تعتبر الهوائيات المدمجة في مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور حلاً شائعًا في الأجهزة اللاسلكية. فهي سهلة التصميم والتصنيع، ويمكن وضعها في أي مكان على PCB. ومع ذلك، فإن الهوائيات المدمجة في ثنائي الفينيل متعدد الكلور حساسة جدًا للبيئة، مما قد يؤثر على أدائها. سوف تستكشف هذه المقالة مبادئ عمل هوائيات التصحيح المضمنة FPC وPCB، وإيجابياتها وسلبياتها، وما يجب مراعاته عند تصميم جهاز لاسلكي بهوائي مضمن.
ما هو هوائي التصحيح؟ مبدأ عمل هوائي التصحيحمزايا وعيوب هوائيات التصحيحالعوامل التي يجب مراعاتها عند تصميم هوائي التصحيحالاستنتاج
ما هو هوائي التصحيح؟
هوائي التصحيح هو نوع من الهوائي يتكون من رقعة معدنية مسطحة مستطيلة الشكل مثبتة على ركيزة. عادة ما تكون الركيزة مصنوعة من مادة عازلة، مثل FR4 أو روجرز، مما يساعد على عزل الرقعة عن المستوى الأرضي. يتم تغذية الرقعة عادةً بواسطة خط شريطي صغير أو كبل متحد المحور، ويمكن أن يكون إما ثنائي القطب أو أحادي القطب.
تحظى هوائيات التصحيح بشعبية كبيرة لأنها سهلة التصنيع ويمكن تصنيعها صغيرة جدًا. وغالبًا ما يتم استخدامها في الأجهزة اللاسلكية، مثل الهواتف المحمولة والأجهزة اللوحية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة. تُستخدم هوائيات التصحيح أيضًا في الاتصالات عبر الأقمار الصناعية وأنظمة تحديد المواقع (GPS).
مبدأ عمل هوائي التصحيح
عندما يتم تغذية هوائي التصحيح بإشارة RF، فإن التيار الموجود على الرقعة يتسبب في إشعاع الرقعة لموجات كهرومغناطيسية. يحدد شكل وحجم الرقعة التردد الذي سيتردد عنده الهوائي. وتحدد الرقعة أيضًا استقطاب الموجات المشعة، والتي يمكن أن تكون خطية أو دائرية.
تؤثر مادة الركيزة وسمكها أيضًا على أداء الهوائي. ستؤدي الركيزة الأكثر سمكًا إلى انخفاض تردد الرنين، في حين أن الركيزة الأقل سمكًا ستؤدي إلى تردد أعلى. سيؤثر ثابت العزل الكهربائي للمادة الأساسية أيضًا على تردد الرنين وعرض النطاق الترددي للهوائي.
تم تصميم هوائيات الرقعة عادةً لتعمل على تردد معين، والذي يتم تحديده حسب حجم الرقعة وشكلها. يمكن ضبط التردد عن طريق تغيير طول خط تغذية microstrip أو عن طريق إضافة كعب ضبط إلى خط التغذية.
مزايا وعيوب هوائيات التصحيح
المزايا
تحظى هوائيات التصحيح بشعبية كبيرة لأنها سهلة التصنيع ويمكن تصنيعها صغيرة جدًا. كما أنها متعددة الاستخدامات ويمكن استخدامها لمجموعة متنوعة من التطبيقات. تعتبر هوائيات التصحيح أيضًا غير مكلفة نسبيًا مقارنة بأنواع الهوائيات الأخرى.
العيوب
أحد العيوب الرئيسية لهوائيات التصحيح هو أنها حساسة جدًا للبيئة. يمكن أن يتأثر أداء الهوائي بالأشياء المحيطة، مثل الجدران والأثاث وحتى الأشخاص. تعتبر هوائيات التصحيح أيضًا حساسة جدًا للمواد العازلة المستخدمة في الركيزة. إذا لم يتطابق ثابت العزل الكهربائي للركيزة مع تردد الرنين للهوائي، فسوف يتدهور الأداء.
العوامل التي يجب مراعاتها عند تصميم هوائي التصحيح
هناك عدد من العوامل التي يجب مراعاتها عند تصميم هوائي التصحيح، بما في ذلك تردد التشغيل وعرض النطاق الترددي والكسب والكفاءة ونمط الإشعاع.
تردد العملية
يعد تكرار التشغيل هو العامل الأكثر أهمية الذي يجب مراعاته عند تصميم هوائي التصحيح. سيحدد حجم الرقعة وشكلها التردد الذي سيتردد عنده الهوائي. يمكن ضبط التردد عن طريق تغيير طول خط تغذية microstrip أو عن طريق إضافة كعب ضبط إلى خط التغذية.
عرض النطاق الترددي
عرض النطاق الترددي لهوائي التصحيح هو نطاق الترددات التي سيعمل الهوائي من خلالها بفعالية. عرض النطاق الترددي عادةً ما يكون ضيقًا جدًا، في حدود 1% إلى 2%. ومع ذلك، يمكن زيادتها باستخدام ركيزة أكثر سمكًا أو بإضافة عناصر طفيلية إلى الهوائي.
يكسب
كسب هوائي التصحيح هو مقياس لمدى جودة إشعاع الهوائي أو استقباله للموجات الكهرومغناطيسية. عادةً ما يكون الكسب مرتفعًا جدًا، في حدود 10 ديسيبل إلى 20 ديسيبل. ومع ذلك، يمكن زيادتها باستخدام رقعة أكبر أو بإضافة عاكس إلى الهوائي.
كفاءة
تعد كفاءة هوائي التصحيح مقياسًا لمقدار طاقة الإدخال التي يتم تحويلها إلى طاقة مشعة. وعادةً ما تكون الكفاءة عالية جدًا، في حدود 90% إلى 95%. ومع ذلك، يمكن تقليله باستخدام ركيزة ضائعة أو بإضافة تحميل مقاوم إلى الهوائي.
نمط الإشعاع
نمط الإشعاع لهوائي التصحيح هو مقياس لكيفية إشعاع الهوائي أو استقباله للموجات الكهرومغناطيسية في اتجاهات مختلفة. عادةً ما يكون مخطط الإشعاع موجهًا للغاية، مما يعني أن الهوائي سوف يشع أو يستقبل بشكل أفضل في اتجاه معين. ومع ذلك، يمكن جعله أكثر شمولية باستخدام رقعة أكبر أو بإضافة عاكس إلى الهوائي.
خاتمة
تعتبر هوائيات التصحيح خيارًا شائعًا للأجهزة اللاسلكية لأنها سهلة التصنيع ويمكن تصنيعها صغيرة جدًا. ومع ذلك، فهي أيضًا حساسة جدًا للبيئة، مما قد يؤثر على أدائها. عند تصميم جهاز لاسلكي بهوائي مدمج، من المهم مراعاة تردد التشغيل وعرض النطاق الترددي والكسب والكفاءة ونمط الإشعاع. من المهم أيضًا اختيار مادة الركيزة التي تتوافق مع تردد الرنين للهوائي. ومن خلال أخذ هذه العوامل في الاعتبار، من الممكن تصميم جهاز لاسلكي بهوائي مدمج يؤدي أداءً جيدًا في مجموعة متنوعة من البيئات.
تأسست شركة Shenzhen Keesun Technology Co.,Ltd في أغسطس من عام 2012، وهي مؤسسة ذات تقنية عالية متخصصة في أنواع مختلفة من تصنيع الهوائيات وكابلات الشبكة.
