موصل الهوائي هو موصل إلكتروني يُستخدم لتوصيل معدات وكابلات التردد اللاسلكي. وظيفته الرئيسية هي نقل الإشارات عالية التردد.
يتميز الموصل بخصائص مطابقة معاوقة ممتازة، مما يضمن تقليل انعكاس الإشارة وفقدانها أثناء النقل بين الموصل والكابل. كما يتميز بخصائص حماية جيدة تمنع التداخل الكهرومغناطيسي الخارجي من التأثير على جودة الإشارة.
تتضمن أنواع موصلات الهوائي الشائعة SMA وBNC وN-type وTNC وما إلى ذلك، وهي مناسبة لمتطلبات التطبيقات المختلفة.
ستقدم لك هذه المقالة أيضًا العديد من الموصلات المستخدمة بشكل شائع:
تردد استخدام الموصل
موصل SMA
موصل التردد اللاسلكي المحوري من نوع SMA هو موصل تردد لاسلكي/ميكروويف صممته شركتا Bendix وOmni-Spectra في أواخر خمسينيات القرن الماضي. وكان من أكثر الموصلات استخدامًا في ذلك الوقت.
في الأصل، تم استخدام موصلات SMA في الكابلات المحورية شبه الصلبة مقاس 0.141 بوصة، والتي تستخدم في المقام الأول في تطبيقات الميكروويف في الصناعة العسكرية، مع حشو عازل من التفلون.
نظرًا لصغر حجم موصل SMA وقدرته على العمل بترددات أعلى (يتراوح نطاق التردد بين 18 جيجاهرتز و12.4 جيجاهرتز عند استخدامه مع الكابلات شبه الصلبة، و12.4 جيجاهرتز عند استخدامه مع الكابلات المرنة)، فإنه يكتسب شعبية متزايدة. وتستطيع بعض الشركات الآن إنتاج موصلات SMA بترددات تتراوح بين 27 جيجاهرتز و15 جيجاهرتز. حتى تطوير موصلات الموجات المليمترية (مثل 3.5 مم و2.92 مم) يأخذ في الاعتبار التوافق الميكانيكي مع موصلات SMA.
موصل SMA
موصل BNC
الاسم الكامل لموصل BNC هو Bayonet Nut Connector (موصل Snap-fit، يصف هذا الاسم بشكل واضح شكل هذا الموصل)، والذي سمي بهذا الاسم نسبة لآلية قفل تركيب الحربة ومخترعيه بول نيل وكارل كونسيلمان.
هو موصل تردد لاسلكي شائع يقلل من انعكاس/فقدان الموجات. تُستخدم موصلات BNC عادةً في تطبيقات الترددات المنخفضة والمتوسطة، وتُستخدم على نطاق واسع في أنظمة الاتصالات اللاسلكية، وأجهزة التلفزيون، ومعدات الاختبار، والمعدات الإلكترونية الترددية.
استُخدمت موصلات BNC أيضًا في شبكات الحاسوب المبكرة. يدعم موصل BNC ترددات إشارة تتراوح من 0 إلى 4 جيجاهرتز، ويمكنه أيضًا العمل حتى 12 جيجاهرتز عند استخدام إصدار عالي الجودة مُصمم خصيصًا لهذا التردد. يوجد نوعان من المقاومة المميزة: 50 أوم و75 أوم. موصلات BNC ذات 50 أوم هي الأكثر شيوعًا.
موصل من النوع N
اخترع بول نيل موصل الهوائي من النوع N في مختبرات بيل في أربعينيات القرن الماضي. صُممت موصلات النوع N في الأصل لتلبية احتياجات المجالين العسكري والطيران لتوصيل أنظمة الرادار وغيرها من معدات التردد اللاسلكي. صُمم موصل النوع N بوصلة ملولبة، مما يوفر مطابقة ممتازة للمقاومة وأداءً ممتازًا في الحماية، وهو مناسب للتطبيقات عالية الطاقة والترددات المنخفضة.
يعتمد نطاق تردد موصلات النوع N عادةً على التصميم ومعايير التصنيع الخاصة بها. عمومًا، تغطي موصلات النوع N نطاق التردد من 0 هرتز (تيار مستمر) إلى 11 جيجاهرتز إلى 18 جيجاهرتز. ومع ذلك، تدعم موصلات النوع N عالية الجودة نطاقات تردد أعلى، تصل إلى أكثر من 18 جيجاهرتز. في التطبيقات العملية، تُستخدم موصلات النوع N بشكل رئيسي في تطبيقات الترددات المنخفضة والمتوسطة، مثل الاتصالات اللاسلكية والبث والاتصالات عبر الأقمار الصناعية وأنظمة الرادار.
موصل من النوع N
موصل TNC
اخترع بول نيل وكارل كونسيلمان موصل TNC (موصل نيل-كونسيلمان الملولب) في أوائل ستينيات القرن العشرين. وهو نسخة مُحسّنة من موصل BNC، ويستخدم طريقة توصيل ملولبة.
تبلغ المقاومة المميزة 50 أوم، ويتراوح نطاق تردد التشغيل الأمثل بين 0 و11 جيجاهرتز. في نطاق ترددات الميكروويف، تتفوق موصلات TNC على موصلات BNC. تتميز بمقاومة عالية للصدمات، وموثوقية عالية، وخصائص ميكانيكية وكهربائية ممتازة، وغيرها، وتُستخدم على نطاق واسع في أجهزة الراديو والأجهزة الإلكترونية لتوصيل كابلات التردد اللاسلكي المحورية.
موصل 3.5 ملم
موصل 3.5 مم هو موصل محوري يعمل بترددات الراديو. القطر الداخلي للموصل الخارجي 3.5 مم، والممانعة المميزة 50 أوم، وآلية التوصيل عبارة عن سن 1/4-36UNS-2 بوصة.
في منتصف سبعينيات القرن العشرين، أطلقت شركتا هيوليت باكارد وأمفينول الأمريكيتان (اللتان طورتهما شركة إتش بي بشكل رئيسي، بينما تولت شركة أمفينول الإنتاج الأولي) موصلًا بقياس 3.5 مم، يعمل بتردد يصل إلى 33 جيجاهرتز، وهو أقدم تردد لاسلكي يُستخدم في نطاق الموجات المليمترية. أحد الموصلات المحورية.
بالمقارنة مع موصلات SMA (بما في ذلك موصل "Super SMA" من Southwest Microwave)، تستخدم موصلات 3.5 مم عازلًا هوائيًا، وتتميز بموصلات خارجية أكثر سمكًا من موصلات SMA، كما أنها تتمتع بمتانة ميكانيكية أفضل. لذلك، لا يتفوق أداء موصلات SMA الكهربائي عليها فحسب، بل تتميز أيضًا بمتانتها الميكانيكية وقابليتها لتكرار أدائها، مما يجعلها أكثر ملاءمة للاستخدام في مجال الاختبار.
موصل 2.92 مم
موصل 2.92 مم، يُطلق عليه بعض المصنّعين اسم 2.9 مم أو موصل من النوع K، وبعضهم الآخر يُطلق عليه اسم SMK أو KMC أو WMP4، وهو موصل محوري للترددات الراديوية بقطر داخلي للموصل الخارجي يبلغ 2.92 مم. الخصائص: مقاومة 50 أوم، وآلية التوصيل: 1/4-36UNS-2 بوصة. هيكله مشابه لموصل 3.5 مم، ولكنه أصغر حجمًا.
في عام ١٩٨٣، طوّر ويليام أولد فيلد، كبير مهندسي ويلترون، موصلًا جديدًا من النوع K/2.92 مم، يعتمد على تلخيص وتجاوز موصلات الموجات المليمترية المُستخدمة سابقًا (موصل K هو العلامة التجارية). يبلغ قطر الموصل الداخلي لهذا الموصل ١.٢٧ مم، ويمكن استخدامه مع موصلات SMA وموصلات ٣.٥ مم.
يتميز موصل 2.92 مم بأداء كهربائي ممتاز في نطاق التردد (0-46) جيجاهرتز، وهو متوافق ميكانيكيًا مع موصلات SMA وموصلات 3.5 مم. ونتيجةً لذلك، سرعان ما أصبح من أكثر موصلات mmWave استخدامًا.
موصل 2.4 مم
تم تطوير موصل 2.4 مم بشكل مشترك بين HP (الشركة السلف لشركة Keysight Technologies) وAmphenol وM/A-COM. يمكن اعتباره نسخة مصغرة من موصل 3.5 مم، مما يوفر زيادة كبيرة في الحد الأقصى للتردد. يُستخدم هذا الموصل على نطاق واسع في أنظمة 50 جيجاهرتز، ويمكنه العمل حتى تردد 60 جيجاهرتز. ولحل مشكلة تعرض موصلات SMA و2.92 مم للتلف، صُمم موصل 2.4 مم لمعالجة هذه العيوب عن طريق زيادة سمك الجدار الخارجي للموصل وتقوية دبابيس التوصيل. يتيح هذا التصميم المبتكر لموصل 2.4 مم أداءً ممتازًا في تطبيقات التردد العالي.
تطورت موصلات الهوائيات من تصاميم بسيطة ذات خيوط إلى أنواع متعددة من الموصلات عالية الأداء. ومع تقدم التكنولوجيا، تواصل الموصلات سعيها لتحقيق خصائص الحجم الأصغر والتردد الأعلى والنطاق الترددي الأكبر لتلبية الاحتياجات المتغيرة للاتصالات اللاسلكية. لكل موصل خصائصه ومزاياه الخاصة في مختلف تطبيقاته، لذا فإن اختيار موصل الهوائي المناسب أمر بالغ الأهمية لضمان جودة واستقرار نقل الإشارة.
وقت النشر: ٢٦ ديسمبر ٢٠٢٣
