1. ما هو الهوائي؟
كما نعلم جميعًا، هناك جميع أنواع wأجهزة اتصال لا إراديةفي حياتنا، مثل وصلة تنزيل الفيديو بدون طيار،وصلة لاسلكية للروبوت, نظام الشبكة الرقميةويستخدم نظام الإرسال الراديوي هذا موجات الراديو لنقل المعلومات لاسلكيًا مثل الفيديو والصوت والبيانات.الهوائي هو جهاز يستخدم لإشعاع واستقبال موجات الراديو.
2. عرض النطاق الترددي للهوائي
عندما يتغير تردد تشغيل الهوائي، تكون درجة التغير في المعلمات الكهربائية ذات الصلة للهوائي ضمن النطاق المسموح به.نطاق التردد المسموح به في هذا الوقت هو عرض نطاق تردد الهوائي، والذي يشار إليه عادةً بعرض النطاق الترددي.أي هوائي له عرض نطاق تشغيلي معين، وليس له أي تأثير مقابل خارج نطاق التردد هذا.
عرض النطاق الترددي المطلق: ABW=fmax - fmin
عرض النطاق الترددي النسبي: FBW=(fmax - fmin)/f0×100%
f0=1/2(fmax + fmin) هو التردد المركزي
عندما يعمل الهوائي بالتردد المركزي، تكون نسبة الموجة المستقرة هي الأصغر وتكون الكفاءة هي الأعلى.
لذلك، عادة ما يتم التعبير عن صيغة النطاق الترددي النسبي على النحو التالي: FBW=2(fmax- fmin)/(fmax+ fmin)
نظرًا لأن عرض نطاق الهوائي هو نطاق تردد التشغيل حيث تلبي واحدة أو بعض معلمات الأداء الكهربائي للهوائي المتطلبات، يمكن استخدام معلمات كهربائية مختلفة لقياس عرض نطاق التردد.على سبيل المثال، عرض نطاق التردد المقابل لعرض الفص 3 ديسيبل (يشير عرض الفص إلى الزاوية بين نقطتين حيث تنخفض شدة الإشعاع بمقدار 3 ديسيبل، أي أن كثافة الطاقة تنخفض بمقدار النصف، على جانبي اتجاه الإشعاع الأقصى للفص الرئيسي)، وعرض نطاق التردد حيث تلبي نسبة الموجة الدائمة متطلبات معينة.ومن بينها، الأكثر استخدامًا هو عرض النطاق الترددي المقاس بنسبة الموجة الدائمة.
3. العلاقة بين تردد التشغيل وحجم الهوائي
في نفس الوسط، تكون سرعة انتشار الموجات الكهرومغناطيسية مؤكدة (تساوي سرعة الضوء في الفراغ، مسجلة بـ c≈3×108m/s).وفقا لـ c=lectf، يمكن ملاحظة أن الطول الموجي يتناسب عكسيا مع التردد، وأن الاثنين هما العلاقة المقابلة الوحيدة.
يتناسب طول الهوائي بشكل مباشر مع الطول الموجي ويتناسب عكسيا مع التردد.أي أنه كلما زاد التردد، قل الطول الموجي، وأصبح من الممكن صنع هوائي أقصر.وبطبيعة الحال، فإن طول الهوائي عادة لا يساوي طول موجة واحدة، بل غالبا ما يكون 1/4 طول موجة أو 1/2 طول موجة (عموما يتم استخدام الطول الموجي المقابل لتردد التشغيل المركزي).لأنه عندما يكون طول الموصل مضاعفًا لعدد صحيح قدره 1/4 من الطول الموجي، فإن الموصل يُظهر خصائص الرنين عند تردد ذلك الطول الموجي.عندما يكون طول الموصل 1/4 طول موجي، يكون له خصائص رنين متسلسل، وعندما يكون طول الموصل 1/2 طول موجي، يكون له خصائص رنين متوازي.في حالة الرنين هذه، يشع الهوائي بقوة وتكون كفاءة تحويل الإرسال والاستقبال عالية.على الرغم من أن إشعاع المذبذب يتجاوز نصف الطول الموجي، إلا أن الإشعاع سيستمر في التعزيز، لكن الإشعاع المضاد للطور للجزء الزائد سينتج عنه تأثير إلغاء، وبالتالي يتم التأثير على تأثير الإشعاع الإجمالي.لذلك، تستخدم الهوائيات الشائعة وحدة طول المذبذب التي تبلغ 1/4 طول موجة أو 1/2 طول موجة.ومن بينها، يستخدم الهوائي ذو الطول الموجي 1/4 الأرض بشكل أساسي كمرآة بدلاً من هوائي نصف الموجة.
يمكن للهوائي ذو الطول الموجي 1/4 تحقيق نسبة موجة ثابتة وتأثير استخدام مثالي عن طريق ضبط المصفوفة، وفي الوقت نفسه، يمكنه توفير مساحة التثبيت.ومع ذلك، عادة ما يكون للهوائيات بهذا الطول كسب منخفض ولا يمكنها تلبية احتياجات بعض سيناريوهات الإرسال ذات الكسب العالي.في هذه الحالة، يتم عادة استخدام هوائيات ذات طول موجي 1/2.
بالإضافة إلى ذلك، فقد ثبت نظريًا وعمليًا أن مصفوفة الطول الموجي 5/8 (هذا الطول قريب من 1/2 طول موجي ولكن لديه إشعاع أقوى من 1/2 طول موجي) أو مصفوفة تقصير تحميل الطول الموجي 5/8 (يوجد يمكن أيضًا تصميم أو اختيار ملف تحميل بنصف مسافة الطول الموجي من أعلى الهوائي للحصول على هوائي فعال من حيث التكلفة وكسب أعلى.
يمكن ملاحظة أنه عندما نعرف تردد تشغيل الهوائي، يمكننا حساب الطول الموجي المقابل، ومن ثم دمجه مع نظرية خط النقل وظروف مساحة التثبيت ومتطلبات كسب الإرسال، يمكننا معرفة الطول المناسب للهوائي المطلوب تقريبًا .
وقت النشر: 13 أكتوبر 2023
