1. مقدمة للهوائيات
الهوائي عبارة عن بنية انتقالية بين الفضاء الحر وخط النقل، كما هو موضح في الشكل 1. يمكن أن يكون خط النقل على شكل خط محوري أو أنبوب مجوف (دليل موجي)، يستخدم لنقل الطاقة الكهرومغناطيسية من المصدر إلى هوائي، أو من هوائي إلى جهاز الاستقبال.الأول هو هوائي الإرسال، والثاني هو هوائي الاستقبالهوائي.
الشكل 1: مسار نقل الطاقة الكهرومغناطيسية
يتم تمثيل إرسال نظام الهوائي في وضع الإرسال في الشكل 1 بمكافئ Thevenin كما هو موضح في الشكل 2، حيث يتم تمثيل المصدر بمولد إشارة مثالي، ويتم تمثيل خط النقل بخط ذو مقاومة مميزة Zc، و ويتم تمثيل الهوائي بالحمل ZA [ZA = (RL + Rr) + jXA].تمثل مقاومة الحمل RL التوصيل وخسائر العزل الكهربائي المرتبطة بهيكل الهوائي، بينما تمثل Rr مقاومة إشعاع الهوائي، وتستخدم المفاعلة XA لتمثيل الجزء التخيلي من الممانعة المرتبطة بإشعاع الهوائي.وفي ظل الظروف المثالية، ينبغي نقل كل الطاقة المولدة من مصدر الإشارة إلى مقاومة الإشعاع Rr، التي تستخدم لتمثيل القدرة الإشعاعية للهوائي.ومع ذلك، في التطبيقات العملية، هناك خسائر في الموصل والعازل الكهربائي بسبب خصائص خط النقل والهوائي، بالإضافة إلى الخسائر الناجمة عن الانعكاس (عدم التطابق) بين خط النقل والهوائي.مع الأخذ في الاعتبار المعاوقة الداخلية للمصدر وتجاهل خسائر خط النقل والانعكاس (عدم التطابق)، يتم توفير الطاقة القصوى للهوائي في ظل المطابقة المترافقة.
الشكل 2
بسبب عدم التطابق بين خط النقل والهوائي، يتم فرض الموجة المنعكسة من الواجهة مع الموجة الساقطة من المصدر إلى الهوائي لتشكيل موجة دائمة، والتي تمثل تركيز الطاقة وتخزينها وهي جهاز رنين نموذجي.يظهر الخط المنقط في الشكل 2 نمطًا نموذجيًا للموجة الدائمة. إذا لم يتم تصميم نظام الهوائي بشكل صحيح، فيمكن أن يعمل خط النقل إلى حد كبير كعنصر تخزين للطاقة بدلاً من دليل موجي وجهاز نقل الطاقة.
الخسائر الناجمة عن خط النقل والهوائي والموجات المستقرة غير مرغوب فيها.يمكن تقليل خسائر الخطوط عن طريق اختيار خطوط نقل منخفضة الخسارة، في حين يمكن تقليل خسائر الهوائي عن طريق تقليل مقاومة الخسارة التي يمثلها RL في الشكل 2. ويمكن تقليل الموجات الدائمة ويمكن تقليل تخزين الطاقة في الخط عن طريق مطابقة مقاومة الهوائي (الحمل) مع المعاوقة المميزة للخط.
في الأنظمة اللاسلكية، بالإضافة إلى استقبال أو نقل الطاقة، عادةً ما تكون الهوائيات مطلوبة لتعزيز الطاقة المشعة في اتجاهات معينة وقمع الطاقة المشعة في اتجاهات أخرى.لذلك، بالإضافة إلى أجهزة الكشف، يجب أيضًا استخدام الهوائيات كأجهزة توجيه.يمكن أن تكون الهوائيات بأشكال مختلفة لتلبية الاحتياجات المحددة.قد يكون سلكًا أو فتحة أو رقعة أو مجموعة عناصر (مصفوفة) أو عاكسًا أو عدسة وما إلى ذلك.
في أنظمة الاتصالات اللاسلكية، تعتبر الهوائيات واحدة من أهم المكونات.يمكن أن يؤدي التصميم الجيد للهوائي إلى تقليل متطلبات النظام وتحسين الأداء العام للنظام.والمثال الكلاسيكي هو التلفزيون، حيث يمكن تحسين استقبال البث باستخدام هوائيات عالية الأداء.تمثل الهوائيات بالنسبة لأنظمة الاتصالات ما تمثله العيون بالنسبة للبشر.
2. تصنيف الهوائي
الهوائي البوق هو هوائي مستو، وهو هوائي ميكروويف ذو مقطع عرضي دائري أو مستطيل يفتح تدريجيا في نهاية الدليل الموجي.وهو النوع الأكثر استخدامًا من هوائيات الميكروويف.يتم تحديد مجال الإشعاع الخاص بها بحجم فتحة البوق ونوع الانتشار.ومن بينها يمكن حساب تأثير جدار البوق على الإشعاع باستخدام مبدأ الحيود الهندسي.إذا ظل طول البوق دون تغيير، فإن حجم الفتحة وفرق الطور التربيعي سيزداد مع زيادة زاوية فتح البوق، لكن الكسب لن يتغير مع حجم الفتحة.إذا كانت هناك حاجة إلى توسيع نطاق تردد البوق، فمن الضروري تقليل الانعكاس عند الرقبة وفتحة البوق؛سوف يقل الانعكاس مع زيادة حجم الفتحة.هيكل هوائي البوق بسيط نسبيًا، كما أن نمط الإشعاع بسيط نسبيًا وسهل التحكم فيه.يستخدم بشكل عام كهوائي اتجاهي متوسط.غالبًا ما تستخدم الهوائيات البوقية العاكسة المكافئة ذات النطاق الترددي العريض والفصوص الجانبية المنخفضة والكفاءة العالية في اتصالات ترحيل الموجات الدقيقة.
RM-DCPHA105145-20(10.5-14.5 جيجا هرتز)
RM-BDHA1850-20(18-50 جيجا هرتز)
RM-SGHA430-10(1.70-2.60 جيجا هرتز)
2. هوائي ميكروستريب
يتكون هيكل هوائي microstrip بشكل عام من ركيزة عازلة ومبرد ومستوى أرضي.سمك الركيزة العازلة أصغر بكثير من الطول الموجي.يتم توصيل الطبقة المعدنية الرقيقة الموجودة في الجزء السفلي من الركيزة بالمستوى الأرضي، ويتم تصنيع الطبقة المعدنية الرقيقة ذات الشكل المحدد في المقدمة من خلال عملية الطباعة الحجرية الضوئية كمبرد.يمكن تغيير شكل الرادياتير بعدة طرق حسب المتطلبات.
وقد شجع ظهور تكنولوجيا تكامل الميكروويف وعمليات التصنيع الجديدة على تطوير هوائيات الشرائح الدقيقة.بالمقارنة مع الهوائيات التقليدية، فإن هوائيات الشرائح الصغيرة ليست فقط صغيرة الحجم، وخفيفة الوزن، ومنخفضة الشكل، وسهلة المطابقة، ولكنها أيضًا سهلة التكامل، ومنخفضة التكلفة، ومناسبة للإنتاج الضخم، كما أنها تتمتع بمزايا الخصائص الكهربائية المتنوعة. .
RM-MA424435-22 (4.25-4.35 جيجا هرتز)
RM-MA25527-22 (25.5-27 جيجا هرتز)
هوائي فتحة الدليل الموجي هو هوائي يستخدم الفتحات الموجودة في بنية الدليل الموجي لتحقيق الإشعاع.وتتكون عادةً من لوحين معدنيين متوازيين يشكلان دليلًا موجيًا به فجوة ضيقة بين اللوحين.عندما تمر الموجات الكهرومغناطيسية عبر فجوة الدليل الموجي، ستحدث ظاهرة الرنين، وبالتالي توليد مجال كهرومغناطيسي قوي بالقرب من الفجوة لتحقيق الإشعاع.نظرًا لهيكله البسيط، يمكن لهوائي فتحة الدليل الموجي تحقيق إشعاع عريض النطاق وعالي الكفاءة، لذلك يستخدم على نطاق واسع في الرادار والاتصالات وأجهزة الاستشعار اللاسلكية وغيرها من المجالات في نطاقات الموجات الميكروية والمليمترية.وتشمل مزاياها كفاءة الإشعاع العالية، وخصائص النطاق العريض والقدرة الجيدة على مقاومة التداخل، لذلك يفضلها المهندسون والباحثون.
RM-PA7087-43(71-86 جيجا هرتز)
RM-PA1075145-32(10.75-14.5 جيجا هرتز)
RM-SWA910-22(9-10 جيجا هرتز)
الهوائي الثنائي هو هوائي واسع النطاق ذو هيكل ثنائي الشكل، يتميز باستجابة ترددية واسعة وكفاءة إشعاعية عالية.الجزءان المخروطيان من الهوائي ثنائي المخروط متماثلان مع بعضهما البعض.ومن خلال هذا الهيكل، يمكن تحقيق إشعاع فعال في نطاق ترددي واسع.يتم استخدامه عادةً في مجالات مثل تحليل الطيف وقياس الإشعاع واختبار التوافق الكهرومغناطيسي.إنه يتمتع بمطابقة مقاومة جيدة وخصائص إشعاعية وهو مناسب لسيناريوهات التطبيق التي تحتاج إلى تغطية ترددات متعددة.
آر إم-BCA2428-4 (24-28 جيجا هرتز)
RM-BCA218-4 (2-18 جيجا هرتز)
الهوائي الحلزوني هو هوائي واسع النطاق ذو هيكل حلزوني، يتميز باستجابة ترددية واسعة وكفاءة إشعاعية عالية.يحقق الهوائي الحلزوني تنوع الاستقطاب وخصائص الإشعاع واسعة النطاق من خلال هيكل الملفات الحلزونية، وهو مناسب للرادار والاتصالات عبر الأقمار الصناعية وأنظمة الاتصالات اللاسلكية.
RM-PSA0756-3(0.75-6 جيجا هرتز)
RM-PSA218-2R (2-18 جيجا هرتز)
لمعرفة المزيد عن الهوائيات، يرجى زيارة:
وقت النشر: 14 يونيو 2024
