في أنظمة الاتصالات اللاسلكية، يقوم الهوائي بأكثر من مجرد إرسال أو استقبال إشارات الترددات الراديوية. يحدد نمط الإشعاع الخاص به كيفية توزيع الطاقة في الفضاء، مما يؤثر على تغطية الإشارة وأداء الارتباط وملاءمة الهوائي لتطبيق معين.
تم تصميم الهوائيات الاتجاهية لتركيز الإشعاع نحو الاتجاه المفضل. بالمقارنة مع الهوائيات المخصصة لتوفير تغطية واسعة، يمكنها توفير مكاسب أعلى في اتجاه محدد والمساعدة في دعم روابط الاتصال من نقطة إلى نقطة.
في هذه المقالة، يقدم KEESUN ثلاثة أنواع شائعة من الهوائيات الاتجاهية: هوائيات Yagi، والقرن، والهوائيات العاكسة المكافئة.
1. هوائيات ياغي: الاستقبال والإرسال الاتجاهي
يتكون هوائي Yagi-Uda عادةً من عنصر مدفوع وعاكس ومخرج واحد أو أكثر مرتبة في خط.
التفاعل بين هذه العناصر يخلق نمط إشعاع اتجاهي مع الفص الرئيسي الذي يشير نحو الاتجاه المقصود.
الخصائص الرئيسية
نمط الإشعاع الاتجاهي
يتأثر الكسب بعدد العناصر والأبعاد والتباعد
تركيب اتجاهي مباشر نسبيًا
يعتمد الأداء على التردد وظروف التثبيت
تُستخدم هوائيات ياغي بشكل شائع في الاستقبال التلفزيوني وراديو الهواة وبعض تطبيقات الراديو من نقطة إلى نقطة.
من أجل التشغيل الفعال، يجب توجيه الهوائي بشكل مناسب نحو مصدر الإشارة أو نقطة نهاية الاتصال المقصودة.
2. هوائيات البوق: الأداء الاتجاهي عند ترددات الميكروويف
تستخدم هوائيات القرن بنية دليل موجي متوهج لتوجيه الطاقة الكهرومغناطيسية إلى الفضاء الحر.
تساعد هندستها في التحكم في نمط الإشعاع ويمكن أن توفر اتجاهية جيدة، مما يجعلها مفيدة في تطبيقات قياس الاتصالات بالموجات الدقيقة والرادار والترددات اللاسلكية.
الخصائص الرئيسية
الإشعاع الاتجاهي
يتم تحديد الأداء من خلال هندسة الفتحة وتردد التشغيل
مفيدة في أنظمة الميكروويف وبيئات القياس
مناسبة للتطبيقات التي تتطلب خصائص الإشعاع الخاضعة للرقابة
يؤثر حجم الفتحة وهندسة البوق على عرض الحزمة والاتجاهية. يجب اختيار الهوائي وفقًا لنطاق التردد ومتطلبات أداء النظام.
3. الهوائيات المكافئة: مكاسب عالية لروابط الاتصال المركزة
تستخدم الهوائيات العاكسة المكافئة عاكسًا منحنيًا وهوائي تغذية لإنتاج شعاع إشعاعي مركَّز.
ويمكن لفتحتها الكبيرة نسبيًا، مقارنة بطول موجة التشغيل، أن توفر كسبًا عاليًا وعرض حزمة ضيقًا.
الخصائص الرئيسية
اتجاهية عالية
شعاع إشعاعي ضيق
مناسب للارتباطات بعيدة المدى عندما تسمح ميزانية ارتباط النظام بذلك
يتطلب محاذاة دقيقة وتركيب مناسب
تُستخدم الهوائيات المكافئة بشكل شائع في الاتصالات عبر الأقمار الصناعية والرادار وعلم الفلك الراديوي.
تؤثر أبعاد العاكس وتصميم التغذية ودقة السطح والمحاذاة على أداء الهوائي الناتج.
4. كيفية مقارنة الهوائيات الاتجاهية
يعتمد الهوائي الأفضل على التطبيق وليس على الكسب وحده.
خذ بعين الاعتبار العوامل التالية:
الكسب وعرض الحزمة: تنتج الاتجاهية الأعلى عمومًا شعاعًا أضيق، مما قد يتطلب محاذاة أكثر دقة.
نطاق التردد: تأكد من أن الهوائي مصمم لنطاق التشغيل.
بيئة التثبيت: يمكن أن تؤثر الهياكل القريبة وأجهزة التثبيت على الأداء.
المتطلبات الميكانيكية: قد يؤثر الحجم والوزن وتحميل الرياح وخيارات التثبيت على الاختيار النهائي.
متطلبات اتصال التردد اللاسلكي: يجب أن تكون واجهة الهوائي ونوع الموصل ومجموعة الكابل والتوجيه متوافقة مع الأجهزة المتصلة.
5. ما أهمية موصلات الترددات اللاسلكية والكابلات المحورية؟
غالبًا ما يتم توصيل الهوائيات الاتجاهية بأجهزة الإرسال أو الاستقبال أو أجهزة الراديو أو غيرها من معدات التردد اللاسلكي من خلال الكابلات المحورية وموصلات التردد اللاسلكي.
مواصفات الهوائي وحدها لا تحدد أداء الاتصال الكامل. يجب مراعاة توهين الكابل وجودة الموصل وتوافق المعاوقة وتردد التشغيل.
على سبيل المثال، قد يؤدي تشغيل الكابل الطويل إلى فقدان الإشارة بشكل أكبر من التشغيل القصير باستخدام كابل مشابه. يعد اختيار الموصل والتثبيت المناسب أمرًا مهمًا أيضًا عند الحفاظ على اتصال RF ثابت.
عند تصميم رابط اتصال اتجاهي، قم بتقييم الهوائي والكابل والموصلات كمسار كامل للتردد اللاسلكي.
عند تقييم مكونات نظام الهوائي الاتجاهي، يجب على المهندسين مراعاة تردد التشغيل والكسب المطلوب وطول الكابل وواجهة الموصل وبيئة التثبيت والقيود الميكانيكية.
يمكن أن يساعد اختيار المكونات المتوافقة في تبسيط تكامل النظام ودعم أداء التردد اللاسلكي المقصود.
خاتمة
توفر هوائيات ياغي والقرن والهوائيات المكافئة طرقًا مختلفة للاتصالات اللاسلكية الاتجاهية. يوفر كل منها مزايا اعتمادًا على التردد ومتطلبات الكسب والأبعاد المادية وظروف التثبيت.
يجب أن يشمل التقييم الكامل للنظام أيضًا موصلات التردد اللاسلكي والكابلات المحورية التي تربط الهوائي بمعدات الاتصال.
اتصل بـ KEESUN لمناقشة متطلبات الاتصال بالهوائي والترددات اللاسلكية.
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.
