \sqrt{1 - \frac{81N}{f^2}}$ द्वारा दिया जाता है।
जैसे-जैसे हम आयनोस्फीयर की निचली परत से ऊपरी परत की ओर बढ़ते हैं, इलेक्ट्रॉन घनत्व $(N)$ बढ़ता जाता है।
चूंकि $\mu = \sqrt{1 - \frac{81N}{f^2}}$, इसलिए $N$ में वृद्धि होने से $\mu$ का मान घट जाता है।
अतः, आयनोस्फीयर की निचली परत से ऊपरी परत की ओर जाने पर अपवर्तनांक घटता है।

(C) मानक टेलीविजन ट्रांसमिशन सिस्टम में,ऑडियो सिग्नल को उच्च गुणवत्ता वाली ध्वनि सुनिश्चित करने और शोर (नॉइज़) के हस्तक्षेप को कम करने के लिए फ्रीक्वेंसी मॉड्यूलेशन $(FM)$ का उपयोग करके मॉड्यूलेट किया जाता है।
वीडियो सिग्नल को एम्प्लीट्यूड मॉड्यूलेशन $(AM)$ (विशेष रूप से वेस्टिजियल साइडबैंड मॉड्यूलेशन,जो $AM$ का एक रूप है) का उपयोग करके मॉड्यूलेट किया जाता है ताकि दृश्य जानकारी के लिए आवश्यक बड़ी बैंडविड्थ को कुशलतापूर्वक प्रसारित किया जा सके।
इसलिए,ऑडियो सिग्नल फ्रीक्वेंसी मॉड्यूलेटेड और वीडियो सिग्नल एम्प्लीट्यूड मॉड्यूलेटेड होता है।

(D) मॉड्युलेशन इंडेक्स $\mu$ को मॉड्युलेटिंग सिग्नल के आयाम $(A_m)$ और वाहक तरंग (carrier wave) के आयाम $(A_c)$ के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है।
गणितीय रूप से, $\mu = \frac{A_m}{A_c}$।
यहाँ दिया गया है कि मॉड्युलेटेड सिग्नल का आयाम और वाहक तरंग का आयाम समान है, इसलिए $A_m = A_c$।
अतः, $\mu = \frac{A_m}{A_m} = 1$।
इसे प्रतिशत में व्यक्त करने के लिए, हम इसे $100$ से गुणा करते हैं।
इस प्रकार, मॉड्युलेशन इंडेक्स $1 \times 100 = 100\%$ है।

(B) संचार प्रणाली में,रिसीवर अनुभाग अक्सर वांछित संकेत के साथ अवांछित शोर या संकेत प्राप्त करता है। एक फिल्टर सर्किट को विशेष रूप से कुछ आवृत्तियों को गुजरने देने और अवांछित संकेतों या शोर की मात्रा को कम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसलिए,रिसीवर अनुभाग में अवांछित संकेतों की मात्रा को कम करने के लिए फिल्टर सर्किट का उपयोग किया जाता है।

(B) स्काईवेव संचरण में रेडियो तरंगों का आयनमंडल (ionosphere) द्वारा पृथ्वी की सतह पर परावर्तन होता है।
यह संचरण विधि लगभग $2 \text{ MHz}$ से $30 \text{ MHz}$ की आवृत्ति के लिए प्रभावी है।
$2 \text{ MHz}$ से कम आवृत्तियाँ आयनमंडल द्वारा अवशोषित कर ली जाती हैं,जबकि $30 \text{ MHz}$ से अधिक आवृत्तियाँ (जैसे कि स्पेस वेव संचरण में उपयोग की जाती हैं) आयनमंडल को भेदकर अंतरिक्ष में निकल जाती हैं।
इसलिए,$2 \text{ MHz}$ से $20 \text{ MHz}$ की सीमा स्काईवेव संचरण के लिए उपयुक्त है।

(D) एम्प्लीट्यूड मॉड्यूलेशन में,कैरियर तरंग की आवृत्ति $(f_c)$ को मॉड्यूलेटिंग सिग्नल की आवृत्ति $(f_m)$ से काफी अधिक होना चाहिए ताकि कुशल प्रसारण सुनिश्चित हो सके और साइडबैंड्स के ओवरलैपिंग से बचा जा सके।
दिया गया है,$f_m = 3 \ kHz = 3000 \ Hz$।
दिए गए विकल्पों की तुलना करने पर,$30 \ Hz$,$300 \ Hz$ और $3000 \ Hz$ सिग्नल आवृत्ति से कम या उसके बराबर हैं।
$3 \ MHz = 3000 \ kHz$,$3 \ kHz$ से काफी अधिक है।
इसलिए,कैरियर आवृत्ति $3 \ MHz$ होनी चाहिए।

(C) कम आवृत्ति वाले संदेश सिग्नल (सूचना) को उच्च आवृत्ति वाली कैरियर वेव (वाहक तरंग) पर अध्यारोपित करने की प्रक्रिया को $Modulation$ (मॉड्यूलेशन) कहा जाता है। यह प्रक्रिया सिग्नल को लंबी दूरी के संचरण के लिए उपयुक्त बनाने के लिए की जाती है,क्योंकि उच्च आवृत्ति वाली तरंगें अधिक दूरी तय कर सकती हैं और इनके लिए छोटे आकार के एंटीना की आवश्यकता होती है। इसलिए,सही विकल्प $C$ है।

(C) को-एक्सियल केबल एक प्रकार की ट्रांसमिशन लाइन है जिसमें एक आंतरिक कंडक्टर होता है जो एक ट्यूबलर इंसुलेटिंग परत और एक ट्यूबलर कंडक्टिंग शील्ड से घिरा होता है।
अपनी संरचना के कारण,यह ट्विस्टेड पेयर केबल की तुलना में बहुत अधिक बैंडविड्थ प्रदान करती है।
को-एक्सियल केबल की सामान्य बैंडविड्थ लगभग $750 \ MHz$ होती है।
अतः,सही विकल्प $C$ है।

(C) ब्रॉडकास्टिंग में,$AM$ (एम्प्लिट्यूड मॉड्यूलेशन) का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है क्योंकि यह बहुत ही सरल और सस्ते रिसीवर के डिजाइन को संभव बनाता है। $AM$ सिग्नल का डिटेक्शन एक साधारण एनवेलप डिटेक्टर (जैसे कि डायोड और $RC$ सर्किट) का उपयोग करके किया जा सकता है,जो $FM$ या अन्य जटिल मॉड्यूलेशन योजनाओं की तुलना में रिसीवर की लागत और जटिलता को काफी कम कर देता है। इसलिए,विकल्प $C$ सही कारण है।

(B) $Transducer$ (ट्रांसड्यूसर) एक ऐसा इलेक्ट्रॉनिक उपकरण है जो ऊर्जा को एक रूप से दूसरे रूप में परिवर्तित करता है। इसके सामान्य उदाहरणों में माइक्रोफोन (ध्वनि ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में बदलना) और लाउडस्पीकर (विद्युत ऊर्जा को ध्वनि ऊर्जा में बदलना) शामिल हैं। इसलिए,सही विकल्प $B$ है।

(D) ग्राउंड वेव संचरण के लिए,विद्युतचुंबकीय तरंग का विद्युत क्षेत्र सदिश पृथ्वी की सतह के लंबवत होना चाहिए ताकि विद्युत क्षेत्र शॉर्ट-सर्किट न हो। चूंकि विद्युत क्षेत्र ऊर्ध्वाधर (vertical) होता है,इसलिए एंटीना का ऊर्ध्वाधर होना आवश्यक है। अतः,प्रेषण एंटीना सामान्यतः ऊर्ध्वाधर प्रकार के होते हैं।

(D) ऑडियो सिग्नल की आवृत्ति बहुत कम होती है (आमतौर पर $20 \ Hz$ से $20 \ kHz$)।
एंटीना की लंबाई $(L)$ सिग्नल की तरंग दैर्ध्य $(\lambda)$ के क्रम की होनी चाहिए,अर्थात $L \approx \lambda / 4$।
तरंग दैर्ध्य $\lambda = c / f$ द्वारा दी जाती है,जहाँ $c$ प्रकाश की गति $(3 \times 10^8 \ m/s)$ है।
यदि हम $15 \ kHz$ की आवृत्ति लेते हैं,तो $\lambda = (3 \times 10^8) / (15 \times 10^3) = 20,000 \ m = 20 \ km$।
इसलिए,एंटीना की आवश्यक लंबाई $L = 20,000 / 4 = 5,000 \ m = 5 \ km$ होनी चाहिए।
इतनी बड़ी लंबाई का एंटीना बनाना व्यावहारिक रूप से संभव नहीं है,इसलिए ऑडियो सिग्नल को सीधे प्रसारित नहीं किया जा सकता है।

(B) रडार की अधिकतम सीमा रडार रेंज समीकरण द्वारा दी जाती है:
$R_{max} = \left( \frac{P_t A^2 S}{4\pi \lambda^2 P_{min}} \right)^{1/4}$
जहाँ:
$P_t$ = अधिकतम प्रेषित शक्ति (transmitted power)
$A$ = प्राप्त करने वाले एंटीना का प्रभावी क्षेत्रफल
$S$ = लक्ष्य का रडार क्रॉस-सेक्शन
$\lambda$ = रडार सिग्नल की तरंगदैर्ध्य
$P_{min}$ = रिसीवर की न्यूनतम पता लगाने योग्य शक्ति
इस समीकरण से यह स्पष्ट है कि $R_{max} \propto (P_t)^{1/4}$।
अतः,अधिकतम सीमा अधिकतम प्रेषित शक्ति के चतुर्थ मूल के समानुपाती होती है।

(A) माइक्रोफोन एक ट्रांसड्यूसर है जो ध्वनि ऊर्जा (यांत्रिक तरंगों) को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है। माइक्रोफोन द्वारा उत्पन्न विद्युत सिग्नल ध्वनि तरंगों के अनुसार समय के साथ लगातार बदलता रहता है। ऐसा सिग्नल,जो समय के साथ लगातार बदलता है,उसे एनालॉग सिग्नल के रूप में जाना जाता है। इसलिए,माइक्रोफोन का आउटपुट एक एनालॉग सिग्नल होता है।

(D) रेडियो तरंगों को उनकी आवृत्ति सीमा के आधार पर विभिन्न संचरण विधियों का उपयोग करके एक स्थान से दूसरे स्थान तक भेजा जा सकता है।
$1$. ग्राउंड वेव संचरण का उपयोग कम आवृत्ति ($2 \text{ MHz}$ तक) के संकेतों के लिए किया जाता है।
$2$. स्काई वेव संचरण का उपयोग मध्यम और उच्च आवृत्ति ($3 \text{ MHz}$ से $30 \text{ MHz}$ के बीच) के संकेतों को आयनमंडल से परावर्तित करके भेजने के लिए किया जाता है।
$3$. स्पेस वेव संचरण का उपयोग बहुत उच्च आवृत्ति $(VHF)$ और अल्ट्रा-हाई फ्रीक्वेंसी $(UHF)$ संकेतों ($30 \text{ MHz}$ से ऊपर) के लिए लाइन-ऑफ-साइट संचार के माध्यम से किया जाता है।
चूंकि तीनों विधियों का उपयोग रेडियो तरंग संचरण के लिए किया जाता है, इसलिए सही उत्तर $D$ है।

(B) चलती छवियों (moving pictures) को प्रसारित करने के लिए वीडियो सिग्नल के लिए आवश्यक बैंडविड्थ लगभग $4.2 \text{ MHz}$ होती है। टेलीविजन प्रसारण में उच्च गुणवत्ता वाली छवि के संचरण को सुनिश्चित करने के लिए यह एक मानक मान है।

(C) ध्वनि तरंगें कम आवृत्ति वाली तरंगें होती हैं (आमतौर पर $20 \ Hz$ से $20 \ kHz$)।
विद्युत चुम्बकीय तरंगों के कुशल प्रसारण के लिए,एंटीना की लंबाई कम से कम $\lambda/4$ होनी चाहिए,जहाँ $\lambda$ तरंगदैर्ध्य है।
$15 \ kHz$ की आवृत्ति के लिए,तरंगदैर्ध्य $\lambda = c/f = (3 \times 10^8 \ m/s) / (15 \times 10^3 \ Hz) = 20 \ km$ होती है।
इसके लिए आवश्यक एंटीना की ऊंचाई $\lambda/4 = 5 \ km$ होगी,जिसे व्यावहारिक रूप से बनाना असंभव है।
इसके अलावा,कम आवृत्ति वाली तरंगें वायुमंडल द्वारा भारी मात्रा में अवशोषित कर ली जाती हैं।
इसलिए,प्रसारण के लिए ध्वनि तरंगों को उच्च आवृत्ति वाली वाहक तरंगों (carrier waves) पर मॉड्युलेट किया जाता है।

(A) पारंपरिक रेडियो और टेलीविजन प्रसारण में,जानकारी प्रसारित करने के लिए एनालॉग संकेतों का उपयोग किया जाता है। एनालॉग संकेत एक निरंतर तरंग है जो समय के साथ बदलती रहती है। हालांकि आधुनिक प्रणालियाँ डिजिटल की ओर बढ़ रही हैं,लेकिन भौतिकी पाठ्यक्रम के संदर्भ में मानक रेडियो और टेलीविजन प्रसारण के लिए एनालॉग संकेतों का ही उल्लेख किया जाता है।

(D) एम्प्लीट्यूड मॉड्यूलेशन में, कुशल संचरण और सिग्नल प्रोसेसिंग सुनिश्चित करने के लिए कैरियर आवृत्ति $(f_c)$ का मॉड्यूलेटिंग (ऑडियो) आवृत्ति $(f_m)$ से काफी अधिक होना आवश्यक है।
आमतौर पर, कैरियर आवृत्ति को मॉड्यूलेटिंग आवृत्ति से कम से कम $100$ गुना अधिक चुना जाता है।
दिया गया है कि $f_m = 500 \, \text{Hz}$।
दिए गए विकल्पों में से, $50,000 \, \text{Hz}$ $(50 \, \text{kHz})$ ही एकमात्र ऐसा मान है जो $f_c \gg f_m$ की शर्त को पूरा करता है।
इसलिए, सही कैरियर आवृत्ति $50,000 \, \text{cycles/sec}$ है।

(D) $l$ लंबाई वाले एंटेना के लिए जो $\lambda$ तरंगदैर्ध्य का सिग्नल विकिरित करता है,विकिरित शक्ति $P$ का संबंध $P \propto (l/\lambda)^2$ द्वारा दिया जाता है।
दी गई आवृत्ति के लिए तरंगदैर्ध्य $\lambda$ स्थिर होने के कारण,विकिरित शक्ति $P$ एंटेना की लंबाई के वर्ग के समानुपाती होती है,अर्थात $P \propto l^2$।
अतः,सही विकल्प $D$ है।

(D) आयाम मॉडुलन $(AM)$ में,उच्च-आवृत्ति वाली वाहक तरंग (carrier wave) का आयाम निम्न-आवृत्ति वाले मॉड्युलेटिंग सिग्नल (या संदेश सिग्नल) के तात्क्षणिक मान के अनुसार बदलता है।
अतः,वाहक तरंग का आयाम मॉड्युलेटिंग तरंग के तात्क्षणिक मान के समानुपाती बदलता है।

(A) अधिकतम उपयोगी आवृत्ति $(MUF)$ का सूत्र है: $\text{MUF} = f_c \sec(i)$,जहाँ $f_c$ क्रांतिक आवृत्ति है और $i$ आपतन कोण है।
दिया गया है: $f_c = 50 \text{ MHz}$ और $i = 74^{\circ}$.
$\text{MUF} = 50 \times \sec(74^{\circ})$.
चूँकि $\cos(74^{\circ}) \approx 0.2756$,इसलिए $\sec(74^{\circ}) = \frac{1}{\cos(74^{\circ})} \approx \frac{1}{0.2756} \approx 3.628$.
$\text{MUF} = 50 \times 3.628 = 181.4 \text{ MHz}$.
दिए गए विकल्पों के अनुसार निकटतम मान $181.5 \text{ MHz}$ है।

(D) ऑप्टिकल फाइबर अपनी अत्यधिक उच्च बैंडविड्थ क्षमता के कारण आधुनिक संचार प्रणालियों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।
ये प्रकाश की आवृत्ति सीमा में कार्य करते हैं,जो रेडियो तरंगों या माइक्रोवेव की तुलना में बहुत अधिक होती है।
ऑप्टिकल फाइबर की बैंडविड्थ आमतौर पर $100 \ GHz$ या उससे अधिक की सीमा में होती है,जो भारी मात्रा में डेटा के संचरण की अनुमति देती है।
इसलिए,सही विकल्प $D$ है।

(D) एक बुनियादी संचार प्रणाली तीन आवश्यक तत्वों से बनी होती है: ट्रांसमीटर,ट्रांसमिशन चैनल और रिसीवर।
शोर (Noise) एक बाहरी और अवांछित संकेत है जो संचार प्रक्रिया में हस्तक्षेप करता है,लेकिन इसे प्रणाली का कार्यात्मक घटक नहीं माना जाता है।

(C) $h$ ऊँचाई वाले ट्रांसमिटिंग एंटीना की सीमा $d$ का सूत्र है: $d = \sqrt{2Rh}$,जहाँ $R$ पृथ्वी की त्रिज्या है।
इस संबंध से,हम देख सकते हैं कि $d \propto \sqrt{h}$ है।
यदि सीमा को दोगुना करना है,तो मान लीजिए नई सीमा $d' = 2d$ और नई ऊँचाई $h'$ है।
तब,$d' = \sqrt{2Rh'} \implies 2d = \sqrt{2Rh'}$.
दोनों पक्षों का वर्ग करने पर,हमें $4d^2 = 2Rh'$ प्राप्त होता है।
चूँकि $d^2 = 2Rh$,हम इस मान को समीकरण में प्रतिस्थापित करते हैं: $4(2Rh) = 2Rh'$.
$8Rh = 2Rh' \implies h' = 4h$.
अतः,ट्रांसमिटिंग एंटीना की ऊँचाई को चार गुना करना होगा।

(A) व्यावसायिक $FM$ (फ्रीक्वेंसी मॉड्यूलेशन) रेडियो प्रसारण वेरी हाई फ्रीक्वेंसी $(VHF)$ बैंड में कार्य करता है।
संचार भौतिकी के मानकों के अनुसार, व्यावसायिक $FM$ रेडियो के लिए आवंटित आवृत्ति सीमा $88 \, \text{MHz}$ से $108 \, \text{MHz}$ है।
अतः, सही विकल्प $A$ है।

(A) $Twisted\, pair\, wire$ दो इंसुलेटेड तांबे के तारों से बना होता है जो विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप को कम करने के लिए एक साथ मुड़े होते हैं।
इसका उपयोग आमतौर पर टेलीफोन लाइनों और लोकल एरिया नेटवर्क $(LAN)$ के लिए किया जाता है।
$Twisted\, pair\, wire$ की विशिष्ट बैंडविड्थ सीमित होती है,और इसका उपयोग आमतौर पर $0$ से $5\, MHz$ की आवृत्ति सीमा में संकेतों को प्रसारित करने के लिए किया जाता है।

(A) ऑप्टिकल संचार में आमतौर पर ऑप्टिकल फाइबर के माध्यम से प्रकाश संकेतों का संचरण शामिल होता है। एक ऑप्टिकल फाइबर एक भौतिक पथ के रूप में कार्य करता है जो प्रकाश को ट्रांसमीटर से रिसीवर तक निर्देशित करता है। चूंकि सिग्नल एक भौतिक संरचना (फाइबर) के भीतर सीमित होता है,इसलिए इसे गाइडेड माध्यम के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

(D) ऑप्टिकल फाइबर पूर्ण आंतरिक परावर्तन के सिद्धांत पर कार्य करते हैं।
ये कांच या प्लास्टिक से बने होते हैं और विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप से मुक्त होते हैं क्योंकि ये विद्युत संकेतों के बजाय प्रकाश संकेतों को प्रसारित करते हैं।
इसलिए,यह कथन कि ऑप्टिकल फाइबर बाहरी विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप से प्रभावित हो सकते हैं,गलत है।
कम ट्रांसमिशन लॉस,समांगी कोर और क्लैडिंग,तथा अलग-अलग अपवर्तनांक के संबंध में अन्य सभी कथन ऑप्टिकल फाइबर की सही विशेषताएं हैं।